Счетчик энергии: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Внимание! Мы не несем ответственности за любые неудачи при воспроизведении этого проекта кем-либо

Счетчик энергии с использованием XMC1100 и TLI 4970 и модуля Wi-Fi NodeMcu (ESP8266)

Счетчик энергии является приложением TLI4970 (датчик тока) и XMC 2Go и представляет собой устройство plug and play для любой электрической розетки с источником переменного тока.

В этом приложении счетчик энергии имеет следующие функции

• Отображает мощность, энергию, потребляемую приборами, и оценку возможного счета.
• Удаленно контролировать энергию бытовой техники.

Питание от сети переменного тока проходит через предохранитель, чтобы избежать повреждения печатной платы во время случайного короткого замыкания.

Тогда линия питания переменного тока распределяется на две части:

1. К нагрузке через датчик тока (TLI4970).

2. Модуль питания 230 В переменного тока / 5 В постоянного тока.

Датчик тока измеряет величину тока, проходящего через нагрузку, и отправляет 16-битные данные SPI (13-битное значение тока) на XMC 2Go, в котором выполняется калибровка энергии, мощности и счета.

XMC 2Go отправляет данные в облако (Thingspeak) с помощью Nodemcu, а также отображает их на OLED-экране.

Для включения устройств понижающий преобразователь используется для понижения напряжения с 230 В переменного тока до 5 В постоянного тока.

Шаг 1. Используемые компоненты / оборудование и инструменты

• Tli4970:
• TLI4970 - это высокоточный датчик тока, основанный на проверенной технологии Холла Infineon. Диапазон измерения переменного и постоянного тока до ± 50 А и выход SPI 16 бит (13-битное значение тока). Это простое в использовании полностью цифровое решение, которое не требует внешней калибровки или дополнительных компонентов, таких как аналого-цифровые преобразователи, 0 пА или опорное напряжение.

У него есть готовая к использованию библиотека Arduino.

Вы можете найти здесь техническое описание варианта TLI4970.

• XMC2Go:
• Комплект XMC 2Go с XMC1100, возможно, самый маленький в мире полнофункциональный оценочный комплект для микроконтроллеров, демонстрирующий - XMC1100 (на базе ARM® Cortex ™ -M0) - Встроенный отладчик J-Link Lite (реализован с микроконтроллером XMC4200) - Питание через USB (Micro USB) - Защита от электростатических разрядов и обратного тока - 2 пользовательских светодиода - Контактный разъем 2x8 контактов, подходящих для макетной платы.
• Его можно запрограммировать с помощью Arduino IDE. Ссылка
• Руководство пользователя можно найти здесь.
• NodeMCU:
• Плата Wi-Fi для получения дополнительной информации ссылка
• Двойной выход AC-DC:
• Понижает 220 В переменного тока до 5 В постоянного тока. Ссылка
• Oled I2C дисплей:
• Ссылка
• Доска прототипа:
• Ссылка
• Коробка расширения 5 в 1:
• Ссылка

Электрические провода

• Используемые инструменты
• Маленькая отвертка с плоским жалом
• Паяльник, распайка оплетки
• Кусачки
• Dremal или аналогичный инструмент

Шаг 2. Установите Arduino и подготовьте его к компиляции примеров

• Установите Arduino IDE. Ссылка
• Установите пакет платы Infineon, чтобы скомпилировать пример кода.
• Следуйте пошаговым инструкциям по установке. Ссылка
• Установите пакет платы для ESP8266.
• Следуйте инструкциям по установке один за другим. Ссылка

Установите дополнительные библиотеки, необходимые для компиляции кода примера -

1. TLI4970
2. OLED-экран

Примечание: - Вы можете загрузить zip-архив и добавить его в свою среду разработки Arduino, добавив файл.zip (если не знаете, следуйте инструкциям, приведенным в библиотеке датчика TLI4970 в файле readme), иначе вы можете установить обе библиотеки из диспетчера библиотек. в IDE.

Шаг 3: Схема подключения

Подключение происходит следующим образом:

XMC 2Go ----> Tli4970

Vss ------- GND

Vdd ---------> 3,3 В

P0_6 --------> MISO

P0_8 -------> SCK

P0_9 -------> CS

XMC 2Go -----> Nodemcu

Vss ----------> GND

Vdd ----------> 3.3

VP2_0 ------> D6

Nodemcu - OLED

GND --------> GND

3,3 В ---------> 3,3 В

D1 ------------> SCK

D2 ------------> ПДД

Шаг 4. Настройка ThingSpeak для визуализации данных

• Создайте учетную запись в ThingSpeak
• Создайте канал в учетной записи ThingSpeak
• Возьмите учетные данные ThingSpeak Channel и Write API Key и обновите детали в секретном файле, который присутствует вместе с файлом.ino, который должен быть прошит в NodeMCU.

Шаг 5: Заключительные шаги

После замены pins_ardiuno, указанного в пакете, прошейте код, указанный в файле rar.

Примечание. Скопируйте pins_arduino.h и замените pins_arduino.h из пути C: / Users \…. / AppData / Local / Arduino15 / packages / Infineon / hardware / arm / 1.4.0 / options / XMC1100 / config / XMC1100_XMC2GO / pins_arduino.h

Примечание. От понижающего преобразователя возьмите выход 5 В и включите питание как XMC2Go, так и NodeMcu.

Шаг 6: блок-схема и подключение контура

Прошивка кода проверьте соединения, счетчик энергии готов рассчитать мощность, потребляемую любым устройством, подключенным к счетчику энергии.

В этом проекте используется плата с предохранителем, что увеличивает стоимость этого проекта производителя, эту вещь также можно сделать, просто используя одну розетку, в которую можно подключить нагрузку. Но если вы используете одну розетку без предохранителя, обеспечьте двойную защиту при работе с источником питания переменного тока.