Imaginez à quel point ce serait bien si vous pouviez voir la consommation d'énergie de votre maison ou de tout appartement commercial installé n'importe où dans le monde. Ça n'a pas l'air cool? Cela introduit le concept de Smart Metering. Alors, qu'est-ce qu'un compteur intelligent? - Un compteur intelligent est un appareil électronique qui a une tendance à partir de 15 ans qui enregistre la consommation d'électricité et donne des informations au fournisseur d'électricité pour la facturation comme tout autre compteur d'électricité normal.
Paraskevakos a obtenu un brevet américain pour cette technologie particulière en 1974. Il a lancé Metretek qui a développé et produit le premier système de lecture de compteurs à distance et de gestion de charge entièrement automatisé et disponible dans le commerce sans connexion Internet en 1977. Quels pays ont des compteurs intelligents? - Le déploiement est terminé en Italie, en Finlande et en Suède. Des déploiements sont prévus ou en cours dans certains pays européens. Vers 2020, 17 pays européens auront déployé des compteurs intelligents.
De quoi ont besoin les compteurs d'énergie intelligents?
- Communications sans fil et filaires à haut débit et robustes.
- Enregistrement en temps réel ou quasi instantané de la consommation d'électricité et éventuellement de l'électricité produite localement, par exemple dans le cas de cellules photovoltaïques.
- Mesure précise du courant et de la tension des transformateurs de courant, shunts ou autres capteurs.
- Sécurité contre les altérations magnétiques et mécaniques
La description
Étant donné que la conception donnée fait fonctionner le matériel directement alimenté par une alimentation CA; il est préférable que des professionnels ayant reçu une formation technique appropriée utilisent le matériel si vous souhaitez l'implémenter. Cette conception utilise le Texas Instruments CC3200MOD et MSP430i2040 comme plate-forme de développement pour la communication et le comptage électrique, respectivement. À partir du TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP comme source de données de mesure, une carte de communication conçue à l'aide du CC3200MOD est ajoutée pour la communication Wi-Fi. Les données de comptage peuvent alors être lues et le relais peut être contrôlé à l'aide d'un navigateur.
Schéma
MSP430i2040 - Microcontrôleur 16 bits à signaux mixtes
Le MSP430i2040 est utilisé dans cette conception comme processeur de métrologie. Ses quatre convertisseurs analogique-numérique (CAN) sigma-delta 24 bits permettent des mesures d'énergie précises, fournissant une lecture de la tension, du courant, de la puissance (active, réactive, apparente), du facteur de puissance et de la fréquence de trois prises CA. Le MSP430i2040 ne nécessite que quelques composants externes passifs pour s'interfacer directement avec le diviseur de tension et le shunt de courant pour les mesures de tension et de courant.
CC3200 - Module MCU sans fil Wi-Fi CC3200 Simple Link Internet-on-a-Chip
Le CC3200MOD est utilisé dans cette conception comme contrôleur Wi-Fi qui intègre un MCU ARM® Cortex ™ -M4, permettant aux clients de développer une application entière avec un seul appareil. Avec le Wi-Fi sur puce, Internet et des protocoles de sécurité robustes, aucune expérience Wi-Fi préalable n'est requise pour un développement plus rapide.
Commutateur flyback haute tension UCC28910, UCC28911
Régulation de sortie à tension constante (CV) et à courant constant (CC) sans coupleur optique, avec arrêt thermique, protection contre les surtensions de ligne basse et de sortie.
Relais à 7 canaux ULN2003LV et pilote de dissipateur de charge inductif
Il dispose de pilotes de puits de courant élevé à 7 canaux et prend en charge une tension de sortie de sortie jusqu'à 8 V.
Conception du compteur intelligent
1. Mesure
Cette conception utilise le MSP430i2040 comme processeur de métrologie. Le TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP est utilisé comme plate-forme de la partie comptage. Le matériel et le firmware sont légèrement modifiés pour ajouter un contrôle de relais au passage à zéro.
2. Accès aux données de mesure
Cette conception utilise le serveur Web HTTP sur les données de transfert CC3200 à partir du matériel de mesure MSP430i2040. Ce transfert permet d'accéder aux données de comptage à l'aide d'un navigateur Web sur n'importe quelle plateforme. Le serveur HTTP écoute sur le socket HTTP (par défaut 80) puis gère la requête (HTTP GET ou HTTP POST) en récupérant les fichiers de page Web à partir du flash série. Le serveur appelle ensuite un gestionnaire d'événements HTTP pour agir sur le contenu de la variable. Il compose ensuite une réponse HTTP et renvoie au client via le lien Wi-Fi.
3 Gestion des éléments de données dynamiques
Pour permettre la lecture des données de comptage avec un fichier HTML avec un contenu dynamique, le serveur Web HTTP prend en charge un ensemble de jetons prédéfinis, qui seront remplacés à la volée par le serveur, avec un contenu généré dynamiquement. Certains jetons sont prédéfinis dans le serveur HTTP avec des jetons supplémentaires qui peuvent être définis dans l'application utilisateur.
Le serveur HTTP scanne la page HTML pour le préfixe «__SL_G_». Si le serveur trouve un préfixe, il vérifie le jeton complet. Une fois qu'il correspond à un jeton connu, il remplace le jeton dans le HTML par les données appropriées (chaîne) qui correspondent à ce jeton. Si le jeton ne figure pas dans la liste prédéfinie, le serveur génère un événement asynchrone get_token_value avec le nom du jeton. Cette demande appelle finalement le gestionnaire d'événements HTTP dans le fichier de code main.c. Le gestionnaire interprète ensuite le jeton et répond à la valeur du jeton avec un send_token_value. Le serveur Web HTTP utilise cette valeur de jeton et la renvoie au client. Pour envoyer des données du client au serveur HTTP, le serveur vérifiera le préfixe «__SL_P_».Ensuite, le serveur passe en revue la liste des paramètres et vérifie chaque nom de variable pour voir s'il correspond à l'un des jetons prédéfinis connus. Si les noms de variables correspondent aux jetons prédéfinis, le serveur traite les valeurs. Si le serveur Web HTTP reçoit une requête HTTP POST qui contient des jetons ne figurant pas dans la liste prédéfinie, le serveur génère un événement asynchrone post_token_value à l'hôte, qui contient les informations suivantes: nom de l'action de formulaire, nom du jeton et valeur du jeton. L'hôte peut alors traiter les informations requises.nom du jeton et valeur du jeton. L'hôte peut alors traiter les informations requises.nom du jeton et valeur du jeton. L'hôte peut alors traiter les informations requises.
4. Implémentation du gestionnaire d'événements
Pour faciliter les données dynamiques, le jeton défini par l'utilisateur est défini pour l'ensemble de données à récupérer:
Passez par le lien Wi-Fi de Texas instruments pour le document de surveillance de l'énergie - http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING pour une explication détaillée de la gestion des événements, de la connexion matérielle et pour télécharger les fichiers logiciels, consultez le lien ci-dessus avec le nom TIDC-WIFIMETER-READING. Les fichiers logiciels sont distribués à l'aide d'un fichier exécutable auto-extractible, qui s'installe par défaut sur TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE sur le bureau de l'utilisateur.
- Une fois le matériel connecté, téléchargez le micrologiciel sur son matériel correspondant.
- Une fois la connexion établie, vous accéderez à la partie programmation. Réglez le module Wi-Fi en mode de programmation en mettant l'interrupteur DIP SOP2 du module Wi-Fi en position ON.
- Après avoir chargé le micrologiciel et l'avoir configuré comme décrit dans le lien, vous êtes prêt à tester.
Configuration du test
Pour tester la conception, configurez le matériel chargé avec le micrologiciel. Appliquez ensuite une tension CA à l'entrée CA de la barrette d'alimentation. Les LED du TIDM-3OUTSMTSTRP s'allumeront; la LED du Wi-Fi doit également clignoter. Pour commencer les tests, utilisez un smartphone, une tablette ou un PC avec Wi-Fi. Recherchez le SSID "mysimplelink-XXXXXX" (où "XXXXXX" est un nombre hexadécimal à six chiffres) et connectez-vous à celui-ci. Lancez un navigateur et saisissez l'URL "mysimplelink.net". La page principale s'affichera avec le nom du compteur dans le coin supérieur gauche (qui est "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). Cliquez ensuite sur "Lecture" pour voir les détails.
Les avantages potentiels du comptage intelligent ne font aucun doute. Les compteurs intelligents sont indispensables pour toutes les parties du marché:
- pour les entreprises de comptage de réduire les coûts de lecture des compteurs;
- pour les gestionnaires de réseau qui souhaitent préparer leur réseau pour l'avenir;
- pour les fournisseurs d'énergie qui souhaitent introduire de nouveaux services personnalisés et réduire le coût du centre d'appels;
- pour que les gouvernements atteignent les objectifs d'économie d'énergie et d'efficacité énergétique et améliorent les processus du marché libre
- pour les utilisateurs finaux afin d'accroître la sensibilisation à l'énergie et de réduire la consommation d'énergie et le coût de l'énergie.
L'introduction du comptage intelligent semble également une étape logique dans un monde où toutes les communications sont numérisées et standardisées (Internet, e-mail, SMS, boîtes de discussion, etc.) et où le coût de «l'intelligence numérique» continue de baisser rapidement. Les effets des compteurs intelligents sur la santé ne sont pas dangereux selon de nombreux responsables. Bien que les recherches se poursuivent, car partout dans le monde, les gens signalent que le sans fil affecte leur santé.
Les compteurs intelligents se révèlent très précis et le fait de mieux contrôler les factures d'électricité nous oblige à en avoir un.
A propos de l'auteur
Priyanka Umrani travaille en tant qu'ingénieur de conception de mise en page analogique chez Texas Instruments, Inde