Índice:
- Etapa 1: Configuração do medidor de energia
- Etapa 2: Algodão Básico para Cálculo
- Etapa 3: Nrf24L01 (crédito para
- Etapa 4: Diagrama de conexão básica
- Etapa 5: Código
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35
INTRODUÇÃO
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Este projeto é baseado no microcontrolador Atmega16 da Atmel como o cérebro principal para computação.
NRF24L01 + Módulo de comunicação sem fio é usado para a transmissão de dados sem fio.
Hoje temos centenas e milhares de Medidores de Energia instalados em um Complexo de Apartamentos, Shopping, Escola, Universidade, Albergues e muito mais. O problema surge quando o medidor é lido por um funcionário para calcular a conta por medidor de energia. Exige muita mão de obra e custo.
Aqui eu vim com um projeto simples que economizará mão de obra e custo, transmitindo automaticamente a contagem de energia de vários medidores de energia para o provedor de serviço ou host.
Peguei os dados do medidor de Energia Três e os transmita ao receptor, que calcula a carga e o consumo total por metro.
Se a carga exceder o nível permitido, uma campainha será acionada.
Os dados são salvos no lado do remetente para que nenhuma perda de dados seja produzida se o receptor for desligado ou a conectividade for perdida.
Aqui está o Vídeo de Trabalho.
Os diferentes componentes são:
- Medidor de energia X 3
- NRF24L01 X 2
- Atmega16 X 2
- Optoacoplador X 3
Etapa 1: Configuração do medidor de energia
1. Abra o medidor de energia primeiro
2. Basta cortar o terminal catódico do LED de calibração
3. Solde 2 fios nas 2 extremidades do LED.
4. Conecte o cátodo do LED ao pino 1 do opto-acoplador (MCT2E) e a outra extremidade do LED ao pino 2 do opto-acoplador
5. Conecte o pino 4 do optoacoplador a um fio preto e o pino 5 ao fio marrom. Conecte o fio preto ao aterramento da placa de circuito para os projetos de medidores de energia pré-pagos ou de leitura de medidores automáticos. O fio marrom carrega a saída de pulso.
6. Conecte a fonte de alimentação e carregue conforme esta imagem.
Etapa 2: Algodão Básico para Cálculo
Aqui, o medidor faz interface com o microcontrolador através do pulso que está sempre piscando no medidor. Além disso, esse pulso é calculado de acordo com seu período de intermitência, usando este princípio, calculamos para uma unidade e, consequentemente, qual será a carga de uma unidade.
Depois de usar energia de 0,3125 watts, o LED do medidor (calibrar) pisca. Significa que se usarmos uma lâmpada de 100 watts por um minuto, o pulso piscará 5,3 vezes por minuto. E isso pode ser calculado usando a fórmula fornecida.
Pulso = (taxa de pulso do medidor * watt * 60) / (1000 * 3600)
Se a taxa de pulso do medidor for 3200 imp e o watt usado for 100, então temos
Pulso = (3200 * 100 * 60) / (1000 * 3600)
Pulso = 5,33333333 por minuto
Se 5.3333333333 pulsos ocorrerem em um minuto, então, ocorrerão pulsos em uma hora.
Pulso = 5,333333333 * 60 Pulso = ~ 320 ~ 320 Os pulsos ocorrerão em uma hora
Então, em uma hora a lâmpada de 100 watts consumiu 100 watts de eletricidade e quase 320 pulsos piscam.
Agora podemos calcular um pulso de eletricidade consumido em watt
Um pulso (watt) = 100 / 320
Um pulso (watt) = 0,3125
Significa 0,3125 watts de eletricidade consumida em um único pulso.
Agora Unidade de unidades = (energia de um pulso (eletricidade)) * pulsos / 1000
Se um pulso = 0,3125 watts, pulsos em 10 horas = 3200
Então a Unidade será Unidade = (0,3125 * 3200) / 1000 Unidade = 1 Média, Uma unidade em 10 horas para uma lâmpada de 100 watts.
Agora, suponha que uma taxa de unidade seja de 7 rúpias, então, para um único pulso, o custo será
Custo de pulso único = (7 * energia de um pulso consumida) / 1000
Custo de pulso único = (7 * 0,3125) / 1000
Custo de pulso único = 0,0021875 Rúpia
Etapa 3: Nrf24L01 (crédito para
Estude este link
O módulo nRF24L01 é um módulo de RF incrível que funciona na banda de 2,4 GHz e é perfeito para comunicação sem fio em uma casa, pois penetra até mesmo em paredes de concreto espessas. O nRF24L01 faz toda a programação difícil para você e ainda tem uma função para verificar automaticamente se os dados transmitidos são recebidos na outra extremidade. Existem algumas versões diferentes dos chips da família nRF e todos parecem funcionar em um maneira semelhante. Usei, por exemplo, o módulo nRF905 (433 MHz) com quase o mesmo código que uso no nRF24L01 e no nRF24L01 + sem problemas. Esses pequenos módulos têm um alcance impressionante, com algumas versões que gerenciam comunicação de até 1.000 m (visão livre) e até 2.000 m com uma antena biquad.
nRF24L01 versus nRF24L01 +
A versão (+) é a nova versão atualizada do chip e suporta taxa de dados de 1 Mbps, 2 Mbps e um "modo de longa distância" de 250 kbps que é muito útil quando você deseja estender o comprimento de transmissão. O antigo nRF24L01 (que usei em meus posts anteriores) suportam apenas taxa de dados de 1 Mbps ou 2 Mbps. Ambos os modelos são compatíveis entre si, desde que estejam configurados para a mesma taxa de dados. Como os dois custam quase o mesmo (quase nada), recomendo que você compre a versão +!
Parte um - Configuração Diferenças de conexão O módulo nRF24L01 tem 10 conectores e a versão + tem 8. A diferença é que a versão + em vez de ter dois 3, 3 V e dois GND, tem seu aterramento (aquele com um quadrado branco ao redor) e Alimentação de 3, 3 V, um ao lado do outro. Se mudar o módulo de uma nova versão + para uma antiga, certifique-se de não se esquecer de mover o cabo GND para o lugar certo, caso contrário ele encurtará seu circuito. Aqui está uma foto da versão + (vista superior), onde você pode ver todas as conexões rotuladas. A versão antiga tem duas conexões GND no topo em vez de no canto inferior direito.
Fonte de alimentação (GND e VCC) O módulo deve ser alimentado com 3, 3 V e não pode ser alimentado por uma fonte de alimentação de 5 V! Como leva muito pouca corrente, eu uso um regulador linear para diminuir a tensão para 3, 3 V. Para tornar as coisas um pouco mais fáceis para nós, o chip pode lidar com 5 V nas portas de i / O, o que é bom, pois seria será difícil controlar todos os cabos de i / O do chip AVR. Habilitar chip (CE) É usado quando enviar os dados (transmissor) ou iniciar a recepção de dados (receptor). O pino CE é conectado a qualquer não utilizado porta i / O no AVR e é definida como saída (definir bit para um no registro DDx, onde x é a letra da porta.) Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) Também conhecido como "Enviar selecione não ". O pino CSN também é conectado a qualquer porta i / O não utilizada no AVR e definido para saída. O pino CSN é mantido alto o tempo todo, exceto para enviar um comando SPI do AVR para o nRF. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Este é o relógio serial. O SCK se conecta ao pino SCK no AVR. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI Saída mestre Entrada escrava (MOSI ou MO) Esta é a linha de dados no sistema SPI. Se o seu chip AVR suportar SPI-transfere como o Atmega88, ele se conecta ao MOSI no AVR também e é definido como saída. Em AVRs que não têm SPI, como o ATtiny26 e o ATtiny85, eles vêm com USI, e a folha de dados diz: "O modo USI de três fios é compatível com o modo de interface periférica serial (SPI) 0 e 1, mas não tem a funcionalidade de pino de seleção de escravo (SS). No entanto, esse recurso pode ser implementado no software, se necessário "O" SS "referido é o mesmo que" CSN " E depois de alguma pesquisa, encontrei este blog que me ajudou a distribuir. Para colocar o USI para SPI e funcionando, descobri que tinha que conectar o pino MOSI do nRF ao pino MISO no AVR e defini-lo como saída. Atmega88: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Entrada principal Saída secundária (MISO ou MI) Esta é a linha de dados no sistema SPI. Se o seu AVR chip suporta SPI-transfere como o Atmega88, este se conecta ao MISO no AVR e este permanece como uma entrada. Para fazê-lo funcionar no ATtiny26 e ATtiny85, eu tive que usar USI como mencionado acima. Isso só funcionou quando eu conectei o pino MISO no nRF ao pino MOSI no AVR e o defini como entrada e habilitei pullup interno. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0Interrupt Request (IRQ) O pino IRQ não é necessário, mas uma ótima maneira de saber quando algo aconteceu com o nRF. você pode, por exemplo, dizer ao nRF para definir o IRQ alto quando um pacote for recebido ou quando uma transmissão bem-sucedida for concluída. Muito útil! Se o seu AVR tiver mais de 8 pinos e um pino de interrupção disponível, sugiro que você conecte o IRQ a esse e configure uma solicitação de interrupção. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -
Etapa 4: Diagrama de conexão básica
Este diagrama de conexão é um esquema
Etapa 5: Código
Para CODE, visite GitHub
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