Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчик тока для счетчика электроэнергии

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Интеллектуальный счетчик электроэнергии на Raspberry Pi своими руками

Мониторинг энергии на Raspberry Pi

Интеллектуальные счетчики энергии, охватывающие всю квартиру или развернутые для мониторинга только одного прибора, предоставляют вам возможность отслеживать потребление и вносить необходимые корректировки. В то время как они все больше становятся доступными на рынке, все равно будет отличной идеей создать свою версию, которая может быть адаптирована к конкретным личным требованиям. Таким образом, для сегодняшнего проекта мы создадим счетчик на Raspberry Pi для мониторинга энергопотребления, способный получать данные о энергопотреблении и загружать их в облачный сервис Adafruit.io.

Блок-схема, показывающая, как работает система, показана далее.

Датчик тока: Датчик тока состоит из датчика тока SCT-013, который может измерять до 100 А, в зависимости от версии, которую вы покупаете. Датчик преобразует ток, проходящий через провод, вокруг которого он зажат, в небольшой ток, который затем подается на АЦП через сеть делителей напряжения.

Датчик напряжения: мы создадим датчик напряжения, который измеряет напряжение по принципу делителей напряжения. Датчик напряжения включает каскад делителя напряжения, где высокое напряжение преобразуется в значение, подходящее для ввода в АЦП.

Блок обработки: блок обработки включает в себя АЦП и Raspberry Pi. АЦП принимает аналоговый сигнал и отправляет его на Raspberry Pi, который затем рассчитывает точное количество потребляемой мощности и отправляет его в назначенное облако. Для целей данного руководства мы будем использовать Adafruit.io в качестве нашего облака.

Прежде чем мы начнем, важно упомянуть, что этот проект предусматривает подключение к сети переменного тока, которая опасна, и работа с ней может быть фатальной, если не соблюдать меры безопасности. Убедитесь, что вы имеете необходимые навыки для работы с сетью переменного тока, прежде чем приступать к работе.

Прежде чем мы начнем подключать компоненты и писать программу, мы должны выполнить несколько простых задач на Raspberry Pi, чтобы убедиться, что мы готовы к работе. Первым шагом будет активация I2C.

В основе сегодняшнего проекта лежит не только Raspberry Pi, но и ADS1115 16-битный АЦП на базе I2C. АЦП позволяет нам подключать аналоговые датчики к Raspberry Pi, поскольку сам Pi не имеет встроенного АЦП. Он принимает данные через собственный АЦП и передает их в Raspberry Pi через I2C. Таким образом, нам нужно включить связь I2C на Pi, чтобы он мог общаться с ним. Шину Pi I2C можно включить или отключить на странице конфигурации raspberry pi. Чтобы запустить это, нажмите пиктограмму Pi на рабочем столе и выберите настройки (preferences), а затем настройку Raspberry pi (Raspberry pi configuration).

Это должно открыть страницу конфигурации. Проверьте активную кнопку-переключатель для I2C и нажмите OK, чтобы сохранить все и перезагрузить Pi, чтобы изменения вступили в силу.

Вторым шагом будет установка Pytho-библиотеки ADS11xx от Adafruit. Эта библиотека содержит функции и подпрограммы, облегчающие нам написание скрипта Python для получения значений из АЦП. Для начала обновите свой Pi, запустив sudo apt-get update с последующим обновлением sudo apt-get. Затем выполните команду cd

Читайте так же:
Схема подключения электросчетчика альфа

, чтобы убедиться, что вы находитесь в домашнем каталоге. Затем установите сборку, запустив sudo apt-get установить build-essential python-dev python-smbus git. Затем выполните клонирование папки git Adafruit, содержащей библиотеку ADS git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_ADS1x15.git. Перейдите в каталог клонированного файла и запустите установочный файл с помощью cd Adafruit_Python_ADS1x1z с последующей установкой sudo python setup.py. После этого установка должна быть завершена. Вы можете протестировать установку библиотеки, подключив ADS1115, как показано на схеме ниже, и запустив пример кода, который поставляется вместе с библиотекой, сначала перейдя в ее папку с помощью cd examples и запустив пример с использованием python simpletest.py.

На третьем шаге установим модуль Adafruit.IO Python. Как уже упоминалось во вводной части, мы будем публиковать показания датчиков напряжения и тока в облаке Adafruit IO Cloud, из которого его можно просматривать со всего мира или связывать с IFTTT для выполнения любых действий, которые вы пожелаете. Модуль Python Adafruit.IO содержит подпрограммы и функции, которые мы будем использовать для простой передачи данных в облако. Сначала введите cd

, чтобы вернуться в домашний каталог. Далее запустите команду sudo pip3 install adafruit-io. Это установит модуль Adafruit IO Python.

На четвертом шаге нужно настроить свою учетную запись Adafruit.io. Чтобы использовать Adafruit IO, необходимо сначала создать учетную запись и получить ключ AIO. Этот ключ AIO вместе с вашим именем пользователя будет использоваться вашим скриптом Python для доступа к облачной службе Adafruit IO. Чтобы создать учетную запись, посетите https://io.adafruit.com/, нажмите кнопку «Get started for free» и заполните все необходимые параметры. Когда регистрация будет завершена, вы должны увидеть кнопку View AIO Key справа от вашей домашней страницы.

Нажмите на нее, чтобы получить ключ AIO.

Со скопированным ключом мы готовы к работе. Однако, чтобы упростить процесс отправки данных в облачную службу, вы также можете создать каналы, на которые будут отправляться данные. Поскольку мы в основном будем посылать данные о энергопотреблении, мы создадим канал для электропитания. Чтобы создать канал, нажмите «feeds» в верхней части страницы AIO и нажмите «add new feed». Дайте ему любое имя, какое хотите, например, energy consumption. Вы также можете решить создать каналы для напряжения и тока и адаптировать код для публикации данных для них. Теперь мы готовы приступить к созданию проекта.

Схемы для проекта счетчика энергии на Raspberry Pi относительно сложны и предполагают подключение к переменному напряжению, как упомянуто ранее, пожалуйста, убедитесь, что вы приняли все меры предосторожности, необходимые во избежание поражения электрическим током. Схемы предусматривают подключение блока датчиков напряжения и тока к АЦП, который затем отправляет данные с датчиков на Raspberry Pi. Чтобы облегчить подключение, схемы для каждого блока представлены отдельно.

Подключите компоненты для датчика тока, как показано на следующей схеме.

Трансформатор тока, используемый в этом проекте, показан далее, как вы можете видеть, у нас есть три провода от него, а именно: земля, Cout и 3,3 В.

Подключите компоненты для датчика напряжения, как показано на следующей схеме.

Перейдем к блоку обработки. Соедините вместе с АЦП (ADS1115) к Raspberry Pi, и выходам датчиков тока и напряжения, подключенных к контактам A0 и A1 ADS1115 соответственно.

Убедитесь, что выводы GND обоих датчиков подключены к GND АЦП или Raspberry Pi. В целом все может выглядеть следующим образом.

Читайте так же:
Замена электрического счетчика самому

Как обычно с проектами Raspberry Pi, мы разработаем код для проекта счетчика энергии, используя язык программирования Python. Нажмите на иконку Raspberry Pi на рабочем столе, выберите programming и запустите любую версию python, которую вы хотите использовать. Мы будем использовать Python 3, и некоторые функции в Python 3 могут не работать для Python 2.7. Поэтому может потребоваться внести существенные изменения в код, если вы хотите использовать Python 2.7. Полный код для счетчика энергии на Raspberry Pi выглядит следующим образом.

Тел. (495) 749-05-85

Комплексные поставки электрооборудования

  • Низковольтное оборудование
  • Автоматические выключатели
  • Пускатели электромагнитные
  • Контакторы электромагнитные
  • Рубильники, переключатели
  • Предохранители
  • Комутационное оборудование
  • Трансформаторы
  • Устройства защитного отключения (УЗО)
  • Кабель силовой
  • Провод
  • Светосигнальные индикаторы
  • Кнопки и переключатели
  • Посты и пульты кнопочные
  • Датчики движения, присутствия
  • Finder
  • ЕВРОАВТОМАТИКА F&F
  • ELKO EP
  • VEMER
  • TENPO (Турция)
  • Розетки для радиоточки
  • MAKEL (Турция)
  • WESSEN (Россия)
  • РУСМ5000
  • Я5000
  • Корпуса щитов (ИЭК)
  • Сварочные инверторы
  • Сварочные трансформаторы
  • Сварочные выпрямители
  • Машины контактной сварки
  • Сварочные электроды
  • Средства индивидуальной защиты
  • Счетчики Меркурий
  • Счетчики СЭО, СЭБ, ПСЧ, СЭТ
  • Электроинструмент Makita
  • Средства индивидуальной защиты
  • Ардатовский СТЗ
  • ИЗС «Электро» г. Иваново
  • Прочие производители
  • Пускорегулирующая аппаратура (ПРА, ЭПРА, ИЗУ, конденсаторы)
  • Дюралайт светодиодный
  • Гирлянды
  • Блоки питания и контроллеры
  • Светодиодные лампы
  • Готовые комплекты ДНАТ
  • Лампы высокого давления
  • Люминесцентные лампы
  • Компактные люм. лампы (КЛЛ)
  • Лампы фито-спектра для растений
  • Прайс-лист
  • Новости
  • Информация
  • Карта сайта

Счетчик СЭО-1.15Д.402 Ш, 10(100), датчик тока — шунт

Сравнить Вернуться

Описание

Соответствие ГОСТ Р 52320-2005, ГОСТ Р 52322-2005
Сертификат соответствия РОСС RU.АЯ74.В13119
Cертификат RU.C.34.011.A 25151

Технические особенности:

  • Электромеханическое отсчетное устройство или жидкокристаллический индикатор отображают количество потребляемой энергии в кВт·ч с точностью до сотых долей.
  • Светодиодная индикация наличия тока в цепи нагрузки, при этом частота погасания светодиода пропорциональна уровню энергопотребления.
  • В счетчиках электроэнергии применены отсчетные устройства (ОУ) со стопором обратного хода и защитой от электромагнитных воздействий, превышающих требования ГОСТ Р 52320-2005.
  • Счетчики электроэнергии оснащены телеметрическим выходом, обеспечивающим передачу по двухпроводной линии связи информации об энергопотреблении в систему дистанционного сбора данных.
  • При производстве печатных плат используется SMD-монтаж.

Технические характеристики:

  • Номинальное напряжение (Uном), 230 В
  • Рабочий диапазон 198-253 В
  • Базовая (максимальная) сила тока, 10(100) А
  • Класс точности — 1 или 2
  • Установленный диапазон рабочих температур, от — 40 до+60ºC
  • Межповерочный интервал, 16 лет
  • Средняя наработка на отказ, 140 000 ч
  • Средний срок службы, не менее 30 лет
  • Масса счетчика электроэнергии, не более 0,65 кг
  • Габаритные размеры электросчетчика,

СЭО-1.15Д — вариант исполнения в корпусе для монтажа на ДИН-рейку — 110х108х65 мм.

Датчик тока

Заявляемая полезная модель — датчик тока может применяться в электронных счетчиках электроэнергии, а также в других средствах учета и измерения электроэнергии. Целью создания полезной модели является создание датчика тока с гальванической развязкой входной и вторичной цепей с уменьшенными размерами применяемого магнитопровода и защита трансформатора от воздействия внешнего магнитного поля. При этом датчик тока содержит помещенный в кожух трансформатор тока с присоединенными токоотводами. Отличительными признаками является то, что в датчике тока для уменьшения размеров магнитопровода введен токовый делитель, состоящий из токового шунта и низкоомного сопротивления. Токоотводы датчика тока могут быть выполнены разной конструкции: с возможностью крепления на токоотводах счетчика или с возможностью установки непосредственно в колодку счетчика. Трансформатор тока может быть расположен перпендикулярно или в одной плоскости с токоотводами, в зависимости от конструкции счетчика. А для защиты трансформатора тока от внешнего воздействия магнитного поля установлен экран из ферромагнитного материала. Заявляемое устройство позволяет уменьшить габаритные размеры трансформатора тока, при этом уменьшается необходимое для его размещения пространство, а экран позволяет надежно защитить трансформатор тока от воздействия внешнего магнитного поля. Благодаря применению токового делителя, состоящего из токового шунта и низкоомного сопротивления, уменьшается первичный ток трансформатора тока, а благодаря трансформатору тока меньшего размера достигается гальваническая развязка между входным и выходным токами датчика.

Читайте так же:
Электросчетчики нева 101 150

Датчик тока относится к области электротехники, в частности к измерению и учету электроэнергии.

Полезная модель может применяться в электронных счетчиках электроэнергии, а также в других средствах учета и измерения электроэнергии.

В настоящее время для измерения тока и гальванической развязки входного и вторичного тока существуют измерительные трансформаторы тока различной конструкции. Основным требованием к ним является обеспечение точного, стабильного и независимого от внешних условий коэффициента трансформации. Для получения высоколинейного сигнала напряжения и сведения к минимуму фазового сдвига в широком диапазоне измерения напряжения используются резистивные делители напряжения на каждую фазу. Однако, наиболее перспективными являются трансформаторы тока на кольцевом магнитопроводе. Такие трансформаторы выпускают фирмы: ООО ВП «АИСТ», проспект «Производство трансформаторов тока», Россия, г.Орел, 2005 г.; VACUUMSCHMELZE GmbH&Co, проспект «Трансформаторы тока для электронных и электрических счетчиков», Германия, 2004 г. Измерительные трансформаторы тока (датчики тока) также используются в электронных счетчиках компаний ABB (проспект фирмы ABB «Многофункциональные микропроцессорные счетчики электроэнергии серии АЛЬФА», 2005 г.), ОАО «Концерн Энергомера» (технические условия на счетчики ЦЭ6808, ЦЭ6850).

В настоящее время ко всем средствам учета и измерения электроэнергии предъявляются требования к уменьшению габаритов корпусов, без снижения точности измерений, поэтому комплектующие детали тоже должны быть, как можно меньше. Этим требованиям соответствуют не все вышеуказанные аналоги. Не все из них имеют и надежную защиту от воздействия внешнего магнитного поля.

В качестве прототипа выбран трансформатор тока, выпускаемый фирмой ООО ВП «АИСТ».

Трансформаторный датчик тока выпускается в пластмассовом корпусе, не поддерживающем горение. Фиксация магнитопровода (вторичного витка) непосредственно на токоотводах, являющихся первичным витком, обеспечивает возможность установки трансформатора непосредственно на колодку электронного счетчика.

Из теоретической электротехники известно, что величина допустимого первичного тока трансформатора тока пропорциональна квадрату витков вторичной обмотки и сечению магнитопровода. Поэтому при измерении больших токов для получения высоких точностных характеристик требуются магнитопроводы значительных размеров, что является недостатком прототипа. Другим недостатком прототипа является недостаточная защищенность его от воздействия внешнего магнитного поля.

Целью создания полезной модели является создание датчика тока с гальванической развязкой входной и вторичной цепей с уменьшенными размерами применяемого магнитопровода и защита трансформатора от воздействия внешнего магнитного поля. При этом датчик тока содержит трансформатор тока, помещенный в кожух, к которому присоединены токоотводы.

Отличительными признаками является то, что в датчике тока для уменьшения размеров магнитопровода введен токовый делитель, состоящий из токового шунта и низкоомного сопротивления. Токоотводы датчика тока могут быть выполнены разной конструкции: с возможностью крепления на токоотводах счетчика или с возможностью установки непосредственно в колодку счетчика. Трансформатор тока может быть расположен перпендикулярно или в одной плоскости с токоотводами, в зависимости от конструкции счетчика. А для защиты трансформатора тока от внешнего воздействия магнитного поля устанавливаем экран из ферромагнитного материала.

Читайте так же:
Электросчетчик цэ6803в м7 р31 как подключить

В датчике тока из токового шунта и низкоомного сопротивления собирается токовый делитель, в котором входной ток, протекающий через низкоомное сопротивление, является первичным током трансформатора тока. Вторичный ток трансформатора тока является выходным током датчика тока.

Отличительной особенностью датчика тока является уменьшение первичного тока трансформатора тока за счет применения токового делителя.

На чертеже, фиг.1, изображено заявляемое техническое решение полезной модели.

Датчик тока состоит из токового делителя 1, в который входит шунт 2 с токоотводами 3, к потенциальным выводам 4, которых присоединено низкоомное сопротивление 5, на которое одет трансформатор тока 6, вторичная обмотка трансформатора тока изолирована кожухом 7, на кожух 7 одет экран 8.

Датчик тока работает следующим образом:

Входной ток шунтом 2 и низкоомным сопротивлением 5 делится пропорционально их проводимостей на ток шунта и ток низкоомного сопротивления, который является первичным током трансформатора тока 6. Для обеспечения стабильности коэффициента деления входного тока шунт и низкоомный проводник изготовлены из одного материала.

Под воздействием первичного переменного тока во вторичной обмотке трансформатора тока 6 наводится вторичный ток пропорциональный первичному току и обратно пропорциональный количеству витков вторичной обмотки.

Кожух 7 изолирует вторичную обмотку трансформатора тока от первичного и от входного тока.

Экран 8 защищает трансформатор тока от воздействия внешнего магнитного поля.

Токоотводы 3 являются присоединительными элементами датчика тока.

Возможность осуществления полезной модели подтверждается тем, что все элементы конструкции могут быть изготовлены в условиях серийного

производства на имеющемся оборудовании из существующих материалов, например:

шунт 2 выполнен из манганиновой пластины с медными токоотводами;

низкоомное сопротивление 3 представляет собой проводник из манганинового провода;

трансформатор 6 выполнен из покупных деталей на серийном оборудовании;

кожух 7 выполнен из изоляционного пластинчатого материала;

экран 8 выполнен из ферромагнитного материала.

Таким образом заявляемое техническое решение позволяет уменьшить габаритные размеры трансформатора тока, уменьшается необходимое для его размещения пространство, а экран позволяет надежно защитить трансформатор тока от воздействия внешнего магнитного поля. Благодаря применению токового делителя, состоящего из токового шунта и низкоомного сопротивления, уменьшается первичный ток трансформатора тока, а благодаря трансформатору тока меньшего размера достигается гальваническая развязка между входным и выходным токами датчика.

1. Датчик тока, содержащий трансформатор тока, кожух и токоотводы, отличающийся тем, что в него дополнительно введен токовый делитель, состоящий из шунта и низкоомного сопротивления, а также экран для защиты от воздействия внешнего магнитного поля.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токоотводы датчика тока выполнены с возможностью крепления на токоотводах счетчика.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токоотводы датчика тока выполнены с возможностью установки непосредственно в колодку счетчика.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трансформатор тока может быть расположен перпендикулярно или в одной плоскости с токоотводами.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что экран выполнен из ферромагнитного материала.

Датчик тока бесконтактный, до 60А, выход 2В

  • Описание
  • Характеристики
  • Инструкции
  • Оплата
  • Доставка

Датчик тока позволяет измерять силу переменного тока до 60А проходящую по проводнику без прямого подключения к нему, так как провод заключается в раскрывающийся магнитный сердечник датчика.

Читайте так же:
Двухзонный счетчик электроэнергии как пользоваться

С помощью датчика можно замерять действительный уровень электроэнергии потребляемой различными приборами не прибегая к электромонтажным работам и установке дополнительных счетчиков электроэнергии. Если потребитель однофазный, то датчик можно располагать как на фазном проводнике, так и на нейтрали. Если потребитель трехфазный, то датчик необходимо располагать только на фазных проводниках!

Датчик имеет 3 метровый 2х жильный кабель, который при необходимости можно удлинить до 50 метров. Можно использовать стандартный кабель типа витая пара. Для одного датчика достаточно однопарной витой пары. Используя, например, четырехпарную витую пару можно проложить трассу сразу для 4х датчиков. Для удобства приобрести необходимый кабель можно в нашем интернет магазине в разделе АКСЕССУАРЫ

Применение

  • технический учет электроэнергии в помещениях сдаваемых в аренду
  • сбор статистики по потреблению отдельно взятых устройств: компьютер, кондиционер, насос и т.д.
  • выявление устройств с наибольшим энергопотреблением с целью оптимизации финансовых расходов
  • временная установка с целью выявления характера потребления электроэнергии конкретного устройства
  • и т.д.

Датчик не является зарегистрированным средством измерения и может использоваться исключительно в индивидуальных целях. Для проведения финансовых расчетов может использоваться как инструмент деления показаний поверенного счетчика электроэнергии методом пропорции.

Технические характеристики

  • диаметр окна для пропускания токонесущего кабеля 10 мм
  • измеряемый ток до 60A
  • выходной сигнал напряжение амплитудой до 2 Вольта
  • рабочее напряжение до 660 Вольт
  • диапазон частот 40Hz — 60Hz
  • погрешность 3%
  • рабочая температура от -25 С до +70 С
  • материал сердечника феррит, материал корпуса пластик
  • длина кабеля 3 метр

Дистанционный контроль энергопотребления

Подключите от 1 до 8 датчиков к любому контроллеру SAURES с радиомодулем Wi-Fi (требуется прошивка 4.4.0 или новее). Контроллер с частотой дискретизации 1000 Гц интегрирует значение тока полученное от датчика умноженное на уровень напряжения в электросети (задаётся константой в контроллере) и сохраняет показания на каждый ровный час. Контроллер фактически будет измерять суммарную потребленную электроэнергию в Вт*ч и отображать в личном кабинете как будто у вас на данном потребителе установлен отдельный счетчик электроэнергии.

В настройках контроллера для данного датчика необходимо установить коэффициент трансформации равный Uсети*30, измерьте мультиметром точное значение напряжение вашей электросети. Например, для сети с напряжением 230 Вольт данный коэффициент будет иметь значение 6900.

Итоговая погрешность измерения контроллерами SAURES лежит в диапазоне 5-10% и складывается из следующих составляющих:

  • точность заданного константой напряжения в настройках контроллера (необходимо задавать среднеквадратическое значение)
  • стабильность напряжения в электросети (как правило не превышает 5%)
  • точность самого датчика (3%)
  • точность связанная с дискретностью измерений, так как контроллер опрашивает датчик 1000 раз в секунду (как правило не превышает 2%, но не менее 100 Вт*ч в сутки)
  • характер потребления, так как контроллер измеряет только верхний полупериод синусоиды, а итоговая сумма вычисляется умножением его на 2 (стандартные потребители используют симметричное потребление полупериодов)

В личном кабинете доступны как абсолютные показания на любую дату и время, так и потребление в виде графиков с группировкой по часам, дням, месяцам.

При работе с данным датчиком контроллер SAURES потребляет существенное количество энергии, стандартного комплекта батареек хватит примерно на 1 месяц автономной работы. Настоятельно рекомендуется использовать контроллеры SAURES с внешним питанием.

Контроллерами с NB-IoT модулем данный датчик не поддерживается!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию