متر برق بی سیم با کنترل بار: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

معرفی

کانال یوتیوب::::

این پروژه بر اساس میکروکنترلر Atmel Atmega16 به عنوان مغز اصلی برای محاسبه است.

ماژول ارتباط بی سیم NRF24L01+ برای انتقال داده های بی سیم استفاده می شود.

امروزه صدها و هزاران متر سنج انرژی در مجتمع آپارتمانی ، مرکز خرید ، مدرسه ، دانشگاه ، خوابگاه ها و بسیاری دیگر نصب شده است. این مشکل زمانی ایجاد می شود که متر توسط کارمند برای محاسبه صورتحساب در هر متر انرژی خوانده می شود. نیاز به نیروی انسانی و هزینه زیادی دارد.

در اینجا من یک پروژه ساده ارائه کرده ام که با انتقال خودکار شمارش انرژی چندین متر کنتور به ارائه دهنده خدمات یا میزبان ، در نیروی انسانی و هزینه صرفه جویی می کند.

من داده های او را از متر سه انرژی گرفته و داده ها را به گیرنده منتقل کردم ، که بار و کل مصرف در هر متر را محاسبه کرد.

اگر بار بیش از حد مجاز باشد ، زنگ صدا شروع می شود.

داده ها در سمت فرستنده ذخیره می شوند ، بنابراین اگر گیرنده خاموش باشد یا اتصال از بین برود ، هیچ گونه داده ای از بین نمی رود.

در اینجا ویدئو کار است.

اجزای مختلف عبارتند از:

• متر سنج انرژی 3
• NRF24L01 X 2
• Atmega16 X 2
• Optocoupler X 3

مرحله 1: راه اندازی متر سنج

1. ابتدا کنتور انرژی را باز کنید

2. فقط پایانه کاتد LED Cal را قطع کنید

3. 2 سیم را در 2 انتهای LED لحیم کنید.

4. کاتد LED را به Pin1 Opto-coupler (MCT2E) و سر دیگر LED را به Pin2 Opto-coupler وصل کنید

5. پایه 4 اتصال دهنده نوری را به سیم مشکی و Pin5 را به سیم قهوه ای وصل کنید. سیم سیاه را به زمین برد مدار برای پروژه های پروژه های متر پیش پرداخت انرژی یا خواندن متر متر متصل کنید. سیم قهوه ای خروجی پالس را حمل می کند.

6. مطابق تصویر تصویر منبع تغذیه و بار را وصل کنید.

مرحله 2: الگوریتم اولیه برای محاسبه

در اینجا متر با میکروکنترلر از طریق پالس که همیشه روی متر چشمک می زند ، ارتباط برقرار می کند. علاوه بر این ، پالس بر اساس دوره چشمک زدن آن محاسبه می شود ، با استفاده از این اصل ما آن را برای یک واحد محاسبه می کنیم و بر این اساس میزان بار یک واحد چقدر خواهد بود.

پس از 0.3125 وات انرژی با استفاده از متر (کالیبراسیون) چشمک می زند. اگر از لامپ 100 وات برای یک دقیقه استفاده کنیم ، نبض 5.3 بار در دقیقه چشمک می زند. و این را می توان با استفاده از فرمول داده شده محاسبه کرد.

پالس = (نرخ نبض متر * وات * 60) / (1000 * 3600)

اگر میزان پالس متر 3200 ایمپ و وات استفاده شده 100 باشد ، ما داریم

نبض = (3200 * 100 * 60) / (1000 * 3600)

نبض = 5.333333333 در دقیقه

اگر 5.3333333333 پالس در یک دقیقه رخ دهد ، در یک ساعت پالس رخ می دهد.

پالس = 5.3333333333* 60 پالس = 320 ~ 320 ~ پالس در یک ساعت ایجاد می شود

بنابراین ، در یک ساعت لامپ 100 وات 100 وات برق مصرف کرد و تقریبا 320 پالس چشمک می زند.

اکنون می توانیم یک برق پالس مصرف شده بر حسب وات را محاسبه کنیم

یک پالس (وات) = 100 / 320

یک پالس (وات) = 0.3125

به این معنی که 0.3125 وات برق یک پالس مصرف می کند.

در حال حاضر واحد واحد = (یک انرژی پالس (برق))* پالس / 1000

اگر یک پالس = 0.3125 وات پالس در 10 ساعت = 3200 باشد

سپس واحد خواهد بود واحد = (0.3125 * 3200)/1000 واحد = 1 معنی ، یک واحد در 10 ساعت برای یک لامپ 100 وات.

حال فرض کنید یک واحد نرخ 7 روپیه است ، بنابراین هزینه یک پالس تنها خواهد بود

هزینه تک پالس = (7 * انرژی مصرفی یک پالس) / 1000

هزینه تک پالس = (7 * 0.3125) / 1000

هزینه تک پالس = 0.0021875 روپیه

مرحله 3: Nrf24L01 (اعتبار به

این پیوند را مطالعه کنید

ماژول nRF24L01 یک ماژول RF عالی است که بر روی باند 2 ، 4 گیگاهرتز کار می کند و برای ارتباطات بی سیم در یک خانه مناسب است زیرا حتی به دیوارهای ضخیم بتنی نیز نفوذ می کند. nRF24L01 تمام برنامه نویسی های سخت را برای شما انجام می دهد و حتی دارای عملکردی است که به طور خودکار بررسی می کند که آیا داده های منتقل شده در انتهای دیگر دریافت می شوند یا خیر. چند نسخه مختلف از تراشه های خانواده nRF وجود دارد و به نظر می رسد که همه آنها در یک حالت کار می کنند. روش مشابه من برای مثال از ماژول nRF905 (433 مگاهرتز) با تقریباً همان کدی که در nRF24L01 و nRF24L01+ استفاده می کنم بدون هیچ مشکلی استفاده کرده ام. این ماژول های کوچک دارای محدوده چشمگیری هستند ، با برخی از نسخه ها که تا 1000 متر ارتباط (بدون دید) را مدیریت می کند و تا 2000 متر را با آنتن دوگانه مدیریت می کند.

nRF24L01 در مقابل nRF24L01+

نسخه (+) جدیدترین نسخه به روز شده تراشه است و از سرعت داده 1 مگابیت بر ثانیه ، 2 مگابیت بر ثانیه و "حالت راه دور" از 250 کیلوبیت بر ثانیه پشتیبانی می کند که برای افزایش طول پخش بسیار مفید است. nRF24L01 قدیمی (که من در پستهای قبلی خود استفاده کرده ام) فقط سرعت داده 1 مگابیت بر ثانیه یا 2 مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می کند. هر دو مدل با یکدیگر سازگار هستند ، به شرطی که روی نرخ داده یکسان تنظیم شده باشند. از آنجا که هردو تقریباً یکسان هستند (تقریباً هیچ چیز) ، توصیه می کنم نسخه + را بخرید!

بخش اول - راه اندازی تفاوتهای اتصال ماژول nRF24L01 دارای 10 کانکتور و نسخه + دارای 8 تفاوت است. تفاوت در این است که نسخه + به جای داشتن دو عدد 3 ، 3 ولت و دو GND ، دارای پایه است (نسخه ای با مربع سفید در اطراف آن) و منبع تغذیه 3 ، 3 ولت ، در کنار یکدیگر. اگر ماژول را از نسخه جدید + به نسخه قدیمی تغییر می دهید ، مطمئن شوید که کابل GND را به مکان مناسب منتقل نکنید ، در غیر این صورت مدار شما کوتاه می شود. در اینجا تصویری از نسخه + (نمای بالا) ، جایی که می توانید تمام اتصالات دارای برچسب را مشاهده کنید. نسخه قدیمی دارای دو اتصال GND در بالا به جای گوشه سمت راست پایین است.

منبع تغذیه (GND & VCC) ماژول باید با 3 ، 3 ولت تغذیه شود و نمی تواند توسط منبع تغذیه 5 ولت تغذیه شود! از آنجا که جریان بسیار کمی طول می کشد ، از یک تنظیم کننده خطی برای کاهش ولتاژ به 3 ، 3 ولت استفاده می کنم. برای سهولت کار برای ما ، تراشه می تواند 5 ولت را روی پورت های ورودی/خروجی کنترل کند ، که از این نظر خوب است برای تنظیم تمام کابلهای ورودی/خروجی از تراشه AVR دردسر ایجاد می کند. Chip Enable (CE) هنگام ارسال داده (فرستنده) یا شروع دریافت داده (گیرنده) استفاده می شود. پین CE به هر گونه استفاده نشده متصل است پورت ورودی/خروجی در AVR و به عنوان خروجی تنظیم می شود (بیت را روی یک در ثبت DDx که x حرف پورت است تنظیم کنید.) Atmega88: PB1، ATtiny26: PA0، ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) همچنین به عنوان "کشتی" شناخته می شود انتخاب نکن " پین CSN نیز به هر پورت ورودی/خروجی استفاده نشده در AVR متصل شده و روی خروجی تنظیم شده است. پین CSN همیشه نگه داشته می شود به جز زمان ارسال فرمان SPI از AVR به nRF. Atmega88: PB2 ، ATtiny26: PA1 ، ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) این ساعت سریال است. SCK به AVR به SCK متصل می شود. Atmega88: PB5 ، ATtiny26: PB2 ، ATtiny85: PB2SPI ورودی اصلی Slave (MOSI یا MO) این خط داده در سیستم SPI است. مانند Atmega88 ، این در AVR نیز به MOSI متصل می شود و به عنوان خروجی تنظیم می شود. در AVR هایی که فاقد SPI هستند ، مانند ATtiny26 و ATtiny85 در عوض با USI عرضه می شوند و در برگه داده آمده است: "حالت سه سیمه USI است مطابق با حالت Serial Peripheral Interface (SPI) 0 و 1 ، اما عملکرد پین slave select (SS) را ندارد. با این حال ، در صورت لزوم می توان این ویژگی را در نرم افزار پیاده سازی کرد "" SS "مورد اشاره همان" CSN "است و پس از انجام برخی تحقیقات ، این وبلاگ را پیدا کردم که به من کمک کرد. برای راه اندازی USI به SPI متوجه شدم که باید پین MOSI را از nRF به پین MISO در AVR متصل کرده و آن را به عنوان خروجی تنظیم کنم.: PB3، ATtiny26: PB1، ATtiny85: PB1SPI ورودی اصلی خروجی Slave (MISO یا MI) این خط داده در سیستم SPI است. اگر AVR شما تراشه مانند ATmega88 از SPI-transfere پشتیبانی می کند ، این در AVR به MISO متصل می شود و این یکی به عنوان ورودی باقی می ماند. برای کارکردن روی ATtiny26 و ATtiny85 ، مجبور شدم از USI همانطور که در بالا ذکر شد استفاده کنم. این فقط زمانی کار کرد که من پین MISO را در nRF به پین MOSI در AVR متصل کردم و آن را به عنوان ورودی تنظیم کردم و کشش داخلی را فعال کردم. ، اما یک راه عالی برای دانستن این است که چه اتفاقی برای nRF افتاده است. به عنوان مثال می توانید به nRF بگویید که هنگام دریافت بسته یا زمانی که یک انتقال موفق به پایان رسید IRQ را بالا تنظیم کند. بسیار مفید است! اگر AVR شما دارای بیش از 8 پین و پین وقفه موجود است ، به شما پیشنهاد می کنم IRQ را به آن وصل کرده و درخواست وقفه را تنظیم کنید.

مرحله 4: نمودار اتصال اولیه

این نمودار اتصال یک شماتیک است

مرحله 5: کد

برای کد به GitHub مراجعه کنید