Tenk deg hvor fint det ville være hvis du kan se energiforbruket til huset ditt eller en kommersiell leilighet som sitter hvor som helst i verden. Høres det ikke kult ut? Det introduserer konseptet Smart Metering. Så hva er smartmåler? - En smartmåler er en elektronisk enhet som trender fra 15 år som registrerer forbruket av elektrisitet og gir informasjon til strømleverandøren for fakturering som andre vanlige strømmålere.
Paraskevakos ble tildelt et amerikansk patent for denne spesielle teknologien i år 1974. Han lanserte Metretek som utviklet og produserte det første helautomatiserte, kommersielt tilgjengelige fjernmåleravlesnings- og laststyringssystemet uten internettforbindelse i 1977. Hvilke land har smarte målere? - Utrullingen er fullført i Italia, Finland, Sverige. Utrulling er planlagt eller gjennomgår n noen europeiske land. Rundt 2020 vil 17 europeiske land ha rullet ut smarte målere.
Hva krever smarte energimålere?
- Høyhastighets, robust trådløs og kablet kommunikasjon.
- Sanntidsregistrering eller nærtidsregistrering av strømbruk og muligens elektrisitet generert lokalt, f.eks. I tilfelle solceller.
- Nøyaktig strøm- og spenningsmåling av strømtransformatorer, shunts eller andre sensorer.
- Sikkerhet mot magnetisk og mekanisk manipulering
Beskrivelse
Siden den gitte designen driver maskinvaren direkte fra strømforsyningen; det er bedre hvis fagpersoner som fikk passende teknisk opplæring, skal bruke maskinvaren hvis du vil implementere. Denne designen bruker Texas Instruments CC3200MOD og MSP430i2040 som utviklingsplattform for henholdsvis kommunikasjon og elektrisk måling. Med utgangspunkt i TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP som måledatakilde, blir et kommunikasjonskort designet med CC3200MOD lagt til for Wi-Fi-kommunikasjon. Måledataene kan deretter leses og reléet kan styres ved hjelp av en nettleser.
Kretsdiagram
MSP430i2040 - 16-biters mikrocontroller for blandet signal
MSP430i2040 brukes i denne designen som metrologiprosessor. De fire 24-biters sigma-delta analoge til digitale omformerne (ADCer) tillater nøyaktige energimålinger, som gir avlesning av spenning, strøm, effekt (aktiv, reaktiv, tilsynelatende), effektfaktor og frekvens på tre AC-uttak. MSP430i2040 krever bare noen få passive eksterne komponenter for å grensesnitt direkte til spenningsdeleren og strømforsyningen for måling av spenning og strøm.
CC3200 - Enkel kobling Wi-Fi CC3200 Internett-på-en-brikke trådløs MCU-modul
CC3200MOD brukes i dette designet som Wi-Fi-kontrolleren som integrerer en ARM® Cortex ™ -M4 MCU, slik at kundene kan utvikle en hel applikasjon med en enhet. Med Wi-Fi, Internett og robuste sikkerhetsprotokoller på brikken er ingen tidligere Wi-Fi-opplevelse nødvendig for raskere utvikling.
UCC28910, UCC28911 High Voltage Flyback Switcher
Konstant spenning (CV) og konstantstrøm (CC) utgangsregulering uten optisk kobling, har termisk avstenging, Lav linje og utgangsspenning.
ULN2003LV 7-kanals relé og induktiv lastvaskdriver
Den har 7-kanals drivere for høystrømssenk og støtter opptil 8 V uttrekksspenning.
Design av Smart Meter
1. Måling
Denne designen bruker MSP430i2040 som metrologiprosessor. TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP brukes som plattform for måledelen. Maskinvaren og firmware er litt modifisert for å legge til relékontroll avstilt til null kryss.
2. Måledatatilgang
Denne designen bruker HTTP-webserveren på CC3200-overføringsdataene fra MSP430i2040-måleinstrumentet. Denne overføringen gjør det mulig å få tilgang til måledata ved hjelp av en nettleser på hvilken som helst plattform. HTTP-serveren lytter til HTTP-kontakten (standard på 80) og håndterer deretter forespørselen (HTTP GET eller HTTP POST) ved å hente websidefilene fra den serielle blitsen. Serveren ringer deretter til en HTTP-hendelsesbehandler for å operere variabelt innhold. Den komponerer deretter et HTTP-svar og sender tilbake til klienten via Wi-Fi-lenken.
3.Håndtering av dynamiske dataelementer
For å tillate at måledata leses med en HTML-fil med dynamisk innhold, støtter HTTP-webserveren et sett med forhåndsdefinerte tokens, som vil bli erstattet av serveren med dynamisk generert innhold. Noen tokens er forhåndsdefinerte i HTTP-serveren med flere tokens som kan defineres i brukerapplikasjonen.
HTTP-serveren skanner HTML-siden for prefikset "__SL_G_". Hvis serveren finner et prefiks, sjekker den hele tokenet. Når det samsvarer med et kjent token, erstatter det token i HTML-en med passende data (streng) som samsvarer med tokenet. Hvis tokenet ikke er i den forhåndsdefinerte listen, genererer serveren en get_token_value asynkron hendelse med tokennavnet. Denne forespørselen ringer til slutt til HTTP-hendelsesbehandleren i main.c-kodefilen. Behandleren tolker deretter tokenet og svarer på tokenverdien med en send_token_value. HTTP-webserveren bruker denne tokenverdien og returnerer den til klienten. For å sende data fra klienten til HTTP-serveren, ser serveren etter "__SL_P_" prefikset.Deretter går serveren over parameterlisten og sjekker hvert variabelnavn for å se om den samsvarer med et av de kjente forhåndsdefinerte tokens. Hvis variabelnavnene samsvarer med de forhåndsdefinerte tokens, behandler serveren verdiene. Hvis HTTP-webserveren mottar en HTTP POST-forespørsel som inneholder tokens som ikke er i den forhåndsdefinerte listen, genererer serveren en post_token_value asynkron hendelse til verten, som inneholder følgende informasjon: skjemahandlingens navn, tokenavn og tokenverdi. Verten kan deretter behandle den nødvendige informasjonen.tokenavn og tokenverdi. Verten kan deretter behandle den nødvendige informasjonen.tokenavn og tokenverdi. Verten kan deretter behandle den nødvendige informasjonen.
4. Implementering av HTTP Event Handler
For å lette dynamiske data er det brukerdefinerte tokenet definert for datasettet som skal hentes:
Gå gjennom Texas Instruments Wi-Fi-lenke for energiovervåking - http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING for detaljert forklaring av hendelseshåndtering, maskinvaretilkobling og for å laste ned programvarefilene, se lenke over med navnet TIDC-WIFIMETER-LESING. Programvarefilene distribueres ved hjelp av en selvutpakkende kjørbar fil, som standard installeres på TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE på brukerens skrivebord.
- Etter at maskinvaren er koblet til, laster du ned fastvaren til den tilsvarende maskinvaren.
- Når tilkoblingen er ferdig, vil du nå programmeringsdelen. Sett Wi-Fi-modulen i programmeringsmodus ved å slå SOP2 DIP-bryteren på Wi-Fi-modulen i PÅ-posisjon.
- Etter å ha lastet inn fastvaren og konfigurert den som beskrevet i lenken, er du klar til å teste.
Testoppsett
For å teste designet, sett opp maskinvaren som er lastet med fastvaren. Påfør deretter vekselstrøm på vekselstrøminngangen. Lysdiodene på TIDM-3OUTSMTSTRP vil lyse; LED-en på Wi-Fi skal også blinke. For å begynne å teste, bruk en smarttelefon, nettbrett eller PC med Wi-Fi. Se etter SSID "mysimplelink-XXXXXX" (hvor "XXXXXX" er et sekssifret heksadesimalt tall) og koble til det. Start en nettleser og skriv inn URL-en "mysimplelink.net". Hovedsiden vises med navnet på måleren øverst til venstre (som er "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). Klikk deretter på "Lesing" for å se detaljene.
Det er ingen tvil om de potensielle fordelene med smart måling. Smarte målere er uunnværlige for alle markedsfester:
- for måleselskaper å redusere måleravlesningskostnadene;
- for nettoperatører som ønsker å forberede nettet på fremtiden;
- for energileverandører som ønsker å introdusere nye, kundelagde tjenester og redusere call center-kostnadene;
- for myndighetene å nå energisparings- og effektivitetsmål og forbedre prosesser for friluftsmarked;
- for sluttbrukere å øke energibevisstheten og redusere energibruk og energikostnad.
Innføring av smart måling virker også som et logisk trinn i en verden der all kommunikasjon er digitalisert og standardisert (Internett, e-post, SMS, chatbokser osv.), Og hvor kostnadene for 'digital intelligens' fortsatt er raskt synkende. Effekten av smarte målere på helsen er ifølge mange tjenestemenn ikke farlig. Selv om forskningen pågår, overalt i verden, rapporterer folk om trådløs påvirkning av helsen deres.
Smarte målere viser seg å være veldig nøyaktige, og det å få mer kontroll over strømregningene gjør at vi har en.
om forfatteren
Priyanka Umrani jobber som Analog Layout Design Engineer med Texas Instruments, India