Soma Mita ya Umeme na Gesi (Ubelgiji / Uholanzi) na Pakia kwa Thingspeak: Hatua 5

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Ikiwa una wasiwasi juu ya matumizi yako ya nishati au kidogo tu ya neva, labda unataka kuona data kutoka kwa mita yako mpya ya dhana ya dijiti kwenye smartphone yako.

Katika mradi huu tutapata data ya sasa kutoka kwa umeme wa dijiti wa Ubelgiji au Uholanzi na mita ya gesi na kuipakia kwa Thingspeak. Takwimu hizi ni pamoja na matumizi ya sasa na ya kila siku ya nguvu na sindano (ikiwa una paneli za jua), voltages na mikondo, na matumizi ya gesi (ikiwa mita ya gesi ya dijiti imeunganishwa na mita ya umeme). Kupitia programu maadili haya yanaweza kusomwa kwa wakati halisi kwenye simu yako mahiri.

Inafanya kazi kwa mita ya dijiti ya Ubelgiji au Uholanzi inayofuata itifaki ya DSMR (Uholanzi Mahitaji ya Mita), ambayo inapaswa kuwa mita zote za hivi karibuni. Ikiwa unaishi mahali pengine, kwa bahati mbaya, mita yako itatumia itifaki nyingine. Kwa hivyo ninaogopa hii inayoweza kufundishwa imezuiliwa kidogo kimkoa.

Tutatumia bandari ya P1 ya mita, ambayo inakubali kebo ya RJ11 / RJ12, inayojulikana kama kebo ya simu. Hakikisha kisakinishi cha mita kiliwasha bandari ya P1. Kwa mfano, kwa Fluvius huko Ubelgiji fuata maagizo haya.

Ili kusindika data na kupakia kwenye wavuti, tunatumia ESP8266, ambayo ni microchip ya bei rahisi na wifi iliyojengwa. Inagharimu tu kitu kama dola 2. Kwa kuongeza inaweza kusanidiwa kwa kutumia Arduino IDE. Tunahifadhi data kwenye wingu kwenye Thingspeak, ambayo ni bure kwa njia nne za juu. Kwa mradi huu tunatumia kituo kimoja tu. Takwimu zinaweza kuonyeshwa kwenye smartphone yako kwa kutumia programu kama IoT ThingSpeak.

Sehemu:

• Moja ESP8266, kama nodemcu v2. Kumbuka kuwa nodemcu v3 ni pana sana kwa ubao wa kawaida wa mkate, kwa hivyo napendelea v2.
• USB ndogo kwa kebo ya USB.
• Chaja ya USB.
• Transistor moja ya BC547b NPN.
• Vipimo viwili vya 10k na kipinga 1k moja.
• Kontakt moja ya terminal ya RJ12.
• Bodi ya mkate.
• Waya za jumper.
• Hiari: 1nF capacitor moja.

Kwa jumla, hii inagharimu kitu kama 15 EUR kwenye AliExpress au sawa. Makadirio yanazingatia kuwa vitu vingine kama vipinga, transistors na waya, huja kwa idadi kubwa zaidi kuliko unahitaji mradi huu. Kwa hivyo ikiwa tayari unayo vifaa vya vifaa itakuwa rahisi.

Hatua ya 1: Kuijua ESP8266

Nilichagua NodeMCU v2, kwani hakuna soldering inahitajika na ina unganisho ndogo la USB linaloruhusu programu rahisi. Faida ya NodeMCU v2 juu ya NodeMCU v3 ni kwamba ni ndogo ya kutosha kutoshea kwenye ubao wa mkate na kuacha mashimo ya bure pembeni ili kufanya unganisho. Kwa hivyo ni bora kuepukana na NodeMCU v3. Walakini, ikiwa unapendelea bodi nyingine ya ESP8266 ambayo pia ni sawa.

ESP8266 inaweza kusanidiwa kwa urahisi kwa kutumia Arduino IDE. Kuna Maagizo mengine yanaelezea hii kwa undani kwa hivyo nitakuwa mfupi sana hapa.

• Kwanza pakua Arduino IDE.
• Sakinisha usaidizi wa pili kwa bodi ya ESP8266. Katika menyu Faili - Mapendeleo - Mipangilio huongeza URL https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json kwa URL za Meneja wa Bodi za Ziada. Ifuatayo katika menyu ya Zana - Bodi - Meneja wa Bodi sakinisha esp8266 na esp8266 jamii.
• Tatu chagua bodi iliyo karibu zaidi na ESP8266 yako. Katika kesi yangu nilichagua NodeMCU v1.0 (Moduli ya ESP 12-E).
• Mwishowe chagua chini ya Zana - Ukubwa wa Flash, saizi ambayo inajumuisha SPIFFS, kama 4M (1M SPIFFS). Katika mradi huu tunatumia SPIFFS (SPI Flash File System) kuhifadhi maadili ya kila siku ya nishati, ili wasipotee ikiwa ESP8266 inapoteza nguvu na hata inapowekwa tena.

Sasa tuna kila kitu mahali pa kupanga ESP8266! Tutazungumzia nambari halisi katika hatua ya baadaye. Kwanza tutafanya akaunti ya Thingspeak.

Hatua ya 2: Unda Akaunti ya Channelpeak na Kituo

Nenda kwa https://thingspeak.com/ na uunda akaunti. Mara tu ukiingia kwenye akaunti bonyeza kitufe cha Channel Mpya ili kuunda kituo. Katika Mipangilio ya Kituo jaza jina na maelezo upendavyo. Ifuatayo tunataja sehemu za kituo na kuziamilisha kwa kubofya visanduku vya kuangalia kulia. Ikiwa unatumia msimbo wangu bila kubadilika uwanja ni kama ifuatavyo:

• Sehemu ya 1: matumizi ya kilele leo (kWh)
• Shamba 2: matumizi ya kilele cha leo (kWh)
• Sehemu ya 3: sindano ya kilele leo (kWh)
• Sehemu ya 4: sindano ya kiwango cha juu leo (kWh)
• Sehemu ya 5: matumizi ya sasa (W)
• Sehemu ya 6: sindano ya sasa (W)
• Shamba 7: matumizi ya gesi leo (m3)

Hapa, kilele na mbali-kilele hurejelea ushuru wa umeme. Katika sehemu 1 na 2 matumizi inahusu matumizi halisi ya umeme leo: matumizi ya umeme leo katika kipindi cha ushuru tangu usiku wa manane kutoa sindano ya umeme (iliyozalishwa na paneli za jua) leo katika kipindi cha ushuru tangu usiku wa manane na kiwango cha chini cha sifuri. Ya pili inamaanisha kuwa ikiwa kulikuwa na sindano zaidi kuliko matumizi leo thamani ni sifuri. Vivyo hivyo, sindano katika uwanja wa 3 na 4 inahusu sindano halisi ya umeme. Shamba 5 na 6 zinaonyesha matumizi halisi na sindano kwa wakati wa sasa. Hatimaye shamba 7 ni matumizi ya gesi tangu usiku wa manane.

Kwa kumbukumbu ya baadaye andika Kitambulisho cha Kituo, Kitufe cha Kusoma API na Kitufe cha Andika API, ambacho kinaweza kupatikana kwenye funguo za menyu ya API.

Hatua ya 3: Kuunda Mzunguko wa Elektroniki

Tulisoma mita ya umeme kwa kutumia bandari ya P1, ambayo inachukua kebo ya RJ11 au RJ12. Tofauti ni kwamba kebo ya RJ12 ina waya 6 wakati RJ11 ina 4 tu. Katika mradi huu hatutoi nguvu ESP8266 kutoka bandari ya P1 kwa hivyo tunahitaji tu waya 4, kwa hivyo RJ11 ingefanya.

Nilitumia kuzuka kwa RJ12 iliyoonyeshwa kwenye picha. Ni pana kidogo na hakuna nafasi nyingi karibu na bandari ya P1 kwenye mita yangu. Inafaa, lakini ni ngumu. Vinginevyo, unaweza kutumia kebo ya RJ11 au RJ12 na kuvua kichwa kwa ncha moja.

Ukishika nafasi kama ilivyo kwenye picha, pini zimehesabiwa kutoka kulia kwenda kushoto na zina maana ifuatayo:

• Bandika 1: 5V Usambazaji wa umeme
• Bandika 2: Ombi la Takwimu
• Bandika 3: Sehemu ya Takwimu
• Pini 4: haijaunganishwa
• Pini 5: Mstari wa data
• Pin 6: Nguvu ya ardhi

Pin 1 na Pin 6 inaweza kutumika kuwezesha ESP8266, lakini sijajaribu hii. Itabidi unganisha Pin 1 na Vin ya ESP8266, kwa hivyo mdhibiti wa ndani wa bodi hutumiwa kupunguza voltage kutoka 5V hadi 3.3V ambayo ESP8266 inakubali. Kwa hivyo usiiunganishe na pini ya 3.3V, kwa sababu hiyo inaweza kuharibu ESP8266. Pia kuwekea nguvu kutoka bandari ya P1 kwa muda kunaweza kumaliza betri ya mita ya dijiti.

Kuweka pini 2 ishara ya juu ya mita ya kutuma telegramu za data kila sekunde. Takwimu halisi hutuma zaidi ya Pin 5 na baud ya 115200 kwa mita ya kisasa ya dijiti (DSMR 4 na 5). Ishara imebadilishwa (chini ni 1 na juu ni 0). Kwa aina ya zamani (DSMR 3 na chini) kiwango ni baud 9600. Kwa mita kama hiyo lazima ubadilishe kiwango cha baud kwenye nambari ya firmware ya hatua inayofuata: badilisha laini Serial.begin (115200); katika kuanzisha ().

Jukumu la transistor ya NPN ni mara mbili:

• Kubadilisha ishara ili ESP8266 iweze kuielewa.
• Kubadilisha kiwango cha mantiki kutoka 5V ya bandari ya P1 hadi 3.3V inayotarajiwa na bandari ya RX ya ESP8266.

Kwa hivyo tengeneza mzunguko wa elektroniki kwenye ubao wa mkate kama kwenye mchoro. Capacitor huongeza utulivu, lakini pia inafanya kazi bila.

Zuia kuunganisha pini ya RX mpaka uweke programu ya ESP8266 katika hatua inayofuata. Kwa kweli, pini ya RX pia inahitajika kuwasiliana juu ya USB kati ya ESP8266 na kompyuta yako.

Hatua ya 4: Pakia Nambari

Nimefanya nambari ipatikane kwenye GitHub, ni faili moja tu: P1-Meter-Reader.ino. Pakua tu na uifungue katika Arduino IDE. Au unaweza kuchagua Faili - Mpya na unakili tu / ubandike nambari.

Kuna maelezo ambayo unapaswa kujaza mwanzo wa faili: jina na nywila ya WLAN ya kutumia, na Kitambulisho cha Kituo na Andika Kitufe cha API cha Kituo cha ThingSpeak.

Nambari hufanya yafuatayo:

• Inasoma telegram ya data kutoka mita kila UPDATE_INTERVAL (kwa milliseconds). Thamani chaguo-msingi ni kila sekunde 10. Kwa kawaida, kuna telegrafu ya data kutoka kwa mita kila sekunde, lakini kuweka kiwango cha juu kwenda juu kutazidisha ESP8266 kwa hivyo haiwezi tena kutumia seva ya wavuti.
• Hupakia data ya umeme kwenye kituo cha Thingspeak kila SEND_INTERVAL (kwa milliseconds). Thamani chaguo-msingi ni kila dakika. Kuamua juu ya masafa haya zingatia kuwa kutuma data kunachukua muda (kawaida sekunde chache) na kwamba kuna kikomo kwa masafa ya sasisho kwenye Thingspeak kwa akaunti ya bure. Ni kuhusu ujumbe 8200 kwa siku kwa hivyo masafa ya juu yatakuwa mara moja kila sekunde 10 ikiwa hutumii Thingspeak kwa kitu kingine chochote.
• Inapakia data ya gesi inapobadilika. Kwa kawaida, mita inasasisha data ya matumizi ya gesi kila dakika 4 au zaidi.
• Mita hufuatilia jumla ya matumizi na maadili ya sindano tangu mwanzo. Kwa hivyo kupata matumizi na sindano ya kila siku, nambari huhifadhi nambari za jumla usiku wa manane kila siku. Kisha maadili haya hutolewa kutoka kwa jumla ya maadili ya sasa. Thamani za usiku wa manane zimehifadhiwa kwenye SPIFFS (SPI Flash File System), ambayo inaendelea ikiwa ESP8266 inapoteza nguvu au hata inapowekwa tena.
• ESP8266 inaendesha seva ndogo ya wavuti. Ukifungua anwani yake ya IP kwenye kivinjari chako, unapata muhtasari wa maadili yote ya sasa ya umeme na gesi. Hizi ni kutoka kwa telegram ya hivi karibuni na ni pamoja na maelezo ambayo hayajapakiwa kwa Thingspeak, kama voltages na mikondo kwa kila awamu. Mpangilio wa msingi ni kwamba anwani ya IP imedhamiriwa kwa nguvu na router yako. Lakini ni rahisi zaidi kutumia anwani ya IP tuli, ambayo ni sawa kila wakati. Katika kesi hii lazima ujaze staticIP, lango, dns na subnet kwenye nambari na uondoe laini ya WiFi.config (staticIP, dns, lango, subnet); katika kazi connectWifi ().

Baada ya kufanya mabadiliko haya, uko tayari kupakia firmware kwa ESP8266. Unganisha ESP8266 kupitia kebo ya USB kwenye kompyuta yako na bonyeza kitufe na mshale kwenye IDE ya Arduino. Ikiwa hautaweza kuungana na ESP8266 jaribu kubadilisha bandari ya COM chini ya Zana za menyu - Bandari. Ikiwa bado haifanyi kazi inawezekana lazima uweke mwenyewe dereva kwa bandari ya USB ya COM.

Hatua ya 5: Upimaji

Baada ya kupakia firmware, ondoa USB na unganisha waya ya RX ya ESP8266. Kumbuka, tulihitaji kituo cha RX cha ESP8266 kwa kupakia firmware kwa hivyo hatukuiunganisha hapo awali. Sasa ingiza kuzuka kwa RJ12 katika mita ya dijiti na unganisha tena ESP8266 kwenye kompyuta yako.

Katika Arduino IDE, fungua Monitor Monitor kupitia menyu ya Zana na uhakikishe kuwa imewekwa kwa baud ya 115200. Ikiwa lazima ubadilishe kiwango cha baud, labda unahitaji kufunga na kufungua tena Monitor Monitor tena kabla ya kufanya kazi.

Sasa unapaswa kuona pato la nambari kwenye Monitor Monitor. Unapaswa kuangalia ikiwa kuna ujumbe wowote wa hitilafu. Pia, unapaswa kuona telegramu. Kwangu zinaonekana kama hii:

/ FLU5 / xxxxxxxxx_x

0-0: 96.1.4 (50213) 0-0: 96.1.1 (3153414733313030313434363235) // Nambari ya nambari ya serial hexadecimal 0-0: 1.0.0 (200831181442S) // Timestamp S: akiba ya mchana (majira ya joto), W: hapana Akiba ya mchana (majira ya baridi) 1-0: 1.8.1 (000016.308 * kWh) // Jumla ya matumizi ya jumla ya wavu 1-0: 1.8.2 (000029.666 * kWh) // Jumla ya matumizi ya jumla ya kilele 1-0: 2.8.1 (000138.634 * kWh) // Jumla ya sindano ya jumla ya wavu 1-0: 2.8.2 (000042.415 * kWh) // Sindano ya jumla ya kiwango cha juu 0-0: 96.14.0 (0001) // Ushuru 1: kilele, 2: off-kilele 1-0: 1.7.0 (00.000 * kW) // Matumizi ya sasa 1-0: 2.7.0 (00.553 * kW) // Sindano ya sasa 1-0: 32.7.0 (235.8 * V) // Awamu Voltage 1 1-0: 52.7.0 (237.0 * V) // Awamu ya 2 voltage 1-0: 72.7.0 (237.8 * V) // Awamu ya 3 voltage 1-0: 31.7.0 (001 * A) // Awamu ya 1 ya sasa 1-0: 51.7.0 (000 * A) // Awamu ya 2 ya sasa 1-0: 71.7.0 (004 * A) // Awamu ya 3 ya sasa 0-0: 96.3.10 (1) 0-0: 17.0.0 (999.9 * kW) // Nguvu kubwa ya Max 1-0: 31.4.0 (999 * A) // Max ya sasa 0-0: 96.13.0 () // Ujumbe 0-1: 24.1.0 (003) // vifaa vingine kwenye M-basi 0-1: 96.1.1 (37464C4F32313230313037393338) // Nambari ya serial ya gesi mete r hexadecimal 0-1: 24.4.0 (1) 0-1: 24.2.3 (200831181002S) (00005.615 * m3) // Muhuri wa muda wa matumizi ya gesi! E461 // CRC16 checksum

Ikiwa kuna kitu kibaya, unaweza kuangalia ikiwa una lebo sawa na labda itabidi ubadilishe nambari inayotumia telegramu kwenye kazi ya kusomaTelegram.

Ikiwa kila kitu kinafanya kazi sasa unaweza kuwasha esp8266 kutoka kwa chaja ya USB.

Sakinisha programu ya Monitor IoT ThingSpeak kwenye simu yako mahiri, jaza Kitambulisho cha Kituo na Soma Ufunguo wa API na umemaliza!