Képzeld el, milyen jó lenne, ha látnád házad vagy bármely kereskedelmi lakás energiafogyasztását a világ bármely pontján. Nem hangzik hűvösen? Ez bevezeti az intelligens mérés koncepcióját. Tehát mi az intelligens mérő? - Az intelligens fogyasztásmérő egy olyan elektronikus eszköz, amely 15 évtől kezdve felfelé halad, és rögzíti az áramfogyasztást, és tájékoztatást ad az áramszolgáltatónak a számlázáshoz hasonlóan, mint más normál villamosenergia-mérők.
Paraskevakos 1974-ben amerikai szabadalmat kapott erre a technológiára. Indította a Metretek-et, amely 1977-ben kifejlesztette és gyártotta az első teljesen automatizált, kereskedelemben kapható távmérő leolvasó és terheléskezelő rendszert internetkapcsolat nélkül. Melyik ország rendelkezik intelligens mérővel? - A bevezetés befejeződött Olaszországban, Finnországban, Svédországban. A bevezetést néhány európai országban tervezik vagy folyamatban vannak. 2020 körül 17 európai ország vezet be intelligens mérőket.
Mit igényelnek az intelligens energiamérők?
- Nagy sebességű, robusztus vezeték nélküli és vezetékes kommunikáció.
- A villamosenergia-felhasználás valós idejű vagy csaknem időben történő nyilvántartása, esetleg a helyben termelt villamos energia, például fotovoltaikus cellák esetében.
- Áramváltók, söntök vagy más érzékelők pontos áram- és feszültségmérése.
- Biztonság mágneses és mechanikus manipulációk ellen
Leírás
Mivel az adott kialakítás a váltakozó áramú hálózatról táplált hardvert működteti; jobb, ha a megfelelő technikai képzésben részesült szakemberek működtetik a hardvert, ha megvalósítani akarják. Ez a kialakítás a Texas Instruments CC3200MOD és az MSP430i2040 fejlesztési platformot használja a kommunikáció, illetve az elektromos mérés fejlesztésére. A TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP-től mint mérési adatforrásból kiindulva a CC3200MOD használatával tervezett kommunikációs táblát adtak hozzá a Wi-Fi kommunikációhoz. Ezután a mérési adatok leolvashatók, és a relé vezérelhető egy böngésző segítségével.
Kördiagramm
MSP430i2040 - 16 bites vegyes jelű mikrovezérlő
Az MSP430i2040-et használják ebben a tervezésben, mint metrológiai processzort. Négy 24 bites sigma-delta analóg-digitális átalakítója (ADC) lehetővé teszi a pontos energiamérést, három AC kimenet feszültségének, áramának, teljesítményének (aktív, reaktív, látszólagos), teljesítménytényezőjének és frekvenciájának leolvasását biztosítva. Az MSP430i2040 csak néhány passzív külső alkatrészt igényel, hogy közvetlenül kapcsolódjanak a feszültségosztóhoz és az áramsöntőhöz a feszültség- és áramméréshez.
CC3200 - Egyszerű kapcsolat Wi-Fi CC3200 Internet-on-a-Chip vezeték nélküli MCU modul
A CC3200MOD ebben a kialakításban Wi-Fi vezérlőként használatos, amely integrálja az ARM® Cortex ™ -M4 MCU-t, lehetővé téve az ügyfelek számára, hogy egy teljes alkalmazást egyetlen eszközzel fejlesszenek ki. A chipen lévő Wi-Fi, Internet és robusztus biztonsági protokollok használatával a gyorsabb fejlesztéshez nincs szükség előzetes Wi-Fi-élményre.
UCC28910, UCC28911 nagyfeszültségű visszacsatoló kapcsoló
Az állandó feszültségű (CV) és az állandó áramú (CC) kimeneti szabályozás optikai csatoló nélkül, hőkioldással, alacsony vonali és kimeneti túlfeszültség-védelemmel rendelkezik.
ULN2003LV 7 csatornás relé és induktív terheléselnyelő illesztőprogram
7 csatornás nagyáramú mosogató meghajtókkal rendelkezik, és támogatja a 8 V kimeneti pullup feszültséget.
Az intelligens mérő kialakítása
1. Mérés
Ez a kialakítás az MSP430i2040-et használja metrológiai processzorként. A TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP-t használják az adagoló rész platformjaként. A hardver és a belső vezérlőprogram kissé módosítva van, hogy a relé vezérlését nullára állítsák.
2. Adathozzáférés mérése
Ez a kialakítás a HTTP webkiszolgálót használja a CC3200 adatátviteléhez az MSP430i2040 mérő hardverről. Ez az átvitel lehetővé teszi a mérési adatokhoz való hozzáférést bármely platformon lévő webböngésző segítségével. A HTTP-kiszolgáló hallgatja a HTTP foglalatot (alapértelmezés szerint 80), majd kezeli a kérést (HTTP GET vagy HTTP POST) azáltal, hogy lekéri a weboldal fájljait a soros flashről. A szerver ezután felhív egy HTTP eseménykezelőt, hogy működjön a változó tartalommal. Ezután összeállít egy HTTP választ, és a Wi-Fi kapcsolaton keresztül visszaküldi az ügyfélnek.
3. Dinamikus adatelemek kezelése
Annak érdekében, hogy a mérési adatok dinamikus tartalmú HTML-fájlokkal olvashatók legyenek, a HTTP webszerver támogatja az előre definiált tokenek készletét, amelyeket menet közben a szerver dinamikusan létrehozott tartalommal cserél. Egyes tokenek előre vannak meghatározva a HTTP szerveren további tokenekkel, amelyek meghatározhatók a felhasználói alkalmazásban.
A HTTP-szerver a HTML-oldalt az "__SL_G_" előtag után kutatja. Ha a kiszolgáló talál előtagot, akkor ellenőrzi a teljes tokent. Miután megegyezik egy ismert tokennel, kicseréli a HTML-ben lévő tokent a megfelelő adattal (karakterlánccal), amely megfelel annak a tokennek. Ha a token nincs az előre definiált listában, a kiszolgáló egy get_token_value aszinkron eseményt generál a token nevével. Ez a kérés végül felhívja a main.c kódfájlban található HTTP eseménykezelőt. Ezután a kezelő értelmezi a tokent, és egy send_token_value-val válaszol a token értékére. A HTTP webszerver ezt a token értéket használja, és visszaadja az ügyfélnek. Az adatok ügyfélről a HTTP szerverre történő elküldéséhez a kiszolgáló ellenőrzi az "__SL_P_" előtagot.Ezután a szerver átmegy a paraméterek listáján, és minden változó nevét megvizsgálja, hogy megfelel-e az ismert előre definiált tokenek egyikének. Ha a változónevek megegyeznek az előre definiált tokenekkel, a szerver feldolgozza az értékeket. Ha a HTTP webkiszolgáló olyan HTTP POST kérést kap, amely az előre definiált listában nem szereplő tokent tartalmaz, a kiszolgáló generál egy post_token_value aszinkron eseményt a gazdagépnek, amely a következő információkat tartalmazza: űrlap művelet neve, token neve és token értéke. Ezután a gazdagép feldolgozhatja a szükséges információkat.token neve és token értéke. Ezután a gazdagép feldolgozhatja a szükséges információkat.token neve és token értéke. Ezután a gazdagép feldolgozhatja a szükséges információkat.
4. A HTTP eseménykezelő megvalósítása
A dinamikus adatok megkönnyítése érdekében a felhasználó által definiált token van meghatározva a lekérendő adatkészlethez:
Az eseménykezelés, a hardveres kapcsolat részletes ismertetéséhez és a szoftverfájlok letöltéséhez olvassa el a Texas eszközök Wi-Fi linkjét az energiafigyeléshez. Monitoring dokumentum - http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING fenti link a TIDC-WIFIMETER-READING névvel. A szoftverfájlok önkicsomagoló futtatható fájl segítségével kerülnek terjesztésre, amelyet alapértelmezés szerint a felhasználó asztalára telepítenek a TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE eszközre.
- A hardver csatlakoztatása után töltse le a firmware-t a megfelelő hardverre.
- Miután a kapcsolat elkészült, eléri a programozási részt. Állítsa a Wi-Fi modult programozási módba azáltal, hogy a Wi-Fi modul SOP2 DIP kapcsolóját ON állásba kapcsolja.
- Miután betöltötte a firmware-t és beállította a linkben leírtak szerint, készen áll a tesztelésre.
A telepítés tesztelése
A tervezés teszteléséhez állítsa be a firmware-rel feltöltött hardvert. Ezután alkalmazza az AC feszültséget a tápfeszültség-csatlakozó AC bemenetére. A TIDM-3OUTSMTSTRP LED-je világítani kezd; a Wi-Fi-n lévő LED-nek is villognia kell. A tesztelés megkezdéséhez használjon okostelefont, táblagépet vagy Wi-Fi-vel rendelkező számítógépet. Keresse meg a "mysimplelink-XXXXXX" SSID-t (ahol az "XXXXXX" egy hatjegyű hexadecimális szám), és csatlakozzon hozzá. Indítson el egy böngészőt, és írja be az URL-t "mysimplelink.net". A főoldalon a mérő neve jelenik meg a bal felső sarokban (amely "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). Ezután kattintson az "Olvasás" gombra a részletek megtekintéséhez.
Kétségtelen az intelligens mérés lehetséges előnyei. Az intelligens mérők nélkülözhetetlenek az összes piaci fél számára:
- a mérőcégek számára a mérőóra leolvasási költségeinek csökkentése
- olyan hálózatüzemeltetők számára, akik elő akarják készíteni hálózatukat a jövőre nézve;
- az energiaszolgáltatók számára, akik új, vevő által készített szolgáltatásokat kívánnak bevezetni és csökkenteni akarják a call center költségeit;
- a kormányok számára az energiatakarékossági és hatékonysági célok elérése és a szabadpiaci folyamatok javítása érdekében;
- a végfelhasználók számára az energiatudatosság növelése, valamint az energiafelhasználás és az energiaköltségek csökkentése érdekében.
Az intelligens mérés bevezetése logikus lépésnek tűnik egy olyan világban is, ahol minden kommunikáció digitalizált és szabványosított (internet, e-mail, SMS, csevegőfiókok stb.), És ahol a „digitális intelligencia” költségei továbbra is gyorsan csökkennek. Az intelligens mérők egészségre gyakorolt hatása sok tisztviselő szerint nem veszélyes. Bár a kutatás folyik, mivel az emberek a világ minden tájáról beszámolnak arról, hogy a vezeték nélküli hálózat befolyásolja az egészségüket.
Az intelligens fogyasztásmérők nagyon pontosak, és a villanyszámlák jobb ellenőrzése lehetővé teszi számunkra, hogy legyen.
A szerzőről
Priyanka Umrani analóg elrendezés-tervező mérnökként dolgozik az indiai Texas Instruments-nél