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2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-13 06:57
INTRODUCTION
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Ce projet est basé sur le microcontrôleur Atmega16 d'Atmel en tant que cerveau principal pour le calcul.
Le module de communication sans fil NRF24L01+ est utilisé pour la transmission de données sans fil.
Aujourd'hui, nous avons des centaines et des milliers de compteurs d'énergie installés dans un complexe d'appartements, un centre commercial, une école, une université, des auberges et bien plus encore. Le problème se pose lorsque le compteur est lu par un employé pour calculer la facture par compteur d'énergie. Cela nécessite beaucoup de main-d'œuvre et de coût.
Ici, j'ai mis au point un projet simple qui permettra d'économiser de la main-d'œuvre et des coûts en transmettant automatiquement le nombre d'énergie de plusieurs compteurs d'énergie à l'hôte ou au fournisseur de services.
J'ai pris les données du compteur Three Energy et transmis les données au récepteur, qui a calculé la charge et la consommation totale par compteur.
Si la charge dépasse le niveau autorisé, un buzzer se déclenche.
Les données sont enregistrées du côté de l'expéditeur afin qu'aucune perte de données ne se produise si le récepteur est éteint ou si la connectivité est perdue.
Voici la vidéo de travail.
Les différents composants sont:
- Compteur d'énergie X 3
- NRF24L01 X 2
- Atmega16 X 2
- Optocoupleur X 3
Étape 1: Configuration du compteur d'énergie
1. Ouvrez d'abord le compteur d'énergie
2. Il suffit de couper la borne cathodique de la LED Cal
3. Soudez 2 fils aux 2 extrémités de la LED.
4. Connectez la cathode de la LED à la broche 1 de l'opto-coupleur (MCT2E) et l'autre extrémité de la LED à la broche 2 de l'opto-coupleur
5. Connectez la broche 4 de l'optocoupleur à un fil noir et la broche 5 au fil marron. Connectez le fil noir à la terre du circuit imprimé pour les projets de compteur d'énergie prépayé ou de lecture de compteur automatique. Le fil marron porte la sortie d'impulsion.
6. Connectez l'alimentation et chargez selon cette image.
Étape 2: Algo de base pour le calcul
Ici, le compteur est interfacé avec le microcontrôleur via l'impulsion qui clignote toujours sur le compteur. De plus, cette impulsion est calculée selon sa période de clignotement, en utilisant ce principe, nous l'avons calculée pour une unité et en conséquence quelle sera la charge pour une unité.
Après 0,3125 watt d'énergie consommée, la LED du compteur (étalonner) clignote. Cela signifie que si nous utilisons une ampoule de 100 watts pendant une minute, le pouls clignotera 5,3 fois en une minute. Et cela peut être calculé en utilisant la formule donnée.
Pulse = (Taux d'impulsion du mètre * watt * 60) / (1000 * 3600)
Si le pouls du compteur est de 3200 imp et le watt utilisé est de 100 alors nous avons
Pouls = (3200 * 100 * 60) / (1000 * 3600)
Pouls = 5,333333333 par minute
Si des impulsions 5.3333333333 se sont produites en une minute, des impulsions en une heure se produiront.
Pulse = 5.3333333333* 60 Pulse = ~320 ~320 Les impulsions se produiront dans une heure
Ainsi, en une heure, une ampoule de 100 watts a consommé 100 watts d'électricité et près de 320 impulsions clignotent.
Maintenant, nous pouvons calculer une impulsion d'électricité consommée en watt
Une impulsion (watt) = 100\320
Une impulsion (watt) = 0,3125
Cela signifie que 0,3125 watts d'électricité ont consommé une seule impulsion.
Maintenant Unités Unité = (une énergie d'impulsion (électricité))* impulsions / 1000
Si une impulsion = 0,3125 watt Impulsions en 10 heures = 3200
Ensuite, l'unité sera l'unité = (0,3125 * 3200)/1000 unité = 1 signifie, une unité en 10 heures pour une ampoule de 100 watts.
Supposons maintenant qu'un taux unitaire soit de 7 roupies, alors pour une seule impulsion, le coût sera
Coût d'une impulsion = (7 * énergie d'une impulsion consommée) / 1000
Coût d'une seule impulsion = (7 * 0,3125) / 1000
Coût d'une seule impulsion = 0,0021875 roupie
Étape 3: Nrf24L01 (Crédit sur
Étudiez ce lien
Le module nRF24L01 est un module RF génial qui fonctionne sur la bande 2, 4 GHz et est parfait pour la communication sans fil dans une maison car il pénètrera même les murs de béton épais. Le nRF24L01 fait toute la programmation difficile pour vous, et a même une fonction pour vérifier automatiquement si les données transmises sont reçues à l'autre extrémité. Il existe plusieurs versions différentes des puces de la famille nRF et elles semblent toutes fonctionner dans un manière similaire. J'ai par exemple utilisé le module nRF905 (433MHz) avec presque le même code que j'utilise sur le nRF24L01 et le nRF24L01+ sans aucun problème. Ces petits modules ont une portée impressionnante, avec certaines versions qui gèrent jusqu'à 1000 m (vue libre) en communication et jusqu'à 2000 m avec une antenne biquad.
nRF24L01 versus nRF24L01+
La version (+) est la nouvelle version mise à jour de la puce et prend en charge un débit de données de 1 Mbps, 2 Mbps et un "mode longue distance" de 250 kbps, ce qui est très utile lorsque vous souhaitez étendre la durée de diffusion. L'ancien nRF24L01 (que j'ai utilisé dans mes articles précédents) ne prend en charge que le débit de données de 1 Mbps ou 2 Mbps. Les deux modèles sont compatibles les uns avec les autres, tant qu'ils sont réglés sur le même débit de données. Comme ils coûtent tous les deux à peu près le même prix (presque rien), je vous recommande d'acheter la version + !
Première partie - Configuration Différences de connexionLe module nRF24L01 a 10 connecteurs et la version + en a 8. La différence est que la version + au lieu d'avoir deux 3, 3 V et deux GND, a sa masse (celle avec un carré blanc autour) et Alimentation 3, 3 V, côte à côte. Si vous changez de module d'une nouvelle version + à une ancienne, assurez-vous de ne pas oublier de déplacer le câble GND au bon endroit, sinon cela raccourcira votre circuit. Voici une photo de la version + (vue de dessus), où vous pouvez voir toutes les connexions étiquetées. L'ancienne version a deux connexions GND tout en haut au lieu d'en bas à droite.
Alimentation (GND & VCC) Le module doit être alimenté en 3, 3 V et ne peut pas être alimenté en 5 V ! Comme il faut très peu de courant, j'utilise un régulateur linéaire pour faire descendre la tension à 3, 3 V. Pour nous faciliter un peu les choses, la puce peut gérer 5 V sur les ports d'E/S, ce qui est bien car ce serait être difficile de réguler tous les câbles d'E/S de la puce AVR. Chip Enable (CE)Est utilisé pour envoyer les données (émetteur) ou commencer à recevoir des données (récepteur). La broche CE est connectée à tout élément inutilisé port d'E/S sur l'AVR et est défini comme sortie (définissez le bit sur un dans le registre DDx où x est la lettre du port.)Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN)Également connu sous le nom de « Ship sélectionnez pas". La broche CSN est également connectée à tout port E/S inutilisé de l'AVR et réglée sur sortie. La broche CSN est maintenue haute en permanence, sauf quand envoyer une commande SPI de l'AVR au nRF. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Il s'agit de l'horloge série. Le SCK se connecte à la broche SCK de l'AVR. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI Sortie maître Entrée esclave (MOSI ou MO)C'est la ligne de données dans le système SPI. Si votre puce AVR prend en charge le transfert SPI comme l'Atmega88, cela se connecte également à MOSI sur l'AVR et est défini comme sortie. conforme au mode 0 et 1 de l'interface périphérique série (SPI), mais n'a pas la fonctionnalité de broche de sélection d'esclave (SS). Cependant, cette fonctionnalité peut être implémentée dans le logiciel si nécessaire" Le "SS" auquel il est fait référence est le même que "CSN" Et après quelques recherches, j'ai trouvé ce blog qui m'a aidé à allouer. Pour que l'USI vers SPI soit opérationnel, j'ai découvert que je devais connecter la broche MOSI du nRF à la broche MISO de l'AVR et la définir comme sortie. Atmega88: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Entrée maître Sortie esclave (MISO ou MI) Ceci est la ligne de données dans le système SPI. Si votre AVR La puce prend en charge le transfert SPI comme l'Atmega88, il se connecte à MISO sur l'AVR et celui-ci reste en entrée. Pour le faire fonctionner sur les ATtiny26 et ATtiny85, j'ai dû utiliser USI comme mentionné ci-dessus. Cela n'a fonctionné que lorsque j'ai connecté la broche MISO du nRF à la broche MOSI de l'AVR et l'ai définie comme entrée et activé le pullup interne. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0Interrupt Request (IRQ)La broche IRQ n'est pas nécessaire, mais un excellent moyen de savoir quand quelque chose est arrivé à la nRF. vous pouvez par exemple demander à la nRF de définir une IRQ élevée lorsqu'un paquet est reçu ou lorsqu'une transmission réussie est terminée. Très utile ! Si votre AVR a plus de 8 broches et une broche d'interruption disponible, je vous suggère fortement de connecter l'IRQ à celle-ci et de configurer une demande d'interruption. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -
Étape 4: Schéma de connexion de base
Ce schéma de connexion est un schéma
Étape 5: Coder
Pour CODE, visitez GitHub