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 :  کاردستی های پاییزی : با شاخه ها و برگ ها هنرنمایی کنید

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 :  ترموستات الکترونیکی با استفاده از آی سی LM56

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 :  پرگار نجاری بسیار بزرگ و مخصوص کارگاه 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 : جعبه حلقه چوبی شیک و با دوام بسازید... وقتی می خواهید به دیگران انگشتر یا حلقه هدیه بدهید، انتخاب جعبه حلقه به اندازه انتخاب خود حلقه اهمیت دارد. اگر دنبال یک جعبه حلقه چوبی هستید، این جعبه...
آموزش ساخت مدار میکروفون تماسی با دیسک پیزو الکتریک... در این ساختنی آموزش ساخت مدار میکروفون تماسی را یاد می گیرید که در قلب آن یک دیسک پیزو الکتریک قرار دارد. با چسباندن این دیسک به سطوح مختلف می توانید ...
آموزش ساخت : رادیوی چوبی بسازید صادقانه بگویید؛ اگر این توپ چوبی را روی میز دوست تان می دیدید، متوجه می شدید یک رادیو است؟ بله این یک رادیوی چوبی است و شما هم می توانید یکی از آن برا...
با کمترین هزینه ریموت پدالی دوربین عکاسی بسازید... اگر اهل پروژه های عکاسی باشید، ریموت کنترل دوربین یکی از تجهیزات عکاسی است که دیر یا زود به آن احتیاج پیدا می کنید. ریموت کنترل های دوربین مدل های مخت...
با میکروکنترلر Linkit ONE سنسور پارکینگ بسازید... میکروکنترلر Linkit ONE نسبت به میکروکنترلرهایی مثل آردوینو رواج و محبوبیت کمتری دارد اما یکی از بهترین پلتفرم ها برای ساخت سنسورهای محافظتی و راهنمایی...
اسپیکر پرتابل شیک و سبک با روکش مرمری بسازید... در این ساختنی آموزش ساخت اسپیکر پرتابل با روکش مرمری را یاد می گیرید. همانطور که انتظار دارید روکش این اسپیکر از مرمر واقعی نیست و طرح مرمری با رزین ا...

درباره عاطفه اسدزاده

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

پیشنهاد می کنیم

با آردوینو لوکس متر بسازید؛ آموزش اندازه گیری شدت نور

اگر به یک لوکس متر برای اندازه گیری شدت نور و روشنایی نیاز دارید، می …

پاسخ دهید