Γράφει ο Στέλιος
Αδειούχος Ηλεκτρολόγος 1ης ομάδας Α ειδικότητας και ηλεκτρονικός.
Σε αυτό το άρθρο θα εξηγήσουμε πως μπορούμε να φτιάξουμε και να χρησιμοποιήσουμε ένα μόνιτορ για να μετράμε πόση ηλεκτρική ενεργεία χρησιμοποιούν η ηλεκτρικές συσκευές του σπιτιού μας.
Μετρά ρεύμα χρησιμοποιεί μια καθορισμένη τιμή για την τάση 230 volts εάν είστε στην Ελλάδα και υπολογίζει την φαινόμενη ισχύ.
Είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείτε κυρίως σε σπίτια για λόγους απλότητας και κόστους
Τι θα χρειαστείτε
Hardware
Απαραίτητα υλικά
- ένα arduino Arduino Clone with 3.3V option. κύρια πλακέτα [10€]
- Arduino W5100 ethernet shield. πλακέτα δικτύου [6.5€]
- Prototype Shield πλακέτα στήριξης εξαρτημάτων [2.5€]
- CT sensor YHDC SCT-013-000 SCT013-000 Αισθητήριο ανίχνευσης ρεύματος
- μια αντίσταση 18 Ohms αν η τάση τροφοδοσίας είναι 3.3 v ή 33Ω αν η τάση τροφοδοσίας είναι στα 5 v
- 10 k Ohm αντιστάσεις x2
- 10 uf πυκνωτή x1
Αφού έχουμε συγκεντρώσει τα υλικά ακολουθούμε την παρακάτω συνδεσμολογία
To Fritz αρχείο κατεβαίνει απο το επόμενο λινκ
/kgiannaras/images/software/carent sensore.zip
Έχοντας ολοκληρώσει την συνδεσμολογία των εξαρτημάτων θα πρέπει να φορτώσουμε το sketch στο arduino το sketch είναι είναι το λογισμικό που τρέχει στο arduino
To arduino μετατρέπει τα πρωτογενή δεδομένα που δέχεται στην αναλογική του είσοδο σε αναγνωρίσιμες από τον άνθρωπο τιμές και στη συνέχεια τα στέλνει στο σειριακό monitor
Πρώτα κατεβάζουμε την βιβλιοθήκη από αυτόν τον σύνδεσμο και την προσθέτουμε στο φάκελο βιβλιοθηκών του arduino
https://github.com/openenergymonitor/EmonLib
αμέσως μετά περνάμε στον arduino τον παρακάτω κώδικα
#include "EmonLib.h" // Include Emon Library EnergyMonitor emon1; // Create an instance void setup() { Serial.begin(9600); emon1.current(1, 111.1); // Current: input pin, calibration. } void loop() { double Irms = emon1.calcIrms(1480); // Calculate Irms only Serial.print(Irms*230.0); // Apparent power Serial.print(" "); Serial.println(Irms); // Irms }
Ο YHDC SCT-013-000 CT αισθητήρας έχει περιοχή μέτρησης ρεύματος από 0 ως 100 A. Σε αυτό το παράδειγμα ας επιλέξουμε 100 A σαν μέγιστο ρεύμα.
Μετατροπή μέγιστου RMS ρεύματος σε ρεύμα κορυφήςπολλαπλασιάζοντας με √2.
Πρωτεύον ρεύμα κορυφής = RMS × √2 = 100 A × 1.414 = 141.4A
Διαιρούμε το ρεύμα κορυφής με τον αριθμό των σπειρών του CT για να βρούμε το ρεύμα κορυφής του δευτερεύοντος πηνίου.
Ο YHDC SCT-013-000 CT έχει 2000 σπείρες, έτσι το ρεύμα κορυφής στο δευτερεύον θα είναι:
Ρεύμα κορυφής δευτερεύοντος = Ρεύμα κορυφής πρωτεύοντος / Αριθμό σπειρών = 141.4 A / 2000 = 0.0707Α
Για να μεγιστοποιηθεί η ανάλυση μέτρησης, η τάση κατά μήκος στην αντίσταση φορτίου στο ρεύμα κορυφής θα πρέπει να είναι ίση με το μισό της αναλογικής τάσης του Arduino. (AREF / 2)
Εάν ο Arduino χρησιμοποιείται στα 5V: AREF / 2 θα είναι 2.5 Volts. Έτσι η ιδανική αντίσταση φορτίου θα είναι:
Ιδανική αντίσταση φορτίου = (AREF/2) / Ρεύμα κορυφής δευτερεύοντος = 2.5 V / 0.0707 A = 35.4 Ω