Mfumo wa Ufuatiliaji wa Nishati mahiri: Hatua 3

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Mahitaji ya nishati yanaongezeka siku hadi siku, Hivi sasa, matumizi ya nishati ya umeme kutoka kwa watumiaji katika eneo hufuatiliwa na kuhesabiwa na ziara za mara kwa mara za shamba zinazofanywa na mafundi kutoka idara ya umeme kwa hesabu ya nauli ya nishati. Hii ni kazi ya kuchukua muda kwani kutakuwa na maelfu ya nyumba katika eneo na vyumba kadhaa katika gorofa moja. Linapokuja jiji au mji, huu ni mchakato mzito sana. Hakuna kifungu cha kukagua au kuchambua matumizi ya nishati ya kibinafsi ya nyumba katika kipindi cha muda au kuunda ripoti ya mtiririko wa nishati katika eneo fulani. Hii ni kesi katika maeneo mengi ulimwenguni.

Hakuna suluhisho zilizopo zilizotekelezwa kushughulikia shida iliyo hapo juu. Kwa hivyo, tunatengeneza mfumo mzuri wa ufuatiliaji wa nishati ambao utarahisisha ukaguzi, ufuatiliaji, uchambuzi, na hesabu ya nauli ya nishati. Mfumo wa STEMS pia utaruhusu kutoa chati maalum na ripoti maalum za eneo kuchambua matumizi ya nishati na mtiririko wa nishati.

Hatua ya 1: Utiririshaji wa kazi

Moduli ya STEMS inajumuisha moduli ya Seeedstudio Wio LTE ambayo imepewa nambari ya kipekee ya mtumiaji kutambua kitengo fulani cha makazi ambapo matumizi ya nishati yanapaswa kupimwa. Matumizi ya nguvu yatafuatiliwa na moduli ya Wio LTE kwa msaada wa sensorer ya sasa iliyoingiliana kwa kutumia unganisho la shamba la analog.

Takwimu za matumizi ya nishati, nambari ya kipekee ya mtumiaji na eneo (Wio inbuilt GPS / GNSS) ya moduli hiyo itapakiwa kwenye wingu la STEMS (iliyohifadhiwa kwenye AWS) kwa wakati halisi kutumia unganisho la Wio LTE na Soracom Global SIM. Takwimu kutoka kwa wingu zinaweza kupatikana na kuchambuliwa ili kuhesabu matumizi ya nishati ya mtu binafsi, kutoa chati za nishati za kibinafsi na za pamoja, kutoa ripoti za nishati na ukaguzi wa kina wa nishati. Relays pia zinaingiliana ili kukata vifaa vilivyounganishwa ikiwa matumizi ya nishati huenda zaidi ya mipaka ya kizingiti. Moduli ya kuonyesha LCD inaweza kuunganishwa katika moduli ya STEMS ya ndani ili kuonyesha maadili halisi ya kipimo cha nishati. Mfumo utafanya kazi kwa kujitegemea ikiwa chanzo cha nguvu kinachoweza kubeba kama betri kavu ya seli au betri ya Li-Po imeambatanishwa. Usanidi Usanidi wa vifaa umeonyeshwa hapa chini:

Usanidi wa vifaa vya STEMS

Ishara ya GPS ilionekana kuwa dhaifu ndani ya jengo hilo. Lakini mara tu moduli zikihamishwa nje, tutaanza kupata mapokezi mazuri. Kuratibu za GPS zilizopokelewa kutoka kwa moduli zililinganishwa na kuratibu halisi za GPS katika Ramani za Google. Kiasi cha haki kilipatikana.

Nguvu kutoka kwa umeme wa AC hutolewa na kupitishwa kupitia sensa ya sasa ambayo imejumuishwa kwenye mzunguko wa kaya. Sasa AC inayopita kwenye mzigo inahisiwa na moduli ya sensorer ya sasa ya grove na data ya pato kutoka kwa sensor inalishwa kwa pini ya analog ya moduli ya WIO LTE. Mara tu pembejeo ya analog inapopokelewa na moduli ya WIO, kipimo cha nguvu / nishati iko ndani ya programu. Nguvu na nishati iliyohesabiwa huonyeshwa kwenye moduli ya kuonyesha LCD.

Katika uchambuzi wa mzunguko wa AC, voltage na sasa zinatofautiana sinusoidally na wakati.

Nguvu halisi (P): Hii ni nguvu inayotumiwa na kifaa kutoa kazi muhimu. Imeonyeshwa katika kW.

Nguvu halisi = Voltage (V) x Ya sasa (I) x cosΦ

Nguvu inayotumika (Q): Hii mara nyingi huitwa nguvu ya kufikiria ambayo ni kipimo cha nguvu hutengana kati ya chanzo na mzigo, ambayo haifanyi kazi yoyote muhimu.

Nguvu inayotumika = Voltage (V) x Ya sasa (I) x sinΦ

Nguvu inayoonekana (S): Inafafanuliwa kama bidhaa ya Voltage ya Mizizi-Maana-Mraba (RMS) na RMS ya Sasa. Hii inaweza pia kufafanuliwa kama matokeo ya nguvu halisi na tendaji. Imeonyeshwa katika kVA

Nguvu inayoonekana = Voltage (V) x Sasa (I)

Uhusiano kati ya nguvu halisi, Tendaji na inayoonekana:

Nguvu halisi = Nguvu inayoonekana x cosΦ

Nguvu Tendaji = Nguvu inayoonekana x dhambiΦ

Tunajali tu juu ya nguvu halisi ya uchambuzi.

Sababu ya Nguvu (pf): Uwiano wa nguvu halisi kwa nguvu inayoonekana katika mzunguko huitwa sababu ya nguvu.

Kiwango cha Nguvu = Nguvu halisi / Nguvu inayoonekana

Kwa hivyo, tunaweza kupima kila aina ya nguvu na sababu ya nguvu kwa kupima voltage na sasa katika mzunguko. Sehemu inayofuata inazungumzia hatua zilizochukuliwa kupata vipimo ambavyo vinahitajika kuhesabu matumizi ya nishati.

Pato kutoka kwa Sura ya Sasa ni wimbi la voltage ya AC. Hesabu ifuatayo imefanywa:

• Kupima kilele kwa kiwango cha juu cha voltage (Vpp)
• Gawanya kilele kwa kiwango cha juu cha voltage (Vpp) na mbili kupata voltage ya kiwango cha juu (Vp)
• Ongeza Vp kwa 0.707 kupata voltage ya rms (Vrms)
• Ongeza Usikivu wa sensa ya sasa ili kupata rms za sasa.
• Vp = Vpp / 2
• Vrms = Vp x 0.707
• Irms = Vrms x Usikivu
• Usikivu wa moduli ya sasa ni 200 mV / A.
• Nguvu halisi (W) = Vrms x Irms x pf
• Vrms = 230V (inajulikana)
• pf = 0.85 (inajulikana)
• Irms = Inapatikana kwa kutumia hesabu hapo juu

Kwa kuhesabu gharama ya nishati, nguvu katika watts hubadilishwa kuwa nishati: Wh = W * (muda / 3600000.0) Saa ya Watt kipimo cha nishati ya umeme sawa na matumizi ya nguvu ya watt moja kwa saa moja. Kwa kWh: kWh = Wh / 1000 Gharama ya jumla ya Nishati ni: Gharama = Gharama kwa kWh * kWh. Habari hiyo huonyeshwa kwenye onyesho la LCD na kwa wakati mmoja iliandikiwa Kadi ya SD.

Hatua ya 2: Upimaji

Wakati upimaji ulifanywa karibu na balcony, kiwango cha kutosha cha mapokezi ya GNSS kilipatikana.

Hatua ya 3: Mipango ya Baadaye

Programu itaundwa kupata data ya wingu la STEMS kufuatilia matumizi ya nishati kwa wakati halisi na kutazama au kutoa ripoti za uchambuzi wa nishati. Sasisho kwa moduli ya STEMS inaweza kufanywa kwa urahisi kwa sababu ya utangamano wa Arduino IDE. Mara baada ya kukamilika kwa mafanikio, moduli hii inaweza kuzalishwa sokoni na inaweza kutumiwa na watoa huduma za nishati ulimwenguni.