Представете си колко хубаво би било, ако можете да видите консумацията на енергия на вашата къща или търговски апартамент, разположен навсякъде по света. Не звучи ли готино? Това въвежда концепцията за интелигентно измерване. И така, какво е интелигентен метър? - Интелигентният измервателен уред е електронно устройство, което е в тенденция от 15 години, което регистрира потреблението на електроенергия и предоставя информация на доставчика на електроенергия за фактуриране като други нормални електромери.
Параскевакос получи американски патент за тази конкретна технология през 1974 г. Той пусна Metretek, който разработи и произведе първата напълно автоматизирана, достъпна в търговската мрежа система за дистанционно отчитане и управление на товара без интернет връзка през 1977 г. Кои държави имат интелигентни измервателни уреди? - Разпространението е завършено в Италия, Финландия, Швеция. Въвеждането е планирано или се извършва в някои европейски страни. Около 2020 г. 17 европейски държави ще въведат интелигентни измервателни уреди.
Какво изискват интелигентните измерватели на енергия?
- Високоскоростни, стабилни безжични и кабелни комуникации.
- Регистрация в реално време или в близко време за използване на електроенергия и евентуално електричество, генерирано на местно ниво, например в случай на фотоволтаични клетки.
- Точно измерване на ток и напрежение на токови трансформатори, шунтове или други сензори.
- Сигурност срещу магнитно и механично подправяне
Описание
Тъй като даденият дизайн работи с хардуера, захранван директно от променливотоково захранване; по-добре е професионалистите, получили подходящо техническо обучение, да работят с хардуера, ако искате да го внедрите. Този дизайн използва Texas Instruments CC3200MOD и MSP430i2040 като платформа за разработка, съответно на комуникационно и електрическо измерване. Като се започне от TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP като измервателен източник на данни, за Wi-Fi комуникация се добавя комуникационна платка, проектирана с помощта на CC3200MOD. След това данните за измерването могат да бъдат прочетени и релето може да се управлява с помощта на браузър.
Електрическа схема
MSP430i2040 - 16-битов микроконтролер със смесен сигнал
MSP430i2040 се използва в този дизайн като метрологичен процесор. Четирите му 24-битови сигма-делта аналогово-цифрови преобразуватели (ADC) позволяват точни измервания на енергия, осигурявайки отчитане на напрежение, ток, мощност (активна, реактивна, очевидна), фактор на мощността и честота на три AC изхода. MSP430i2040 изисква само няколко пасивни външни компонента, които да се свързват директно с делителя на напрежението и токовия шунт за измерване на напрежението и тока.
CC3200 - Безжичен MCU модул за интернет с включен чип CC3200 с проста връзка
CC3200MOD се използва в този дизайн като Wi-Fi контролер, който интегрира ARM® Cortex ™ -M4 MCU, позволявайки на клиентите да разработят цяло приложение с едно устройство. С вградените Wi-Fi, Интернет и надеждни протоколи за сигурност не се изисква предварително Wi-Fi опит за по-бързо развитие.
UCC28910, UCC28911 Превключвател за високо напрежение Flyback
Регулиране на изхода с постоянно напрежение (CV) и постоянен ток (CC) без оптичен съединител, има термично изключване, защита от ниско напрежение и пренапрежение.
ULN2003LV 7-канален реле и драйвер за индуктивен товар
Той има 7-канални драйвери за мивка с висок ток и поддържа до 8-V изходно напрежение.
Дизайн на Smart Meter
1. Измерване
Този дизайн използва MSP430i2040 като метрологичен процесор. TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP се използва като платформа на измервателната част. Хардуерът и фърмуерът са леко модифицирани, за да добавят управление на релето, запазено до нулево пресичане.
2. Измерване на достъпа до данни
Този дизайн използва HTTP уеб сървър за CC3200 трансфер на данни от измервателния хардуер MSP430i2040. Този трансфер позволява достъп до измервателни данни чрез уеб браузър на която и да е платформа. HTTP сървърът слуша в HTTP сокета (по подразбиране е 80), след което обработва заявката (HTTP GET или HTTP POST), като извлича файловете на уеб страниците от серийния флаш. След това сървърът извиква HTTP манипулатор на събития, за да работи върху съдържанието на променливата. След това съставя HTTP отговор и изпраща обратно към клиента по Wi-Fi връзката.
3. Работа с динамични елементи от данни
За да позволи измервателните данни да бъдат прочетени с HTML файл с динамично съдържание, HTTP уеб сървърът поддържа набор от предварително дефинирани маркери, които ще бъдат заменени в движение от сървъра с динамично генерирано съдържание. Някои маркери са предварително дефинирани в HTTP сървъра с допълнителни маркери, които могат да бъдат дефинирани в потребителско приложение.
HTTP сървърът сканира HTML страницата за префикса "__SL_G_". Ако сървърът намери префикс, той проверява пълния маркер. След като съвпада с известен маркер, той замества маркера в HTML със съответните данни (низ), които съответстват на този маркер. Ако маркерът не е в предварително дефинирания списък, сървърът генерира асинхронно събитие get_token_value с името на маркера. Тази заявка в крайна сметка извиква манипулатора на HTTP събитията в кодовия файл main.c. След това манипулаторът интерпретира маркера и отговаря на стойността на маркера със send_token_value. Уеб сървърът HTTP използва тази стойност на маркера и я връща на клиента. За да изпрати данни от клиента на HTTP сървъра, сървърът ще провери за префикса "__SL_P_".След това сървърът преминава през списъка с параметри и проверява името на всяка променлива, за да види дали отговаря на един от известните предварително дефинирани маркери. Ако имената на променливите съвпадат с предварително дефинираните маркери, сървърът обработва стойностите. Ако HTTP уеб сървърът получи HTTP POST заявка, която съдържа маркери, които не са в предварително дефинирания списък, сървърът генерира асинхронно събитие post_token_value към хоста, което съдържа следната информация: име на действие на формуляра, име на маркера и стойност на маркера. След това хостът може да обработи необходимата информация.име на символа и стойност на символа. След това хостът може да обработи необходимата информация.име на символа и стойност на символа. След това хостът може да обработи необходимата информация.
4. Внедряване на HTTP манипулатор на събития
За да се улесни динамичните данни, дефинираният от потребителя маркер е дефиниран за набора от данни, които трябва да бъдат извлечени:
Прегледайте Wi-Fi връзката на Texas Instruments за документ за мониторинг на енергия - http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING за подробно обяснение на обработката на събития, хардуерна връзка и за изтегляне на софтуерните файлове, вижте връзка по-горе с име TIDC-WIFIMETER-READING. Софтуерните файлове се разпространяват с помощта на саморазархивиращ се изпълним файл, който по подразбиране се инсталира на TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE на работния плот на потребителя.
- След като хардуерът е свързан, изтеглете фърмуера на съответния хардуер.
- След като свързването свърши, ще стигнете до частта за програмиране. Настройте Wi-Fi модула в режим на програмиране, като превключите SIP2 DIP превключвателя на Wi-Fi модула в положение ON.
- След като заредите фърмуера и го настроите, както е описано в линка, сте готови да тествате.
Тестова настройка
За да тествате дизайна, настройте хардуера, зареден с фърмуера. След това приложете променливо напрежение към променливотоковия вход на разклонителя. Светодиодите на TIDM-3OUTSMTSTRP ще светнат; светодиодът на Wi-Fi също трябва да мига. За да започнете тестването, използвайте смартфон, таблет или компютър с Wi-Fi. Потърсете SSID "mysimplelink-XXXXXX" (където "XXXXXX" е шестцифрено шестнадесетично число) и се свържете с него. Стартирайте браузър и въведете URL "mysimplelink.net". Главната страница ще се покаже с името на измервателния уред в горния ляв ъгъл (което е "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). След това кликнете върху „Четене“, за да видите подробностите.
Няма съмнение относно потенциалните ползи от интелигентното измерване. Умните измервателни уреди са незаменими за всички пазарни страни:
- за измервателните компании да намалят разходите за отчитане на броячите;
- за мрежови оператори, които искат да подготвят своята мрежа за бъдещето;
- за доставчици на енергия, които искат да въведат нови, направени от клиентите услуги и да намалят разходите за кол център;
- за правителствата да постигнат цели за енергоспестяване и ефективност и да подобрят процесите на свободен пазар;
- за крайните потребители да повишат енергийната осведоменост и да намалят потреблението на енергия и разходите за енергия.
Въвеждането на интелигентно измерване изглежда също логична стъпка в свят, в който цялата комуникация е дигитализирана и стандартизирана (Интернет, електронна поща, SMS, чат кутии и т.н.) и където разходите за „цифрова интелигентност“ все още бързо намаляват. Въздействието на интелигентните измервателни уреди върху здравето според много служители не е опасно. Въпреки че изследването продължава, тъй като по целия свят хората съобщават, че безжичната връзка засяга здравето им.
Установено е, че интелигентните измервателни уреди са много точни и получаването на по-голям контрол върху сметките за електричество ни кара да го имаме.
за автора
Приянка Умрани работи като инженер по проектиране на аналогови оформления в Texas Instruments, Индия