POWER MONITOR на Arduino
Модератор: immortal
-
- Сообщения: 107
- Зарегистрирован: Сб июн 30, 2012 7:54 am
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 14 раз
POWER MONITOR на Arduino
В этой ветке хочу поделится своим проектом по замеру напряжения и тока в домашней электросети на базе платформы Arduino.
начало "поползновений" в этой ветке: http://smartliving.ru/forum/viewtopic.php?f=4&t=63
В Москве платки arduino дороговаты. поэтому все заказывал в китайских магазинах.
Плата Arduino
http://www.aliexpress.com/product-fm/35 ... alers.html
Если будете брать, что-то другое, то берите на ATmega328, иначе памяти для кода может не хватить.
Интернет шилд
http://www.aliexpress.com/product-fm/50 ... alers.html
Чтобы было удобно подключать датчики купил Arduino Prototype Shield
http://www.dealextreme.com/p/arduino-pr ... 040?item=6
Датчик напряжения:
Использовал миниатюрный трансформатор. попался мне 220/18.
Схема подключения:
Вывод цепляю к 0 контакту ардуино (цифровой)
Датчик тока
покупал его тут:
http://www.seeedstudio.com/depot/noninv ... th=144_154
схема подключения:
Вывод цепляю к 1 контакту ардуино (цифровой)
На схеме конденсатор 10 мкф - я ставил полярный (+ верхний в схеме).
LCD дисплей для отображения параметров
http://www.aliexpress.com/product-fm/47 ... alers.html
схему подключения дисплея к ардуино выложу чуть позже.
Вот вроде и все.
К стати, купил себе недавно всем известные DS18B20 - в Москве они у нас стоят от 80 руб за штучку. в китае - за 10 штук просят 6 баксов включая уже доставку
http://www.aliexpress.com/product-fm/41 ... alers.html
начало "поползновений" в этой ветке: http://smartliving.ru/forum/viewtopic.php?f=4&t=63
В Москве платки arduino дороговаты. поэтому все заказывал в китайских магазинах.
Плата Arduino
http://www.aliexpress.com/product-fm/35 ... alers.html
Если будете брать, что-то другое, то берите на ATmega328, иначе памяти для кода может не хватить.
Интернет шилд
http://www.aliexpress.com/product-fm/50 ... alers.html
Чтобы было удобно подключать датчики купил Arduino Prototype Shield
http://www.dealextreme.com/p/arduino-pr ... 040?item=6
Датчик напряжения:
Использовал миниатюрный трансформатор. попался мне 220/18.
Схема подключения:
Вывод цепляю к 0 контакту ардуино (цифровой)
Датчик тока
покупал его тут:
http://www.seeedstudio.com/depot/noninv ... th=144_154
схема подключения:
Вывод цепляю к 1 контакту ардуино (цифровой)
На схеме конденсатор 10 мкф - я ставил полярный (+ верхний в схеме).
LCD дисплей для отображения параметров
http://www.aliexpress.com/product-fm/47 ... alers.html
схему подключения дисплея к ардуино выложу чуть позже.
Вот вроде и все.
К стати, купил себе недавно всем известные DS18B20 - в Москве они у нас стоят от 80 руб за штучку. в китае - за 10 штук просят 6 баксов включая уже доставку
http://www.aliexpress.com/product-fm/41 ... alers.html
Последний раз редактировалось BATONS Вс июл 08, 2012 9:50 am, всего редактировалось 2 раза.
- За это сообщение автора BATONS поблагодарили (всего 7):
- VolKu (Чт авг 28, 2014 7:49 am) • annton (Вс окт 12, 2014 9:20 pm) • Bagir (Чт янв 15, 2015 9:52 pm) • foxvlad (Вс янв 25, 2015 2:21 am) • Alex (Пн июн 29, 2015 6:39 am) • Serega66 (Сб фев 25, 2017 4:00 pm) • vitosmaxim80sad145 (Вт апр 28, 2020 10:29 pm)
- Рейтинг: 8.14%
-
- Сообщения: 107
- Зарегистрирован: Сб июн 30, 2012 7:54 am
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 14 раз
Re: POWER MONITOR на Arduino
Код для Arduino
/*
Код мониторинга электропотребления и трансляции
данных на сервер majordomo
настроены коэфф под эту прошиву 5 июля 2012г
Схема подключения:
* LCD RS пин к цифр. выходу 12
* LCD Enable пин к цифр. выходу 11
* LCD R/W к Общему
* LCD VO пин (пин 3) к ШИМ-выходу 9
* LCD D4 пин к цифр. выходу 5
* LCD D5 пин к цифр. выходу 4
* LCD D6 пин к цифр. выходу 3
* LCD D7 пин к цифр. выходу 2
*/
#include <Ethernet.h>
#include <SPI.h>
byte mac[] = { 0x00, 0x2A, 0xF6, 0x12, 0x69, 0xDU }; // MAC-адрес устройства
byte ip[] = { 192, 168, 8, 10 }; // ip-адрес устройства
byte server[] = { 192, 168, 8, 3 }; // IP компьютера на котором установлен сервер majordomo
byte gateway[] = { 192, 168, 8, 1 };
byte subnet[] = { 255, 255, 255, 0 };
char buf[80];
Client rclient(server, 80); // 80-порт
// Функция отправки HTTP-запроса на сервер
void sendHTTPRequest()
{
//Serial.println(buf);
if (rclient.connect())
{
//Serial.println("OK");
rclient.println(buf);
rclient.println("Host: 192.168.8.3"); // IP компьютера на котором установлен сервер majordomo
rclient.println();
delay(2000);
rclient.stop();
}
}
int numberOfSamples = 3000;
//Установка датчиков тока и напряжения
int inPinV = 0;
int inPinI = 1;
//*************************************************************************
// Коэффициенты для калибровки выводимых значений
// Подбираются опытным путем сверяясь с эталонным прибором
double VCAL = 27.00; // для напряжения
double ICAL = 2.21; // для тока
double PHASECAL = 2.3; // для мощности
//*************************************************************************
double V_RATIO = 50.5 / 1024 * VCAL;
double I_RATIO = (long double) 15.15 * 5 / 1024 * ICAL;
//Образцы переменных
int lastSampleV,lastSampleI,sampleV,sampleI;
//Переменные для фильтров
double lastFilteredV, lastFilteredI, filteredV, filteredI;
double filterTemp;
//Сюда сохраняем калибровочное значение фазы мгновенного напряжения
double shiftedV;
//Расчет переменной для мощности
double sqI,sqV,instP,sumI,sumV,sumP;
//Полезные значения переменных
double realPower,
apparentPower,
apparentPower1,
powerFactor,
Vrms,
Irms;
// подключаем библиотеку дисплея:
#include <LiquidCrystal.h>
// инициализация библиотеки с перечнем задействованных выводов
LiquidCrystal lcd (8, 7, 6, 5, 3, 2);
void setup ()
{
Ethernet.begin(mac, ip, gateway, subnet); // Инициализируем Ethernet Shield
// устанавливаем ШИМ выход (регулируем контрастность дисплея):
pinMode (9, OUTPUT);
analogWrite (9, 70);
// устанавливаем кол-во столбцов и строк:
lcd.begin (16, 4);
lcd.print(" POWER MONITOR");
}
void loop ()
{
//Serial.println(temp);
for (int n=0; n<numberOfSamples; n++) // цикл крутится 3000 раз
{
//Используется для удаления смещения 2,5в
lastSampleV=sampleV;
lastSampleI=sampleI;
//Читаем с пинов текущее значение U и I
sampleV = analogRead(inPinV);
sampleI = analogRead(inPinI);
// Используется для удаления смещения 2,5в
lastFilteredV = filteredV;
lastFilteredI = filteredI;
//Цифровой фильтр для удаления постоянного смещения 2,5 в
filteredV = 0.996*(lastFilteredV+sampleV-lastSampleV);
filteredI = 0.996*(lastFilteredI+sampleI-lastSampleI);
//Тут калибруем фазу
shiftedV = lastFilteredV + PHASECAL * (filteredV - lastFilteredV);
//Среднеквадратический метод расчета напряжения
//1) square voltage values
sqV= filteredV * filteredV;
//2) Суммируем
sumV += sqV;
// Среднеквадратический метод расчета тока
//1) square current values
sqI = filteredI * filteredI;
//2) Суммируем
sumI += sqI;
//Мгновенная мощность
instP = shiftedV * filteredI;
//Суммируем
sumP +=instP;
}
//Расчет корня из среднего напряжения и тока (rms)
Vrms = V_RATIO*sqrt(sumV / numberOfSamples);
Irms = I_RATIO*sqrt(sumI / numberOfSamples);
//Расчет величины мощности
//realPower = V_RATIO*I_RATIO*sumP / numberOfSamples;
apparentPower = (Vrms * Irms)/1000; // значение в Киловатах
apparentPower1 = (Vrms * Irms); // значение в Ваттах
powerFactor = realPower / apparentPower;
//Сброс накопленных значений
sumV = 0;
sumI = 0;
sumP = 0;
// устанавливаем курсор в 0-ом столбце, 1 строка (начинается с 0):
lcd.setCursor (0, 1);
lcd.print ("U=");
lcd.setCursor (2, 1);
lcd.print (Vrms);
lcd.setCursor (9, 1);
lcd.print ("I=");
lcd.setCursor (11, 1);
lcd.print (Irms);
//lcd.print(sampleI);
lcd.setCursor (0, 2);
lcd.print ("P=");
lcd.setCursor (2, 2);
lcd.print(apparentPower);
lcd.setCursor (6, 2);
lcd.print ("kW");
delay(333);
// отправляем значения на сервер majordomo
//значение напряжения
sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorVolt&op=m&m=eleChanged&t=%0d.%d HTTP/1.0", (int)Vrms, abs(Vrms));
//sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorVolt&op=m&m=eleChanged&t=%d HTTP/1.0", Vrms);
sendHTTPRequest();
//значение тока
sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorAmper&op=m&m=eleChanged&t=%0d.%d HTTP/1.0", (int)Irms, abs(Irms));
sendHTTPRequest();
//значение мощности
sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorVatt&op=m&m=eleChanged&t=%0d.%d HTTP/1.0", (int)apparentPower1, abs(apparentPower1));
sendHTTPRequest();
//delay(3000);
}
/*
Код мониторинга электропотребления и трансляции
данных на сервер majordomo
настроены коэфф под эту прошиву 5 июля 2012г
Схема подключения:
* LCD RS пин к цифр. выходу 12
* LCD Enable пин к цифр. выходу 11
* LCD R/W к Общему
* LCD VO пин (пин 3) к ШИМ-выходу 9
* LCD D4 пин к цифр. выходу 5
* LCD D5 пин к цифр. выходу 4
* LCD D6 пин к цифр. выходу 3
* LCD D7 пин к цифр. выходу 2
*/
#include <Ethernet.h>
#include <SPI.h>
byte mac[] = { 0x00, 0x2A, 0xF6, 0x12, 0x69, 0xDU }; // MAC-адрес устройства
byte ip[] = { 192, 168, 8, 10 }; // ip-адрес устройства
byte server[] = { 192, 168, 8, 3 }; // IP компьютера на котором установлен сервер majordomo
byte gateway[] = { 192, 168, 8, 1 };
byte subnet[] = { 255, 255, 255, 0 };
char buf[80];
Client rclient(server, 80); // 80-порт
// Функция отправки HTTP-запроса на сервер
void sendHTTPRequest()
{
//Serial.println(buf);
if (rclient.connect())
{
//Serial.println("OK");
rclient.println(buf);
rclient.println("Host: 192.168.8.3"); // IP компьютера на котором установлен сервер majordomo
rclient.println();
delay(2000);
rclient.stop();
}
}
int numberOfSamples = 3000;
//Установка датчиков тока и напряжения
int inPinV = 0;
int inPinI = 1;
//*************************************************************************
// Коэффициенты для калибровки выводимых значений
// Подбираются опытным путем сверяясь с эталонным прибором
double VCAL = 27.00; // для напряжения
double ICAL = 2.21; // для тока
double PHASECAL = 2.3; // для мощности
//*************************************************************************
double V_RATIO = 50.5 / 1024 * VCAL;
double I_RATIO = (long double) 15.15 * 5 / 1024 * ICAL;
//Образцы переменных
int lastSampleV,lastSampleI,sampleV,sampleI;
//Переменные для фильтров
double lastFilteredV, lastFilteredI, filteredV, filteredI;
double filterTemp;
//Сюда сохраняем калибровочное значение фазы мгновенного напряжения
double shiftedV;
//Расчет переменной для мощности
double sqI,sqV,instP,sumI,sumV,sumP;
//Полезные значения переменных
double realPower,
apparentPower,
apparentPower1,
powerFactor,
Vrms,
Irms;
// подключаем библиотеку дисплея:
#include <LiquidCrystal.h>
// инициализация библиотеки с перечнем задействованных выводов
LiquidCrystal lcd (8, 7, 6, 5, 3, 2);
void setup ()
{
Ethernet.begin(mac, ip, gateway, subnet); // Инициализируем Ethernet Shield
// устанавливаем ШИМ выход (регулируем контрастность дисплея):
pinMode (9, OUTPUT);
analogWrite (9, 70);
// устанавливаем кол-во столбцов и строк:
lcd.begin (16, 4);
lcd.print(" POWER MONITOR");
}
void loop ()
{
//Serial.println(temp);
for (int n=0; n<numberOfSamples; n++) // цикл крутится 3000 раз
{
//Используется для удаления смещения 2,5в
lastSampleV=sampleV;
lastSampleI=sampleI;
//Читаем с пинов текущее значение U и I
sampleV = analogRead(inPinV);
sampleI = analogRead(inPinI);
// Используется для удаления смещения 2,5в
lastFilteredV = filteredV;
lastFilteredI = filteredI;
//Цифровой фильтр для удаления постоянного смещения 2,5 в
filteredV = 0.996*(lastFilteredV+sampleV-lastSampleV);
filteredI = 0.996*(lastFilteredI+sampleI-lastSampleI);
//Тут калибруем фазу
shiftedV = lastFilteredV + PHASECAL * (filteredV - lastFilteredV);
//Среднеквадратический метод расчета напряжения
//1) square voltage values
sqV= filteredV * filteredV;
//2) Суммируем
sumV += sqV;
// Среднеквадратический метод расчета тока
//1) square current values
sqI = filteredI * filteredI;
//2) Суммируем
sumI += sqI;
//Мгновенная мощность
instP = shiftedV * filteredI;
//Суммируем
sumP +=instP;
}
//Расчет корня из среднего напряжения и тока (rms)
Vrms = V_RATIO*sqrt(sumV / numberOfSamples);
Irms = I_RATIO*sqrt(sumI / numberOfSamples);
//Расчет величины мощности
//realPower = V_RATIO*I_RATIO*sumP / numberOfSamples;
apparentPower = (Vrms * Irms)/1000; // значение в Киловатах
apparentPower1 = (Vrms * Irms); // значение в Ваттах
powerFactor = realPower / apparentPower;
//Сброс накопленных значений
sumV = 0;
sumI = 0;
sumP = 0;
// устанавливаем курсор в 0-ом столбце, 1 строка (начинается с 0):
lcd.setCursor (0, 1);
lcd.print ("U=");
lcd.setCursor (2, 1);
lcd.print (Vrms);
lcd.setCursor (9, 1);
lcd.print ("I=");
lcd.setCursor (11, 1);
lcd.print (Irms);
//lcd.print(sampleI);
lcd.setCursor (0, 2);
lcd.print ("P=");
lcd.setCursor (2, 2);
lcd.print(apparentPower);
lcd.setCursor (6, 2);
lcd.print ("kW");
delay(333);
// отправляем значения на сервер majordomo
//значение напряжения
sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorVolt&op=m&m=eleChanged&t=%0d.%d HTTP/1.0", (int)Vrms, abs(Vrms));
//sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorVolt&op=m&m=eleChanged&t=%d HTTP/1.0", Vrms);
sendHTTPRequest();
//значение тока
sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorAmper&op=m&m=eleChanged&t=%0d.%d HTTP/1.0", (int)Irms, abs(Irms));
sendHTTPRequest();
//значение мощности
sprintf(buf, "GET /objects/?object=sensorVatt&op=m&m=eleChanged&t=%0d.%d HTTP/1.0", (int)apparentPower1, abs(apparentPower1));
sendHTTPRequest();
//delay(3000);
}
Последний раз редактировалось BATONS Вс июл 08, 2012 9:41 am, всего редактировалось 1 раз.
- Рейтинг: 1.16%
-
- Сообщения: 107
- Зарегистрирован: Сб июн 30, 2012 7:54 am
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 14 раз
Re: POWER MONITOR на Arduino
Настройки на сервере:
код метода:
//$params['t']
$old_electric=$this->getProperty('electric');
$t=round($params['t'],1);
$this->setProperty('electric',$t);
if ($t>$old_electric) {
$d=1;
} elseif ($t<$old_electric) {
$d=-1;
} else {
$d=0;
}
$this->setProperty('direction',$d);
$this->setProperty("updated",time());
$this->setProperty("updatedTime",date("H:i",time()));
код метода:
//$params['t']
$old_electric=$this->getProperty('electric');
$t=round($params['t'],1);
$this->setProperty('electric',$t);
if ($t>$old_electric) {
$d=1;
} elseif ($t<$old_electric) {
$d=-1;
} else {
$d=0;
}
$this->setProperty('direction',$d);
$this->setProperty("updated",time());
$this->setProperty("updatedTime",date("H:i",time()));
-
- Сообщения: 107
- Зарегистрирован: Сб июн 30, 2012 7:54 am
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 14 раз
Re: POWER MONITOR на Arduino
у участника Alex в его ветке по APC HS 500 слизал код,
вот так у меня выводятся значения:
код:
<font size="4" color="red" face="Arial">POWER MONITOR</font><font size="3" color="gray" face="Arial">
<br>
Напряжение: <font color="cyan">%sensorVolt.Electric%</font>
Вольт
<br>
Ток: <font color="cyan">%sensorAmper.Electric%</font>
Ампер
<br>
Мощность: <font color="cyan">%sensorVatt.electric%</font>
Ватт
<br>
Последнее обновление: <font color="cyan">%sensorVatt.updatedTime%</font>
<br>
а так, на экранчике LCD
вот так у меня выводятся значения:
код:
<font size="4" color="red" face="Arial">POWER MONITOR</font><font size="3" color="gray" face="Arial">
<br>
Напряжение: <font color="cyan">%sensorVolt.Electric%</font>
Вольт
<br>
Ток: <font color="cyan">%sensorAmper.Electric%</font>
Ампер
<br>
Мощность: <font color="cyan">%sensorVatt.electric%</font>
Ватт
<br>
Последнее обновление: <font color="cyan">%sensorVatt.updatedTime%</font>
<br>
а так, на экранчике LCD
- Рейтинг: 1.16%
-
- Сообщения: 107
- Зарегистрирован: Сб июн 30, 2012 7:54 am
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 14 раз
Re: POWER MONITOR на Arduino
Калибровка
Когда все собрали, подключаете вольтметр к розетке и подбираем опытным путем значение double VCAL = 27.00
Потом подключаем амперметр и подбираем double ICAL = 2.21
double PHASECAL = 2.3 - оставляем как есть
//*************************************************************************
// Коэффициенты для калибровки выводимых значений
// Подбираются опытным путем сверяясь с эталонным прибором
double VCAL = 27.00; // для напряжения
double ICAL = 2.21; // для тока
double PHASECAL = 2.3; // для мощности
//*************************************************************************
Вечером сфотографирую потрошки и внешний вид коробочки, где все это живет и выложу тут.
Если будут вопросы, то с удовольствием отвечу.
Когда все собрали, подключаете вольтметр к розетке и подбираем опытным путем значение double VCAL = 27.00
Потом подключаем амперметр и подбираем double ICAL = 2.21
double PHASECAL = 2.3 - оставляем как есть
//*************************************************************************
// Коэффициенты для калибровки выводимых значений
// Подбираются опытным путем сверяясь с эталонным прибором
double VCAL = 27.00; // для напряжения
double ICAL = 2.21; // для тока
double PHASECAL = 2.3; // для мощности
//*************************************************************************
Вечером сфотографирую потрошки и внешний вид коробочки, где все это живет и выложу тут.
Если будут вопросы, то с удовольствием отвечу.
- sergejey
- Site Admin
- Сообщения: 4286
- Зарегистрирован: Пн сен 05, 2011 6:48 pm
- Откуда: Минск, Беларусь
- Благодарил (а): 76 раз
- Поблагодарили: 1559 раз
- Контактная информация:
Re: POWER MONITOR на Arduino
проект супер! обязательно перенесу в раздел сценариев на сайте.
Сергей Джейгало, разработчик MajorDoMo
Идеи, ошибки -- за предложениями по исправлению и развитию слежу только здесь!
Профиль Connect -- информация, сотрудничество, услуги
-
- Сообщения: 2357
- Зарегистрирован: Пт апр 20, 2012 12:53 pm
- Благодарил (а): 42 раза
- Поблагодарили: 262 раза
Re: POWER MONITOR на Arduino
Очень интересная и полезная информация. Ждём подробностей по другим составляющим вашей домашней автоматизации.
Например, о твёрдотельных реле. На фото видно 2 радиатора и какая-то закрытая коробочка. Фото только с одной стороны и без какого-либо знакомого предмета, например коробка спичек, чтобы представить масштаб. Побольше фото и побольше подробностей.
Например, о твёрдотельных реле. На фото видно 2 радиатора и какая-то закрытая коробочка. Фото только с одной стороны и без какого-либо знакомого предмета, например коробка спичек, чтобы представить масштаб. Побольше фото и побольше подробностей.
-
- Сообщения: 107
- Зарегистрирован: Сб июн 30, 2012 7:54 am
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 14 раз
Re: POWER MONITOR на Arduino
Alex
Опишу Все обязательно, только в другой теме.
Эта система у меня работает, теперь ее нужно "соединить" с сервером "умный дом".
Сейчас разгребу накопившиеся дела и в отдельной ветке выложу свои наработки
Опишу Все обязательно, только в другой теме.
Эта система у меня работает, теперь ее нужно "соединить" с сервером "умный дом".
Сейчас разгребу накопившиеся дела и в отдельной ветке выложу свои наработки
-
- Сообщения: 2357
- Зарегистрирован: Пт апр 20, 2012 12:53 pm
- Благодарил (а): 42 раза
- Поблагодарили: 262 раза
Re: POWER MONITOR на Arduino
Что-то я запутался. С одной стороны
Второй вопрос. У меня трансформатор на 9 вольт. Как лучше - оставить R1=10K и R2=100K или поставить другие номиналы?
С другой стороныВывод цепляю к 0 контакту ардуино (цифровой)
Может быть речь всё таки идёт об ANALOG IN A0, а не о «цифровом контакте 0»?//Установка датчиков тока и напряжения
int inPinV = 0;
//Читаем с пинов текущее значение U
sampleV = analogRead(inPinV);
Второй вопрос. У меня трансформатор на 9 вольт. Как лучше - оставить R1=10K и R2=100K или поставить другие номиналы?
-
- Сообщения: 107
- Зарегистрирован: Сб июн 30, 2012 7:54 am
- Благодарил (а): 0
- Поблагодарили: 14 раз
Re: POWER MONITOR на Arduino
нет, у меня подключено именно к цифровому входу 0
вечером проверю и отпишусь тут.
Трансформатор можно и такой. резисторы используйте как у меня в схеме.
единственное различие будет - это в коэффициентах.
их Вам нужно будет подобрать опытным путем, используя вольтметр.
муторное дело это конечно.... Изменяешь коэффициент, заливаешь прошивку в ардуино....смотрю полученные результаты и сравниваю их с показаниями вольтметра.... и так по кругу, пока данные не будут соответствовать. (погрешность у меня +/- 1 вольт).
вечером проверю и отпишусь тут.
Трансформатор можно и такой. резисторы используйте как у меня в схеме.
единственное различие будет - это в коэффициентах.
их Вам нужно будет подобрать опытным путем, используя вольтметр.
муторное дело это конечно.... Изменяешь коэффициент, заливаешь прошивку в ардуино....смотрю полученные результаты и сравниваю их с показаниями вольтметра.... и так по кругу, пока данные не будут соответствовать. (погрешность у меня +/- 1 вольт).
- Рейтинг: 1.16%