Iot medidor inteligente

Imagínese lo agradable que sería si pudiera ver el consumo de energía de su casa o de cualquier apartamento comercial en cualquier parte del mundo. ¿No suena genial? Eso introduce el concepto de medición inteligente. Entonces, ¿qué es el medidor inteligente? - Un contador inteligente es un dispositivo electrónico que tiene una tendencia de 15 años que registra el consumo de electricidad y da información al proveedor de electricidad para la facturación como cualquier otro contador de electricidad normal.

Paraskevakos recibió una patente estadounidense para esta tecnología en particular en el año 1974. Lanzó Metretek, que desarrolló y produjo el primer sistema de gestión de carga y lectura remota de medidores totalmente automatizado y disponible comercialmente sin conexión a Internet en 1977. ¿Qué países tienen medidores inteligentes? - Se completa el despliegue en Italia, Finlandia, Suecia. Los despliegues están previstos o en proceso en algunos países europeos. Alrededor de 2020, 17 países europeos habrán implementado medidores inteligentes.

¿Qué requieren los contadores de energía inteligentes?

1. Comunicaciones por cable e inalámbricas robustas y de alta velocidad.
2. Registro en tiempo real o casi en tiempo del uso de la electricidad y posiblemente de la electricidad generada localmente, por ejemplo, en el caso de las células fotovoltaicas.
3. Medición precisa de corriente y tensión de transformadores de corriente, derivaciones u otros sensores.
4. Seguridad contra manipulación magnética y mecánica

Descripción

Dado que el diseño dado opera el hardware alimentado directamente desde el suministro de CA; Es mejor si los profesionales que recibieron la capacitación técnica adecuada deben operar el hardware si desea implementarlo. Este diseño utiliza Texas Instruments CC3200MOD y MSP430i2040 como plataforma de desarrollo para comunicaciones y medición eléctrica, respectivamente. A partir de TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP como fuente de datos de medición, se agrega una placa de comunicación diseñada con el CC3200MOD para la comunicación Wi-Fi. A continuación, se pueden leer los datos de medición y el relé se puede controlar mediante un navegador.

Diagrama de circuito

MSP430i2040 - Microcontrolador de señal mixta de 16 bits

El MSP430i2040 se utiliza en este diseño como procesador de metrología. Sus cuatro convertidores de analógico a digital sigma-delta (ADC) de 24 bits permiten mediciones de energía precisas, proporcionando lectura de voltaje, corriente, potencia (activa, reactiva, aparente), factor de potencia y frecuencia de tres salidas de CA. El MSP430i2040 requiere solo unos pocos componentes externos pasivos para interactuar directamente con el divisor de voltaje y la derivación de corriente para las mediciones de voltaje y corriente.

CC3200 - Módulo MCU inalámbrico de conexión simple Wi-Fi CC3200 Internet-on-a-Chip

El CC3200MOD se utiliza en este diseño como el controlador Wi-Fi que integra una MCU ARM® Cortex ™ -M4, lo que permite a los clientes desarrollar una aplicación completa con un solo dispositivo. Con Wi-Fi integrado, Internet y protocolos de seguridad sólidos, no se requiere experiencia previa en Wi-Fi para un desarrollo más rápido.

Conmutador Flyback de alto voltaje UCC28910, UCC28911

Regulación de salida de voltaje constante (CV) y corriente constante (CC) sin acoplador óptico, tiene apagado térmico, línea baja y protección contra sobrevoltaje de salida.

Controlador de disipador de carga inductiva y relé de 7 canales ULN2003LV

Tiene controladores de disipador de alta corriente de 7 canales y admite un voltaje pullup de salida de hasta 8 V.

Diseño de medidor inteligente

1. Medición

Este diseño utiliza el MSP430i2040 como procesador de metrología. El TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP se utiliza como plataforma de la parte de medición. El hardware y el firmware se modifican ligeramente para agregar control de relé posicionado en cruce por cero.

2. Medición del acceso a los datos

Este diseño utiliza el servidor web HTTP en los datos de transferencia del CC3200 desde el hardware de medición MSP430i2040. Esta transferencia permite acceder a los datos de medición mediante un navegador web en cualquier plataforma. El servidor HTTP escucha en el socket HTTP (predeterminado en 80) y luego maneja la solicitud (HTTP GET o HTTP POST) recuperando los archivos de la página web de la memoria flash en serie. Luego, el servidor llama a un controlador de eventos HTTP para operar en el contenido de la variable. Luego, redacta una respuesta HTTP y la envía al cliente a través del enlace Wi-Fi.

3.Manipulación de elementos de datos dinámicos

Para permitir que los datos de medición se lean con un archivo HTML con contenido dinámico, el servidor web HTTP admite un conjunto de tokens predefinidos, que serán reemplazados sobre la marcha por el servidor, con contenido generado dinámicamente. Algunos tokens están predefinidos en el servidor HTTP con tokens adicionales que se pueden definir en la aplicación del usuario.

El servidor HTTP escanea la página HTML en busca del prefijo "__SL_G_". Si el servidor encuentra un prefijo, verifica el token completo. Una vez que coincide con un token conocido, reemplaza el token en el HTML con los datos apropiados (cadena) que coinciden con ese token. Si el token no está en la lista predefinida, el servidor genera un evento asincrónico get_token_value con el nombre del token. Esta solicitud finalmente llama al controlador de eventos HTTP en el archivo de código main.c. Luego, el controlador interpreta el token y responde al valor del token con un send_token_value. El servidor web HTTP utiliza este valor de token y lo devuelve al cliente. Para enviar datos del cliente al servidor HTTP, el servidor buscará el prefijo "__SL_P_".Luego, el servidor revisa la lista de parámetros y verifica cada nombre de variable para ver si coincide con uno de los tokens predefinidos conocidos. Si los nombres de las variables coinciden con los tokens predefinidos, el servidor procesa los valores. Si el servidor web HTTP recibe una solicitud HTTP POST que contiene tokens que no están en la lista predefinida, el servidor genera un evento asincrónico post_token_value para el host, que contiene la siguiente información: nombre de la acción del formulario, nombre del token y valor del token. El anfitrión puede entonces procesar la información requerida.nombre del token y valor del token. El anfitrión puede entonces procesar la información requerida.nombre del token y valor del token. El anfitrión puede entonces procesar la información requerida.

4. Implementación del controlador de eventos

Para facilitar los datos dinámicos, el token definido por el usuario se define para el conjunto de datos a recuperar:

Visite el enlace Wi-Fi de Texas Instruments para el documento de monitoreo de energía: http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING para obtener una explicación detallada del manejo de eventos, la conexión del hardware y para descargar los archivos de software enlace de arriba con el nombre TIDC-WIFIMETER-READING. Los archivos de software se distribuyen mediante un archivo ejecutable autoextraíble, que se instala por defecto en TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE en el escritorio del usuario.

1. Una vez conectado el hardware, descargue el firmware en su hardware correspondiente.
2. Una vez realizada la conexión, llegará a la parte de programación. Configure el módulo Wi-Fi en modo de programación cambiando el interruptor DIP SOP2 en el módulo Wi-Fi a la posición ON.
3. Después de cargar el firmware y configurarlo como se describe en el enlace, está listo para probar.

Configuración de prueba

Para probar el diseño, configure el hardware cargado con el firmware. Luego aplique voltaje de CA a la entrada de CA de la regleta. Se encenderán los LED del TIDM-3OUTSMTSTRP; el LED del Wi-Fi también debería parpadear. Para comenzar a probar, use un teléfono inteligente, tableta o PC con Wi-Fi. Busque el SSID "mysimplelink-XXXXXX" (donde "XXXXXX" es un número hexadecimal de seis dígitos) y conéctese a él. Inicie un navegador y escriba la URL "mysimplelink.net". La página principal se mostrará con el nombre del medidor en la esquina superior izquierda (que es "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). Luego haga clic en "Leer" para ver los detalles.

No hay duda de los beneficios potenciales de la medición inteligente. Los contadores inteligentes son indispensables para todas las partes del mercado:

1. para que las empresas de medición reduzcan los costos de lectura de contadores;
2. para operadores de red que quieran preparar su red para el futuro;
3. para proveedores de energía que desean introducir nuevos servicios hechos por el cliente y reducir el costo del centro de llamadas;
4. para que los gobiernos alcancen los objetivos de ahorro y eficiencia energética y mejoren los procesos del libre mercado;
5. para que los usuarios finales aumenten la conciencia energética y disminuyan el uso y el costo de la energía.

La introducción de la medición inteligente también parece un paso lógico en un mundo donde todas las comunicaciones están digitalizadas y estandarizadas (Internet, correo electrónico, SMS, cajas de chat, etc.) y donde el costo de la 'inteligencia digital' sigue disminuyendo rápidamente. Los efectos de los medidores inteligentes en la salud no son peligrosos según muchos funcionarios. Aunque la investigación continúa, ya que en todo el mundo la gente informa que la tecnología inalámbrica está afectando su salud.

Se ha comprobado que los contadores inteligentes son muy precisos y tener un mayor control sobre las facturas de electricidad nos hace tener uno.

Sobre el Autor

Priyanka Umrani trabaja como ingeniera de diseño de diseño analógico con Texas Instruments, India