Konsumsi Listrik & Pemantauan Lingkungan Via Sigfox: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Keterangan

Proyek ini akan menunjukkan kepada Anda bagaimana mendapatkan konsumsi listrik sebuah ruangan pada distribusi daya tiga fase dan kemudian mengirimkannya ke server menggunakan jaringan Sigfox setiap 10 menit.

Bagaimana mengukur kekuatan?

Kami mendapat tiga klem arus dari meteran energi lama.

Hati-hati ! Dibutuhkan teknisi listrik untuk pemasangan klem. Juga, jika Anda tidak tahu penjepit mana yang Anda butuhkan untuk pemasangan Anda, ahli listrik dapat memberi tahu Anda.

Mikrokontroler mana yang akan digunakan?

Kami menggunakan kartu Snootlab Akeru yang kompatibel dengan Arduino.

Apakah ini bekerja pada semua meteran listrik?

Ya, kami hanya mengukur arus berkat klem. Jadi Anda dapat menghitung konsumsi saluran yang Anda inginkan.

Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk membuatnya?

Setelah Anda memiliki semua persyaratan perangkat keras, kode sumber tersedia di Github. Jadi, dalam satu atau dua jam, Anda akan dapat membuatnya bekerja.

Apakah saya memerlukan pengetahuan sebelumnya?

Anda perlu tahu apa yang Anda lakukan secara elektrik dan bagaimana menggunakan Arduino dan Actoboard.

Untuk Arduino dan Actoboard, Anda dapat mempelajari semua dasarnya dari Google. Sangat mudah digunakan.

Siapa kita?

Nama kami adalah Florian PARIS, Timothée FERRER--LOUBEAU dan Maxence MONTFORT. Kami adalah mahasiswa di Université Pierre et Marie Curie di Paris. Proyek ini mengarah pada tujuan pendidikan di sekolah teknik Prancis (Polytech'Paris-UPMC).

Langkah 1: Sigfox & Actoboard

Apa itu Sigfox?

Sigfox menggunakan teknologi radio di Ultra Narrow Band (UNB). Frekuensi sinyal sekitar 10Hz-90Hz, oleh karena itu sinyal sulit dideteksi karena noise. Namun Sigfox telah menemukan sebuah protokol yang dapat menguraikan sinyal dalam kebisingan. Teknologi ini memiliki jangkauan yang jauh (hingga 40km), apalagi konsumsi chip 1000 kali lebih sedikit dari chip GSM. Chip sigfox memiliki masa pakai yang hebat (hingga 10 tahun). Namun teknologi sigfox memiliki batasan transmisi (150 pesan 12 Bytes per hari). Itulah mengapa sigfox adalah solusi konektivitas yang didedikasikan untuk Internet of Things (IoT).

Apa itu Actoboard?

Actoboard adalah layanan online yang memungkinkan pengguna membuat grafik (dasbor) untuk menampilkan data langsung, ia memiliki banyak kemungkinan penyesuaian berkat pembuatan widget. Data dikirim dari chip Arduino kami berkat modul Sigfox terintegrasi. Saat Anda membuat widget baru, Anda hanya perlu memilih variabel yang Anda minati lalu memilih jenis grafik yang ingin Anda gunakan (grafik batang, titik awan…) dan terakhir rentang pengamatan. Kartu kami akan mengirimkan data dari penangkap (tekanan, suhu, penerangan) dan dari penjepit saat ini, informasi akan ditampilkan setiap hari dan setiap minggu serta uang yang dihabiskan untuk listrik

Langkah 2: Persyaratan Perangkat Keras

Dalam tutorial ini, kita akan menggunakan:

• Sebuah Snootlab-Akeru
• Sebuah perisai Arduino Seeed Studio
• A LEM EMN 100-W4 (hanya klem)
• Sebuah resistor fotosel
• BMP 180
• SEN11301P
• Sebuah RTC

Hati-hati: karena kami hanya memiliki perangkat keras untuk mengukur arus, kami membuat beberapa asumsi. Lihat langkah selanjutnya: studi kelistrikan.

-Raspberry PI 2: Kami menggunakan Raspberry untuk menampilkan data Actoboard pada layar di sebelah meteran listrik (raspberry membutuhkan lebih sedikit ruang daripada komputer biasa).

-Snootlab Akeru: Kartu Arduino ini yang merupakan modul sigfox bilangan bulat berisi perangkat lunak pemantauan yang memungkinkan kita untuk menganalisis data dari sensor dan mengirimkannya ke Actoboard.

-Grove Shield: Ini adalah modul tambahan yang dicolokkan pada chip Akeru, memegang 6 port analog dan 3 port I²C yang digunakan untuk memasang sensor kami

-LEM EMN 100-W4: Klem amp ini dihubungkan ke setiap fase meteran listrik, kami menggunakan resistor paralel untuk mendapatkan gambar arus yang dikonsumsi dengan akurasi 1,5%.

-BMP 180: Sensor ini mengukur suhu dari -40 hingga 80 °C serta tekanan sekitar dari 300 hingga 1100 hPa, sensor ini harus dicolokkan ke slot I2C.

-SEN11301P: Sensor ini juga memungkinkan kita untuk mengukur suhu (kita akan menggunakan yang ini untuk fungsi itu karena lebih akurat -> 0,5% daripada 1°C untuk BMP180) dan kelembaban dengan akurasi 2%.

-Photoresistor: Kami menggunakan komponen itu untuk mengukur kecerahan, itu adalah semi-konduktor yang sangat resistif yang menurunkan resistansi ketika kecerahan naik. Kami memilih lima rentang resistivitas untuk dijelaskan

Langkah 3: Studi Listrik

Sebelum terjun ke pemrograman, disarankan untuk mengetahui data menarik yang akan diperoleh kembali dan cara memanfaatkannya. Untuk itu, kami merealisasikan proyek studi elektroteknik.

Kami mendapatkan kembali arus dalam garis berkat tiga klem arus (LEM EMN 100-W4). Arus melewati kemudian dalam hambatan 10 Ohm. Ketegangan di perbatasan perlawanan adalah gambar dari arus di garis yang sesuai.

Hati-hati, dalam elektroteknik daya pada jaringan tiga fase yang seimbang diperhitungkan dengan hubungan berikut: P=3*V*I*cos(Phi).

Di sini, kami mempertimbangkan tidak hanya bahwa jaringan tiga fase seimbang tetapi juga bahwa cos(Phi)=1. Faktor daya sama dengan 1 melibatkan beban murni resistif. Apa yang tidak mungkin dalam praktik. Gambar tegangan arus garis diambil sampelnya secara langsung selama 1 detik di Snootlab-Akeru. Kami mendapatkan kembali nilai maks dari setiap ketegangan. Kemudian, kami menambahkannya untuk mendapatkan jumlah total arus yang dikonsumsi oleh instalasi. Kami menghitung kemudian nilai efektif dengan rumus berikut: Vrms=SUM(Vmax)/SQRT(2)

Kami kemudian menghitung nilai sebenarnya dari arus, yang kami temukan dengan mengatur menghitung nilai resistansi, serta koefisien klem arus: Irms=Vrms*res*(1/R) (res adalah resolusi ADC 4.88mv/bit)

Setelah jumlah efektif arus instalasi diketahui, kami menghitung daya dengan rumus yang terlihat lebih tinggi. Kami mengurangi energi yang dikonsumsi darinya. Dan kita ubah hasilnya kW.h: W=P*t

Kami akhirnya menghitung harga dalam kW.h dengan mempertimbangkan bahwa 1kW.h=0,15€. Kami mengabaikan biaya langganan.

Langkah 4: Menghubungkan Semua Sistem

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• SEL FOTO A3
• DETEKTUR 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• BAROMETRE 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

Langkah 5: Unduh Kode & Unggah Kode

Sekarang Anda telah terhubung dengan baik, Anda dapat mengunduh kode di sini:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Kodenya dalam bahasa Prancis, bagi mereka yang membutuhkan penjelasan, jangan ragu untuk bertanya di komentar.

Sekarang Anda memiliki kode, Anda perlu mengunggahnya di Snootlab-Akeru. Anda dapat menggunakan Arduino IDE untuk melakukannya. Setelah kode diunggah, Anda dapat melihat apakah led merespons gerakan Anda.

Langkah 6: Siapkan Actoboard

Sekarang sistem Anda berfungsi, Anda dapat memvisualisasikan data di actoboard.com.

Hubungkan Anda dengan ID dan kata sandi Anda yang diterima dari Sigfox atau kartu Snootlab-Akeru.

Setelah selesai, Anda perlu membuat dasbor baru. Setelah itu Anda dapat menambahkan widget yang Anda inginkan di dashboard.

Data tiba dalam bahasa Prancis, jadi ini yang setara:

• Energie_KWh = Energi (dalam KW.h)
• Cout_Total = Total Harga (dengan asumsi 1KW.h = 0,15€)
• Kelembaban = Kelembaban
• Lumiere = Cahaya

Langkah 7: Analisis Data

Ya, ini adalah akhir!

Anda sekarang dapat memvisualisasikan statistik Anda seperti yang Anda inginkan. Beberapa penjelasan selalu bagus untuk dipahami bagaimana ini dikembangkan:

• Energie_KWh: akan direset setiap hari pada pukul 00:00
• Cout_Total: tergantung Energie_KWh, dengan asumsi 1KW.h sama dengan 0,15€
• Suhu: dalam °Celcius
• Kelembaban: dalam %HR
• Kehadiran: jika seseorang ada di sini di antara keduanya, kirim melalui Sigfox
• Lumiere: intensitas cahaya di dalam ruangan; 0=ruangan gelap, 1=ruangan gelap, 2=ruangan terang, 3=ruangan terang, 4=ruangan sangat terang

Nikmati papan dahsboard Anda!

Langkah 8: Bawa Pengetahuan Anda

Sekarang sistem kami selesai, kami akan melakukan proyek lain.

Namun, jika Anda ingin meningkatkan atau meningkatkan sistem, jangan ragu untuk bertukar di komentar!

Kami harap ini memberi Anda beberapa ide. Jangan lupa untuk membagikannya.

Kami berharap yang terbaik untuk proyek DIY Anda.

Timothée, Florian dan Maxence