Bayangkan betapa menyenangkannya jika Anda dapat melihat konsumsi energi rumah Anda atau apartemen komersial mana pun di mana pun di dunia. Bukankah itu terdengar keren? Itu memperkenalkan konsep Smart Metering. Jadi apa itu smart meter? - Smart meter adalah perangkat elektronik yang trending dari 15 tahun yang mencatat konsumsi listrik dan memberikan informasi kepada pemasok listrik untuk ditagih seperti meteran listrik normal lainnya.
Paraskevakos dianugerahi paten AS untuk teknologi khusus ini pada tahun 1974. Dia meluncurkan Metretek yang mengembangkan dan memproduksi sistem manajemen beban dan pembacaan meter jarak jauh otomatis pertama yang tersedia secara komersial tanpa koneksi internet pada tahun 1977. Negara mana yang memiliki meteran pintar? - Peluncuran selesai di Italia, Finlandia, Swedia. Peluncuran direncanakan atau sedang dilakukan di beberapa negara Eropa. Sekitar tahun 2020, 17 negara Eropa akan meluncurkan pengukur pintar.
Apa yang dibutuhkan pengukur energi pintar?
- Komunikasi kabel dan nirkabel berkecepatan tinggi dan kuat.
- Pendaftaran penggunaan listrik secara real-time atau mendekati waktu dan kemungkinan listrik yang dihasilkan secara lokal misalnya, dalam kasus sel fotovoltaik.
- Pengukuran arus dan tegangan yang akurat dari trafo arus, shunt atau sensor lainnya.
- Keamanan terhadap gangguan magnetik dan mekanis
Deskripsi
Karena desain yang diberikan mengoperasikan perangkat keras yang ditenagai langsung dari suplai AC; akan lebih baik jika profesional yang menerima pelatihan teknis yang sesuai harus mengoperasikan perangkat keras jika Anda ingin menerapkannya. Desain ini masing-masing menggunakan Texas Instruments CC3200MOD dan MSP430i2040 sebagai platform pengembangan untuk komunikasi dan pengukuran listrik. Mulai dari Desain TI TIDM-3OUTSMTSTRP sebagai sumber data pengukuran, papan komunikasi yang dirancang menggunakan CC3200MOD ditambahkan untuk komunikasi Wi-Fi. Data pengukuran kemudian dapat dibaca dan relai dapat dikontrol dengan menggunakan browser.
Diagram Sirkuit
MSP430i2040 - Mikrokontroler Sinyal Campuran 16-Bit
MSP430i2040 digunakan dalam desain ini sebagai prosesor metrologi. Empat 24-bit sigma-delta analog to digital converter (ADCs) memungkinkan pengukuran energi yang akurat, memberikan pembacaan tegangan, arus, daya (aktif, reaktif, semu), faktor daya, dan frekuensi tiga outlet AC. MSP430i2040 hanya memerlukan beberapa komponen eksternal pasif untuk terhubung langsung ke pembagi tegangan dan shunt arus untuk pengukuran tegangan dan arus.
CC3200 - Simple Link Wi-Fi CC3200 Modul MCU Nirkabel Internet-on-a-Chip
CC3200MOD digunakan dalam desain ini sebagai pengontrol Wi-Fi yang mengintegrasikan MCU ARM® Cortex ™ -M4, yang memungkinkan pelanggan mengembangkan seluruh aplikasi dengan satu perangkat. Dengan Wi-Fi on-chip, Internet, dan protokol keamanan yang kuat, pengalaman Wi-Fi sebelumnya tidak diperlukan untuk pengembangan yang lebih cepat.
UCC28910, UCC28911 Flyback Switcher Tegangan Tinggi
Regulasi keluaran tegangan konstan (CV) dan arus konstan (CC) tanpa penggandeng optik, memiliki penghentian termal, garis rendah, dan perlindungan tegangan berlebih keluaran.
ULN2003LV Relai 7 Saluran dan Driver Pembasah Beban Induktif
Ini memiliki driver wastafel arus tinggi 7 saluran dan mendukung tegangan pullup output hingga 8-V.
Desain Smart Meter
1. Pengukuran
Desain ini menggunakan MSP430i2040 sebagai prosesor metrologi. Desain TI TIDM-3OUTSMTSTRP digunakan sebagai platform bagian pengukuran. Perangkat keras dan firmware sedikit dimodifikasi untuk menambahkan kontrol relai turun ke persimpangan nol.
2. Mengukur Akses Data
Desain ini menggunakan HTTP Web Server pada CC3200 transfer data dari perangkat keras pengukuran MSP430i2040. Transfer ini memungkinkan data pengukuran diakses menggunakan browser web di platform apa pun. Server HTTP mendengarkan pada soket HTTP (default ke 80) kemudian menangani permintaan (HTTP GET atau HTTP POST) dengan mengambil file halaman web dari flash serial. Server kemudian memanggil event handler HTTP untuk beroperasi pada konten variabel. Itu kemudian menyusun respons HTTP dan mengirim kembali ke klien melalui tautan Wi-Fi.
3. Menangani Item Data Dinamis
Untuk memungkinkan data pengukuran dibaca dengan file HTML dengan konten dinamis, server web HTTP mendukung sekumpulan token yang telah ditentukan, yang akan diganti saat itu juga oleh server, dengan konten yang dibuat secara dinamis. Beberapa token telah ditentukan sebelumnya di server HTTP dengan token tambahan yang dapat ditentukan dalam aplikasi pengguna.
Server HTTP memindai halaman HTML untuk awalan "__SL_G_". Jika server menemukan awalan, server akan memeriksa token lengkap. Setelah cocok dengan token yang diketahui, itu mengganti token di HTML dengan data (string) yang sesuai yang cocok dengan token itu. Jika token tidak ada dalam daftar yang ditentukan sebelumnya, server menghasilkan peristiwa asinkron get_token_value dengan nama token. Permintaan ini akhirnya memanggil event handler HTTP di file kode main.c. Handler kemudian menafsirkan token tersebut dan menanggapi nilai token dengan send_token_value. Server web HTTP menggunakan nilai token ini dan mengembalikannya ke klien. Untuk mengirim data dari klien ke server HTTP, server akan memeriksa awalan "__SL_P_".Kemudian server memeriksa daftar parameter dan memeriksa setiap nama variabel untuk melihat apakah cocok dengan salah satu token yang telah ditentukan sebelumnya. Jika nama variabel cocok dengan token yang ditentukan sebelumnya, server akan memproses nilainya. Jika server web HTTP menerima permintaan HTTP POST yang berisi token yang tidak ada dalam daftar yang ditentukan sebelumnya, server menghasilkan peristiwa asinkron post_token_value ke host, yang berisi informasi berikut: nama tindakan formulir, nama token, dan nilai token. Tuan rumah kemudian dapat memproses informasi yang diperlukan.nama token, dan nilai token. Tuan rumah kemudian dapat memproses informasi yang diperlukan.nama token, dan nilai token. Tuan rumah kemudian dapat memproses informasi yang diperlukan.
4. Implementasi dari HTTP Event Handler
Untuk memfasilitasi data dinamis, token yang ditentukan pengguna ditentukan untuk kumpulan data yang akan diambil:
Buka tautan Wi-Fi instrumen Texas untuk dokumen Pemantauan energi- http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING untuk penjelasan rinci tentang penanganan kejadian, koneksi perangkat keras dan untuk mengunduh file perangkat lunak, lihat Tautan di atas dengan nama TIDC-WIFIMETER-READING. File perangkat lunak didistribusikan menggunakan file eksekusi yang dapat diekstrak sendiri, yang secara default diinstal ke TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE di desktop pengguna.
- Setelah perangkat keras terhubung, unduh firmware ke perangkat keras yang sesuai.
- Setelah koneksi selesai, Anda akan mencapai bagian pemrograman. Atur modul Wi-Fi ke mode pemrograman dengan mengalihkan sakelar SOP2 DIP pada modul Wi-Fi ke posisi ON.
- Setelah memuat firmware dan mengaturnya seperti yang dijelaskan di tautan, Anda siap untuk menguji.
Pengaturan Tes
Untuk menguji desain, atur perangkat keras yang dimuat dengan firmware. Kemudian terapkan tegangan AC ke input AC dari soket ekstensi. LED pada TIDM-3OUTSMTSTRP akan menyala; LED pada Wi-Fi juga akan berkedip. Untuk memulai pengujian, gunakan smartphone, tablet, atau PC dengan Wi-Fi. Cari SSID "mysimplelink-XXXXXX" (di mana "XXXXXX" adalah enam digit angka heksadesimal) dan sambungkan. Jalankan browser dan ketik URL "mysimplelink.net". Halaman utama akan ditampilkan dengan nama meteran di sudut kiri atas (yaitu "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). Kemudian klik "Membaca" untuk melihat detailnya.
Tidak ada keraguan tentang manfaat potensial dari pengukuran cerdas. Pengukur pintar sangat diperlukan untuk semua pihak pasar:
- bagi perusahaan pengukur untuk mengurangi biaya pembacaan pengukur;
- untuk operator jaringan yang ingin mempersiapkan jaringan mereka untuk masa depan;
- untuk pemasok energi yang ingin memperkenalkan layanan baru yang dibuat oleh pelanggan dan mengurangi biaya pusat panggilan;
- bagi pemerintah untuk mencapai target penghematan & efisiensi energi dan untuk meningkatkan proses pasar bebas;
- bagi pengguna akhir untuk meningkatkan kesadaran energi dan mengurangi penggunaan energi dan biaya energi.
Pengenalan smart metering tampaknya juga merupakan langkah logis di dunia di mana semua komunikasi menjadi digital dan terstandarisasi (Internet, E-mail, SMS, kotak obrolan, dll.) Dan di mana biaya 'kecerdasan digital' masih menurun dengan cepat. Efek smart meter pada kesehatan tidak berbahaya menurut banyak pejabat. Meskipun penelitian sedang berlangsung karena di seluruh dunia orang melaporkan nirkabel mempengaruhi kesehatan mereka.
Smart meter ternyata sangat akurat dan kontrol yang lebih besar atas tagihan listrik membuat kami memilikinya.
tentang Penulis
Priyanka Umrani bekerja sebagai Insinyur Desain Tata Letak Analog di Texas Instruments, India