Licznik energii: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Uwaga - nie ponosimy odpowiedzialności za jakiekolwiek niepowodzenia podczas odtwarzania tego projektu przez kogokolwiek

Licznik energii wykorzystujący XMC1100 i TLI 4970 oraz moduł Wi-Fi NodeMcu (ESP8266)

Licznik energii jest aplikacją TLI4970 (Current Sensor) i XMC 2Go i jest urządzeniem typu plug and play do dowolnego gniazdka elektrycznego z zasilaniem AC

W tej aplikacji licznik energii ma następujące funkcje

• Wyświetla moc, energię zużywaną przez urządzenia i szacunkowy rachunek, jaki można ponieść.
• Zdalnie monitoruj energię urządzeń domowych.

Zasilanie z sieci prądu przemiennego jest pobierane i przepuszczane przez bezpiecznik, aby uniknąć uszkodzenia płytki drukowanej podczas przypadkowego zwarcia.

Następnie linia zasilania AC jest podzielona na dwie części:

1. Do obciążenia przez czujnik prądu (TLI4970).

2. Moduł zasilania 230V AC/5V DC.

Czujnik prądu mierzy ilość prądu przepływającego przez obciążenie i wysyła 16-bitowe dane SPI (13-bitowa wartość prądu) do XMC 2Go, w którym odbywa się kalibracja energii, mocy i rachunków.

XMC 2Go wysyła dane do chmury (Thingspeak) za pomocą Nodemcu, a także wyświetla na OLED.

Do zasilania urządzeń konwerter Buck służy do obniżania napięcia 230 V AC do 5 V DC

Krok 1: Używane komponenty/sprzęt i narzędzia

• Tli4970:
• TLI4970 to precyzyjny czujnik prądu oparty na sprawdzonej technologii Halla firmy Infineon. Jego zakres pomiarowy AC i DC do ±50A i wyjście SPI 16bit (13-bitowa wartość prądu). Jest to łatwe w użyciu, w pełni cyfrowe rozwiązanie, które nie wymaga zewnętrznej kalibracji ani dodatkowych części, takich jak przetworniki A/D, 0 pAmp lub napięcie odniesienia.

Posiada gotową do użycia bibliotekę Arduino.

Karta katalogowa wariantu TLI4970 znajduje się tutaj.

• XMC2Go:
• Zestaw XMC 2Go z XMC1100 jest prawdopodobnie najmniejszym na świecie, w pełni funkcjonalnym zestawem ewaluacyjnym mikrokontrolera prezentującym - XMC1100 (oparty na ARM® Cortex™-M0) - Wbudowany debuger J-Link Lite (zrealizowany z mikrokontrolerem XMC4200) - Zasilanie przez USB (Micro USB) - ESD i zabezpieczenie przed prądem wstecznym - 2 x dioda LED użytkownika - Pin Header 2x8 Pins odpowiedni dla Breadboard.
• Można go zaprogramować za pomocą środowiska Arduino IDE. Połączyć
• Instrukcja obsługi znajduje się tutaj.
• WęzełMCU:
• Karta Wi-Fi w celu uzyskania dalszych informacji link
• Podwójne wyjście AC-DC:
• Obniża 220 V AC do 5 V DC. Połączyć
• Wyświetlacz Oled I2C:
• Połączyć
• Płytka prototypowa:
• Połączyć
• Skrzynka rozszerzająca 5 w 1:
• Połączyć

Przewody elektryczne

• Narzędzia użyte-
• Mały śrubokręt płaski
• Lutownica, plecionka rozlutownicza
• Nożyce do drutu
• Dremal lub podobne narzędzie

Krok 2: Zainstaluj Arduino i przygotuj go do kompilacji przykładów

• Zainstaluj środowisko Arduino IDE. Połączyć
• Zainstaluj pakiet płyty Infineon, aby skompilować przykładowy kod.
• Wykonaj krok instalacji jeden po drugim. Połączyć
• Zainstaluj pakiet płyt dla ESP8266.
• Postępuj zgodnie z krokami instalacji jeden po drugim. Połączyć

Zainstaluj dodatkowe biblioteki wymagane do skompilowania przykładowego kodu-

1. TLI4970
2. Ekran OLED

Uwaga: - Możesz pobrać plik zip i dodać do swojego Arduino IDE, dodając plik.zip (jeśli nie wiesz, wykonaj kroki podane w bibliotece czujników TLI4970 w pliku readme), w przeciwnym razie możesz zainstalować obie biblioteki z menedżera bibliotek w IDE.

Krok 3: Schemat połączeń

Połączenie jest następujące:

XMC 2Go ---- > Tli4970

Vss ------- GND

Vdd --------- > 3,3 V

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 V --------- > 3,3 V

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

D2 ------------ > SDA

Krok 4: Konfigurowanie ThingSpeak do wizualizacji danych

• Utwórz konto w ThingSpeak
• Utwórz kanał na koncie ThingSpeak
• Weź poświadczenia kanału ThingSpeak i zapisu klucza API i zaktualizuj szczegóły w tajnym pliku obecnym wraz z plikiem.ino, który ma być flashowany w NodeMCU.

Krok 5: Ostatnie kroki

Flash kod podany w pliku rar po zastąpieniu pinów_ardiuno podanych w pakiecie.

Uwaga: Skopiuj plik pins_arduino.h i zastąp go plikiem pins_arduino.h znajdującym się w ścieżce C:\Users\….\AppData\Local\Arduino15\packages\Infineon\hardware\arm\1.4.0\variants\XMC1100\config\XMC1100_XMC2GO\ piny_arduino.h

Uwaga: Z konwertera buck weź wyjście 5 V i włącz zarówno XMC2Go, jak i NodeMcu.

Krok 6: Schemat przepływu i połączenie obwodu

Flash kod sprawdź połączenia, licznik energii jest gotowy do obliczenia mocy pobieranej przez dowolne urządzenie podłączone do licznika energii.

W tym projekcie wykorzystywana jest płyta z bezpiecznikiem, co zwiększa cenę tego projektu producenta, można to również zrobić za pomocą jednego gniazda, do którego można podłączyć obciążenie. Ale jeśli używasz pojedynczego gniazda bez bezpiecznika, zastosuj podwójną ochronę podczas obsługi zasilacza prądu przemiennego.