IoTronic



IoTronic

«Iotronic WS-10» первая Wi-Fi розетка на российском рынке, которая вас не разочарует!

Измерение мощности • Веб-интерфейс • HTTP сервер • MQTT облако • SNTP клиент • Астрономическое реле • Конроль пинга • Журнал событий • Андроид приложение • Открытый API • Подробная документация

Управление

Дистанционное управление питанием электроприборов через локальные сети и сеть Интернет

Измерение

Измерение и передача в реальном режиме времени всех электрических параметров — напряжения, тока, мощности

Учет

Трёхтарифные счетчики с сохранением в энергонезависимой памяти подробной информации об энергопотреблении в виде таблиц и графиков.

Планирование

Таймер управления питанием с однократным и периодическим режимом работы

Астрономическое реле

Управление питанием приборов по событиям восхода и захода солнца с учетом сумерек

Контроль пинга

Периодическая проверка доступности сетевых узлов для контроля работы и прерывания питания сетевого оборудования

Защита

Защита подключенных приборов от повышенного и пониженного напряжения и тока

Андроид приложение

Андроид приложение с полной поддержкой всего функционала розетки и обновления прошивки

Итеграция

Открытый API для подключения устройства через HTTP и облачное MQTT соединение

Что умеет «Iotronic WS-10»

«Iotronic WS-10» позволит Вам превратить любой бытовой электроприбор в «интернет-вещь». Вы сможете дистанционно включать и выключать ваши электроприборы, следить за их работой, получать в реальном режиме времени информацию о потребленной энергии и её стоимости.

Память «Iotronic WS-10» сохраняет историю потребления электроэнергии с интервалом 5 минут в течение суток, интервалом 1 час в течение недели, и ежесуточную более чем на протяжении года, превращая его в регистратор потребляемой электроэнергии.

Таймер розетки позволяет создавать сложные сценарии включения и отключения нагрузки, а настраиваемая система защиты от перегрузок отключит нагрузку при выходе напряжений и токов за пределы безопасных значений. Информация о все событиях сохраняется в системном журнале.

Максимальная допустимая мощность нагрузки составляет 2,5 кВт, что позволяет подключать к розетке практически любые бытовые электроприборы.

Программное обеспечение розетки имеет защиту от несанкционированного доступа, и обновляется через Wi-Fi сеть из Android приложения. Подключение к «Iotronic WS-10» возможно через любой веб-браузер или через Android приложение, имеющее простой интерфейс и позволяющее работать с несколькими устройствами одновременно. Подробно с характеристиками розетки «Iotronic WS-10» можно ознакомится в руководстве по эксплуатации.

Как работает «Iotronic WS-10»

Розетка «Iotronic WS-10» может работать как в качестве самостоятельного устройства, так и в составе интегрированных систем. Вы можете начать её использование как отдельного прибора, а впоследствии подключить к центральному контроллеру умного дома.

«Iotronic WS-10» можно подключить к домашней Wi-Fi сети и пользоваться ею через веб-браузер или Android приложение. При отсутствии домашней сети, можно подключаться к розетке непосредственно, так как она сама способна создавать Wi-Fi сеть.

«Iotronic WS-10» является полноценным сетевым устройством, не требует внешних серверов, и может работает внутри локальных сетей не имеющих подключения к Интернет.

В отличие от дешевых аналогов, «Iotronic WS-10» позволяет подключаться к любому облачному MQTT сервису, все необходимые для этого настройки доступны пользователю. Вы также можете использовать наш облачный сервис Iotronic, имеющий легкую автоматическую настройку из Android приложения.

Применение «Iotronic WS-10»

• Контроль за расходом электроэнергии мощных бытовых приборов — бойлеры, холодильники, кондиционеры.

• Наблюдение за критичными к электропитанию процессами — аквариумы, освещение растений, серверы.

• Управление питанием приборов, требующих точного по времени включения и выключения, с последующим контролем событий, например световые рекламные конструкции.

• Питание электроприборов требующих заданного максимального и минимального напряжения и тока, отключение при выходе параметров за границы установленных — насосы, электроприводы.

• Ручное удаленное управление электроприборами, с подтверждением их работоспособности по протекающему току.

• Анализ потребления электричества домохозяйствами и выявление источников повышенного расхода.

Технические характеристики «Iotronic WS-10»

Напряжение питания:	AC 100-240V 50Hz
Максимальная допустимая мощность нагрузки:	2,5 кВт
Способ управления нагрузкой:	электромагнитное реле
Максимальный ток нагрузки:	10 А
Диапазон измерения мощности нагрузки:	1-2500 Вт
Минимальный шаг измерения мощности:	1 Вт
Погрешность измерения мощности (активная нагрузка):	не более 10%
Собственная потребляемая мощность:	не более 4 Вт
Беспроводное соединение:	Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n
Размеры устройства:	120х110х70 мм
Рабочий диапазон температур:	+10 ÷ +50 °С
Вес устройства:	не более 0,2 кг

Как выглядит «Iotronic WS-10»

Корпус «Iotronic WS-10» изготовлен из высококачественного термостойкого пластика белого цвета.

Прибор оборудован розеткой и вилкой европейского стандарта с контактами заземления и защитой от детей.

На передней панели имеется кнопка ручного управления подключенной нагрузкой.

Для отображения состояния нагрузки и подключения к Wi-Fi, устройство снабжено светодиодами голубого цвета, свечение которых можно программно отключать.

«Iotronic WS-10» имеет небольшие габариты и стильный дизайн, и отлично впишется в ваш интерьер.

Где купить

Интернет-магазин ООО «ПЛКонтроллер»

Интернет-магазин «AliExpress»

Отзывы пользователей

Яндекс Маркет

Отзовик

Поддержка

Приложение «Home Commander»

Руководство по эксплуатации

API для разработчиков

Часто возникающие вопросы

Видеообзоры

Обсуждение на форуме iXBT

Обсуждение на форуме 4pda (Архив)

Связаться с нами

Написать нам письмо

Магазин «IoTronic»

8 лучших ваттметров — Рейтинг 2022 года (топ с учетом мнения экспертов и отзывов)

Ваттметр, – энергомер, компактный счётчик мощности (Ватты). Определяет количество электроэнергии (Киловатт/час), потребляемой бытовым или иным прибором. Более крупный аналог – стационарный счётчик, устанавливаемый на входе электрической сети в помещение. Ответственен за суммарную мощность всех потребителей энергии. Бытовой прибор применяется частным порядком для отдельного потребителя, в мастерских по ремонту бытовой электротехники, электронных устройств. Современное развитие ваттметров – «умные» розетки с дистанционным управлением по интернету через смартфон.

 

Не забудьте подписаться на наш канал в Telegram.

Содержание:

1. Лучшие бытовые ваттметры
2. Лучшие интеллектуальные ваттметры

Лучшие бытовые ваттметры

Представляет собой компактное устройство, параллельно подключаемое в сеть. Чаще всего, совмещает в одном корпусе измерительный блок и розетку. Оснащены функцией определения потреблённой мощности (минимальную и максимальную) в единицу времени.

Отражают величину напряжения сети, время работы потребителя электроэнергии, расчёт стоимости электричества за рабочий промежуток времени.

ROBITON PM-1 – недорогой

Прибор для контроля за расходом электроэнергии из бытовой сети одним потребителем. Совмещает в одном корпусе вилку, розетку, электронный блок и экран дисплея для считывания полученных результатов.

Позволяет вычислить мощность единичной, подключённой через прибор, нагрузки. Определит количество потребляемой электроэнергии за определённый промежуток времени и рассчитает стоимость израсходованной энергии.

Плюсы:

• Компактный, простой, стоит недорого.
• Можно работать со всей бытовой техникой.
• Определяет количество электроэнергии, потребляемой нагревателем.

Минусы:

• Непродуман механизм обнуления.
• Работает только в тепле.

 

 

 

Рекомендации:

10 лучших реле времени

12 лучших детекторов скрытой проводки

14 лучших счетчиков электроэнергии

HiDANCE 3680W AC Power Meter – цифровой прибор

Компактный бытовой электронный прибор с расширенными функциями.

Позволяет определить величину напряжения переменного тока и силу тока. Рассчитывает потребляемую мощность и коэффициент мощности.

Встроена опция вычисления стоимости потреблённой электроэнергии. Прибор удобен при тестировании бытовых приборов, электронных устройств и электронагревателей всех типов для расчёта экономической эффективности.

Плюсы:

• Симпатичный, аккуратно собранный цифровой приборчик.
• Точность измерений, наглядное отображение результатов.
• Несколько режимов.

Минусы:

• Приходится вновь вводить цену после обнуления полученных результатов.
• Штырьки у вилки не припаяны, а приварены.

 

 

 

Espada TSL 1500WB – оптимален для дома

Простой в освоении и применении электронный ваттметр для тестирования бытовых приборов по уровню потребляемой электроэнергии. Очень удобен для проверки энергопотребления при выборе обогревателя. Прибор в короткое время покажет уровень реальной мощности, затраты и стоимость электроэнергии.

Поможет рассчитать тепловую эффективность и затраты в течение теплового сезона. Предусмотрена возможность введение данных при двухтарифном счётчике. Просигнализирует о нештатном режиме или превышении силы тока, мощности.

Плюсы:

• Хорошая точность, скорость замера.
• Подсветка дисплея, крупные цифры.
• Расчёт стоимости электроэнергии.

Минусы:

• Подсветка не постоянна.
• Затруднённая смена источника питания.

 

 

 

МЕГЕОН 71016 – с жидкокристаллическим дисплеем

Портативный цифровой прибор для регистрации затраченной электроэнергии одним потребителем. Инструмент оснащён жидкокристаллическим дисплеем со светодиодной подсветкой для работы в тёмное время суток или условиях плохой освещённости.

Расчёт показателей осуществляется в непрерывном режиме, на всём протяжении работы потребителя электроэнергии. Дополнительная опция – определение объёма выбросов углекислого газа, что важно для замкнутых помещений.

Плюсы:

• Размеры, функционал, стоимость.
• Следит за выбросом углекислого газа.
• Подсветка ЖК-дисплея.

Минусы:

• Цена, заказ в Китае дешевле.
• Для мастерской скорее нужен, домой – побаловаться.

 

 

 

Brennenstuhl PM 231 – высокое качество

Бытовой прибор со стильным дизайном корпуса (Primera-Line). Снабжён двухтарифным счётчиком, – функция «день-ночь». Измеряет напряжение сети, силу тока, частоту.

Вычисляет потребляемую мощность. Рассчитывает количество потреблённой электроэнергии. Фиксирует время в часах и минутах. Обладает повышенной безопасностью, – предусмотрена защита от детей.

Плюсы:

• Отличное качество изготовления, точность.
• Стильный дизайн, безотказен в работе.
• Показывает реальную мощность, а не декларируемую.

Минусы:

• Маловат шрифт на экране.

 

 

 

Лучшие интеллектуальные ваттметры

Современное развитие бытовых ваттметров – наличие внутреннего электронного блока для связи с владельцем посредством интернета. Управление осуществляется дистанционно, через смартфон или другой носитель.

Расширен функционал за счёт увеличения программ, – отключение при нештатных режимах или аварийной ситуации, передача сигнала на телефон или электронную почту. Кроме бытовых задач, цифровой ваттметр полезен для лабораторий, занимающихся разработкой бытовой техники, – предусмотрено построение графиков и диаграмм с учётом реального времени.

TP-Link HS110 – замеры на расстоянии

Управление и произведение измерений на расстоянии с помощью интернета через смартфон или другое электронное устройство. Предусмотрена возможность автоматического подключения или отключения потребителей электроэнергии.

Дистанционный мониторинг энергопотребления позволит выбрать оптимальный режим работы бытовых приборов или систем отопления, поможет выставить необходимый уровень мощности.

Плюсы:

• Возможность дистанционного управления и контроля.
• Небольшая, работает со всеми бытовыми приборами.
• Цена, для такого уровня.

Минусы:

• Чувствителен к качеству интернета и наличию связи.

 

 

 

Edimax SP 2101W – интеллектуальный прибор

Интеллектуальный ваттметр-выключатель с функцией измерения мощности. Подключаем к любой классической розетке.

Осуществляет взаимосвязь электроники и человека, –управляет уровнем потребления электроэнергии, подключает или отключает бытовые потребители вручную, по команде или по заложенному расписанию.

Следит за работой бытового устройства, автоматически отключая питание при нештатных ситуациях. Дополнительная опция – передача тревожного сигнала в автоматическом режиме.

Плюсы:

• Самая настоящая «умная» розетка с контролем мощности.
• Помощь в выработке экономного режима.
• Сохранение результата в течение года.

Минусы:

• Возможно, цена. Сэкономленной энергии не так уж много, не окупится.

 

 

 

Energenie EGM-PWM – зелёная энергетика

Ваттметр из серии приборов «зелёная» экономная энергетика. Снимает параметры электрической сети, вычисляет уровень мощности, выстраивает графики и диаграммы. 

Программное приложение рассчитывает потребление электроэнергии в требуемый промежуток времени. Отсутствует постоянная привязка к персональному компьютеру, связь может осуществляться по внешней команде или заложенному расписанию.

Плюсы:

• Точность, снятие информации в любое время.
• Программирование на заданное время.
• Удобен при отоплении дачи.

Минусы:

• Купив один, попользовавшись, хочется докупить ещё. Но оправданы траты?

 

 

 

Как мы учили умную розетку замерять мощность / Хабр

Приветствуем!

Мы — компания Rubetek, занимаемся разработками в области решений для умного дома.
В этой статье расскажем о том, как в ходе разработки одного из устройств нашей Wi-Fi линейки выбирали решение для точного измерения мощности подключенных электроприборов.

Наша Wi-Fi розетка

Что за девайс делали?

Wi-Fi розетка Rubetek — это устройство, предназначенное для удалённого управления электропитанием подключённых электроприборов мощностью до 3000 Вт. Управление розеткой осуществляется с помощью расположенной на корпусе кнопки, локально (смартфон — WiFi розетка, смартфон — WiFi роутер — Wi-Fi-розетка) и удаленно при подключении роутера к Интернету.

Состояние устройства изменяется по срабатыванию подключенных к розетке RF датчиков или с помощью заранее настроенных пользователем сценариев.

Одна из ключевых функций устройства — контроль потребления электроэнергии подключенной нагрузки.

Для отображения уровня нагрузки розетка использует светодиодный индикатор, изменяющий цвет свечения в соответствии с мощностью, потребляемой нагрузкой.

Устройство позволяет подключать совместимые датчики с протоколом EV1527 (433.92 МГц, ASK) RF датчики (движения, открытия, протечки воды, утечки газа и дыма) и создавать сценарии взаимодействия между подключёнными устройствами.

Помимо этого, умная розетка совместима с платформой Apple Homekit и поддерживает управление с помощью голосового помощника Siri. Удаленное управление Homekit через интернет возможно только с помощью Apple TV, но локально управлять голосом можно с iPhone и без использования Apple TV.

Первые попытки

На первом этапе основой для будущей розетки был выбран модуль Z-Wave (рис. 2).
Согласно техзаданию, розетка должна была измерять потребляемую электроэнергию в однофазных цепях, в диапазоне от 0 Вт до 3000 Вт., с погрешностью не более 1%.

• Для измерения тока, потребляемого нагрузкой, и напряжения на нагрузке использовали схему из сдвоенного ОУ TSV522, токового шунта и резистивного усилителя.

Первый прототип на модуле Z-Wave

Расчет активной мощности, потребляемой нагрузкой, считался по формуле:

где:
P — активная мощность, потребляемая нагрузкой
U — эффект. напряжения на нагрузке, равно напряжению сети
I — эффект. сила тока нагрузки
φ — фазовый сдвиг между током и напряжением на нагрузке

• Плюсами являлись низкий входной ток (1мкА) и малое напряжение смещения (0.8 мВ). Входной и выходной сигнал имел размах напряжения питания (rail-to-rail).
• Точность измерения тока нагрузки с потребляемой мощностью до 100 Вт в диапазоне от 0 до 3000Вт нас не устроила, и чтобы ее увеличить, мы использовали два операционных усилителя, работающие от общего токового шунта, и имеющие разные коэффициенты усиления: усилитель с большим коэффициентом усиления работал в диапазоне от 0 Вт до 100 Вт, а усилитель с меньшим коэффициентом усиления работал в диапазоне от 100 Вт до 3000 Вт.

При разработке Wi-Fi розетки одним из главных требований была компактность изделия, поэтому использование нескольких корпусов микросхем усилителей и АЦП мы посчитали нерациональным. К тому же аналоговый сигнал на выходе усилителей был сильно “зашумлен”, уровень помех не позволял добиться заданной погрешности измерения мощности, потребляемой нагрузкой. Особенно это было заметно на усилителе, работающем в диапазоне от 0 Вт до 100 Вт. (рис.3).

Осциллограмма с токового шунта АЦП Z-Wave модуля при мощности 10 Вт нагрузки

На этом этапе, для увеличения точности измерений и увеличения степени интеграции, необходимо было найти новое решение реализации измерения мощности. Было принято решение отказаться от модуля Z-Wave, из-за высокой стоимости и низкой производительности, и ОУ. Новой основой стал Wi-Fi MCU.

Отказ от Z-Wave в пользу Wi-Fi был обусловлен очевидными преимуществами последнего:
наличие Wi-Fi в любом смартфоне, что позволяет непосредственно управлять розеткой из приложения, возможность подключения к роутеру для удаленного управления розеткой из любой точки мира. Это и определило дальнейший путь развития линейки наших умных устройств.

В поисках решения

Поиск вариантов реализации измерения мощности привел нас к специализированным измерительным RMS микросхемам.
Выбрали относительно недорогую RMS — STPM14A.

Прототип STPM14A модуля

Данная RMS измеряет активную, реактивную и полную мощность, действующие значения тока, напряжения и частоты, поддерживает токовые трансформаторы и шунты, отличается низким энергопотреблением, высокой точностью измерений, надежностью передачи и хранения данных. В общем, STPM14 подходила нам по многим параметрам.

Структурная схема STPM14A

Но не обошлось без минусов.

При использовании STPM14A возникли трудности на стадии обработки данных: у этой измерительной микросхемы не имелось цифрового выхода, только частотный, что потребовало от Wi-Fi MCU ресурсов для обработки частотного сигнала. Наш Wi-Fi MCU и так был загружен массой других функций: обработка дискретных сигналов, взаимодействие с сервером, шифрование, таймеры, скрипты. Получилось так, что обработку частотного сигнала не было возможности реализовать без последствий для остального функционала.

Нам пришлось вернуться к поиску альтернативных решений еще и потому, что STPM14A не имела цифрового выхода. Изучив несколько вариантов, мы решили остановиться на микросхеме STPM32. К Wi-Fi MCU STPM32 подключалась по UART.

STPM32 представляет собой устройство обработки смешанных сигналов. Процессор состоит из аналогового и цифрового блоков.

Аналоговый включает в себя:

1. два малошумящих усилителя с программируемым коэффициентом усиления и низким уровнем смещения;
2. четыре 24-битных дельта-сигма АЦП второго порядка;
3. два источника опорного напряжения на основе запрещенной зоны с независимой температурной компенсацией;
4. стабилизатор напряжения с низким падением;
5. буферы постоянного тока.

Цифровой блок состоит из каскада цифровой фильтрации, аппаратного цифрового сигнального процессора, буферных каскадов для входных сигналов и последовательных интерфейсов (UART или SPI).

Измерительная микросхема STPM32 содержала в себе два канала обработки аналоговых сигналов тока и напряжения, с последующим преобразованием в цифровой сигнал и высокоточный цифровой сигнальный процессор DSP, предназначенный для обработки оцифрованных сигналов в режиме реального времени.

Главным и самым заметным недостатком, на фоне всех перечисленных преимуществ, оказалось то, что при работе с малыми сигналами, при максимальном усилении (16х), повышалась погрешность измерения тока.

Структурная схема STPM32

Как тестили?

Для проверки работоспособности и проведения тестирования мы разработали макетную плату.

А так выглядит прототип измерения мощности на STPM32

Тестирование происходило на различной нагрузке мощностью от нескольких единиц ватт, до 3,5кВт. В качестве нагрузки использовались лампы накаливания, ТЭНы (резистивная нагрузка), люминесцентные светильники и электроинструмент (резистивно-индуктивная нагрузка), электроприборы с импульсными источниками питания без корректора коэффициента мощности (резистивно-емкостная нагрузка).

В ходе макетирования на отладочной плате, мы получили положительные результаты, которые полностью нас устроили. STPM32 хорошо справлялась с поставленной задачей и могла быть использована в нашей умной розетке.

Уже позже выяснилось, что суммарная погрешность измерений устройства не соответствовала реальным показаниям. Эти данные мы получили посредством измерения показателей несколькими бытовыми ваттметрами разных ценовых категорий.

Для достижения заданной точности измерения мощности нагрузки решено было калибровать серийные изделия на этапе производства. Для этого был спроектирован и изготовлен специальный стенд (рис.6), который содержал в себе отдельный, откалиброванный с помощью эталонного измерителя мощности STPM32.

Стенд имел гальваническую развязку от сети для того, чтобы обеспечить электробезопасность.

Каждое изделие после сборки подключалось к контактному устройству стенда.
Оператор запускал программу, которая обеспечивала электрическое тестирование розетки на предмет отсутствия ошибок при монтаже и прошивке. Помимо этого тестировался основной функционал розетки и происходила калибровка STPM32.

Калибровочный стенд

Использование стенда обеспечило высокую точность измерения мощности, технологичность и надежность изделия.

В процессе прошивки розетки закладывалась также цветовая палитра (пропорциональное соотношение красного, синего и зеленого цветов). Эта цветовая шкала используется в розетке светодиодным ободком для отображения мощности, потребляемой подключенной к устройству нагрузкой.

Что в итоге?

Это была первая наша попытка реализации подобного функционала. Несмотря на то, что вариантов мы перебрали немало, положительная сторона в этом тоже найдется — опытным путем мы определились с необходимой для работы микросхемой, изучив плюсы и минусы всех образцов.
Наша же Wi-Fi розетка, получив возможность замерять мощность, из обычного девайса, способного удаленно управлять электропитанием, превратилась в умное устройство, существенно облегчающее жизнь пользователя.

Впереди еще много работы, выше мы упоминали о целой Wi-Fi линейке, разработка которой ведется прямо сейчас. Помимо розетки для покупки уже доступен, например, Модуль управления. К выходу готовятся многие другие умные устройства.

О них мы непременно расскажем в следующих статьях.

потерь при передаче: сколько электроэнергии теряется между электростанцией и вашей вилкой?

Потеряно при передаче

Джордан Вирфс-Брок |

6 ноября 2015 г.

Внутренняя энергия

Сколько энергии теряется по пути электричества от электростанции к розетке в вашем доме? Этот вопрос задан Джимом Барлоу, архитектором из Вайоминга, в рамках нашего проекта IE Questions.

Чтобы найти ответ, нам нужно разобрать его шаг за шагом: сначала превратить сырье в электричество, затем передать это электричество в ваш район и, наконец, направить это электричество через стены вашего дома в вашу розетку.

Шаг 1: Создание электричества

Электростанции – угольные, газовые, нефтяные или атомные – работают по одному и тому же общему принципу. Энергоемкое вещество сжигается с выделением тепла, превращающего воду в пар, который вращает турбину, вырабатывающую электричество. Термодинамические пределы этого процесса («Черт возьми, эта растущая энтропия!») означают, что только две трети энергии, содержащейся в сырье, фактически попадают в сеть в виде электричества.

Потери энергии на электростанциях: Около 65%, или 22 квадриллиона БТЕ в США в 2013 г.

На этом графике показана тепловая эффективность различных типов электростанций. Все типы электростанций имеют примерно одинаковую эффективность, за исключением природного газа, в котором в последние годы наблюдается повышение эффективности с добавлением электростанций с комбинированным циклом. (Линия эффективности использования угля почти идентична ядерной энергии и выделена фиолетовым цветом).

Этап 2: Перемещение электроэнергии – передача и распределение

Большинство из нас не живут рядом с электростанцией. Так что нам как-то нужно провести электричество в наши дома. Это звучит как работа для линий электропередач.

Трансмиссия

Во-первых, электричество распространяется по высоковольтным линиям электропередач на большие расстояния, часто на многие мили по всей стране. Напряжение в этих линиях может составлять сотни тысяч вольт. Вы не хотите возиться с этими строками.

Почему такое большое напряжение? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно вспомнить немного школьной физики, а именно закон Ома. Закон Ома описывает, как связаны количество энергии в электричестве и его характеристики – напряжение, ток и сопротивление. Это сводится к следующему: масштаб потерь зависит от квадрата тока в проводе. Этот квадратный коэффициент означает, что крошечный скачок тока может вызвать большой скачок потерь. Поддержание высокого напряжения позволяет нам поддерживать низкий ток и потери. (Для любителей истории: вот почему AC выиграл битву токов. Спасибо, Джордж Вестингауз.)

Jordan Wirfs-Brock / Inside Energy

Провисание линий электропередач фактически является ограничивающим фактором в их конструкции. Инженеры должны следить за тем, чтобы они не подходили слишком близко к деревьям и зданиям.

Когда электричество пропадает, куда оно уходит? Нагревать. Электроны, движущиеся вперед и назад, сталкиваются друг с другом, и эти столкновения нагревают линии электропередач и воздух вокруг них.

Вы действительно можете услышать эти потери: этот треск, когда вы стоите под опорой ЛЭП, означает потерю электричества. Вы также можете увидеть потери: заметили, как линии электропередач провисают посередине? Частично это гравитация. А остальное — электрические потери. Тепло, как и тепло от потерянного электричества, заставляет металлические линии электропередач расширяться. Когда они это делают, они провисают. В жаркие дни линии электропередачи более провисшие и негерметичные.

Распределение

Высоковольтные линии электропередач большие, высокие, дорогие и потенциально опасные, поэтому мы используем их только тогда, когда электричество должно передаваться на большие расстояния. На подстанциях рядом с вашим районом электричество передается на более мелкие линии электропередач с более низким напряжением — такие, как на деревянных столбах. Теперь мы говорим о десятках тысяч вольт. Затем трансформаторы (вещи в форме банки, сидящие на этих столбах) еще больше снижают напряжение, до 120 вольт, чтобы сделать вход в ваш дом безопасным.

Как правило, линии электропередач меньшего размера означают большие относительные потери. Таким образом, хотя по высоковольтным линиям электропередачи электричество может передаваться гораздо дальше — десятки или сотни миль — потери невелики, около двух процентов. И хотя ваше электричество может пройти несколько миль или меньше по низковольтным распределительным линиям, потери высоки, около четырех процентов.

Потери энергии при передаче и распределении: Около 6% – 2% при передаче и 4% при распределении – или 69 трлн БТЕ в США в 2013 г.

Jordan Wirfs-Brock

На этом графике показан средний процент потерь электроэнергии при передаче и распределении по штатам с 1990 по 2013 год. За исключением Айдахо, все штаты с наименьшими потерями являются сельскими, а штаты с самые высокие потери — все густонаселенные.

Забавный факт: потери при передаче и распределении, как правило, ниже в сельских штатах, таких как Вайоминг и Северная Дакота. Почему? Менее густонаселенные штаты имеют больше высоковольтных линий электропередачи с низкими потерями и меньше низковольтных распределительных линий с высокими потерями. Изучите потери при передаче и распределении в вашем штате на нашем интерактивном графике.

Потери при передаче и распределении также различаются в зависимости от страны. В некоторых странах, таких как Индия, потери достигают 30 процентов. Часто это происходит из-за воров электроэнергии.

Шаг 3. Использование электричества в доме

Коммунальные предприятия тщательно измеряют потери от электростанции до вашего счетчика. Они должны, потому что каждый бит, который они теряют, съедает их прибыль. Но как только вы купили электроэнергию и она поступает в ваш дом, мы теряем счет потерь.

Ваш дом и провода в ваших стенах — это что-то вроде черного ящика, и подсчитать, сколько электричества теряется — электричества, за которое вы уже заплатили, — сложно. Если вы хотите узнать, сколько электричества теряется в вашем доме, вам нужно либо оценить его с помощью принципиальной схемы вашего дома, либо измерить его, установив счетчики на все ваши приборы. Вы энергетический болван, пытающийся это сделать? Дайте нам знать, мы будем рады услышать от вас!

Потеря энергии в проводке внутри ваших стен: мы не знаем! Это может быть ничтожно мало, а может быть еще несколько процентов.

Будущее потерь при передаче и распределении

Сетевые инженеры работают над такими технологиями, как сверхпроводящие материалы, которые могли бы существенно снизить потери при передаче и распределении электроэнергии до нуля. Но на данный момент стоимость этих технологий намного выше, чем деньги, потерянные коммунальными компаниями из-за существующих горячих и протекающих линий электропередач.

Более экономичное решение по сокращению потерь при передаче и распределении состоит в том, чтобы изменить то, как и когда мы используем энергию. Потери не постоянная величина. Они меняются каждое мгновение в зависимости от таких вещей, как погода и энергопотребление. Когда спрос высок, например, когда мы все используем наши кондиционеры в жаркие летние дни, потери выше. Когда спрос низкий, например, посреди ночи, потери меньше. Коммунальные предприятия экспериментируют со способами более равномерного распределения потребления электроэнергии, чтобы минимизировать потери.

Тот же принцип применим и к вашему дому, который, по сути, представляет собой вашу личную сетку. Вы можете уменьшить потери в своем доме, равномерно распределив потребление электроэнергии в течение дня, вместо того, чтобы включать все электроприборы одновременно.

Суммирование убытков

• Вырабатывая электроэнергию, мы потеряли 22 квадриллиона БТЕ на угле, природном газе, атомных и нефтяных электростанциях в 2013 году в США — это больше, чем энергия во всем бензине, который мы используем в данном году.
• Передавая электроэнергию от электростанций к домам и предприятиям по передающей и распределительной сети, мы потеряли 69 трлн БТЕ в 2013 году — примерно столько энергии тратят американцы на сушку одежды каждый год.

У вас есть идея для темы энергии, которая может быть интересна в классе? Отправьте его ниже.

Счетчики энергии, счетчики электроэнергии, счетчики электроэнергии, счетчики электроэнергии, счетчики зарядки электромобилей, решения для мониторинга напряжения постоянного тока и управления энергопотреблением

Carlo Gavazzi является лидером на рынке технологий мониторинга энергии с одним из самых широких ассортиментов продукции в отрасли. Обладая более чем 25-летним опытом, компания Carlo Gavazzi знает, что нужно для производства счетчиков, способных выдерживать самые жесткие условия эксплуатации. Благодаря местным центрам продаж и поддержки, расположенным в 22 странах, и независимым дистрибьюторам более чем в 100 странах, продукция Carlo Gavazzi и техническая поддержка доступны по всему миру.

CARLO GAVAZZI предлагает широкий спектр счетчиков для контроля энергопотребления для выставления счетов и расчетов энергоэффективности, качества электроэнергии и профилирования нагрузки. Обычно они используются в качестве:

• Счетчики электроэнергии
• Счетчики электроэнергии
• Электрические счетчики
• кВтч Счетчики
• Мониторы постоянного напряжения и зарядные устройства для электромобилей
• Измерители мощности
• Подсчет счетчиков

Мы не ограничиваем наши счетчики только измерением потребления электроэнергии, мы также предлагаем дополнительные цифровые входы для сопряжения со счетчиками воды и газа, что позволяет получить доступ к использованию электроэнергии, газа и воды с помощью всего одного устройства.

Зачем контролировать энергию

Управление энергопотреблением — это не только учет и выставление счетов за потребление энергии, оно также связано с общим принципом энергоэффективности. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), «Энергоэффективность является жизненно важным компонентом для решения проблем, стоящих перед энергетическим сектором, которые варьируются от постоянно растущего глобального спроса на энергию до опасений по поводу энергетической безопасности, изменения климата, локального загрязнения воздуха и доступность энергоснабжения». Таким образом, мониторинг энергопотребления является важным первым шагом для достижения целей энергоэффективности. Энергоэффективность является ключом к экономически эффективным энергетическим переходам и единственным энергетическим ресурсом, которым в изобилии владеют все страны. Сильная политика в области энергоэффективности имеет жизненно важное значение для достижения ключевых целей энергетической политики.

Мы готовим серию вебинаров по актуальным темам энергоменеджмента. Нажмите на ссылку ниже, чтобы увидеть наш первый веб-семинар, посвященный мониторингу критических нагрузок.

• Мониторинг критической нагрузки

Наш измерительный прибор, преобразователь и серия ТТ

Серия WM15

Выберите продукт

• Измеритель мощности для панельного монтажа
• 1,2 и 3 фазы, 600 В соединения
• Дополнительный импульсный или аварийный выход и связь RS485 (Modbus)

BrochureVideoUser Manual
Modbus ManualConfig Software

Серия WM20/30/40

Select Product

• Монтаж на панель, модульный анализатор мощности
• 1,2 и 3 фазы, 600 В соединения
• Дополнительные аналоговые или цифровые выходы и входы
• Дополнительная связь Modbus-RTU, BACnet-MSTP, Modbus-TCP, BACnet-IP или Profibus-DP

BrochureVideoUser Manual
Modbus ManualConfig Software

Серия WM50

Выберите продукт

• Модульный многоканальный анализатор мощности для панельного монтажа, до 96 цепей (32 А на цепь)
• 1,2 и 3 фазы, 600 В соединения
• Многоканальные трансформаторы тока с разъемным сердечником идеально подходят для мониторинга в центрах обработки данных
• Дополнительные цифровые и аналоговые входы
• Дополнительная связь Modbus-RTU или Modbus-TCP

БрошюраВидеоРуководство пользователя
Программное обеспечение Modbus ManualConfig

Серия EM50

Выберите продукт

• Счетчик электроэнергии с монтажом по стандарту DIN для стандартных и коммерческих приложений
• 1,2 и 3 фазы, 600 В соединения
• Measurement Canada одобрена для приложений по выставлению счетов за электроэнергию
• Связь Modbus-RTU или BACnet-MSTP

BrochureVideoРуководство пользователя
Modbus ManualConfig Software

Серия EM330/ET330

Select Product

• Компактный измеритель энергии или преобразователь с креплением DIN
• 1-, 2- и 3-фазное подключение 480 В
• Дополнительный импульсный выход кВтч или связь Modbus-RTU<

Брошюра

. Руководство пользователя. Руководство по Modbus.

1,2 и 3 фазы, 600 В соединения

Дополнительные цифровые входы и выходы

Дополнительная связь Modbus-RTU или Modbus-TCP

Брошюра

. Руководство пользователя. Руководство по Modbus.

1-фазное подключение 120 В

До 100 AAC на входе — не требует внешних трансформаторов тока

Доступен с импульсным выходом кВтч или RS485 (Modbus)

Брошюра. Руководство пользователя. Руководство по Modbus.

2 и 3 фазы, подключение 400 В

До 65 входов AAC — не требует внешних трансформаторов тока

Доступен с импульсным выходом кВтч или RS485 (Modbus)

БрошюраВидеоРуководство пользователя
Modbus ManualConfig Software

Трансформаторы тока

Выберите продукт

• Доступно для токов до 4000 А
• Версии со сплошным сердечником и гибкой катушкой Роговского
• Выходы 0–5 А и мВ

Брошюра

Подключение к периферии и за ее пределами

UWP Карло Гавацци — это мощный пограничный контроллер, который позволяет контролировать расстояние до 100 метров и предоставляет настраиваемый пользователем веб-интерфейс, к которому можно получить доступ через стандартный веб-браузер. Это позволяет контролировать энергопотребление, просматривать графики трендов зарегистрированных электрических данных (ток, напряжение, мощность и т. д.). Кроме того, UWP также предоставляет широкий спектр вариантов подключения к туманным/облачным системам, включая:

• Чтение данных через Modbus или BACnet
• Чтение данных через Rest-API UWP
• Загрузка данных в Microsoft Azure или Amazon AWS с помощью MQTT
• Отправка данных на сайт SFTP — с использованием настраиваемого пользователем расписания

В дополнение к этим функциям UWP также включает в себя инструмент для создания драйвера Modbus, который позволяет обмениваться данными практически с любым устройством, использующим Modbus, даже если это не расходомер Carlo Gavazzi. Это позволяет использовать имеющиеся у вас измерительные устройства и по-прежнему использовать возможности контроллера UWP.

UWP30RSEXXX : Лист данных контроллера Energy Gateway Руководство пользователя

Беспроводные решения: точка-точка(-и) с использованием LoRa большого радиуса действия

Во многих приложениях невозможно использовать проводную связь из-за дороговизны или характера местности. Carlo Gavazzi предлагает мощное решение для защищенной беспроводной связи без лицензии на большие расстояния на основе LoRa. Для этого вам просто нужно подключить беспроводной модуль (UWPM) сбоку от контроллера UWP. Это позволяет вам получить доступ к 50 удаленным метрам на расстоянии до 10 км на открытом воздухе. Годовые сборы и SIM-карты не требуются.

К контроллеру UWP можно подключить до 3 модулей UWPM, что дает в общей сложности до 150 метров, которые можно контролировать по беспроводной сети. Если у вас есть комбинация как проводного, так и беспроводного устройства, это не проблема, поскольку вы также можете получить доступ к счетчикам через RS485 и Ethernet.

Типичные приложения включают в себя:

• Кемпинги
• Здания
• Блочные тепловые пункты
• Марины
• Фермы

UWP30RSEXXX : Лист данных контроллера Energy Gateway Руководство пользователя

UWPAM1US1L2X : Техническое описание интерфейса беспроводного измерителя Руководство пользователя

UWPMM1UL2X : Интерфейс беспроводного шлюзаТехнические данныеРуководство пользователя

Беспроводные решения: LoRa-Wan

Компания Carlo Gavazzi разработала модуль беспроводного интерфейса UWPA, который позволяет счетчику Carlo Gavazzi подключаться к общедоступным и частным сетям LoRa. Просто подключите UWPA к нашему счетчику через RS485, и данные об энергии со счетчика будут доступны через вашу сеть LoRa-Wan. Это идеально подходит для умных городов или районов, которые обслуживаются существующей сетью LoRa-Wan, и они могут уже использовать LoRa для считывания данных с существующих устройств, таких как счетчики воды.

UWPAM1US1L2X: Интерфейс Meter to LoRaТехнические данныеРуководство пользователя

Приложения

Дополнительные измерения

Субизмерение является важным приложением либо для прямого выставления счетов, либо для распределения затрат. Этот учет состоит не только из потребления электроэнергии, но и других коммунальных услуг, таких как газ и вода.

При использовании для выставления счетов в коммерческих приложениях система подсчета определяет потребление энергии отдельным пользователем. Это распространено в многоквартирных домах, где владелец может иметь один счетчик коммунальных услуг, а затем распределяет стоимость на основе использования среди жильцов, у каждого из которых установлен отдельный вспомогательный счетчик. Это также используется для торговых центров, транспортных терминалов, пристаней для яхт, кемпингов или других мест, где отдельные арендаторы арендуют площади или киоски.

Применимые расходомеры Carlo Gavazzi: EM50

Центры обработки данных и телекоммуникационные станции

Центры обработки данных прямо или косвенно являются основой любой компании — любой простой обходится дорого и влияет на вашу способность вести бизнес. Кроме того, эти центры обработки данных также являются крупными потребителями электроэнергии.

Из-за их критического характера (время безотказной работы 99,9 %) важно контролировать не только потребление энергии, но также профиль мощности и качество электроэнергии, чтобы предвидеть проблемы до того, как они приведут к отключению. По данным Ponemon Institute, средняя стоимость минуты незапланированного простоя ЦОД составляет $5,9.00 долларов США. Критические компоненты включают чиллеры, вентиляторы и серверы.

Применимые расходомеры Carlo Gavazzi: WM50 EM280 WM20

Зарядные станции для электромобилей

Зарядные станции для электромобилей — это расширение приложения для субсчетчиков. Каждая зарядная станция имеет счетчик электроэнергии, одобренный для коммерческого учета. Пользователю зарядной станции выставляется счет за фактическое потребление электроэнергии.

Применимые расходомеры Carlo Gavazzi: видео EM540

Сборщики панелей, распределительных устройств и ЦУД

Счетчики энергии обычно используются в панелях управления и центрах управления двигателем. Они обеспечивают визуальную индикацию потребляемого тока, напряжения и коэффициента мощности различных двигателей.

Кроме того, они также контролируют мощность двигателя, которая представляет собой линейное представление фактической нагрузки на двигатель. При подключении к цифровому выходу или при считывании через коммуникационную шину они могут выдавать аварийные сигналы, указывающие на забитые фильтры, проскальзывание ремня и чрезмерную нагрузку в целом.

Применимые расходомеры Carlo Gavazzi: WM15 WM20/30/40 EM50

Производственное оборудование

Для всего производственного оборудования, которое производит или упаковывает продукт, потребление энергии является частью уравнения конечной стоимости продукта. Счетчик или преобразователь Carlo Gavazzi можно использовать в машине для измерения и предоставления информации об использовании энергии контроллеру.

Кроме того, мониторинг профиля мощности является отличным методом получения профиля производительности и эффективности оборудования. Эта информация, анализируемая в течение определенного периода времени, может выявить проблемы с оборудованием, нехватку материалов или плохую работу смены/оператора.

Применимые расходомеры Carlo Gavazzi: WM15 WM20 EM50 CPT

Разработка и внедрение недорогого регистратора энергии в режиме реального времени для промышленных и бытовых применений

Abstract

В связи со значительным ростом спроса на энергию в последнее десятилетие проблемы ненужного использования энергии быстро обострились. Следовательно, существует неотложная необходимость в создании дешевого и легкодоступного инструмента для мониторинга энергии, потребляемой бытовыми и промышленными приборами. Вместо того, чтобы контролировать общее энергопотребление домов и/или предприятий, полезно контролировать энергопотребление отдельного устройства, что, в свою очередь, помогает экономить общее потребление энергии и, таким образом, делает его экономически эффективным. В этой статье представлен экономичный проект и реализация системы мониторинга, которая может точно измерять ток и напряжение каждого электроприбора. Дизайн обеспечивает отслеживание активности устройств в режиме реального времени для отраслей и помогает адаптироваться к «зеленой» инициативе. Конструкция состоит из микроконтроллера на базе Arduino и Raspberry Pi, который выполняет точные измерения тока и напряжения устройства с последующим измерением мощности, потребляемой устройством. В этой статье представлены две различные конструкции системы, одна для однофазных измерений, а другая для измерений на постоянном токе. Однофазное измерительное устройство состоит из 10-разрядного АЦП, тогда как измерительное устройство на 24 В постоянного тока содержит 12-разрядный АЦП, который обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с другими системами, доступными на рынке. Реализованный дизайн использует веб-приложение EmonCMS для сбора и представления отслеживаемых данных. Он предоставляет гибкое и удобное решение для простого мониторинга измеренных данных на любых устройствах Android или iOS.

Введение

За последнее десятилетие потребность в энергии возросла из-за постоянного развития новых технологий, которые облегчили жизнь человека. Электрические приборы и машины являются неотъемлемой частью повседневной жизни людей, что приводит к увеличению потребления электроэнергии [1]. В связи с этим мы наблюдаем рост инициатив в области интеллектуальных сетей и интеллектуальных измерений, которые могут контролировать энергопотребление и повышать эффективность любой электрической сети с помощью интеллектуальных счетчиков, что снизит экологические затраты [2]. Разработка этих устройств связана с управлением энергопотреблением, что возможно только после получения полного отчета о потреблении от коммерческого, промышленного и бытового использования. В настоящее время несколько домашних хозяйств, а также промышленных предприятий используют регистраторы энергии, которые способны визуализировать, контролировать и/или управлять общим энергопотреблением.

Очень важно, чтобы эта информация всегда была доступна пользователям. Вот где появляется концепция Интернета вещей (IoT). Это подразумевает «всемирную сеть взаимосвязанных объектов с уникальной адресацией, основанную на стандартных протоколах связи» [3]. Услуга IoT широко распространяется на промышленные и домашние приложения в повседневных задачах. Наша цель – использовать эту услугу в целях мониторинга энергопотребления для создания экономически эффективных решений при поддержании определенного уровня жизни. Любую наблюдаемую отрасль или дом, в котором используется сеть IoT, можно разделить на три основные категории, как показано на рис. 1.

Рис. 1

Составные части простой сети IoT [4]

Полноразмерное изображение

Обычно большинство регистраторов энергии, доступных на коммерческом рынке, помогают пользователю отслеживать и управлять общим энергопотреблением в домашнем хозяйстве. . В качестве альтернативы, если у пользователя есть возможность подключить его к отдельным устройствам, это позволяет пользователю визуализировать данные с этих отдельных устройств и управлять ими на единой облачной платформе. Это позволит пользователю лучше понять эффективность приборов и потребляемую ими мощность, однако это дорого. Поэтому в этой статье предлагаются две экономичные конструкции системы мониторинга: одна для однофазных измерений, а другая для измерений 24 В постоянного тока. Кроме того, данные, измеренные с помощью этих систем, накапливаются с помощью веб-приложения EmonCMS, к которому можно легко получить доступ с любого устройства Android или iOS для анализа и мониторинга данных.

Обзор литературы

В последние десять лет наблюдается быстрый прогресс в технологиях, которые приводят к значительному улучшению образа жизни людей. Таким образом, растущий спрос на более совершенные технологии привел к увеличению потребления энергии в домашних хозяйствах, что в конечном итоге привело к энергетическому кризису. Таким образом, оптимизация потребления энергии привлекла нескольких исследователей к разработке системы мониторинга, которая может отслеживать использование энергии дома, что может обеспечить точную оценку приборов, которые потребляют больше энергии.

Было предпринято несколько попыток разработать энергоэффективные приборы [5,6,7,8]. Тем не менее, дальнейшее снижение энергопотребления может быть достигнуто, если будет осуществляться мониторинг энергопотребления этих энергоэффективных приборов в режиме реального времени, который предоставит потребителю подробную информацию об энергии, используемой этими приборами. Аналогичное исследование представлено в [9], где потребление энергии бытовыми приборами отслеживается с помощью блока измерения и передачи энергии (EMCU). В каждой розетке предлагается установить EMCU, где измеренные значения на этой розетке периодически передаются на домашний сервер с помощью ZigBee. Конкретная технология ZigBee используется в [9] чтобы гарантировать, что эта технология потребляет мало энергии. Данные, собранные на домашнем сервере, затем используются для создания профиля мощности всех устройств в доме. Исследования, представленные в [10], показали, что домашние системы управления энергопотреблением с возможностью записи данных с использованием специализированного оборудования и программного обеспечения могут играть значительную роль в снижении энергопотребления и сокращении выбросов парниковых газов. Кроме того, внедрение интеллектуальных сетей, предложенное в [10, 11], также может быть частью интеллектуальной энергетической системы. Специализированный подход автоматического анализа данных интеллектуальных счетчиков с целью определения потребительских характеристик представлен в [12], где пользователь проводит кампании по повышению энергоэффективности бытовой техники. Различные технологии и функции, которые могут быть включены в интеллектуальные счетчики энергии, подробно обсуждались в [13].

Кроме того, исследование важности функций безопасности в интеллектуальных счетчиках энергии также представлено в [13]. Подробный анализ различных инфраструктур и протоколов связи для интеллектуальной энергетики, а также широкий спектр моделей управления энергопотреблением, включая аппаратное и программное обеспечение, обсуждается в [14]. Кроме того, в ссылке [14] также подчеркивается важность мониторинга, контроля и наблюдения за бытовыми приборами наряду с соответствующими протоколами связи, что обеспечивает надежность сбора данных с помощью передовых алгоритмов и инструментов выборки. Другая аналогичная концепция измерения отдельных нагрузок, но в трехфазной измерительной системе, представлена ​​в [15], где устройство записывает данные на SD-карту. PIC взаимодействует с изолированными датчиками тока и напряжения для измерения. Калибровка выполняется для поддержания линейности, для измерения трех фаз по отдельности и расчета процента ошибки для мгновенных измерений. Устройство в [16] использует аналогичную систему мониторинга с концепцией Интернета вещей для мониторинга энергопотребления здания. Он использует датчик PZEM-004t с микроконтроллером Arduino Nano и ESP8266 (модуль последовательного подключения к Wi-Fi) для отправки данных в облако. Устройство разработано для трехфазной четырехлинейной линии электропередач (для лабораторного корпуса). Измерения проводились в течение недели, однако никакого сравнения фактических значений с измеренными их оборудованием не производилось. Этот модуль измеряет напряжение переменного тока в диапазоне от 80 до 260 В (среднеквадратичное значение) с током до 100 А. Облачный сервер Thingspeak используется для хранения данных в режиме онлайн, и данные отправляются на него каждую минуту после включения устройства.

В исследовании [17] представлен измеритель мощности, разработанный с помощью Arduino для измерения мощности, потребляемой отдельными устройствами, для понимания использования каждого устройства через облако и дальнейшего управления ими. Данные отображаются на веб-сайте мониторинга мощности, а установленный контроль помогает отслеживать потребление и выставлять счета на ежедневной основе. Он измеряет значения тока в режиме реального времени с помощью неинвазивного трансформатора тока с разъемным сердечником SCT-013-030. Модуль Wi-Fi ESP8266 отправляет данные в реальном времени по беспроводной сети. Данные просматриваются на модуле дисплея Nokia 5110, чтобы показать потребляемую мощность. Это устройство измеряет общее потребление домохозяйства или использование конкретной комнаты, но также может использоваться для понимания энергопотребления конкретного устройства. В [18] показан счетчик энергии для бытового использования. Счетчик энергии разработан с неинвазивным датчиком тока, который может измерять мощность в любой заданной точке. Для отправки данных использовался модуль Ethernet ENC28J60 для отправки данных для просмотра на любом смартфоне. [19] представляет собой аналогичный модуль, который включает в себя модуль GSM/GPRS для периодической передачи обнаруженных значений напряжения и тока с помощью сети GPRS/GSM, единственным недостатком которой является надежность сети на больших расстояниях, влияющая на надежность и скорость передачи данных. система. Регистратор энергии, описанный в [20], использует неинвазивный датчик CT с PZEM-004T с чипом измерения электроэнергии SD3004 с ESP8266 (модуль Wi-Fi) для отправки данных на сервер. ESP8266 связывается через RS-232 с PZEM-004T. ESP отправляет данные на сервер по беспроводной сети каждые 20 с и загружает данные в формате JSON на Raspberry Pi 3, где размещаются база данных и локальный сервер. Здесь Grafana используется для создания информационной панели, а значения отображаются в графическом формате и в зависимости от времени [20].

Справочная информация

Общая конфигурация и архитектура любой системы мониторинга электропитания, использующей платформу IoT, включает в себя четырехуровневую архитектуру, т. е. уровень обнаружения, уровень сети, уровень обслуживания и уровень интерфейса [21]. Первая и главная задача — получение данных с помощью датчиков. Они подключены к процессору или являются беспроводными по своей природе и размещаются в различных сценариях для получения необработанных данных об окружающей среде. Во-вторых, процессор затем получает эти данные и преобразует их в разумную информацию. Заключительный этап — сделать данные доступными для пользователя (что также является конечным этапом для сети IoT) через Интернет. Здесь большинство систем используют серверы для загрузки данных после обработки, чтобы они были доступны пользователям. Система, предложенная в этой статье, использует raspberry pi, который действует как наш локальный сервер для загрузки данных после обработки. Следовательно, данные затем доступны онлайн для аутентифицированных пользователей. На рисунке 2 показана простая блок-схема системы мониторинга, которая состоит из четырех разделов, а именно сбора, обработки, передачи и представления данных [4].

Рис. 2

Простая система мониторинга

Полноразмерное изображение

Получение данных (датчики)

Датчики играют жизненно важную роль в любой системе IoT. Сенсорный уровень обеспечивает сбор данных и работу с беспроводными системами для получения непрерывных данных в реальном времени из переменных среды. Беспроводная сеть может иметь несколько сенсорных узлов, что приводит к беспрепятственному потоку данных, и это способствует важности больших данных. Следовательно, они предоставляют данные из физического мира с целью получения точной информации через интеллектуальный интерфейс [22, 23]. Этот большой объем данных передается на облачные серверы через Интернет, чтобы сделать его легко доступным для аутентифицированных конечных пользователей и иметь возможность обрабатывать большие объемы потока данных.

Обработка данных

После того, как данные получены с помощью датчиков, они передаются на платформу для управления полученными данными, что в основном выполняется микроконтроллером, таким как Atmega328P (Arduino), Raspberry Pi и т. д. Arduino является одним из наиболее распространенных микроконтроллеров, используемых для сбора и обработки данных с флэш-памятью от 32 до 512 КБ (в зависимости от типа модели) и 2 КБ ОЗУ [24]. данные и преобразовывать их в разумную информацию.

Другой микроконтроллер Raspberry Pi, также известный как мини-компьютер, может использоваться в качестве шлюза или центрального процессора (ЦП), обрабатывает данные намного быстрее, чем Arduino, и имеет возможность выполнять сложные задачи. чем традиционный микроконтроллер [25].

Raspberry Pi имеет возможности USB, Ethernet и Wi-Fi, что подразумевает три различных способа передачи/загрузки данных на серверы, что делает процедуру более удобной и дает пользователю выбор с учетом различных факторов, например времени обработки данных. , скорость передачи данных, протокол связи и т. д. Raspberry Pi также имеет слот для карты памяти, которая может использоваться для размещения базы данных для хранения данных конкретного узла. Различные узлы могут хранить свои собственные данные, но все данные могут быть объединены со всех узлов на облачном сервере. Таким образом, два или более узла могут размещать сообщения в одном облаке и сравнивать данные друг с другом.

Передача данных

Следующим важным шагом является передача данных между узлами и контроллерами с использованием одного из различных протоколов связи, проводного или беспроводного. Это может быть Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, ZigBee, Ethernet и т. д. Выбор технологии зависит от приложения, т. е. от того, является ли связь малой или большой дальности, а также от различных других факторов, таких как скорость передачи данных, точность и т. д. Еще одна вещь, которую следует учитывать, — это совместимость двух устройств и реализация передачи данных.

Система мониторинга использует последовательное соединение для передачи данных от микроконтроллера к шлюзу, так как это проводное соединение; это самый быстрый способ передачи данных с датчиков на Atmega328P на Raspberry Pi, который затем использует протокол Wi-Fi для отправки данных в облако. Используется Wi-Fi, поскольку беспроводное соединение необходимо для мониторинга данных, поскольку подключение к Интернету через кабель Ethernet в этом случае не представляется возможным.

Представление данных

Все системы IoT состоят из различных гаджетов, также известных как «вещи», которые обмениваются данными через разные протоколы связи. Из-за этого разнообразия могут возникнуть проблемы при объединении двух или более технологий для передачи данных и связи между устройствами, что затрудняет проведение события с двумя устройствами, связанными друг с другом [21].

Существуют различные способы представления данных либо через веб-приложение (мобильное), либо на веб-сайте. Другая перспектива — рассмотреть вариант размещения веб-сервера на шлюзе (Raspberry Pi), доступном локально через соединение Ethernet (через веб-браузер; доступ через локальный IP-адрес). Pi имеет возможность запускать программные пакеты, в которых размещается веб-приложение для визуализации данных в графическом формате.

Предлагаемая система мониторинга

Предлагаемый прототип мониторинга предназначен для измерения потребления электроэнергии с отдельными нагрузками, чтобы понять потребление каждой машиной (в домах) и интенсивно используемыми машинами в промышленности. Эта структура мониторинга в режиме реального времени обеспечит лучшее понимание информации об энергии и потреблении электроэнергии в отраслях, что, в свою очередь, позволит реализовать экологические инициативы для отраслей и поможет сэкономить деньги с помощью статистики потребления. Здесь мы разработали три прототипа с разными возможностями измерения энергопотребления. Прототипы включают в себя возможность измерения однофазного переменного тока и единиц регистрации постоянного тока 24 В. Предлагаемый регистратор энергии состоит из блоков восприятия, обработки и визуализации данных с небольшим пониманием передачи данных и коммуникационных отношений. На рис. 2 уже представлен общий обзор компонентов системы.

Датчики

Датчик ТТ (AC)

Существует несколько датчиков ТТ, таких как датчик RI-CT050 [26], датчик KCT-24 [27], датчик SEN-11005 [28] и YHDC SCT-013 [29], которые можно использовать для измерения переменного тока. Однако, поскольку предлагаемые решения, представленные в этой статье, требуют подключения устройства к конкретному электроприбору для измерения переменного тока, датчик ТТ был выбран таким образом, чтобы он выдерживал ток для одного электроприбора. Трансформатор тока YHDC SCT-013 (CT) используется в качестве датчика переменного тока для измерения тока электрического провода и выдачи выходного сигнала в мА. Требуемое напряжение для работы микросхемы Atmega328P составляет не более 3,3 В постоянного тока. Итак, нагрузочный резистор 22 Ом используется для преобразования наведенного тока ТТ в напряжение. Принципиальная схема подключения датчика ТТ к Atmega328P представлена ​​на рис. 3. Резисторы R19и R17 на принципиальной схеме являются делителем напряжения, который обеспечивает источник напряжения. Конденсатор C1 имеет низкое реактивное сопротивление в несколько сотен Ом, что обеспечивает путь для переменного тока в обход резистора. Подойдет конденсатор емкостью 10 мкФ.

Рис. 3

Схема датчика ТТ и подключение к Atmega328P

Изображение в полный размер

Датчик ТТ дает аналоговый выход и напрямую подключается к Atmega328P (Arduino) блока мониторинга для 1 фазы.

Датчик ТТ (DC)

Для регистратора постоянного тока используется датчик ТТ Magnelab HCT-0016-100, который может измерять ток до 100 А. HCT-0016-100 имеет механизм самоблокировки [30] . Та же компания также предоставляет другие датчики CT (DC) с другими номиналами тока, однако для этого исследования был выбран датчик CT с номиналом 100 A, так как этот датчик необходимо подключать только к одному устройству. Датчик постоянного тока выдает на выходе 0–4 В при номинальном входном токе. Поэтому делитель напряжения используется для уменьшения 4 В и 24 В (в случае измерения напряжения) до уровня ниже 3,3 В, чтобы удовлетворить требования входа АЦП. На рис. 4 показано схематическое подключение датчика ТТ к регистратору постоянного тока 24 В.

Рис. 4

Схема подключения 24 В постоянного тока

Изображение полного размера

Измерение постоянного тока

Использовался стандартный датчик постоянного тока с разъемным сердечником, который может измерять входной ток 0–100 А постоянного тока. и преобразовать его в выходное напряжение постоянного тока 0–4 В с заявленной полномасштабной точностью  ± 1% на частотах 50/60 Гц [6]. ТТ включает в себя ферритовый сердечник с обратной связью, датчик Холла, дифференциальный усилитель и стабилитрон. На рис. 5 показана принципиальная схема датчика, а на рис. 6 показана линейная зависимость между входным током и выходным постоянным напряжением. Для правильной работы датчика требуется источник питания   ±   15 В постоянного тока. Кроме того, аналогичная схема используется для подключения ТТ к аналоговому входу микропроцессора. Однако номинал резисторов делителя напряжения изменился на R ₁ (10 кОм) и R ₂ (18 кОм) для регулирования 4 В до уровня ниже 3,3 В.

Рис. 5

Схематический обзор датчика постоянного тока . ₁ (120 кОм) и R ₂ (15 кОм) используется для преобразования высокого напряжения в низкое, поскольку аналоговые входы микропроцессора могут измерять только от 0 до 3,3 В. R ₃ (1 кОм) поставляется последовательно с R ₁ для ограничения текущего потока. Конденсатор фильтра расположен параллельно пульсирующему выходу, чтобы обеспечить прохождение низкочастотных компонентов и ослабить более высокочастотные компоненты.

Рис. 7

Конфигурация компонентов для измерения напряжения постоянного тока

Изображение полного размера

Конфигурация схемы также содержит двунаправленный стабилитрон для защиты входов от высокого напряжения.

Шлюз

Модель Raspberry Pi 3B +  используется в качестве шлюза и выбрана намеренно из-за ее размера, стоимости, возможности выбора из нескольких протоколов связи (Bluetooth, Ethernet, Wi-Fi и т. д.) миникомпьютер и широко используется с приложениями реального времени. Благодаря слоту для SD-карт память можно расширить в соответствии с нашими потребностями, а процессор с частотой 1,4 ГГц обеспечивает повышенную скорость по сравнению с предыдущими моделями.

Благодаря совместимости с Arduino (обеспечивает надлежащий поток данных), возможности запуска пакетов серверного программного обеспечения, размещения базы данных на SD-карте и визуализации данных в локальной сети [25], делает его идеальным шлюзом для системы.

Однофазная система контроля

Устройство контроля энергопотребления представляет собой систему, которая может использоваться для измерения и контроля в реальном времени переменного напряжения, тока, реальной и полной мощности. Устройства мониторинга состоят из трансформатора тока (ТТ), трансформатора напряжения и модуля emonPi. Все его оборудование основано на платформах Arduino и Raspberry Pi и требует питания 5 В постоянного тока. Эти блоки мониторинга подключены к ноутбуку через Ethernet для доступа к локальному серверу, который доступен через IP-адрес Raspberry Pi и отправляет данные в облако EmonCMS через Wi-Fi через Pi. Однофазная схема состоит из трех датчиков ТТ, поэтому она одновременно измеряет три нагрузки. На рис. 8 показана блок-схема однофазного измерения, тогда как на рис. 9показан прототип однофазного регистратора энергии.

Рис. 8

Однофазная блок-схема

Изображение полного размера

Рис. 9

Прототип однофазного регистратора энергии

Изображение полного размера

Питание 24 В пост. источник питания обеспечивает максимальный выходной ток 10 А, при этом входное напряжение, подаваемое на цепь, составляет от 2,8 до 15,5 В для питания электрической нагрузки. Датчик CT для обнаружения постоянного тока (HCT-0016-100; раздел 4.1.2) зажимается между источником питания 15,5 В постоянного тока и электрической нагрузкой для обнаружения элемента постоянного тока от токоведущего провода. На рисунке 10 ниже показана блок-схема измерения постоянного тока, а на рисунке 11 показан прототип регистратора энергии постоянного тока.

Рис. 10

Блок -схема для измерения постоянного тока

Полноразмерное изображение

Рис. 11

Прототип измерения 24 В DC Logger

Полноразмерное изображение

Setup измерения и результаты

. Датчик ТТ закрепляется вокруг одного электрического провода, либо под напряжением, либо нейтрали, а НЕ обоих, поэтому важно разделить основной электрический провод на три, т.

е. под напряжением, нейтралью и землей. В некоторых случаях оставлять открытыми электрические провода высокого напряжения может быть очень опасно. Следовательно, защитная коробка спроектирована таким образом, чтобы разделенные электрические провода не доставали до человека, как показано на рис. 12 и 13.

Рис. 12

Блок-схема электробезопасного бокса с датчиком компьютерной томографии

Полноразмерное изображение

Рис. 13

Компоненты внутри бокса

Полноразмерное изображение

Было разработано два типа коробок; один для установки тока, а другой для трансформатора напряжения. В одной из коробок установлен только датчик ТТ, а в другой конструкции установлен и ТТ, и трансформатор напряжения. Вилка и розетка подключаются к распределительному щиту и электрической нагрузке.

Процедура калибровки

Крайне важно откалибровать систему перед ее использованием для измерений, чтобы свести к минимуму любую неопределенность в измерениях и использовать ее точно. Шаги, используемые для калибровки, перечислены как:

1. 1.

   Первым шагом является написание эскиза (или программы) для измерения тока, напряжения и коэффициента мощности оборудования.

2. 2.

   Второй шаг — измерить напряжение сети и отрегулировать постоянную напряжения до определенного значения или усреднить первые 100 значений, чтобы получить постоянную калибровки напряжения. Это обеспечит соответствие показаний, полученных с прибора, показаниям счетчика. Новый коэффициент калибровки можно рассчитать как:

   $$Новый\,Калибровка\,коэффициент=Присутствует\,Калибровка\,коэффициент\,\раз\,\фракция{Фактическое\,Чтение}{Устройство\,Чтение}$$

3. 3.

   Откалибруйте ток, последовательно подключив измеритель к датчикам ТТ и отработав калибровку так, чтобы показания тока на последовательном мониторе совпадали с измеренным током.

4. 4.

   Если вход напряжения используется с нагрузкой, фазовый угол должен быть отрегулирован так, чтобы реальная мощность

5. 5.

   После калибровки фазы необходимо проверить, не влияет ли это на калибровку напряжения, и исправить, если это влияет. Калибровка фазы должна быть проверена снова после повторной проверки калибровки напряжения.

Результаты

Чтобы проверить работу предложенного регистратора энергии, были проведены измерения мощности для нагрузки 24 В постоянного тока, а также для систем с однофазной нагрузкой. Анализатор мощности PM3000 представляет собой калиброванное измерительное устройство, которое используется в качестве эталона для этих измерений, чтобы определить относительную погрешность предлагаемого регистратора энергии. Мощность, зафиксированная регистратором энергии и анализатором PM3000 для однофазной линейной нагрузки, показана на рис. 14. В данном случае использовались лампы накаливания мощностью 200 Вт. Чтобы получить достаточное количество образцов, количество используемых источников света постепенно увеличивали с 1 до 6. Как и ожидалось, на рисунке 14 показана линейная кривая потребляемой мощности. Чтобы проверить точность регистратора энергии, кривая относительной ошибки для этого измерения показана на рис. 15. Кривая относительной ошибки предполагает, что относительная ошибка уменьшилась с  + 3,78 до  + 1,57% с увеличением количества нагрузок.

Рис. 14

Мощность, зарегистрированная для однофазной линейной нагрузки

Изображение в натуральную величину size image

Было проведено аналогичное измерение, в котором однофазная линейная нагрузка была заменена источником постоянного тока 24 В в виде ламп накаливания. Количество нагрузок снова было увеличено с 1 до 6. Линейный график потребляемой мощности наблюдался, как и ожидалось, и представлен на рис. 16. Кривая относительной погрешности мощности, измеренной регистратором энергии, по сравнению с анализатором PM3000 показана на рис. Рис. 17.

Рис. 16

Мощность, зарегистрированная для нагрузки 24 В пост. тока

Полноразмерное изображение

Рис. 17

Относительная погрешность измерения нагрузки 24 В пост. Регистрация данных

В этом разделе будет показано, что данные, поступающие через веб-интерфейс (локальные и удаленные), правильно декодируются и полученная информация верна.

Здесь у нас есть данные от устройства 24 В постоянного тока с источником питания постоянного тока, которые показывают значение тока и напряжения при подаче на нагрузку. Это подтверждает правильность поступающих данных и подтверждается этим.

На рис. 18 показаны скриншоты блока питания и данных веб-интерфейса, чтобы показать, что при изменении напряжения питания (на блоке питания) это изменение отражается на локальном и веб-интерфейсе, как показано на рис. 19 и 20.

Рис. 18

Два варианта питания постоянным током

Полноразмерное изображение

Рис.

Веб-интерфейс для отображения изменения, соответствующего второму случаю источника постоянного тока

Изображение полного размера

Сравнение предлагаемой системы с существующими на рынке решениями

Сравнение предлагаемой системы с существующими на рынке решениями показано в таблице 1 на основе цены, характеристик, которые сопоставимы с нашим устройством. и возможность установки.

Таблица 1 Сравнение предлагаемого регистратора энергии с другими существующими системами, доступными на рынке

Полноразмерная таблица

Заключение

В этой статье предложен недорогой и точный регистратор энергии для измерения мощности, потребляемой промышленная и бытовая техника. Вся система примерно стоит около 90 фунтов стерлингов, что относительно дешевле по сравнению с существующими на рынке решениями с аналогичными функциями. Кроме того, измерения для однофазных нагрузок и нагрузок 24 В постоянного тока с использованием предлагаемого регистратора энергии представлены в сравнении с данными, полученными с помощью имеющегося в продаже регистратора энергии PM3000. Предлагаемый регистратор энергии имеет относительно низкую погрешность по сравнению с регистратором энергии PM3000. Данные, измеренные регистратором энергии, можно просматривать удаленно с помощью веб-приложения EmonCMS и просматривать на любых устройствах Android или iOS.

Ссылки

1. Дови, В. (2014). Энергоэффективность: ближе к концу роста спроса. Под редакцией Ферейдуна П. Сиошанси. Energy Technology, 2 (6), 579–580.

   Артикул Google ученый

2. Поркарелли Д., Бальзамо Д., Брунелли Д. и Пачи Г. (2013). Вечный и недорогой счетчик электроэнергии для контроля бытовых и промышленных приборов. 2013 Конференция и выставка дизайна, автоматизации и испытаний в Европе (ДАТА) , Гренобль, Франция, 2013 (стр. 1155–1160).

3. Бандйопадхьяй, Д., и Сен, Дж. (2011). Интернет вещей: приложения и проблемы в области технологий и стандартизации. Беспроводная персональная связь, 58 (1), 49–69.

   Артикул Google ученый

4. Аль-Кувари, М., Рамадан, А., Исмаэль, Ю., Аль-Сугайр, Л., Гастли, А., и Бенаммар, М. (2018). Автоматизация умного дома с использованием платформы датчиков и мониторинга на основе Интернета вещей. В 2018 12-я международная конференция IEEE по совместимости, силовой электронике и энергетике (CPE-POWERENG 2018) , Doha (стр. 1–6).

5. Рю, Н., Юнг, Дж.-Х., и Чон, Ю. (2012). Высокоэффективный усилитель мощности CMOS с неравномерным смещением для приложений беспроводной локальной сети. ETRI Journal, 34 (6), 885–891.

   Артикул Google ученый

6. Арм, К., Гайгер, С., Масгонти, Дж., Морган, М., Нагель, Дж., Пиге, К., Рампонья, Ф., и Волет, П. (2009 г.). Маломощный 32-разрядный процессор DSP/MCU с двумя_MAC, 120 мкВт/МГц, 1,0 В, iceflex1. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 44 (7), 2055–2064.

   Артикул Google ученый

7. Нам, Х., и Чон, Х. (2012). Схема снижения напряжения питания для маломощных AMOLED-дисплеев. ETRI Journal, 34 (5), 727–733.

   Артикул Google ученый

8. Парк, Х. и Ли, Х. Х. (2013). Интеллектуальное обнаружение WLAN для энергосбережения двухрежимных терминалов. ETRI Journal, 35 (6), 1144–1147.

   Артикул Google ученый

9. «>

   Сок, Х., и Юн, Дж. (2011). Схема стохастической адресации гибридного распределения для сетей беспроводных датчиков ZigBee/IEEE 802.15.4. ETRI Journal, 33 (5), 704–711.

   Артикул Google ученый

10. Олмос, Л., Рустер, С., Лионг, С., и Глахант, Дж. (2011). Действия по повышению энергоэффективности, связанные с внедрением интеллектуальных счетчиков для мелких потребителей, применение к австрийской системе. Energy, 36, 4396–4409.

    Артикул Google ученый (2015). Система управления энергопотреблением потребителей с интеграцией интеллектуальных счетчиков. Energy Reports, 1, 22–29.

    Артикул Google ученый

11. Бекель, К., Садамори, Л., Стааке, Т., и Сантин, С. (2014). Выявление характеристик домохозяйства по данным интеллектуального счетчика. Энергия, 78, 397–410.

    Артикул Google ученый

12. Депуру, С. С. С. Р., Ван, Л., и Девабхактуни, В. (2011). Умные счетчики для электросетей бросают вызов преимуществам и статусу. Renewable Sustain Energy Reviews, 15 (6), 2736–2742.

    Артикул Google ученый

13. Вега, А. М., Сантамария, Ф., и Ривас, Э. (2015). Моделирование управления бытовой электроэнергией: обзор. Renewable Sustain Energy Reviews, 52, 948–959.

    Артикул Google ученый

14. Эламвазути, И., Ахамед Хан, М.К.А., Бин Шаари, С.Б., Синнадурай, Р., и Амудха, М. (2012). Мониторинг потребления электроэнергии с помощью системы реального времени. В Конференция IEEE 2012 г. по устойчивому использованию и развитию техники и технологий (СТУДЕНТ) , Куала-Лумпур (стр. 295–298).

15. Васунтараджароен, С., Павасан, К., и Чамнанпрай, В. (2017). Разработка IoT-устройства для контроля потребления электроэнергии. В 2017 9-я международная конференция по информационным технологиям и электротехнике (ICITEE) , Phuket (стр. 1–4).

16. Такаре С., Шриян А., Тале В., Ясарп П. и Унни К. (2016). Внедрение устройства контроля и управления энергопотреблением на основе IoT. В Ежегодная конференция IEEE в Индии, 2016 г. (INDICON) , Бангалор, (стр. 1–6).

17. Шаджахан, А. Х. и Ананд, А. (2013). Сбор данных и управление с использованием платформы Arduino-Android: Smart plug. Международная конференция 2013 г. по энергоэффективным технологиям устойчивого развития , Nagercoil (стр. 241–244).

18. Тан, Х.Г.Р., Ли, Ч.Х., и Мок, В.Х. (2007). Автоматическая система считывания показаний счетчика электроэнергии с использованием сети GSM. Международная конференция по энергетике 2007 (IPEC 2007) , Сингапур (стр. 465–469).

19. Чуруанг, К., и Микул, К. (2018). Проектирование системы энергомониторинга IoT. 2018 16-я международная конференция по ИКТ и инженерии знаний (ICT&KE) , Бангкок (стр. 1–4).

20. Сюй Л.Д., Хе В. и Ли С. (2014). Интернет вещей в промышленности: обзор. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 10 (4), 2233–2243.

    Артикул Google ученый

21. Интернет вещей: обзор Луиджи Ацор, Антонио Иера, Джакомо Морабито.

22. Ван Ф., Ху Л., Чжоу Дж. и Чжао К. (2015). Промежуточное ПО для обработки данных на основе SOA для Интернета вещей. Journal of Sensors, 2015, 1–8.

    Google ученый

23. «Arduino Uno Rev3», Store. arduino.cc, 2019 г. [Онлайн]. https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3.

24. Raspberrypi.org, 2019. [Онлайн]. https://www.raspberrypi.org/products/Raspberry-pi-3-model-b/.

25. Приборы Рэлея: серия RI-CT050. (2020). [Электронная книга]. Получено с https://www.rayleigh.com/media/uploads/RI_Data_Sheet_RI-CT050_W_12_02_19.pdf.

26. «Трансформатор тока с разъемным сердечником серии KCT: производитель трансформаторов тока, -HEYI», Heyiele.com, 2020. [Онлайн]. http://www.heyiele.com/Catalogue/KCT_Split_core_current_transformer-113.html. По состоянию на 4 октября 2020 г.

27. N. 30A, «Неинвазивный датчик тока — 30A — SEN-11005 — SparkFun Electronics», Sparkfun.com , 2020. [Онлайн]. https://www.sparkfun.com/products/11005. По состоянию на 04 октября 2020 г.

28. Узнать | OpenEnergyMonitor», Learn.openenergymonitor.org, 2020. [Онлайн]. https://learn.openenergymonitor.org/electricity-monitoring/ct-sensors/yhdc-sct-013-000-ct-sensor-report. Доступ: 04 Октябрь 2020 г.

29. Magnelab.com , 2020 г. [Онлайн]. , Проверено: 4 октября 2020 г.

30. Efergy, «Комплект ступицы Engage | Efergy Online Energy Monitoring Web & App», Efergy. https://efergy.com/engage/. По состоянию на 1 февраля 2021 г.

31. Sense, «Sense: отслеживайте потребление энергии в режиме реального времени, чтобы сделать ваш дом более энергоэффективным», Sense.com. https://sense.com/product. По состоянию на 1 февраля 2021 г.

32. Eyedro, «Домашние мониторы электричества», Eyedro. https://eyedro.com/home-electricity-monitors/. По состоянию на 1 февраля 2021 г.

33. Smappee, «Smappee Infinity Starter Kit Energy Management and Monitoring — Single Phase», www.romatech.co.uk. https://www. romatech.co.uk/smapee-infinity-starter-kit.html. По состоянию на 01 февраля 2021 г.

Скачать ссылки

Благодарности

Эта работа была проведена в рамках проекта INCASE, частично финансируемого Европейской комиссией в рамках программы 2Seas Interreg V. Мы также хотели бы поблагодарить команду технических специалистов Кентского университета, г-на Эда Кэтли и г-на Ирфана Уллаха за помощь в проектировании и изготовлении печатной платы.

Финансирование

Эта работа была проведена в рамках проекта INCASE, частично финансируемого Европейской комиссией в рамках программы 2Seas Interreg V.

Author information

Authors and Affiliations

1. University of Kent, Canterbury, Kent, CT2 7NZ, UK

   Pooja R. Khanna & Gareth Howells

2. University of Huddersfield, Queensgate, Huddersfield, HD1 3DH, UK

   Павлос И. Лазаридис

Авторы

1. Пуджа Р. Кханна

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

2. Gareth Howells

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

3. Pavlos I. Lazaridis

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за переписку

Пуджа Р. Кханна.

Декларации этики

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.