Arduinoを電気メーターに接続します

いいえ、この記事はこの不運なデバイスをだますもう一つの方法についてではありません。 ここでは、ArduinoとLabViewを使用して、電力メーターを消費電力を監視するためのツール、または電流計に変える方法について説明します。







最初の電気メーターは誘導でした。 その動作原理はとてつもなく簡単です-実際、それはローターがダイヤルを回転させるアルミニウムディスクである電気モーターです。 より多くの電流が消費されるほど、ディスクはより速く回転します。 デバイスは純粋にアナログです。







しかし、今日、誘導計はその地位を失い、安価な電子カウンターメーターに取って代わりました。 そして、そのような1つだけが実験的になります：







動作原理はそれほど変わっていません-この場合、ディスクは、消費される電力量に応じてパルスを生成する電子機器に置き換えられます。 原則として、ほとんどのデバイスでは、これらのパルスはLEDインジケーターで示されます。 したがって、このライトが速く点滅するほど、貴重なkWが燃焼します。

さらに、任意のデバイスのフロントパネルには、カウンターAのギア比（1 kW * hあたりのパルス数）があります。 写真からわかるように、実験的なA = 12800です。 この情報から次の結論を引き出すことができます。



-パルスごとに、メーターは1 kW * hから1/12800パーツに等しい消費量をキャプチャします。 メーターへの負荷をオンにして、パルスのカウントを開始するだけで、それによって消費される電力量（kW * h）を取得するのは簡単です。パルス数をギア比で除算します。



-インジケーターは点滅速度を変更するため、電力（kW）とカウンターの1パルスの時間との関係を導き出すことができます。これにより、電力/電流に関するデータを取得できます。

記事には計算をロードしませんが、必要に応じて、

したがって、すべてが1つのパルスの時間の測定に依存します（点滅インジケータ）。 私の研究では、 この素晴らしいプロジェクトに頼っていました 。 一部のイタリア人は、Labviewで電力を監視するためのインターフェイスを作成し、パルスを測定するための回路を考案しました。 しかし、彼のプロジェクトには大きな欠陥がありました-ギア比が1000 imp / kW * hのメーターにのみ適していました。







上のグラフは5分間の平均電力、下のグラフはリアルタイムです。 インターフェイスは非常に柔軟で、ニーズに合わせて簡単に変更できます。 LabViewをまだ扱っていない場合は、知り合うことをお勧めします。



それを機能させるには、上記の式に従って、プログラムアルゴリズムに1つのブロックを追加するだけで十分であることが判明しました。





したがって、まだ電力監視を実装することに決めた場合、2つのオプションがあります。



1.メーターはほとんどの人がふさがないで閉じられ、密閉されています。 そのため、電球の点滅に反応するフォトレジスタを使用してのみパルスを読み取ることができます。 メーターのフロントパネルのLEDインジケーターの反対側に、青い電気テープで取り付ける必要があります。

スキームは次のようになります。



プログラムは、単にフォトレジスタとポテンショメータの抵抗値を比較します。 さらに、後者では、誤ったトリガーを回避し、インジケータの明るさを調整するために、このようなセンサーの感度を設定できます。



2.カウンターのパルス出力にアクセスできます。 多くのモデルでは、足のまばたきを複製するパルス出力があります。 これは、デバイスを自動計測システムに接続できるようにするために行われます。 これは、インジケータがオンになると開き、消灯すると閉じるトランジスタです。 直接接続することは難しくありません。これにはプルアップ抵抗が1つだけ必要です。 ただし、これを行う前に、それがパルス出力であって、他の何かではないことを確認してください！ （パスポートには常にスキームがあります）



私の場合-フルアクセスなので、あまり気にしませんでした。 LabViewをインストールして、測定してください！ すべてのグラフはリアルタイム電力（W）を表します。

最初に落ちたのは辛抱強いやかんでした。 蓋には、2.2 kWの電力があると言われていますが、スケジュールから判断すると、彼は定期的に1700ワットしか消費していません。 時間の経過とともに消費量はほぼ一定になることに注意してください。 これは、加熱要素（おそらくニクロム）が沸騰プロセス全体で抵抗を非常に弱く変化させることを意味します。







グルーガンはまったく異なる問題です-宣言された電力は20 Wです。物理法則に従って動作します-加熱されると、ヒーターの抵抗が増加し、それに応じて電流が減少します。 マルチメーターで確認-それだけです。







古いラジオ「春」。 ここで、パルスの間に測定を開始したという事実により、グラフは最初に上がりました。したがって、これはデータに影響しました。 グラフのスライドは、ボリュームノブをどのように回したかを示しています。 音量が大きいほど、ラジオが食べる量が多くなります。







700ワットの宣言された電力を持つハンマー。 彼はボタンを最後まで押し、少し待って手放しましたが、スムーズではありませんでした。 グラフは、エンジン始動時の突入電流を示しています。 良い隣人がお気に入りの壁をつつき始めると、ライトが点滅します。







そして今、楽しい部分です。 古いラップトップで小さな実験を行った結果を写真に示します。







オレンジ色の点は、複数の「重い」プログラムを一度に起動した時間を示しています。 ご覧のとおり、プロセッサの負荷スケジュールと消費量の増加には共通点があります。 最近、いくつかの考えにつながる興味深い記事がありました。 電源監視を使用して暗号化キーをマージできるかどうかはわかりませんが、事実は明らかです。

（妄想を震わせて！）



一般に、従来のメーターと安価なArduinoから、自家製の「スマートホーム」向けのかなりシンプルで興味深いソリューションを作成できます。 さらに、実際には、電気の消費を監視することで、消費電力とその性質の変化に基づいて、電源がオンになったものを推測する、オンになっているデバイスの制御システムを編成する非常に良い機会があります。 追加のセンサーなし。



ArduinoおよびLabViewファイルのスケッチソースは、著者のページからダウンロードできます 。 インストール後、上記の説明に従ってファイルを変更してブロックを追加します 。