Forestil dig hvor dejligt det ville være, hvis du kan se energiforbruget i dit hus eller en kommerciel lejlighed sidde hvor som helst i verden. Lyder det ikke sejt? Det introducerer konceptet Smart Metering. Så hvad er smart meter? - En smart måler er en elektronisk enhed, der trender fra 15 år, der registrerer elforbruget og giver information til elleverandøren til fakturering som anden normal elmåler.
Paraskevakos blev tildelt et amerikansk patent på denne særlige teknologi i året 1974. Han lancerede Metretek, der udviklede og producerede det første fuldautomatiske, kommercielt tilgængelige fjernmåleraflæsnings- og belastningsstyringssystem uden internetforbindelse i 1977. Hvilke lande har smarte målere? - Udrulningen er afsluttet i Italien, Finland, Sverige. Udrulning er planlagt eller gennemgår n nogle europæiske lande. Omkring 2020 vil 17 europæiske lande have rullet ud intelligente målere.
Hvad kræver smarte energimålere?
- Hurtig, robust trådløs og kablet kommunikation.
- Realtids- eller nærtidsregistrering af elforbrug og muligvis elektricitet genereret lokalt, f.eks. I tilfælde af solceller.
- Nøjagtig strøm- og spændingsmåling af strømtransformatorer, shunts eller andre sensorer.
- Sikkerhed mod magnetisk og mekanisk manipulation
Beskrivelse
Da det givne design driver hardware, der drives direkte fra vekselstrømsforsyning; det er bedre, hvis fagfolk, der har modtaget passende teknisk uddannelse, skal betjene hardwaren, hvis du vil implementere. Dette design bruger Texas Instruments CC3200MOD og MSP430i2040 som udviklingsplatform til henholdsvis kommunikation og elektrisk måling. Fra og med TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP som måledatakilde tilføjes et kommunikationskort designet med CC3200MOD til Wi-Fi-kommunikation. Måledataene kan derefter læses, og relæet kan styres ved hjælp af en browser.
Kredsløbsdiagram
MSP430i2040 - 16-bit mikrocontroller med blandet signal
MSP430i2040 bruges i dette design som metrologi-processor. Dens fire 24-bit sigma-delta analoge til digitale konvertere (ADC'er) tillader nøjagtige energimålinger, der giver læsning af spænding, strøm, effekt (aktiv, reaktiv, tilsyneladende), effektfaktor og frekvens af tre vekselstrømsstik. MSP430i2040 kræver kun et par passive eksterne komponenter til at grænseflade direkte til spændingsdeleren og strømforsyningen til spændings- og strømmålinger.
CC3200 - Simple Link Wi-Fi CC3200 Internet-on-a-Chip Trådløst MCU-modul
CC3200MOD bruges i dette design som Wi-Fi-controller, der integrerer en ARM® Cortex ™ -M4 MCU, der giver kunderne mulighed for at udvikle en hel applikation med en enkelt enhed. Med on-chip Wi-Fi, internet og robuste sikkerhedsprotokoller kræves der ingen tidligere Wi-Fi-oplevelse for hurtigere udvikling.
UCC28910, UCC28911 High-Voltage Flyback Switcher
Konstant spænding (CV) og konstant strøm (CC) udgangsregulering uden optisk kobling, har termisk nedlukning, Lav linje og output overspændingsbeskyttelse.
ULN2003LV 7-kanals relæ og induktiv belastningsvaskdriver
Den har 7-kanals drivere til højtliggende vask og understøtter op til 8 V udgangsspænding.
Design af Smart Meter
1. Måling
Dette design bruger MSP430i2040 som metrologi-processor. TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP bruges som platform for måledelen. Hardware og firmware er let modificeret for at tilføje relækontrol til nul krydsning.
2. Måledataadgang
Dette design bruger HTTP-webserveren på CC3200-overførselsdata fra MSP430i2040-målehardwaren. Denne overførsel gør det muligt at få adgang til måledata ved hjælp af en webbrowser på enhver platform. HTTP-serveren lytter til HTTP-stikket (standard på 80) håndterer derefter anmodningen (HTTP GET eller HTTP POST) ved at hente websides filer fra den serielle flash. Serveren kalder derefter til en HTTP-begivenhedshåndterer for at betjene det variable indhold. Derefter komponerer det et HTTP-svar og sender tilbage til klienten via Wi-Fi-linket.
3.Håndtering af dynamiske dataelementer
For at tillade, at måledata læses med en HTML-fil med dynamisk indhold, understøtter HTTP-webserveren et sæt foruddefinerede tokens, der erstattes on-the-fly af serveren med dynamisk genereret indhold. Nogle tokens er foruddefineret i HTTP-serveren med yderligere tokens, der kan defineres i brugerapplikationen.
HTTP-serveren scanner HTML-siden for præfikset "__SL_G_". Hvis serveren finder et præfiks, kontrollerer den det komplette token. Når det matcher et kendt token, erstatter det token i HTML med de relevante data (streng), der matcher dette token. Hvis tokenet ikke er på den foruddefinerede liste, genererer serveren en asynkron hændelse get_token_value med tokennavnet. Denne anmodning kalder til sidst HTTP-begivenhedshåndtereren i main.c-kodefilen. Handleren fortolker derefter tokenet og reagerer på tokenværdien med en send_token_value. HTTP-webserveren bruger denne tokenværdi og returnerer den til klienten. For at sende data fra klient til HTTP-serveren, vil serveren kontrollere for "__SL_P_" præfikset.Derefter går serveren over listen over parametre og kontrollerer hvert variabelnavn for at se, om det matcher et af de kendte foruddefinerede tokens. Hvis variabelnavne matcher de foruddefinerede tokens, behandler serveren værdierne. Hvis HTTP-webserveren modtager en HTTP-POST-anmodning, der indeholder tokens, der ikke er på den foruddefinerede liste, genererer serveren en post_token_value asynkron begivenhed til værten, som indeholder følgende oplysninger: formhandlingsnavn, tokenavn og tokenværdi. Værten kan derefter behandle de krævede oplysninger.token navn og token værdi. Værten kan derefter behandle de krævede oplysninger.token navn og token værdi. Værten kan derefter behandle de krævede oplysninger.
4. Implementering af HTTP Event Handler
For at lette dynamiske data defineres det brugerdefinerede token til det datasæt, der skal hentes:
Gå gennem Texas-instrumenter Wi-Fi-link til energiovervågningsdokument - http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING for detaljeret forklaring på hændelseshåndtering, hardwareforbindelse og for at downloade softwarefiler, se link ovenfor med navnet TIDC-WIFIMETER-LÆSNING. Softwarefilerne distribueres ved hjælp af en selvudpakkende eksekverbar fil, som standard installeres på TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE på brugerens skrivebord.
- Når hardwaren er tilsluttet, skal du downloade firmwaren til den tilsvarende hardware.
- Når forbindelsen er gennemført, når du programmeringsdelen. Indstil Wi-Fi-modulet til programmeringstilstand ved at skifte SOP2 DIP-kontakten på Wi-Fi-modulet til TIL-position.
- Når du har indlæst firmwaren og konfigureret den som beskrevet i linket, er du klar til at teste.
Testopsætning
For at teste designet skal du konfigurere den hardware, der er fyldt med firmwaren. Påfør derefter vekselstrøm til strømforsyningens vekselstrømsindgang. Lysdioderne på TIDM-3OUTSMTSTRP lyser; LED'en på Wi-Fi skal også blinke. For at starte test skal du bruge en smartphone, tablet eller pc med Wi-Fi. Kig efter SSID "mysimplelink-XXXXXX" (hvor "XXXXXX" er et sekscifret hexadecimalt tal) og opret forbindelse til det. Start en browser, og skriv URL'en "mysimplelink.net". Hovedsiden vises med navnet på måleren i øverste venstre hjørne (som er "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). Klik derefter på "Læsning" for at se detaljerne.
Der er ingen tvivl om de potentielle fordele ved smart måling. Smart målere er uundværlige for alle markedsdeltagere:
- for målevirksomheder at reducere måleraflæsningsomkostningerne
- for netoperatører, der ønsker at forberede deres net til fremtiden;
- for energileverandører, der ønsker at indføre nye kundetjenester og reducere callcenteromkostningerne
- for regeringer at nå energibesparelses- og effektivitetsmål og forbedre freemarket-processer;
- for slutbrugere at øge energibevidstheden og mindske energiforbruget og energiomkostningerne.
Introduktion af smart måling synes også at være et logisk skridt i en verden, hvor al kommunikation er digitaliseret og standardiseret (Internet, e-mail, SMS, chatbokse osv.), Og hvor omkostningerne ved 'digital intelligens' stadig er faldende. Virkningerne af intelligente målere på helbredet er ifølge mange embedsmænd ikke farlige. Selvom forskningen foregår, da overalt i verden rapporterer folk om trådløst, påvirker deres helbred.
Smarte målere viser sig at være meget nøjagtige, og det får os til at få en mere kontrol over elregningerne.
Om forfatteren
Priyanka Umrani arbejder som Analog Layout Design Engineer hos Texas Instruments, Indien