집이나 상업용 아파트의 에너지 소비량을 볼 수 있다면 얼마나 좋을지 상상해보십시오. 멋지지 않나요? 이것이 스마트 미터링의 개념을 소개합니다. 그렇다면 스마트 미터는 무엇입니까? – 스마트 미터 는 전기 사용량을 기록하고 전기 공급자에게 정보를 제공하여 일반 전력량계와 마찬가지로 15 년부터 유행하는 전자 기기입니다.
Paraskevakos는 1974 년에이 특정 기술에 대한 미국 특허를 획득했습니다. 그는 1977 년에 인터넷 연결이없는 최초의 완전 자동화 된 상용 원격 검침 및 부하 관리 시스템을 개발하고 생산 한 Metretek을 출시했습니다. 스마트 계량기를 보유한 국가는 어디입니까? – 이탈리아, 핀란드, 스웨덴에서 롤아웃이 완료되었습니다. 일부 유럽 국가에서 롤아웃이 계획되거나 진행 중입니다. 2020 년경에 17 개 유럽 국가에서 스마트 미터를 출시 할 예정입니다.
스마트 에너지 미터에는 무엇이 필요합니까?
- 빠르고 강력한 무선 및 유선 통신.
- 예를 들어 태양 광 전지의 경우 전기 사용 및 로컬에서 생성 된 전기의 실시간 또는 근 시간 등록.
- 변류기, 션트 또는 기타 센서의 정확한 전류 및 전압 측정.
- 자기 및 기계적 조작에 대한 보안
기술
주어진 설계가 AC 전원에서 직접 전원을 공급받는 하드웨어를 작동하기 때문에; 구현하려는 경우 적절한 기술 교육을받은 전문가가 하드웨어를 작동해야하는 것이 좋습니다. 이 설계에서는 Texas Instruments CC3200MOD 및 MSP430i2040을 각각 통신 및 전기 계량을위한 개발 플랫폼으로 사용합니다. 계량 데이터 소스로 TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP를 시작으로 CC3200MOD를 사용하여 설계된 통신 보드가 Wi-Fi 통신에 추가됩니다. 그런 다음 계량 데이터를 읽을 수 있으며 브라우저를 사용하여 릴레이를 제어 할 수 있습니다.
회로도
MSP430i2040 — 16 비트 혼합 신호 마이크로 컨트롤러
MSP430i2040은이 설계에서 계측 프로세서로 사용됩니다. 4 개의 24 비트 시그마-델타 아날로그-디지털 변환기 (ADC)를 통해 정확한 에너지 측정이 가능하여 3 개의 AC 콘센트에 대한 전압, 전류, 전력 (활성, 무효, 피상), 역률 및 주파수를 읽을 수 있습니다. MSP430i2040은 전압 및 전류 측정을 위해 전압 분배기 및 전류 션트에 직접 인터페이스하는 데 몇 개의 수동 외부 부품 만 필요합니다.
CC3200 — Simple Link Wi-Fi CC3200 Internet-on-a-Chip 무선 MCU 모듈
CC3200MOD는이 설계에서 ARM® Cortex ™ -M4 MCU를 통합하는 Wi-Fi 컨트롤러로 사용되어 고객이 단일 장치로 전체 애플리케이션을 개발할 수 있도록합니다. 온칩 Wi-Fi, 인터넷 및 강력한 보안 프로토콜을 사용하면 더 빠른 개발을 위해 사전 Wi-Fi 경험이 필요하지 않습니다.
UCC28910, UCC28911 고전압 플라이 백 스위처
광 커플러가없는 정전압 (CV) 및 정전류 (CC) 출력 레귤레이션은 열 차단, 로우 라인 및 출력 과전압 보호 기능을 제공합니다.
ULN2003LV 7 채널 릴레이 및 유도 부하 싱크 드라이버
7 채널 고전류 싱크 드라이버가 있으며 최대 8V 출력 풀업 전압을 지원합니다.
스마트 미터 설계
1. 측광
이 설계는 MSP430i2040을 계측 프로세서로 사용합니다. TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP는 계량 부품의 플랫폼으로 사용됩니다. 하드웨어 및 펌웨어는 제로 크로싱에 대한 릴레이 제어를 추가하기 위해 약간 수정되었습니다.
2. 데이터 액세스 측정
이 디자인은 CC3200의 HTTP 웹 서버를 사용하여 MSP430i2040 측정 하드웨어에서 데이터를 전송합니다. 이 전송을 통해 모든 플랫폼에서 웹 브라우저를 사용하여 측정 데이터에 액세스 할 수 있습니다. HTTP 서버는 HTTP 소켓 (기본값: 80)에서 수신 대기 한 다음 직렬 플래시에서 웹 페이지 파일을 검색하여 요청 (HTTP GET 또는 HTTP POST)을 처리합니다. 그런 다음 서버는 HTTP 이벤트 핸들러를 호출하여 변수 내용을 처리합니다. 그런 다음 HTTP 응답을 작성하고 Wi-Fi 링크를 통해 클라이언트로 다시 보냅니다.
3. 동적 데이터 항목 처리
동적 콘텐츠가 포함 된 HTML 파일로 측정 데이터를 읽을 수 있도록 HTTP 웹 서버는 미리 정의 된 토큰 집합을 지원합니다.이 토큰은 서버에서 동적으로 생성 된 콘텐츠로 즉시 교체됩니다. 일부 토큰은 사용자 응용 프로그램에서 정의 할 수있는 추가 토큰과 함께 HTTP 서버에 미리 정의되어 있습니다.
HTTP 서버는 HTML 페이지에서 "__SL_G_"접두사를 검색합니다. 서버가 접두사를 찾으면 완전한 토큰을 확인합니다. 알려진 토큰과 일치하면 HTML의 토큰을 해당 토큰과 일치하는 적절한 데이터 (문자열)로 바꿉니다. 토큰이 사전 정의 된 목록에없는 경우 서버는 토큰 이름으로 get_token_value 비동기 이벤트를 생성합니다. 이 요청은 결국 main.c 코드 파일의 HTTP 이벤트 핸들러를 호출합니다. 그런 다음 핸들러는 토큰을 해석하고 send_token_value로 토큰 값에 응답합니다. HTTP 웹 서버는이 토큰 값을 사용하여 클라이언트에 반환합니다. 클라이언트에서 HTTP 서버로 데이터를 보내기 위해 서버는 "__SL_P_"접두사를 확인합니다.그런 다음 서버는 매개 변수 목록을 살펴보고 각 변수 이름이 알려진 사전 정의 토큰 중 하나와 일치하는지 확인합니다. 변수 이름이 사전 정의 된 토큰과 일치하면 서버가 값을 처리합니다. HTTP 웹 서버가 사전 정의 된 목록에없는 토큰이 포함 된 HTTP POST 요청을 수신하면 서버는 양식 작업 이름, 토큰 이름 및 토큰 값과 같은 정보를 포함하는 post_token_value 비동기 이벤트를 호스트에 생성합니다. 그런 다음 호스트는 필요한 정보를 처리 할 수 있습니다.토큰 이름 및 토큰 값. 그런 다음 호스트는 필요한 정보를 처리 할 수 있습니다.토큰 이름 및 토큰 값. 그런 다음 호스트는 필요한 정보를 처리 할 수 있습니다.
4. HTTP 이벤트 핸들러 구현
동적 데이터를 용이하게하기 위해 검색 할 데이터 세트에 대해 사용자 정의 토큰이 정의됩니다.
에너지 모니터링 문서에 대한 Texas Instruments Wi-Fi 링크 (http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING)를 통해 이벤트 처리, 하드웨어 연결에 대한 자세한 설명을 확인하고 소프트웨어 파일을 다운로드하십시오. TIDC-WIFIMETER-READING이라는 이름으로 위의 링크. 소프트웨어 파일은 자동 압축 풀기 실행 파일을 사용하여 배포되며, 기본적으로 사용자 데스크톱의 TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE에 설치됩니다.
- 하드웨어가 연결되면 해당 하드웨어에 펌웨어를 다운로드합니다.
- 연결이 완료되면 프로그래밍 부분에 도달합니다. Wi-Fi 모듈의 SOP2 DIP 스위치를 ON 위치로 전환하여 Wi-Fi 모듈을 프로그래밍 모드로 설정합니다.
- 펌웨어를로드하고 링크에 설명 된대로 설정하면 테스트 할 준비가 된 것입니다.
테스트 설정
디자인을 테스트하려면 펌웨어가로드 된 하드웨어를 설정하십시오. 그런 다음 전원 스트립의 AC 입력에 AC 전압을 적용합니다. TIDM-3OUTSMTSTRP의 LED가 켜집니다. Wi-Fi의 LED도 깜박입니다. 테스트를 시작하려면 Wi-Fi가있는 스마트 폰, 태블릿 또는 PC를 사용하십시오. SSID "mysimplelink-XXXXXX"("XXXXXX"는 6 자리 16 진수)를 찾아서 연결합니다. 브라우저를 시작하고 URL "mysimplelink.net"을 입력합니다. 메인 페이지는 왼쪽 상단에 미터 이름 ("MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI")과 함께 표시됩니다. 그런 다음 "읽기"를 클릭하여 자세한 내용을 확인하십시오.
스마트 계량의 잠재적 인 이점에 대해서는 의심의 여지가 없습니다. 스마트 미터는 모든 시장 당사자에게 필수 불가결합니다.
- 미터링 회사가 미터 판독 비용을 줄이기 위해;
- 미래에 전력망을 준비하려는 전력망 운영자를위한 것입니다.
- 고객이 만든 새로운 서비스를 도입하고 콜센터 비용을 절감하려는 에너지 공급 업체
- 정부가 에너지 절약 및 효율성 목표에 도달하고 자유 시장 프로세스를 개선하기 위해;
- 최종 사용자가 에너지 인식을 높이고 에너지 사용 및 에너지 비용을 줄일 수 있습니다.
스마트 미터링의 도입은 모든 통신이 디지털화되고 표준화 된 (인터넷, 이메일, SMS, 채팅 박스 등) 세계에서 '디지털 인텔리전스'비용이 여전히 빠르게 감소하는 상황에서 논리적 단계로 보입니다. 많은 관계자들에 따르면 스마트 미터가 건강에 미치는 영향은 위험하지 않습니다. 전 세계 사람들이 무선이 건강에 영향을 미친다고보고함에 따라 연구가 진행되고 있지만.
스마트 계량기는 매우 정확하며 전기 요금을 더 많이 제어하면 하나를 갖게됩니다.
저자 정보
Priyanka Umrani는 인도 텍사스 인스트루먼트에서 아날로그 레이아웃 디자인 엔지니어로 일하고 있습니다.