स्मार्ट एनर्जी मॉनिटरिंग सिस्टम: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

केरल (भारत) में, ऊर्जा की खपत की निगरानी और गणना बिजली/ऊर्जा विभाग के तकनीशियनों द्वारा ऊर्जा किराए की गणना के लिए लगातार क्षेत्र के दौरे द्वारा की जाती है, जो एक समय लेने वाला कार्य है क्योंकि इस क्षेत्र में हजारों घर होंगे। एक निश्चित अवधि में घरों की व्यक्तिगत ऊर्जा खपत की जांच या विश्लेषण करने और न ही किसी निश्चित क्षेत्र में ऊर्जा प्रवाह की रिपोर्ट बनाने का कोई प्रावधान नहीं है। यह सिर्फ केरल का ही नहीं बल्कि दुनिया के कई जगहों का मामला है। मैं ऊर्जा किराए के निरीक्षण, निगरानी, विश्लेषण और गणना को आसान बनाने के लिए Arduino की मदद से एक स्मार्ट ऊर्जा निगरानी प्रणाली का प्रस्ताव कर रहा हूं। डिवाइस की क्लाउड कनेक्टिविटी की सहायता से क्लाउड डेटाबेस में ऊर्जा खपत डेटा (एक अद्वितीय उपयोगकर्ता आईडी का उपयोग करके) को लगातार अपलोड करके सिस्टम। यह अतिरिक्त रूप से उपयोगकर्ता विशिष्ट या क्षेत्र विशिष्ट चार्ट और रिपोर्ट को एक व्यक्तिगत घर या क्षेत्र की ऊर्जा खपत और ऊर्जा प्रवाह का विश्लेषण करने की अनुमति देगा।

आपूर्ति

1. Arduino Uno
2. एलसीडी प्रदर्शन
3. वर्तमान सेंसर (ACS712)

चरण 1: परिचय

केरल (भारत) में, ऊर्जा की खपत की निगरानी और गणना बिजली/ऊर्जा विभाग के तकनीशियनों द्वारा ऊर्जा किराए की गणना के लिए लगातार क्षेत्र के दौरे द्वारा की जाती है, जो एक समय लेने वाला कार्य है क्योंकि इस क्षेत्र में हजारों घर होंगे। एक निश्चित अवधि में घरों की व्यक्तिगत ऊर्जा खपत की जांच या विश्लेषण करने और न ही किसी निश्चित क्षेत्र में ऊर्जा प्रवाह की रिपोर्ट बनाने का कोई प्रावधान नहीं है। यह सिर्फ केरल का ही नहीं बल्कि दुनिया के कई जगहों का मामला है।

इस परियोजना में एक स्मार्ट ऊर्जा निगरानी प्रणाली का विकास शामिल है जो ऊर्जा के निरीक्षण, निगरानी, विश्लेषण और किराया गणना को आसान बनाएगा। सिस्टम अतिरिक्त रूप से ऊर्जा खपत और ऊर्जा प्रवाह का विश्लेषण करने के लिए उपयोगकर्ता विशिष्ट या क्षेत्र विशिष्ट चार्ट और रिपोर्ट तैयार करने की अनुमति देगा। सिस्टम मॉड्यूल जिसे विशेष आवास इकाई की पहचान करने के लिए एक अद्वितीय उपयोगकर्ता कोड दिया जाएगा जहां ऊर्जा खपत को मापा जाना है। एक एनालॉग कनेक्शन का उपयोग करके एक Arduino बोर्ड में इंटरफेस किए गए वर्तमान सेंसर की मदद से बिजली की खपत की निगरानी की जाएगी। ऊर्जा खपत डेटा और उपयोगकर्ता का अद्वितीय उपयोगकर्ता कोड रीयल-टाइम पर एक समर्पित क्लाउड सेवा पर अपलोड किया जाएगा। क्लाउड से डेटा को ऊर्जा विभाग द्वारा व्यक्तिगत ऊर्जा खपत की गणना करने, व्यक्तिगत और सामूहिक ऊर्जा चार्ट बनाने, ऊर्जा रिपोर्ट तैयार करने और विस्तृत ऊर्जा निरीक्षण के लिए विश्लेषण किया जाएगा। वास्तविक समय ऊर्जा माप मूल्यों को प्रदर्शित करने के लिए एक एलसीडी डिस्प्ले मॉड्यूल को सिस्टम में एकीकृत किया जा सकता है। यदि पोर्टेबल पावर स्रोत जैसे ड्राई सेल बैटरी या ली-पो बैटरी संलग्न है तो सिस्टम स्वतंत्र रूप से काम करेगा।

चरण 2: कार्यप्रवाह

इस परियोजना का मुख्य फोकस उपयोगकर्ता द्वारा ऊर्जा खपत के उपयोग को अनुकूलित और कम करना है। यह न केवल समग्र ऊर्जा लागत को कम करता है बल्कि ऊर्जा का संरक्षण भी करेगा।

एसी मेन से बिजली खींची जाती है और वर्तमान सेंसर के माध्यम से पारित की जाती है जिसे घरेलू सर्किट में एकीकृत किया जाता है। लोड से गुजरने वाले एसी करंट को करंट सेंसर मॉड्यूल (ACS712) द्वारा महसूस किया जाता है और सेंसर से आउटपुट डेटा Arduino UNO के एनालॉग पिन (A0) को फीड किया जाता है। एक बार Arduino द्वारा एनालॉग इनपुट प्राप्त हो जाने के बाद, शक्ति/ऊर्जा का माप Arduino स्केच के अंदर होता है। गणना की गई शक्ति और ऊर्जा को तब एलसीडी डिस्प्ले मॉड्यूल पर प्रदर्शित किया जाता है। एसी सर्किट विश्लेषण में, वोल्टेज और करंट दोनों समय के साथ साइनसोइडल बदलते हैं।

वास्तविक शक्ति (पी): यह वह शक्ति है जिसका उपयोग उपकरण द्वारा उपयोगी कार्य करने के लिए किया जाता है। इसे kW में व्यक्त किया जाता है।

वास्तविक शक्ति = वोल्टेज (V) x करंट (I) x cosΦ

प्रतिक्रियाशील शक्ति (क्यू): इसे अक्सर काल्पनिक शक्ति कहा जाता है जो स्रोत और भार के बीच शक्ति का एक माप है, जो कोई उपयोगी काम नहीं करता है। यह kVAr. में व्यक्त किया जाता है

प्रतिक्रियाशील शक्ति = वोल्टेज (वी) x करंट (I) x sinΦ

स्पष्ट शक्ति (एस): इसे रूट-मीन-स्क्वायर (आरएमएस) वोल्टेज और आरएमएस करंट के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गया है। इसे वास्तविक और प्रतिक्रियाशील शक्ति के परिणाम के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है। यह kVA. में व्यक्त किया जाता है

स्पष्ट शक्ति = वोल्टेज (V) x करंट (I)

वास्तविक, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति के बीच संबंध:

वास्तविक शक्ति = स्पष्ट शक्ति x cosΦ

प्रतिक्रियाशील शक्ति = स्पष्ट शक्ति x sinΦ

हम विश्लेषण के लिए केवल वास्तविक शक्ति पर चिंतित हैं।

पावर फैक्टर (पीएफ): एक सर्किट में वास्तविक शक्ति और स्पष्ट शक्ति के अनुपात को पावर फैक्टर कहा जाता है।

पावर फैक्टर = वास्तविक शक्ति/स्पष्ट शक्ति

इस प्रकार, हम सर्किट में वोल्टेज और करंट को मापकर सभी प्रकार की शक्ति के साथ-साथ पावर फैक्टर को भी माप सकते हैं। निम्नलिखित खंड ऊर्जा खपत की गणना के लिए आवश्यक माप प्राप्त करने के लिए उठाए गए कदमों पर चर्चा करता है।

एसी करंट को पारंपरिक रूप से करंट ट्रांसफार्मर का उपयोग करके मापा जाता है। ACS712 को इसकी कम लागत और छोटे आकार के कारण वर्तमान सेंसर के रूप में चुना गया था। ACS712 करंट सेंसर एक हॉल इफेक्ट करंट सेंसर है जो प्रेरित होने पर करंट को सटीक रूप से मापता है। एसी तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाया जाता है जो समकक्ष एनालॉग आउटपुट वोल्टेज देता है। एनालॉग वोल्टेज आउटपुट को लोड के माध्यम से वर्तमान प्रवाह को मापने के लिए माइक्रोकंट्रोलर द्वारा संसाधित किया जाता है।

हॉल इफेक्ट एक विद्युत कंडक्टर में वोल्टेज अंतर (हॉल वोल्टेज) का उत्पादन होता है, जो कंडक्टर में विद्युत प्रवाह के लिए अनुप्रस्थ होता है और वर्तमान में लंबवत चुंबकीय क्षेत्र होता है।

चरण 3: परीक्षण

स्रोत कोड यहां अपडेट किया गया है।

यह आंकड़ा ऊर्जा गणना से सीरियल आउटपुट को दर्शाता है।

चरण 4: प्रोटोटाइप

चरण 5: संदर्भ

instructables.com, Electronicshub.org