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 دستگاه‌های الکتریکی DC را اندازه گیری میکند. این شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی در اصل برای بررسی مصرف انرژی دستگاه‌هایی مثل سوئیچ اترنت و مودم وای فای طراحی شده است. با این حال می‌توان 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 می‌گیرد. این ابزار مانیتورینگ مصرف انرژی یک رله مکانیکی هم دارد که دستگاه‌های متصل بهش را خاموش و روشن میکند. ویژگی‌های 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، می‌توانید قطعات را روی برد اولیه لحیم کنید. همچنین می‌توانید 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 می‌توانید 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 کمی‌فرق میکند. نسخه معمولی سنسور می‌تواند 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) می‌توانید جریان‌های 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 می‌شود :

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 می‌دهد)، گین را طوری تنظیم کنید که مقدا دلخواه تان را روی خط خروجی سیگنال بخواند.

حالا می‌توانید 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 می‌یابد. 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 می‌بینید 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 می‌توانید در تصویر بالا ببینید :

انرژینو داخل یک جعبه پروژه قرار گرفته است.
مودمی‌که قصد داریم میزان مصرفش را بررسی کنیم به انرژینو وصل شده است.
از یک لپ تاپ برای ثبت کردن نمونه‌های مصرف انرژی استفاده می‌شود.
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 می‌کنید، 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.

بعد از آپلود کردن کدها روی میکروکنترلر، می‌توانید 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 می‌کنید، می‌توانید داده‌های انرژی مصرفی را با COSM نمایش بدهید. COSM یک سرویس مبتنی بر وب است که امکان آپلود انواع داده‌های رقمی‌مربوط به اینترنت اشیا را فراهم میکند. یک مثال خوب سنسورهای حرارتی یا همین مانیتورینگ مصرف انرژی است.

اگر می‌خواهید از شیلد اینترنت به همراه انرژینو استفاده کنید، می‌توانید 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 می‌توانید 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 می‌افتد.

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

شیلد مانیتورینگ مصرف انرژی آماده است

شما از انرژینو برای بررسی مصرف انرژی چه دستگاهی استفاده می‌کنید؟ وقتی دستگاه را انتخاب می‌کنید، 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:

سنسور خازنی بسازید و آردوینو را با آن کنترل کنید... سنسور خازنی یکی از راه های بسیار کارآمد کنترل آردوینو است که کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. البته از هر سنسور خازنی نمی شود برای کنترل آردوینو استفاد...
آموزش ساخت : انگشتر چوبی با سنگ های تزیینی بسازید... روش های مختلفی برای ساخت حلقه و انگشتر چوبی وجود دارد. برخی از این روش های ناکارآمد هستند و برخی دیگر نیاز به ابزار حرفه ای و گران دارند. در این ساختن...
آموزش ساخت : یک پاوربانک ساده بسازید اگر شما هم به یک پاوربانک نیاز دارید و قصد دارید یک پاوربانک بخرید، توصیه می کنیم خودتان آن را بسازید. در این پست ساختنی طرز ساخت یک پاوربانک را می آم...
دستور تهیه : سس فلفل خانگی و مخصوص درست کنید... اگر مصرف سس فلفل تان بالاست و عادت دارید همه غذاها را تند بخورید، دست بکار بشوید و سس فلفل خانگی درست کنید. درست کردن سس فلفل چند مزیت مهم دارد؛ اول ا...
میز ایستاده بسازید و سلامت محیط کارتان را افزایش بدهید... میز ایستاده مزایای زیادی برای سلامتی دارد و این روزها هم روی بورس است. کار کردن پشت این میز به مدت طولانی سخت است اما برای سلامتی خیلی خوب است. در این...
آموزش ساخت : جاکلیدی دیواری ارزان و شیک بسازید... قبلاً هم در ساختنی طرز ساخت انواع جاکلیدی دیواری را خوانده اید. استفاده از وسایل دور ریختنی دلیل خوبی است که دوباره سراغ آموزش ساخت جاکلیدی دیواری برو...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

آموزش ساخت مدار شارژر باتری اتوماتیک به دو روش مختلف

باتری‌های قلمی‌هنوز کاربرد زیادی دارند و عمر کم آنها تاثیری در این مسئله ندارد. اگر …

پاسخ دهید