Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Mitronik
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Prosty licznik zużytej energii elektrycznej

kmmepl 13 Wrz 2015 15:19 16431 29
  • Prosty licznik zużytej energii elektrycznej

    Monitoring zużycia energii w domu, może znacznie przyczynić się do obniżenia rachunku za prąd. Jednak zrobienie własnego miernika nie jest takie proste. Autor wpadł na pomysł, który całkowicie omija kłopotliwy pomiar natężenia i napięcia sieci oraz wykorzystuje istniejący licznik.

    Szczypta teorii

    Jednym z problemów przy pomiarze mocy w obwodzie prądu przemiennego jest fakt, że większość urządzeń domowych nie przemienia pobieranej energii całkowicie w ciepło. Urządzenia takie jak transformatory czy silniki elektryczne są odbiornikami, które oprócz mocy czynnej (użytecznej) tworzą moc bierną, która nie jest zamieniana na pracę bądź ciepło. Niemniej jednak, moc ta jest konieczna do poprawnej pracy. Obecność mocy biernej, powoduje przesunięcie fazowe pomiędzy natężeniem i napięciem, które w celu pomiaru energii musi być znane. Fakt ten komplikuje budowę całego układu i może odstraszać początkujących.

    Prosty licznik zużytej energii elektrycznej


    Pomysł autora

    Skoro nowsze liczniki energii elektrycznej posiadają diodę LED, migającą odpowiednią ilość razy na każdą kilowatogodzinę zużytej energii, zdecydowano się na użycie układu, który zamienia sygnał świetlny na elektryczny. Do tego celu wykorzystano TSL257, gdyż jego napięcie wyjściowe jest wprost proporcjonalne do intensywności światła, które na niego pada. Chip ten cechuje się dużą czułością i relatywnie niską ceną (około 12zł kupując go z Chin). Dodano także pomiar temperatury i wilgotności za pomocą czujnika DHT22. Zbieranie danych i ich wysyłanie odbywa się za pomocą modułu Spark Core. Jest to płytka rozwojowa, która posiada łączność wifi. Więcej informacji na temat samej platformy znajduje się na stronie projektu. Za odbiór danych i sterowanie ekranem dotykowym Nextion, odpowiedzialny jest drugi Spark Core. Wszelkie dane są logowane i wizualizowane przez internetową aplikację emoncms, należącą do projektu OpenEnergyMonitor.

    Prosty licznik zużytej energii elektrycznej Prosty licznik zużytej energii elektrycznej Prosty licznik zużytej energii elektrycznej


    Działanie



    źródło: http://hackaday.com/2015/09/12/simplest-electricity-monitoring-solution-yet/


    Fajne! Ranking DIY
  • Mitronik
  • #2 13 Wrz 2015 18:36
    nelik1987

    Poziom 31  

    W tym projekcie najbardziej brakuje wyświetlania aktualnej mocy, która pobierana jest przez urządzenia domowe. Chodzi o to by mobilizować użytkownika to oszczędności w ten sposób, że gdy widzi dużą moc pobieraną w danym momencie zaczyna się zastanawiać jak można by ją zmniejszyć, na przykład poprzez wyłączenie zbędnych urządzeń. Tak czy inaczej pomysł ciekawy, ale nie nowy, ponieważ były już projekty wykorzystujące diody w liczniku.

  • #3 13 Wrz 2015 20:18
    djkomprez
    Poziom 21  

    Bezsensem jest taka robota jak przedstawił autor....
    Tańszym sposobem jest dołożenie licznika energi tzw. "S-kę" która ma już gotowe
    wyjście na pomiar (1000 impulsów na 1kWh) i kosztuje około 50zł szt lub trójfazowa po 130zł.

  • #4 14 Wrz 2015 01:54
    dktr
    Poziom 18  

    Właśnie - tańsze i skuteczniejsze jest dołożenie wskaźnika z interfejsem - np rs485. Są bardzo dokładne - u mnie działa OR-WE504 i robi pomiary dla całego domu. Wyniki mam tu.

    Na wykresie ładnie widać pracę lodówki, parę minut po 21 to czajnik.

  • #5 14 Wrz 2015 06:45
    japko1024
    Poziom 17  

    To nie do końca prawda, że moc bierna nie jest zamieniana na ciepło. Jest zamieniana, ale głównie w przewodach dostarczających energię elektryczną.

  • #6 14 Wrz 2015 08:34
    TvWidget
    Poziom 32  

    dktr napisał:
    Właśnie - tańsze i skuteczniejsze jest dołożenie wskaźnika z interfejsem - np rs485.

    Ta dioda LED w standardowym liczniku pozwala też na bardzo precyzyjne pomiary:
    https://inode.pl/upload/inode/images/energy.png
    Mały krążek przyklejony do licznika rejestruje dane i bezprzewodowo przesyła je do PC lub smartfona: https://inode.pl/images/inode/0-1000/iNode_Energy_Meter_%5B128%5D_1200.jpg

  • Mitronik
  • #8 14 Wrz 2015 08:59
    TvWidget
    Poziom 32  

    japko1024 napisał:
    Czy trzeba mieć na to zgodę dostawcy energii?

    Nie
    U mnie licznik jest w szafce a przed nim (10-15 cm) znajduje się płyta z pleksi. Całość jest zaplombowana. Nie mam więc bezpośredniego dostępu do licznika. Czujnik rejestruje mignięcia diody LED z dużej odległości. Przykleiłem go więc do tej płyty z pleksi. Człowiek co odczytuje liczniki powiedział, że musi być jedynie wolny dostęp do portu optycznego i nie można zasłaniać wyświetlacza. Reszta go nie interesuje.

  • #9 14 Wrz 2015 09:02
    japko1024
    Poziom 17  

    TvWidget napisał:
    japko1024 napisał:
    Czy trzeba mieć na to zgodę dostawcy energii?

    Nie
    U mnie licznik jest w szafce a przed nim (10-15 cm) znajduje się płyta z pleksi. Całość jest zaplombowana. Nie mam więc bezpośredniego dostępu do licznika. Czujnik rejestruje mignięcia diody LED z dużej odległości. Przykleiłem go więc do tej płyty z pleksi. Człowiek co odczytuje liczniki powiedział, że musi być jedynie wolny dostęp do portu optycznego i nie można zasłaniać wyświetlacza. Reszta go nie interesuje.

    Nie masz problemów z zakłóceniami od innych źródeł światła?

  • #10 14 Wrz 2015 09:03
    nelik1987

    Poziom 31  

    Skoro jest w szafce to raczej nie :)

  • #11 14 Wrz 2015 09:12
    TvWidget
    Poziom 32  

    Skrzynka z licznikiem jest zamykana i nie ma okienka. Nie dostaje się do niej światło z zewnątrz. Po otworzeniu szafki czujnik przestaje działać. Jeśli przyklei się go bezpośrednio do licznika i zasłoni to zapewne będzie bardziej odporny na zakłócenia.

  • #12 14 Wrz 2015 12:33
    szikaka
    Poziom 14  

    djkomprez napisał:
    Bezsensem jest taka robota jak przedstawił autor....
    Tańszym sposobem jest dołożenie licznika energi tzw. "S-kę" która ma już gotowe
    wyjście na pomiar (1000 impulsów na 1kWh) i kosztuje około 50zł szt lub trójfazowa po 130zł.


    Też użyłem s'ki + esp8266 i wynik wrzuca tutaj i u mnie też widać jak lodówka chodzi
    https://thingspeak.com/channels/28460

  • #13 14 Wrz 2015 13:08
    piterek-23
    Poziom 32  

    szikaka napisał:
    Też użyłem s'ki + esp8266 i wynik wrzuca tutaj i u mnie też widać jak lodówka chodzi

    Możesz coś więcej powiedzieć? Co i jak z tym ESP8266.

  • #14 14 Wrz 2015 13:18
    szikaka
    Poziom 14  

    piterek-23 napisał:
    szikaka napisał:
    Też użyłem s'ki + esp8266 i wynik wrzuca tutaj i u mnie też widać jak lodówka chodzi

    Możesz coś więcej powiedzieć? Co i jak z tym ESP8266.


    Ska ma wyjście impulsowe 1000imp/kWh w Lua napisałem skrypt który używa jednego wejścia jak przerwania, każde przerwanie inkrementuje licznik, dodatkowo uruchomiony jest timer na 60sekund który wysyła przez net liczbę przerwań (Wh) i to wszystko :) jak coś wieczorem mogę podesłać skrypt, chociaż przy takiej prostocie chyba nie potrzeba

  • #15 14 Wrz 2015 20:24
    djkomprez
    Poziom 21  

    Dla zainteresowanych gotowiec :

    Link

    Co do kolegi DKTR możesz coś więcej powiedzieć o swoim projekcie ?

  • #16 14 Wrz 2015 20:36
    dktr
    Poziom 18  

    Sprawa jest prosta, serwer HTTP który odbiera dane od rozproszonych czujników - w tej tabeli są pomiary z kilku lokalizacji, większość temperatur pobieram za pomocą ds18b20+tplink740n z openwrt. Ten tplink ma kilka GPIO. Jeden używam do sprawdzania czy mam zamknięty zamek w drzwiach. Ciśnienie i wilgotność to DHT11+BMP180+mega8+tplink.

    Aktualny pobór mocy mam cały czas na fajnym wyświetlaczu VFD (futaba+mega8) i podłączone to przez UART do... tplinka ;)

  • #17 14 Wrz 2015 20:41
    Karol966
    Poziom 30  

    szikaka napisał:
    w Lua napisałem skrypt który używa

    http://www.thalin.se/2015/05/power-meter-pulse-logger-with-esp8266.html

    Oj się spóźniłem z linkiem :) a co do samego licznika energii, to jeśli już ktoś chce użyć dodatkowego procesora to dodając do zwykłego procka tani przekładnik prądowy + dzielnik napięcia + zasilacz beztransformatorowy można zbudować taki prostu układ. Tyle, że przy cenie niecałych 50zł za gotowiec z alledrogo nie koniecznie jest sens się bawić.

  • #18 15 Wrz 2015 00:23
    bodzio667
    Poziom 18  

    Kolego @dktr, Twój projekt jest świetny, przedstawiłbyś go na forum. Na pewno każdy podziękuje. Brak na elektrodzie ostatnio praktycznych a zarazem ciekawych rozwiązań. Twoje widzę działa już całkiem sporo.

    Brakuje schematów, wsadów, przykładów podłączenia. Jest wielu początkujących elektroników na forum. Zaprezentuj jak łączysz się z siecią czujników, jak zbudowany jest serwer, jakie oprogramowanie. Na pewno będzie to świetny materiał.

    Pozdrawiam.

  • #19 15 Wrz 2015 11:07
    maciej_333
    Poziom 34  

    kmmepl napisał:
    Obecność mocy biernej, powoduje przesunięcie fazowe pomiędzy natężeniem i napięciem, które w celu pomiaru energii musi być znane. Fakt ten komplikuje budowę całego układu i może odstraszać początkujących.

    Nie jest to prawda. Chcąc wyznaczyć moc czynną nie trzeba mierzyć kąta pomiędzy prądem i napięciem. Byłoby to zresztą bardziej kłopotliwe, niż się wydaje. Wygodną metodę mamy tutaj: https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_czynna
    Wystarczy zebrać próbki prądu i napięcia w tych samych chwilach czasowych za jeden okres. Całkę można łatwo zamienić na sumę całkową i obliczać ją numerycznie. Najprościej metodą prostokątów. Mając próbki prądu i napięcia można policzyć wartości skuteczne i wyznaczyć moc pozorną. Potem łatwo o moc bierną. Energia to całka po mocy w czasie. Potrzeba do tego jednak trochę mocy obliczeniowej i odpowiednich przetworników A/C.

  • #20 15 Wrz 2015 21:36
    djkomprez
    Poziom 21  

    dktr napisał:
    Sprawa jest prosta, serwer HTTP który odbiera dane od rozproszonych czujników - w tej tabeli są pomiary z kilku lokalizacji, większość temperatur pobieram za pomocą ds18b20+tplink740n z openwrt. Ten tplink ma kilka GPIO. Jeden używam do sprawdzania czy mam zamknięty zamek w drzwiach. Ciśnienie i wilgotność to DHT11+BMP180+mega8+tplink.

    Aktualny pobór mocy mam cały czas na fajnym wyświetlaczu VFD (futaba+mega8) i podłączone to przez UART do... tplinka ;)


    Fajnie bo domyślam się jak to właśnie zrobiłeś ale bardziej interesuje mnie programowa strona serwera http .... co to za skryp w php ;) bo bardzo ładnie wygląda

  • #21 15 Wrz 2015 22:04
    dktr
    Poziom 18  

    Ja wiem czy tak ładnie... GUI czy tam frontend to moja słaba strona i nie umiem robić ładnych interfejsów. Za to spełnia swoją funkcję doskonale ale tylko w Firefoxie - w chromie nie działa wybór wykresów. Najlepsze co mi się w tym udało to to że wszystko jest odświeżane na bieżąco bez przeładowania całej strony nawet wykres rysuje się "live". Jak się ustawi zakres 15 minut to widać jak się ładnie przesuwa ;)

  • #22 16 Wrz 2015 08:15
    djkomprez
    Poziom 21  

    właśnie o to chodzi że jest prosty bez zbędnych bajerów i najważniejsze nie czeka się 500 lat na załadowanie flashy itp...
    Zdążyłem zauważyć że zrobiłeś go na jquery ;) Wysłałem Ci PW bo mam pare pytań a niechce tu już "śmiecić"

  • #23 16 Wrz 2015 10:25
    darrrrek
    Poziom 22  

    djkomprez napisał:
    Bezsensem jest taka robota jak przedstawił autor....
    Tańszym sposobem jest dołożenie licznika energi tzw. "S-kę" która ma już gotowe
    wyjście na pomiar (1000 impulsów na 1kWh) i kosztuje około 50zł szt lub trójfazowa po 130zł.


    Będę wdzięczny za informację co to jest ta S-ka, jakis model itp ;)

  • #24 16 Wrz 2015 10:37
    Freddy
    Poziom 43  

    Cos takiego jak tutaj https://hurtownia.elektromag.pl/licznik-energ...erzFaWL7DPRUnAwcXQYRfuJqLeEurJ66qfRoCK4zw_wcB .
    S-ka to standard mocowania i rozmiarów Link mocowania bezpieczników i innego rodzaju osprzętu na szynie DIN.

  • #26 16 Wrz 2015 14:32
    maximus22_kr
    Poziom 18  

    dktr napisał:
    Jeden używam do sprawdzania czy mam zamknięty zamek w drzwiach.


    Ja mam pytanie do Kolegi dktr - w jaki sposób jest sprawdzany stan zamka ? tzn. jaki czujnik został wykorzystany ?

    Popieram Kolegów - projekt Kolegi dktr kwalifikuje się do publikacji.

  • #27 16 Wrz 2015 16:40
    dktr
    Poziom 18  

    Cytat:
    jaki czujnik został wykorzystany ?


    Najzwyklejsza krańcówka którą udało się zamontować wewnątrz futryny. Obok zamka jest dioda która informuje że krańcówka zadziałała - ale nie jest to jakoś równolegle połączone a dioda ma osobne GPIO i informuje jeszcze o innych sprawach. Jest jeszcze czujka PIR wewnątrz mieszkania obok drzwi, i mogę to sobie tak skonfigurować że np 3 minuty po zamknięciu zamka jeśli nie wzbudzi się czujka "system" uzna że wyszedłem z domu i automatycznie się uzbraja - kolejne wzbudzenie czujki spowoduje wysłanie SMSa że ktoś mi po domu gania a być go tam nie powinno. Alarm rozbrajam pilotem (radiolinia z elmesa podłączona pod GPIO tplinka)
    Dodatkowo jest zapięta taśma RGB przez 3 tranzystory do tplinka i odpowiednim kolorem mam dodatkowe informacje, np jak ktoś wchodzi na stronę z pomiarami mam czerwone mignięcie i wczoraj migało cały wieczór ;)

  • #28 16 Wrz 2015 17:13
    burur
    Poziom 16  

    Kolego TvWidget czy miałeś przyjemność używać tych czujników inode?
    Może ktoś inny ich używał? Jak one się sprawują w praktyce?

    Kolego dktr czy możemy się spodziewać, że opublikujesz swój projekt :?:

  • #30 17 Wrz 2015 21:07
    kamil-c
    Poziom 12  

    dktr napisał:
    Za to spełnia swoją funkcję doskonale ale tylko w Firefoxie - w chromie nie działa wybór wykresów.

    Dziwne bo u mnie w chrome działa wybór wykresów. Od 15min do miesięcznego i z wypełnieniem lub bez.

    Pozdrawiam Kamil