خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / انرژینو؛ شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی برای آردوینو

انرژینو؛ شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی برای آردوینو

انرژینو ابزاری است که میزان مصرف برق دستگاه های الکتریکی DC را اندازه گیری میکند. این شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی در اصل برای بررسی مصرف انرژی دستگاه هایی مثل سوئیچ اترنت و مودم وای فای طراحی شده است. با این حال می توان از آن برای هر نوع لواز برقی DC هم استفاده کرد.

شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی بسازید
شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی بسازید

انرژینو بین منبع تغذیه و دستگاهی که قرار است مانیتور بشود، قرار می گیرد. این ابزار مانیتورینگ مصرف انرژی یک رله مکانیکی هم دارد که دستگاه های متصل بهش را خاموش و روشن میکند. ویژگی های اصلی انرژینو به این شرح است :

  • بار ولتاژ پشتیبانی شونده : 0 تا 60 ولت
  • بار جریان پشتیبانی شونده : 0 تا 5 آمپر
  • نرخ نمونه گیری : تا 5000 هرتز
  • وضوح نمونه گیری (ولتاژ) : 60 میلی ولت
  • وضوح نمونه گیری (جریان) : 30 میلی آمپر

اگر بخواهید شیلد مانیتورینگ انرژی را به همراه شیلد اینترنت استفاده کنید، کارکردهایش بیشتر هم میشود.

گام اول : وسایل مورد نیاز

وسایل مورد نیاز
وسایل مورد نیاز
  • برد مدار چاپی انرژینو یا یک برد شیلد آماده
  • سنسور برک آوت جریان پایین ACS712
  • دو عدد مقاومت 2K
  • یک عدد مقاومت 1K
  • دیود 1N4001
  • ترانزیستور NPN 2N3904
  • دو عدد ترمینال پیچی 2 پین
  • رله Omron G6E-134PL-ST-US
  • سه عدد هدر آردوینو 8 پین
  • یک عدد هدر آردوینو 6 پین

گام دوم : مدار را بسازید

دیاگرام را روی یک برد بورد کپی کنید و سعی کنید اسکریپت انرژینو را رویش اجرا کنید. اگر مشکلی پیش نیاید، می توانید قطعات را روی برد اولیه لحیم کنید. همچنین می توانید از این پروژه فریتزینگ استفاده کنید و یک برد مدار چاپی مخصوص بسازید.

بعد از ساخت مدار مانتیورینگ مصرف انرژی آن را روی یک برد آردوینو UNO نصب کنید. همچنین می توانید به همراه برد آردوینو از یک شیلد اینترنت هم استفاده کنید.

گام سوم : سنسور جریان را کالیبره کنید

سنسور جریان را کالیبره کنید
سنسور جریان را کالیبره کنید

خروجی تراشه ACS712 یک ولتاژ آنالوگ است که با ولتاژ احساس شده کمی فرق میکند. نسخه معمولی سنسور می تواند تا 5 آمپر جریان DC یا AC را اندازه گیری کند. به سنسورهای برک آوت آپ امپ اضافه شده که حساسیت اندازه گیری جریان را بیشتر میکند. با تنظیم حساسیت گین آپ امپ توکار (از 4.27 تا 47) می توانید جریان های بسیار محدود و کوچک را هم اندازه گیری کنید.
برای کالیبره کردن سنسور جریان باید حساسین گین و آفست را با یک درایور پیچی و یک ولت متر دیجیتال پیکربندی کنید. اینکار در دو مرحله انجام می شود :

در ساختنی بخوانید :  چراغ دیوارکوب شش ضلعی شیک و مدرن بسازید

1) پیکربندی آفست : ابدا مطمئن شوید هیچ جریانی روی خط اصلی سنسور وجود ندارد. سپس آفست را برای خواندن 2.5 ولت روی خط خروجی سنسور تنظیم کنید.

2) پیکربندی گین : با یک ورودی Iref با جریان مشخص (منبع تغذیه محدود 100 میلی آمپر هم جواب می دهد)، گین را طوری تنظیم کنید که مقدا دلخواه تان را روی خط خروجی سیگنال بخواند.

حالا می توانید حساسیت سنسور را با (Vref – 2.5) / Iref. محاسبه کنید. برای مثال اگر خط خروجی سنسور از یک جریان منبع 100 میلی آمپر 2.8 ولت را بخواند، حساسیت سنسور 3V/A خواهد بود.

در نظر داشته باشید که خروجی سنسور به صورت خطی با جریان اندازه گیری شده افزایش می یابد. این در حالی است که حداقل جریان نباید بیشتر از 5 ولت باشد. به این ترتیب گین سنسور باید بین وضوح و حداکثر جریان قابل اندازه گیری قرار داشته باشد.

برنامه آردوینو را از این لینک دانلود کنید و آن را با یک SDK آردوینو باز کنید. قبل از آپلود کردن کدها روی میکروکنترلر، حتماً متغیرهای آفست (به mV) و حساسیت (به mV/A) با استفاده از مقادیر بالا تنظیم کنید. در اسکرین شات بالا می بینید که آفست (OFFSET) روی 2500mV و حساسیت (SENSITIVITY) روی 850mV/A تنظیم شده است.

گام چهارم : رابط خط فرمان را تنظیم کنید

انرژینو را به دستگاه مورد نظرتان وصل کنید
انرژینو را به دستگاه مورد نظرتان وصل کنید

تنظیمات رایج شیلد مانیتورینگ انرژی را می توانید در تصویر بالا ببینید :

انرژینو داخل یک جعبه پروژه قرار گرفته است.
مودمی که قصد داریم میزان مصرفش را بررسی کنیم به انرژینو وصل شده است.
از یک لپ تاپ برای ثبت کردن نمونه های مصرف انرژی استفاده می شود.
یک منبع تغذیه 18 وات 1 آمپر هم به انرژینو وصل شده است.

دقت کنید که وقتی از کابل USB به عنوان منبع تغذیه استفاده می کنید، پین 5 ولتی آردوینو کمتر از 5 ولت دریافت خواهد کرد. این امر به مرور زمان منجر به انحراف مقادیر خوانده شده توسط سنسور میشود. پس برای دقیق تر شدن مانیتورینگ مصرف انرژی، از یک منبع تغذیه خارجی 9 ولتی برای آردوینو استفاده کنید.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : در فصل سرما به فکر لانه پرنده ها باشید!

بعد از آپلود کردن کدها روی میکروکنترلر، می توانید ابزار خط فرمان پایتون را از این لینک دانلود کنید. سپس از این خط فرمان برای نمونه گیری از دستگاه الکتریکی وصل شده به انرژینو استفاده کنید.

بگذارید به پارامترهای این ابزار نگاهی بیاندازیم :

اگر آردوینو را به /dev/tty/ACM0 وصل کنید و بخواهید میزان انرژی مصرفی در هر 100 میلی ثانیه را اندازه گیری کنید، باید:

خروجی این فرمان هم چیزی مشابه خطوط زیر خواهد بود :

گام پنجم : از COSM استفاده کنید

اگر از شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی به همراه شیلد اینترنت استفاده می کنید، می توانید داده های انرژی مصرفی را با COSM نمایش بدهید. COSM یک سرویس مبتنی بر وب است که امکان آپلود انواع داده های رقمی مربوط به اینترنت اشیا را فراهم میکند. یک مثال خوب سنسورهای حرارتی یا همین مانیتورینگ مصرف انرژی است.

در ساختنی بخوانید :  با برد توسعه NodeMCU یک ساعت جهانی متصل به اینترنت بسازید

اگر می خواهید از شیلد اینترنت به همراه انرژینو استفاده کنید، می توانید کدهای مخصوص را از این لینک دانلود کنید. قبل از آپلود کدها متغیرهای FEED و KEY را به ترتیب با feed number و COSM key تنظیم کنید. این دو متغیر را می توانید در خطوط 57 و 58 پیدا کنید. اسکریپت اینطور عمل میکند که شیلد اینترنت آی پی آدرس را از سرور DHCP دریافت میکند. اگر شیلد اینترنت را به مودم ADSL وصل کنید، احتمالاً همین اتفاق می افتد.

بعد از آپلود کدها، انرژینو آمارهای مربوط به مصرف انرژی را روی COSM می کند و می توانید از رابط کاربری این سرویس هم استفاده کنید.

شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی آماده است

شما از انرژینو برای بررسی مصرف انرژی چه دستگاهی استفاده می کنید؟ وقتی دستگاه را انتخاب می کنید، حواستان به حداکثر جریان و ولتاژ پشتیبانی شونده توسط شیلد باشید. پیشنهادها و راهکارهایتان برای بهبود این ساختنی را هم کامنت کنید.

منبع

خلاصه مطلب
انرژینو؛ شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی برای آردوینو
عنوان مطلب
انرژینو؛ شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی برای آردوینو
توضیح کوتاه
با یک دستگاه ارزان مصرف انرژی لوازم خانگی را کنترل کنید.
نویسنده

بیشتر بخوانید:

آموزش ساخت : پایه و کیف تبلت چرمی بسازید... اگر شما هم به تازگی یک تبلت خریده اید و نمی توانید کیف دلخواه تان را برای آن پیدا کنید، بهتر خودتان دست بکار شوید و یک کیف تبلت بسازید. ساختنی به شما ...
با پرینتر سه بعدی چراغ رومیزی به شکل گل درخشان بسازید... چراغ رومیزی یا چراغ خواب متفاوت یکی از چیزهایی که دکوراسیون هر اتاقی را متحول می کند. در این ساختنی یاد می گیرید چطور با پرینتر سه بعدی یک چراغ رومیزی...
راتاتویی بپزید و آن را به سبک فرانسوی تزیین کنید... راتاتویی یک غذای خوشمزه است و البته بهترین راه برای افزایش مصرف سبزیجات است. این غذای 100 درصد گیاهی و سالم یکی از بهترین بشقاب ها برای گیاهخواران است...
با کارد و چنگال های قدیمی، انگشتر فلزی بسازید... این انگشتر با بقیه انگشترهایی که با چنگال ساخته میشوند، فرق دارد. این انگشتر فلزی با دندانه های چنگال درست نمی شود بلکه با قسمت طرحدار ته کارد و چنگال...
آموزش ساخت : برای مجسمه هایتان پایه نامرئی بسازید... در این ساختنی طرز ساخت پایه نامرئی برای مجسمه های تزیینی را یاد می گیرید. این پایه نامرئی بهترین راه برای نمایش انواع مجسمه، زیورآلات و کلکسیون های مخ...
قلم آیپد بسازید و بدون دردسر با آیپد نقاشی کنید... اگر بطور مرتب از برنامه های نقاشی و گرافیک موبایل تان استفاده می کنید، قلم آیپد یکی از ابزارهایی است که خیلی لازم تان میشود. هزینه خرید این قلم موها خ...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

عصای سفید آردوینو ، وسیله ای برای کمک به پیاده روی نابینایان

عصای سفید الکترونیکی با سنسور اولتراسونیک برای پیاده روی نابینایان

حدود ۳۰ میلیون نفر از مردم جهان نابینا هستند. این افراد عموما به دیگران وابسته …

پاسخ دهید