सिगफॉक्स के माध्यम से विद्युत खपत और पर्यावरण निगरानी: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

विवरण

यह प्रोजेक्ट आपको दिखाएगा कि तीन चरण बिजली वितरण पर एक कमरे की बिजली की खपत कैसे प्राप्त करें और फिर इसे हर 10 मिनट में सिगफॉक्स नेटवर्क का उपयोग करके सर्वर पर भेजें।

शक्ति को कैसे मापें?

हमें एक पुराने ऊर्जा-मीटर से तीन करंट क्लैंप मिले।

सावधान रहे ! क्लैंप की स्थापना के लिए एक इलेक्ट्रीशियन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, यदि आप नहीं जानते कि आपको अपने इंस्टालेशन के लिए किस क्लैंप की आवश्यकता है, तो एक इलेक्ट्रीशियन आपको सलाह दे सकता है।

कौन से माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किया जाएगा?

हमने Snootlab Akeru कार्ड का उपयोग किया जो Arduino के साथ संगत है।

क्या यह सभी बिजली के मीटरों पर काम करता है?

हां, हम क्लैंप के लिए केवल वर्तमान धन्यवाद को मापते हैं। तो आप अपनी मनचाही लाइन की खपत गिन सकते हैं।

इसे बनाने में कितना समय लगता है?

एक बार जब आपके पास सभी हार्डवेयर आवश्यकताएं होती हैं, तो स्रोत कोड जीथब पर उपलब्ध होता है। तो, एक या दो घंटे के भीतर, आप इसे काम करने में सक्षम होंगे।

क्या मुझे किसी पूर्व ज्ञान की आवश्यकता है?

आपको यह जानने की जरूरत है कि आप विद्युत रूप से क्या कर रहे हैं और Arduino और Actoboard का उपयोग कैसे करें।

Arduino और Actoboard के लिए, आप Google से सभी आधार सीख सकते हैं। उपयोग करने में बहुत आसान।

हम कौन है?

हमारे नाम फ्लोरियन पेरिस, टिमोथी फेरर--लूब्यू और मैक्सेंस मोंटफोर्ट हैं। हम पेरिस में यूनिवर्सिटी पियरे एट मैरी क्यूरी के छात्र हैं। इस परियोजना को एक फ्रांसीसी इंजीनियरिंग स्कूल (पॉलीटेक'पेरिस-यूपीएमसी) में शैक्षिक उद्देश्य के लिए प्रेरित किया गया है।

चरण 1: सिगफॉक्स और एक्टोबार्ड

सिगफॉक्स क्या है?

सिगफॉक्स अल्ट्रा नैरो बैंड (यूएनबी) में रेडियो तकनीक का उपयोग करता है। सिग्नल की आवृत्ति लगभग 10Hz-90Hz है, इसलिए शोर के कारण सिग्नल का पता लगाना मुश्किल है। हालाँकि सिगफ़ॉक्स ने एक प्रोटोकॉल का आविष्कार किया है जो शोर में सिग्नल को समझ सकता है। इस तकनीक की एक बड़ी रेंज (40 किमी तक) है, इसके अलावा चिप की खपत जीएसएम चिप से 1000 गुना कम है। सिगफॉक्स चिप का जीवनकाल बहुत अच्छा होता है (10 वर्ष तक)। फिर भी सिगफॉक्स तकनीक में एक संचरण सीमा है (प्रति दिन 12 बाइट्स के 150 संदेश)। इसलिए सिगफॉक्स इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) को समर्पित एक संयोजक समाधान है।

एक्टोबार्ड क्या है?

एक्टोबार्ड एक ऑनलाइन सेवा है जो उपयोगकर्ता को लाइव डेटा दिखाने के लिए ग्राफ़ (डैशबोर्ड) बनाने की अनुमति देती है, इसमें विजेट निर्माण के लिए बहुत अनुकूलन संभावनाएं हैं। एक एकीकृत सिगफॉक्स मॉड्यूल के लिए धन्यवाद हमारे Arduino चिप से डेटा भेजे जाते हैं। जब आप एक नया विजेट बनाते हैं, तो आपको बस उस वेरिएबल का चयन करना होता है जिसमें आप रुचि रखते हैं और फिर आप जिस प्रकार के ग्राफ़ का उपयोग करना चाहते हैं (बार ग्रैफ़, बिंदुओं का बादल …) और अंत में अवलोकन अवधि का चयन करना होगा। हमारा कार्ड कैप्टर्स (दबाव, तापमान, ज्ञानोदय) से डेटा भेजेगा और वर्तमान क्लैंप से, जानकारी दैनिक और साप्ताहिक के साथ-साथ बिजली पर खर्च किए गए धन को दिखाया जाएगा।

चरण 2: हार्डवेयर आवश्यकताएँ

इस ट्यूटोरियल में, हम उपयोग करेंगे:

• एक Snootlab-Akeru
• एक ढाल Arduino Seeed Studio
• एक LEM EMN 100-W4 (केवल क्लैंप)
• एक फोटोकेल रोकनेवाला
• एक बीएमपी 180
• एक SEN11301P
• एक आरटीसी

खबरदार: क्योंकि हमारे पास केवल करंट मापने के लिए हार्डवेयर है, हमने कुछ धारणाएँ बनाईं। अगला चरण देखें: विद्युत अध्ययन।

-रास्पबेरी पीआई 2: हमने इलेक्ट्रिक मीटर के बगल में एक स्क्रीन पर एक्टोबार्ड डेटा दिखाने के लिए रास्पबेरी का उपयोग किया (रास्पबेरी एक सामान्य कंप्यूटर की तुलना में कम जगह लेता है)।

-Snootlab Akeru: यह Arduino कार्ड जो एक sigfox मॉड्यूल को पूर्णांक बनाता है, उसमें मॉनिटरिंग सॉफ़्टवेयर होता है जो हमें सेंसर से डेटा का विश्लेषण करने और इसे Actoboard को भेजने की अनुमति देता है।

-ग्रोव शील्ड: यह एक अतिरिक्त मॉड्यूल है जिसे अकेरू चिप पर प्लग किया गया है, इसमें 6 एनालॉग पोर्ट और 3 I²C पोर्ट हैं जो हमारे सेंसर को प्लग करने के लिए उपयोग किए जाते हैं

-LEM EMN 100-W4: ये amp क्लैंप बिजली के मीटर के प्रत्येक चरण से जुड़े होते हैं, हम 1.5% सटीकता के साथ खपत की गई धारा की एक छवि प्राप्त करने के लिए एक समानांतर रोकनेवाला का उपयोग करते हैं।

-बीएमपी 180: यह सेंसर तापमान को -40 से 80 डिग्री सेल्सियस के साथ-साथ परिवेश के दबाव को 300 से 1100 एचपीए तक मापता है, इसे आई 2 सी स्लॉट में प्लग करना पड़ता है।

-SEN11301P: यह सेंसर हमें तापमान मापने की अनुमति देता है (हम उस फ़ंक्शन के लिए इसका उपयोग करेंगे क्योंकि यह अधिक सटीक है -> BMP180 के लिए 1 डिग्री सेल्सियस के बजाय 0.5%) और 2% सटीकता के साथ आर्द्रता।

-फोटोरेसिस्टर: हम उस घटक का उपयोग चमक को मापने के लिए करते हैं, यह एक अत्यधिक प्रतिरोधक अर्ध-कंडक्टर है जो चमक बढ़ने पर इसके प्रतिरोध को कम करता है। हमने वर्णन करने के लिए प्रतिरोधकता के पांच विस्तारों को चुना

चरण 3: विद्युत अध्ययन

प्रोग्रामिंग में आगे बढ़ने से पहले, दिलचस्प डेटा को वापस प्राप्त करने और उनका फायदा उठाने के बारे में जानना उचित है। इसके लिए, हम परियोजना के इलेक्ट्रोटेक्निक अध्ययन का एहसास करते हैं।

हम तीन मौजूदा क्लैंप (LEM EMN 100-W4) की बदौलत लाइनों में करंट वापस पाते हैं। तब धारा 10 ओम के प्रतिरोध में गुजरती है। प्रतिरोध की सीमाओं में तनाव संबंधित रेखा में वर्तमान की छवि है।

देखें, इलेक्ट्रोटेक्निक में एक अच्छी तरह से संतुलित तीन-चरण नेटवर्क पर शक्ति को निम्नलिखित संबंध द्वारा गिना जाता है: P=3*V*I*cos(Phi)।

यहां, हम न केवल तीन-चरण नेटवर्क पर विचार करते हैं, बल्कि यह भी है कि cos(Phi)=1. 1 के बराबर एक शक्ति कारक में विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक भार शामिल होते हैं। व्यवहार में क्या असंभव है। स्नूटलैब-अकेरू पर लाइनों की धाराओं की तनाव छवियों को सीधे 1 सेकंड में नमूना लिया जाता है। हम प्रत्येक तनाव का अधिकतम मूल्य वापस प्राप्त करते हैं। फिर, हम उन्हें जोड़ते हैं ताकि इंस्टॉलेशन द्वारा खपत की गई कुल मात्रा प्राप्त हो सके। हम निम्नलिखित सूत्र द्वारा प्रभावी मूल्य की गणना करते हैं: Vrms=SUM(Vmax)/SQRT(2)

हम तब वर्तमान के वास्तविक मूल्य की गणना करते हैं, जिसे हम प्रतिरोधों के मूल्य की गणना करके पाते हैं, साथ ही वर्तमान क्लैंप के गुणांक: Irms=Vrms*res*(1/R) (res का संकल्प है एडीसी 4.88mv/बिट)

एक बार जब संस्थापन की धारा की प्रभावी मात्रा ज्ञात हो जाती है, तो हम उच्च देखे गए सूत्र द्वारा शक्ति की गणना करते हैं। हम उसमें से खपत की गई ऊर्जा को घटाते हैं। और हम परिणाम को परिवर्तित करते हैं kW.h: W=P*t

हम अंततः 1kW.h=0.15€ पर विचार करके kW.h में कीमत की गणना करते हैं। हम सदस्यता की लागतों की उपेक्षा करते हैं।

चरण 4: सभी सिस्टम को जोड़ना

• PINCE1 A0
• पिनसी२ ए१
• पिनसी३ ए२
• फोटोसेल A3
• डिटेक्टर 7
• एलईडी 8
• डीएचटीपीएन 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• बैरोमीटर 6
• एडफ्रूट_बीएमपी085पिन 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

चरण 5: कोड डाउनलोड करें और कोड अपलोड करें

अब आप सभी अच्छी तरह से कनेक्ट हो गए हैं, आप यहां कोड डाउनलोड कर सकते हैं:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

कोड फ्रेंच में है, जिनके लिए कुछ स्पष्टीकरण की आवश्यकता है, टिप्पणियों में पूछने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।

अब आपके पास कोड है, आपको इसे Snootlab-Akeru में अपलोड करना होगा। ऐसा करने के लिए आप Arduino IDE का उपयोग कर सकते हैं। कोड अपलोड होने के बाद, आप देख सकते हैं कि एलईडी आपके आंदोलनों का जवाब दे रहा है या नहीं।

चरण 6: एक्टोबार्ड सेट करें

अब आपका सिस्टम काम कर रहा है, आप actoboard.com पर डेटा की कल्पना कर सकते हैं।

आपको सिगफॉक्स या स्नूटलैब-अकेरू कार्ड से प्राप्त अपनी आईडी और पासवर्ड से कनेक्ट करें।

एक बार यह हो जाने के बाद, आपको एक नया डैशबोर्ड बनाना होगा। उसके बाद आप अपने इच्छित विजेट्स को डैशबोर्ड पर जोड़ सकते हैं।

डेटा फ्रेंच में आता है, इसलिए यहाँ समकक्ष है:

• Energie_KWh = ऊर्जा (KW.h में)
• Cout_Total = कुल मूल्य (1KW.h = 0.15€ मानकर)
• ह्यूमिडाइट = आद्रता
• लुमियर = प्रकाश

चरण 7: डेटा विश्लेषण

हाँ, यह अंत है!

अब आप अपने आँकड़ों की कल्पना अपनी इच्छानुसार कर सकते हैं। इसे कैसे विकसित किया जाता है, इसे समझने के लिए कुछ स्पष्टीकरण हमेशा अच्छे होते हैं:

• Energie_KWh: इसे हर दिन 00:00 बजे रीसेट किया जाएगा
• Cout_Total: Energie_KWh के आधार पर, 1KW.h को 0.15€ के बराबर मानकर
• तापमान: डिग्री सेल्सियस में
• Humidite: %HR. में
• उपस्थिति: अगर कोई सिगफॉक्स के माध्यम से दो भेजने के बीच यहां था
• Lumiere: कमरे में प्रकाश की तीव्रता; ०=काला कमरा, १=अंधेरा कमरा, २=रोशनी वाला कमरा, ३=प्रकाश कमरा, ४=बहुत हल्का कमरा

अपने डैशबोर्ड का आनंद लें!

चरण 8: अपना ज्ञान लाओ

अब हमारा सिस्टम हो गया है, हम अन्य प्रोजेक्ट करने जा रहे हैं।

हालाँकि, यदि आप सिस्टम को अपग्रेड या सुधारना चाहते हैं, तो बेझिझक टिप्पणियों में आदान-प्रदान करें!

हमें उम्मीद है कि यह आपको कुछ विचार देगा। इन्हें शेयर करना न भूलें।

हम आपके DIY प्रोजेक्ट में आपको शुभकामनाएं देते हैं।

टिमोथी, फ्लोरियन और मैक्सेंस