موفر الطاقة 3000: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

أدريان جرين ، هوي تران ، جودي ووكر

يعد استخدام كمبيوتر Raspberry Pi و Matlab طريقة بسيطة وفعالة لمساعدة أصحاب المنازل على تقليل استهلاك الطاقة هناك. أفضل جزء في Energy Saver 3000 هو أنه سهل الإعداد والاستخدام. الغرض الرئيسي من Energy Saver 3000 هو السماح لأصحاب المنازل بالقدرة على تتبع فاتورة الطاقة الخاصة بهم لمعرفة مقدار ما ينفقونه ، والسماح لأصحاب المنازل بإطفاء الأنوار في منازلهم عن بعد بضغطة زر.

الخطوة 1: الأجزاء المستعملة

1: كمبيوتر Raspberry Pi

2: اللوح

3: أسلاك توصيل

4: زر الضغط

5: مصابيح LED صغيرة

6: 330 أوم ، 10 كيلو أوم ، 300 أوم المقاوم

7: كابل إيثرنت

8: ضوئية ضوئية

الخطوة الثانية: بيان المشكلة

كان مشروعنا هو تصميم موفر للطاقة في المنزل باستخدام كمبيوتر Raspberry Pi و MATLAB. كان هدفنا هو بناء نظام يسمح للمستخدمين بتتبع فاتورة الطاقة الخاصة بهم لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تقليل استهلاكهم للطاقة. أردنا أيضًا أن يتمكن المستخدمون من إطفاء الأنوار أثناء ذهابهم بضغطة زر. للقيام بذلك ، قمنا بتوصيل خلية ضوئية للاستشعار عندما تكون الأضواء مضاءة. إذا كانت الأضواء مضاءة ، فسيقوم برنامج MATLAB بحساب المدة التي قضاها في التشغيل ومقدار الطاقة والأموال التي تم إنفاقها منذ أن تم تشغيلها.

الخطوة 3: الإعداد

اربط اللوح كما هو موضح في الصورة أعلاه.

الخطوة 4: كود MATLAB للتحكم في الخلية الكهروضوئية

وظيفة control_light () rpi = raspi () ؛

writeDigitalPin (عدد نقاط في البوصة، 12، 1)

الوقت = 0

المجموع = 0

الوقت = 0

التكلفة = 0

لمبة = 100/1000 ؛٪ كيلووات

بالنسبة إلى i = 1: 2

عرة

احيانا صحيح

س = readDigitalPin (rpi ، 13)

إذا كانت x == 1

writeDigitalPin (rpi، 19، 1)

elseif س == 0

writeDigitalPin (rpi، 19، 0)

توك.

الوقت = الوقت + توك

كيلووات ساعة = توك * لمبة

دولار = 0.101

التكلفة = كيلووات ساعة * دولار

sumcost = sumcost + cost

X = linspace (الوقت ، الوقت ، 10)

Y = linspace (التكلفة ، المجموع ، 10)

الوقت = الوقت

التكلفة = المجموع

disp (['Light has been on for'، num2str (toc)، 'Hours. Cost = $'، num2str (cost)])

عنوان قطعة الأرض (س ، ص ، "ب") ("التكلفة بمرور الوقت")

xlabel ("الوقت (ساعات)")

ylabel ("التكلفة (بالدولار الأمريكي)")

يتمسك

استراحة

نهاية

نهاية

بوز (5)

عرة

احيانا صحيح

س = readDigitalPin (rpi ، 13)

إذا كانت x == 1

writeDigitalPin (rpi، 19، 1)

elseif س == 0

writeDigitalPin (rpi، 19، 0)

توك.

الوقت = الوقت + توك

كيلووات ساعة = توك * لمبة

دولار = 0.101

التكلفة = كيلووات ساعة * دولار

sumcost = التكلفة + التكلفة

X = linspace (الوقت ، الوقت ، 10)

Y = linspace (التكلفة ، المجموع ، 10)

الوقت = الوقت

التكلفة = المجموع

disp (['Light has been on for'، num2str (toc)، 'Hours. Cost = $'، num2str (cost)])

المؤامرة (X ، Y ، 'g')

title ("التكلفة بمرور الوقت")

xlabel ("الوقت (ساعات)")

ylabel ("التكلفة (بالدولار الأمريكي)")

يتمسك

استراحة

نهاية

نهاية

بوز (5)

نهاية

الخطوة 5: كود MATLAB لإطفاء الأنوار

وظيفة button_controlv1 ()

rpi = raspi () ؛

كوندي = 1 ؛

بينما يُنشئ true٪ حلقة لا نهائية للحفاظ على تشغيل الكود

زر = readDigitalPin (rpi ، 6) ؛ ٪ يقرأ قيمة الضغط على الزر على الطرف 6

إذا كان الزر == 0

كوندي = شرط + 1

نهاية

إذا كان التعديل (الشرط ، 2) == 0

writeDigitalPin (نقطة في البوصة، 17، 0)

h = msgbox ('لقد أطفأت الضوء.:)') waitfor (h) ؛

استراحة

نهاية

إذا كان الوضع mod (شرط ، 2) == 1

writeDigitalPin (rpi، 17، 1)

نهاية

نهاية

الخطوة 6: كود MATLAB لتشغيل الأضواء

وظيفة button_controlv2 ()

rpi = raspi () ؛

كوندي = 2 ؛

بينما يُنشئ true٪ حلقة لا نهائية للحفاظ على تشغيل الكود

زر = readDigitalPin (rpi ، 6) ؛ ٪ يقرأ قيمة الضغط على الزر على الطرف 6

إذا كان الزر == 0

كوندي = شرط + 1

نهاية

إذا كان التعديل (الشرط ، 2) == 0

writeDigitalPin (نقطة في البوصة، 17، 0)

نهاية

إذا كان الوضع mod (شرط ، 2) == 1

writeDigitalPin (rpi، 17، 1)

h = msgbox ('لقد قمت بتشغيل الضوء.:(')

waitfor (ح) ؛

بوز (10)

استراحة

نهاية

نهاية

الخطوة 7: كود MATLAB لواجهة المستخدم الرسومية

وظيفة EnergySaver3000 ()

imgurl = 'https://clipart-library.com/images/pc585dj9i.jpg' ؛

imgfile = 'Lightbulb.jpg' ؛ urlwrite (imgurl ، imgfile) ؛

imgdata = imread (imgfile) ؛

h = msgbox ('مرحبًا بك في Energy Saver 3000!' ، '' ، 'مخصص' ، imgdata) ؛

waitfor (ح) ؛

ح واضح

احيانا صحيح

iprogram = menu ("أي برنامج تريد تشغيله؟" ، "Bill Calculator" ، "Light Control") ؛

إذا iprogram == 1

control_light () h = msgbox ('تم !!!')

أغلق الكل

آخر

iprogram == 2

نهاية

ح واضح

ichoice = القائمة ("التحكم في الإضاءة" ، "تشغيل" ، "إيقاف التشغيل" ، "نيفير مايند") ؛

إذا ichoice == 1

button_controlv2 ()

h = msgbox ('Done !!!')

elseif ichoice == 2

button_controlv1 ()

h = msgbox ('Done !!!')

elseif ichoice == 3

h = msgbox ('لم تفعل شيئًا:(') waitfor (h)؛

h = msgbox ('Done !!!')

نهاية

waitfor (ح) ؛

نهاية

نهاية