عداد الطاقة اللاسلكي مع التحكم في الحمل: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

المقدمة

قناة يوتيوب::::

يعتمد هذا المشروع على متحكم Atmega16 الدقيق باعتباره العقل الرئيسي للحساب.

تُستخدم وحدة الاتصال اللاسلكي NRF24L01 + لنقل البيانات اللاسلكية.

اليوم لدينا المئات والآلاف من عدادات الطاقة المثبتة في مجمع سكني ، ومركز تسوق ، ومدرسة ، وجامعة ، وبيوت شبابية وغيرها الكثير. تنشأ المشكلة عندما يقرأ الموظف العداد لحساب الفاتورة لكل عداد طاقة. انها تتطلب الكثير من القوى العاملة والتكلفة.

لقد توصلت هنا إلى مشروع بسيط من شأنه توفير القوى العاملة والتكلفة عن طريق النقل التلقائي لعدد الطاقة لمقياس طاقة متعدد إلى المضيف أو مزود الخدمة.

لقد أخذت البيانات من Three Energy meter وأرسلت البيانات إلى جهاز الاستقبال ، والذي قام بحساب الحمل والاستهلاك الإجمالي لكل متر.

إذا تجاوز الحمل المستوى المسموح به ، يبدأ الجرس.

يتم حفظ البيانات في جانب المرسل لذلك لا يتم إنتاج أي فقد للبيانات في حالة إيقاف تشغيل جهاز الاستقبال أو فقد الاتصال.

هنا فيديو العمل.

المكونات المختلفة هي:

• عداد الطاقة X 3
• NRF24L01 × 2
• Atmega16 × 2
• Optocoupler X 3

الخطوة 1: إعداد عداد الطاقة

1. افتح عداد الطاقة أولاً

2. قم فقط بقطع طرف الكاثود لمصباح Cal LED

3. جندى 2 أسلاك على طرفي الصمام.

4. قم بتوصيل الكاثود الخاص بمصباح LED بالمقبس Pin1 الخاص بالمقرن البصري (MCT2E) والطرف الآخر من مؤشر LED بـ Pin2 الخاص بالمقرن البصري

5. قم بتوصيل السن 4 من قارنة التوصيل البصري بسلك أسود و Pin5 بالسلك البني. قم بتوصيل السلك الأسود بأرض لوحة الدائرة لمشاريع عداد الطاقة المدفوعة مسبقًا أو مشاريع قراءة العدادات التلقائية. يحمل السلك البني خرج النبض.

6. قم بتوصيل مصدر الطاقة والتحميل حسب هذه الصورة.

الخطوة 2: أساسيات Algo للحساب

هنا يتم ربط المقياس بمتحكم دقيق من خلال النبضة التي تومض دائمًا على العداد. علاوة على ذلك ، يتم حساب النبض وفقًا لفترة وميضه ، باستخدام هذا المبدأ ، قمنا بحسابه لوحدة واحدة ، وبالتالي ما هي الشحنة التي ستكون للوحدة.

بعد استخدام طاقة 0.3125 وات ، يومض مؤشر LED (معايرة). يعني إذا استخدمنا لمبة 100 وات لمدة دقيقة ، فسيومض النبض 5.3 مرة في الدقيقة. ويمكن حساب ذلك باستخدام صيغة معطاة.

النبض = (معدل النبض للمتر * واط * 60) / (1000 * 3600)

إذا كان معدل النبض للمتر هو 3200 عفريت وكان الواط المستخدم 100 ، فعندئذ يكون لدينا

النبض = (3200 * 100 * 60) / (1000 * 3600)

النبض = 5.333333333 في الدقيقة

إذا حدث 5.3333333333 نبضات في دقيقة واحدة ، فسيحدث نبضات في ساعة واحدة..

النبض = 5.3333333333 * 60 النبض = 320 ~ 320 نبضة ستحدث في ساعة

لذلك ، في ساعة واحدة ، استهلكت لمبة 100 واط 100 واط من الكهرباء وحوالي 320 نبضة وميض.

يمكننا الآن حساب نبضة كهربائية واحدة مستهلكة بالواط

نبضة واحدة (واط) = 100 / 320

نبضة واحدة (واط) = 0.3125

يعني 0.3125 واط من الكهرباء تستهلك نبضة واحدة.

الآن وحدة الوحدات = (نبضة طاقة (كهرباء)) * نبضات / 1000

إذا كانت النبضة الواحدة = 0.3125 وات النبضات في 10 ساعات = 3200

ثم الوحدة ستكون الوحدة = (0.3125 * 3200) / 1000 وحدة = 1 يعني ، وحدة واحدة في 10 ساعات لمبة 100 وات.

لنفترض الآن أن سعر الوحدة الواحدة هو 7 روبية ، فإن تكلفة نبضة واحدة ستكون

تكلفة النبضة الواحدة = (7 * طاقة نبضة واحدة مستهلكة) / 1000

تكلفة النبضة الواحدة = (7 * 0.3125) / 1000

تكلفة النبضة الواحدة = 0.0021875 روبية

الخطوة 3: Nrf24L01 (الائتمان إلى

ادرس هذا الرابط

الوحدة النمطية nRF24L01 هي وحدة RF رائعة تعمل على النطاق 2 ، 4 جيجاهرتز وهي مثالية للاتصالات اللاسلكية في المنزل لأنها تخترق حتى الجدران الخرسانية السميكة. يقوم nRF24L01 بكل البرمجة الصعبة التي تسبقك ، كما أنه يحتوي على وظيفة للتحقق تلقائيًا مما إذا كانت البيانات المرسلة قد تم تلقيها من الطرف الآخر. هناك إصداران مختلفان من شرائح عائلة nRF ويبدو أنها تعمل جميعها في طريقة مشابهة. لقد استخدمت على سبيل المثال وحدة nRF905 (433 ميجا هرتز) مع نفس الرمز تقريبًا الذي استخدمه في nRF24L01 و nRF24L01 + دون أي مشاكل. تتمتع هذه الوحدات الصغيرة بنطاق مثير للإعجاب ، مع بعض الإصدارات التي تدير اتصال يصل إلى 1000 متر (رؤية مجانية) وما يصل إلى 2000 متر بهوائي بيكاد.

nRF24L01 مقابل nRF24L01 +

الإصدار (+) هو الإصدار المحدث الجديد من الشريحة ويدعم معدل بيانات 1 ميجابت في الثانية و 2 ميجابت في الثانية و "وضع مسافة طويلة" 250 كيلو بت في الثانية وهو مفيد جدًا عندما تريد تمديد طول البث. nRF24L01 الأقدم (التي استخدمتها في مشاركاتي السابقة) تدعم فقط معدل بيانات 1 ميجابت في الثانية أو 2 ميجابت في الثانية كلا النموذجين متوافقان مع بعضهما البعض ، طالما تم ضبطهما على نفس معدل البيانات. نظرًا لأن كلاهما يكلفان نفس التكلفة تقريبًا (قريبًا من لا شيء) ، فإنني أوصيك بشراء الإصدار +!

الجزء الأول - اختلافات في توصيل الإعداد تحتوي الوحدة النمطية nRF24L01 على 10 موصلات والإصدار + 8. والفرق هو أن الإصدار + بدلاً من وجود اثنين 3 و 3 فولت واثنين من GND ، يكون له أرضية (واحد مع مربع أبيض حوله) و 3 ، 3 V العرض ، بجانب بعضها البعض. إذا قمت بتغيير الوحدة النمطية من إصدار + جديد إلى إصدار قديم ، فتأكد من عدم نسيان نقل كابل GND إلى المكان الصحيح ، وإلا فسيؤدي ذلك إلى تقصير دائرتك. تستطيع أن ترى كل الاتصالات المسمى. يحتوي الإصدار القديم على وصلتي GND في الأعلى بدلاً من الزاوية اليمنى السفلية.

مزود الطاقة (GND & VCC) يجب أن يتم تشغيل الوحدة بـ 3 ، 3 فولت ولا يمكن تشغيلها بواسطة مصدر طاقة 5 فولت! نظرًا لأن الأمر يتطلب القليل جدًا من التيار ، فأنا أستخدم منظمًا خطيًا لتخفيض الجهد إلى 3 ، 3 فولت ، ولجعل الأمور أسهل قليلاً بالنسبة لنا ، يمكن للرقاقة التعامل مع 5 فولت على منافذ الإدخال / الإخراج ، وهو أمر رائع لأنه يكون من الصعب تنظيم جميع كبلات الإدخال / الإخراج من شريحة AVR. يتم استخدام الشريحة (CE) عند إرسال البيانات (جهاز الإرسال) أو بدء استقبال البيانات (جهاز الاستقبال). يتم توصيل دبوس CE بأي شيء غير مستخدم منفذ الإدخال / الإخراج على AVR ويتم تعيينه كإخراج (تعيين البت على واحد في سجل DDx حيث يمثل x حرف المنفذ.) Atmega88: PB1، ATtiny26: PA0، ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) المعروف أيضًا باسم "الشحن اختر لا ". يتم توصيل دبوس CSN أيضًا بأي منفذ إدخال / إخراج غير مستخدم على AVR ويتم ضبطه على الإخراج. يتم تثبيت دبوس CSN عالياً طوال الوقت باستثناء وقت إرسال أمر SPI من AVR إلى nRF. Atmega88: PB2، ATtiny26: PA1، ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) هذه هي الساعة التسلسلية. يتصل SCK بدبوس SCK على AVR. Atmega88: PB5، ATtiny26: PB2، ATtiny85: PB2SPI Master output Slave input (MOSI or MO) هذا هو خط البيانات في نظام SPI. إذا كانت شريحة AVR الخاصة بك تدعم SPI-transfere مثل Atmega88 ، يتصل هذا بـ MOSI على AVR أيضًا ويتم تعيينه كإخراج. في AVR الذي يفتقر إلى SPI ، مثل ATtiny26 و ATtiny85 ، يأتون مع USI بدلاً من ذلك ، وورقة البيانات تقول: "وضع USI ثلاثي الأسلاك هو متوافق مع وضع الواجهة الطرفية التسلسلية (SPI) 0 و 1 ، ولكن لا يحتوي على وظيفة طرف التحديد التابع (SS). ومع ذلك ، يمكن تنفيذ هذه الميزة في البرنامج إذا لزم الأمر "SS" المشار إليها هي نفسها "CSN" وبعد إجراء بعض الأبحاث ، وجدت هذه المدونة التي ساعدتني في التخصيص ، ولجعل USI يعمل على SPI ، اكتشفت أنه كان عليّ توصيل دبوس MOSI من nRF إلى دبوس MISO على AVR وتعيينه كإخراج.: PB3، ATtiny26: PB1، ATtiny85: PB1SPI Master input Slave output (MISO أو MI) هذا هو خط البيانات في نظام SPI. إذا كان AVR الخاص بك تدعم الشريحة SPI-transfere مثل Atmega88 ، وهذا يتصل بـ MISO على AVR وتبقى هذه الشريحة كمدخل. لجعلها تعمل على ATtiny26 و ATtiny85 ، كان علي استخدام USI كما هو مذكور أعلاه. لم ينجح هذا إلا عندما قمت بتوصيل دبوس MISO في nRF بدبوس MOSI على AVR وقم بتعيينه كمدخل وتمكين السحب الداخلي. ، ولكنها طريقة رائعة لمعرفة متى حدث شيء لـ nRF. يمكنك على سبيل المثال إخبار nRF بتعيين ارتفاع IRQ عند استلام الحزمة ، أو عند اكتمال الإرسال الناجح. مفيد جدًا! إذا كان AVR الخاص بك يحتوي على أكثر من 8 دبابيس ودبوس مقاطعة متاح ، فإنني أقترح عليك بشدة توصيل IRQ بذلك وإعداد طلب مقاطعة.

الخطوة 4: مخطط الاتصال الأساسي

مخطط الاتصال هذا تخطيطي

الخطوة 5: الكود

للحصول على CODE ، قم بزيارة GitHub