1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều

55 2 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
Tác giả Trần Văn Đạt, Phạm Minh Vương, Hà Viết Luân, Đào Trọng Hùng
Người hướng dẫn ThS. Trần Kim Thành
Trường học Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Chuyên ngành Điện
Thể loại Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2021
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 55
Dung lượng 2,76 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN NĂNG (11)
    • 1.1 Cơ sở chung về đo công suất và năng lượng (11)
      • 1.1.1 Công suất trong mạch một chiều (11)
      • 1.1.2 Công suất tác dụng trong mạch xoay chiều một pha (11)
      • 1.1.3 Công suất tác dụng trong trường hợp quá trình có dạng xung (12)
    • 1.2 Đo công suất tác dụng trong mạch xoay chiểu 1 pha (12)
      • 1.2.1 Đo theo phương pháp điện cơ (12)
      • 1.2.2 Đo theo phương pháp điện (14)
    • 1.3 Tìm hiểu về các loại công tơ điện (18)
      • 1.3.1 Công tơ điện 1 pha (18)
      • 1.3.2 Công tơ điện tử một pha (20)
      • 1.3.3 So sánh giữa công tơ cơ và công tơ điện tử (23)
  • CHƯƠNG 2: PHẦN CỨNG (24)
    • 2.1 Giới thiệu phân tích tổng về ESP8266 (24)
      • 2.1.1 Giới thiệu (24)
      • 2.1.2 Thông số [4] (24)
      • 2.1.3 Chức năng của các chân (25)
      • 2.1.4 Sơ đồ (26)
    • 2.2 Giới thiệu về dòng vi điều khiển Atmega328p (26)
      • 2.2.1 Giới thiệu (26)
      • 2.2.2 Sơ đồ chân Atmega328p (27)
      • 2.2.3 Thông số kỹ thuật (27)
    • 2.3 Màn hình LCD (27)
      • 2.3.1 Khái quát về LCD (27)
      • 2.3.2 LCD 20x4 (28)
      • 2.3.3 Module LCD I2C (29)
    • 2.4 Module AC-DC 5V 3,5W (29)
      • 2.4.1 Giới thiệu chung (29)
      • 2.4.2 Thông số kĩ thuật (29)
      • 2.5.1 Mô tả chung (30)
      • 2.5.2 Thông số kĩ thuật [5] (30)
      • 2.5.3 Chi tiết kỹ thuật V9881d (31)
      • 2.5.4 Chức năng các chân (32)
      • 2.5.5 Sơ đồ mạch (33)
  • CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH (34)
    • 3.1 Sơ đồ khối (34)
    • 3.2 Sơ đồ nguyên lý và mạch in (35)
    • 3.3 Sơ đồ thuật toán (35)
    • 3.4 Phần mềm lập trình (36)
      • 3.4.1 Giới thiệu Arduino IDE (36)
    • 3.5 Thiết kế giao diện App Blynk (36)
      • 3.5.1 Giới thiệu về App Blynk (36)
      • 3.5.2 Tạo giao diện thu thập trên App Blynk (37)
    • 3.6 Xây dựng mô hình thực nghiệm (0)
    • 3.7 Kết quả đạt được (39)
    • 3.8 Ứng dụng của đề tài (40)
    • 3.9 Hạn chế (40)
  • Tài liệu tham khảo (42)
  • PHỤ LỤC (43)

Nội dung

Việc sử dụng công tơ điện tử đem lại nhiều ưu điểm và lợi ích như: tổn hao điện năng thấp; độ chính xác khá cao, chi phí bảo dưỡng thiết bị thấp; giảm thiểu chi phí nhân công do khả năng

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN NĂNG

Cơ sở chung về đo công suất và năng lượng

Đo công suất điện là một trong những phép đo cơ bản để đo các thông số của tín hiệu điện tử

Công suất và năng lượng là các đại lượng cơ bản của phần lớn các đối tượng, quá trình và các hiện tượng vật lý Vì vậy việc xác định công suất và năng lượng là một phép đo rất thông dụng và quan trọng Việc phát triển và nâng cấp các phép đo đại lượng này có ý nghĩa vô cùng to lớn trong nền kinh tế nước nhà, nó liên quan mật thiết đến việc tiêu thụ năng lượng, tìm kiếm những nguồn năng lượng mới và việc tiết kiệm năng lượng

Công suất cũng như năng lượng tồn tại dưới nhiều loại khác nhau là: điện, cơ, nhiệt, từ, phản ứng hoá học,… tuy nhiên việc việc đo công suất và năng lượng điện là quan trọng nhất

Dải đo của công suất điện thường từ 10 -20 đến 10 10 W Công suất và năng lượng điện cũng cần phải được đo trong dải tần từ 0 (nguồn điện một chiều) đến 10 9 Hz hoặc lớn hơn [1]

1.1.1 Công suất trong mạch một chiều

Công suất trong mạch một chiều:

𝑅 = k.q Trong đó: I - là dòng điện chạy trong mạch

U - điện áp trên phụ tải với điện trở R

P - lượng nhiệt tỏa ra phụ tải trên một đơn vị thời gian

1.1.2 Công suất tác dụng trong mạch xoay chiều một pha Được xác định như là giá trị trung bình của công suất ở một chu kì T

𝑇∫ 𝑢 𝑖 𝑑𝑡 0 𝑇 Trong đó: p, u, i là các giá trị tức thời của công suất, điện áp và dòng điện Trong các trường hợp điện áp và dòng điện hình sin thì công suất tác dụng tính theo công thức:

P = U I cos𝜑 cos𝜑 được gọi là hệ số công suất Đại lượng S = U I là công suất toàn phần Nó được coi là công suất tác dụng khi phụ tải là thuần điện trở hoạc chứa các bộ biến đổi hệ số công suất tức là cos𝜑 = 1

Khi tính toán các thiết bị điện để đánh giá hiệu quả sử dụng nguồn điện của chúng, người ta còn sử dụng khái niệm công suất phản kháng Đối với điện áp và dòng điện hình sin thì công suất phản kháng được tính theo công thức:

Hệ số công suất trong trượng hợp này được tính như là tỷ số giữa các công suất tác dụng và công suất toàn phần:

𝑆 và khi hỡnh sin thỡ: Kp = cosà

1.1.3 Công suất tác dụng trong trường hợp quá trình có dạng xung

Có thể đặc trưng bởi công suất xung được xác định như là giá trị trung bình trong một thời gian xung:

𝑇 Px Công tơ đo năng lượng điện phải bao gồm một bộ phận chuyển đổi đo công suất, một bộ tích phân Bộ chuyển đổi đo công suất được thực hiện theo nhiều phương pháp khác nhau gồm: [2]

• Phương pháp cơ điện: phép nhân được dựa trên cơ cấu chỉ thị như điện động, sắt điện động, tĩnh điện và cảm ứng, trong đó góc quay α của phần động là hàm của công suất cần đo

• Phương pháp điện: phép nhân được thực hiện bởi các mạch nhân tương tự, số điện tử, tín hiệu ra là hàm của công suất cần đo

• Phương pháp nhiệt điện: sử dụng công suất biến đổi trực tiếp công suất thành nhiệt Phương pháp này thường được sử dụng khi cần đo công suất và năng lượng trong mạch tần số cao

• Phương pháp so sánh: đây là phương pháp rất chính xác vì thế nó thường được sử dụng để đo công suất trong mạch xoay chiều tần số cao.

Đo công suất tác dụng trong mạch xoay chiểu 1 pha

Có các phương pháp đo cơ bản như sau: Đo theo phương pháp cơ điện:

• Watmet sắt điện động Đo theo phương pháp điện:

• Watmet chỉnh lưu điện tử

• Watmet dùng bộ biến đổi Hall

• Watmet dùng phương pháp nhiệt điện

• Watmet dùng phương pháp điều chế

1.2.1 Đo theo phương pháp điện cơ Đo công suất trong mạch điện một chiều có thể đo bằng cách đo điện áp đặt vào phụ tải U và dòng qua phụ tải I Kết quả là tích của U và I Tuy nhiện đây là phép đo gián tiếp, nó có sai số bằng tổng sai số của hai phép đo gián tiếp (đo điện áp và đo dòng điện)

Trong thực tế người ta thường đo trực tiếp công suất bằng Watmet điện động là sắt điện động Những dụng cụ này có thể đo công suất trong mạch một chiều và xoay chiều ba pha tần số công nghiệp với tần số lên đến 15kHz

Watmet điện động có thể đạt tới độ chính xác là 0.01 - 0,15% với tần số 200Hz và trong mạch một chiều, ở tần số từ 200Hz - 400Hz thì sai số đo là 0,1 hoặc lớn hơn Với Watmet sắt điện động với tần số nhỏ hơn 200Hz sai số phép đo là 0,1 - 0,5% còn với tần số từ 200Hz - 400Hz thì sai số đo là 0,2% hoặc lớn hơn Đo trực tiếp công suất bằng watmet điện động: để đo công suất tiêu thụ trên phụ tải RL ta mắc watmet điện động Trong đó ở mạch nối tiếp với một điện trở phụ RP Cuộn tĩnh và cuộn cảm được nối với nhau ở hai đầu Đo công suất trong mạch xoay chiều một pha bằng watmet điện động α = 1

Từ đồ thị hình ta có

Từ biểu thức trên đây ta thấy góc lệch của kim chỉ thị đã tỷ lệ với công suất khi ɣ = 0 hoặc khi ɣ = φ Điều kiện thứ nhất φ = 0 thì có thể đạt được bằng cách tạo ra cộng hưởng điện áp trong mạch song song (ví dụ bằng cách mắc tụ C song song với điện trở RP) Nhưng cộng hưởng chỉ giữ được khi tần số không đổi, còn nếu khi tần số thay đổi thì điều kiện ɣ = 0 bị phá vỡ

Sai số góc: khi ɣ ≠ 0 thì watmet đo công suất với một sai số ɣ gọi là sai số góc

𝛽 ɣ = cos(φ−ɣ)−cosɣ cos φ = 𝑐𝑜𝑠ɣ - tgφ sinɣ-1 Trong hầu hết các watmet sai số này chỉ tăng khi cosφ giảm, thường thì góc ɣ rất nhỏ do đó cosɣ 1 và sin 1 như vậy β ɣ = ɣ.tg𝜑

Khi 𝜑 = 90 o thì ɣ→ ∞, vì vậy thay cho sai số tương đối thường dùng thay cho sai số quy đổi

𝛽 m = cos(φ−ɣ)−cosɣ cos φ 𝑛 ≈ cos φ+ɣ.sin φ cos φ 𝑛

Với cosφ 𝑛 là hệ số cos𝜑 quy chuẩn loại watmet được sử dụng Ở watmet sắt điện động sai số góc còn phụ thuộc vào góc 𝜃 là góc lệch giữa dòng điện I và từ thông ∅ 1 , vì vậy sai số này thường lớn hơn ở watmet điện động Điều kiện thứ 2 là φ = ɣ không thực hiện được vì dòng điện trong cuộn áp U không bao giờ trùng pha với dòng điện trong cuộn dòng I

Sai số của phép đo còn xảy ra do sự tự tiêu thụ công suất trên các cuộn dây của watmet

Chú ý đo công suất bằng watmet điện động Đấu nối đúng chiều các cuộn dây: trên watmet bao giờ cũng có những kí hiệu ngôi sao (*) ở đầu các cuộn dây gọi là đầu phát, khi mắc watmet phải chú ý nối các đầu có kí hiệu (*) với nhau

Watmet điện động có nhiều thang đo theo dòng điện và điện áp (theo dòng: 5A, 10A; theo áp: 30V, 150V, 300V) những giá trị này là giá trị dòng điện và điện áp định mức IN và UN [2]

1.2.2 Đo theo phương pháp điện

Khi đo công suất trong mạch một chiều và xoay chiều một pha theo phương pháp điện thì phép nhân được thực hiện bởi mạch nhân điện tử tương tự và số Tín hiệu ra của chúng là hàm của công suất cần đo

Các phương pháp đo công suất bằng phương pháp điện phổ biến bao gồm:

• Đo công suất bằng watmet chỉnh lưu điện tử

• Đo công suất bằng watmet dùng biến đổi Hall

• Đo công suất bằng phương pháp nhiệt điện

• Đo công suất bằng phương pháp điều chế tín hiệu Dưới đây sẽ tiến hành xem xét từng phương pháp chỉnh lưu điện từ:

Mạch nguyên lý của một watmet chỉnh lưu điện từ với mạch bình phương được thực hiện bằng một diode bán dẫn Watmet có hai điện trở trong mạch dòng là Rs1 và

Rs2 có giá trị nhỏ hơn rất nhiều so với tổng trở ZL và hai điện trở R3 và R4 trong mạch áp Các điện trở R3 và R4 thực hiện vai trò của mạch phân áp vì vậy R3 + R4 lớn hơn rất nhiều so với tổng trở ZL Điện áp rơi trên các điện trở sun RS1 và RS2 tỉ lệ với dòng tải k1i Điện áp rơi trên điện trở R3 của mạch phân áp tỉ lệ với điện áp rơi trên phụ tải k2u

Theo mạch điện thi u1 và u2 trên các diode D1 và D2 sẽ tương ứng là : u1 = k1u + k1i u2 = k2u + k2i

Khi đặc tính của các đi-ốt như nhau và làm việc trên đoạn bình phương của đặc tính vôn-ampe (dòng tỷ lệ với bình phương của điện áp)

Hình 1.1 Mạch nguyên lý của một watmet chỉnh lưu điện tử với mạch bình phương

I1 = β.𝑢 1 2 = β.(k2u - k1i) 2 dòng qua cơ cấu chỉ thị sẽ là: ict = (i1 - i2 ) 𝑅

𝑟 𝑐𝑡 thay i1và i2vào biểu thức ict ta có: ict = R.β (𝑘 2 𝑢+𝑘 1 𝑖)2 – (𝑘 2 𝑢 − 𝑘 1 𝑖)2

Giả sử u = Umsin𝜔𝑡 , i = Imsin(𝜔𝑡 + 𝜑 ) Dòng đi qua cơ cấu chỉ thị từ điện sẽ là dòng trung bình tỉ lệ với công suất tác dụng ict = 1

Với P là công suất cần đo Như vậy đọc kết quả của cơ cấu chỉ thị sẽ suy ra được công suất cần đo

Các đặc điểm cơ bản của watmet chỉnh lưu điện tử dùng diode: có độ chính xác không cao (chủ yếu là do đặc tính của các diode không giống nhau) sai số cỡ 1,5÷ 6% Độ nhạy thấp, công suất tiêu thụ lớn, dải tần tín hiệu khoảng vài chục kHz [3] Đo công suất watmet dùng chuyển đổi Hall

Chuyển đổi Hall là một mạng bốn cửa được chế tạo dưới dạng một tấm mỏng bằng bán dẫn, có cấu tạo như hình 1.2

Hai dòng kí hiệu là T-T của chuyển đổi được mắc vào nguồn điện một hoặc xoay chiều

Hai cực áp kí hiệu là X-X Khi đặt vuông góc với chuyển đổi một từ trường thì xuất hiện ở hai đầu X-X một thế điện động gọi là thế điện động Hall được tính theo công thức như sau: ex = kx.B.ix với: - kx: là hệ số mà giá trị của nó phụ thuộc vào vật liệu, kích thước và hình dáng của chuyển đổi, ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường xung quanh và các giá trị của từ trường

B : là độ từ cảm của từ trường ix là dòng qua phụ tải

Như vậy thế điện động Hall tỷ lệ với công suất nếu như một trong hai đại lượng trên tỉ lệ thuận với điện áp U

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý của watmet dùng chuyển đổi hall

Tạo ra một watmet bằng chuyển đổi Hall bằng cách đặt chuyển đổi vào khe hở của một nam châm điện Dòng điện qua cuộn hút L của nó chính là dòng điện qua phụ tải ZL Còn ở hai cực T-T có dòng tỉ lệ với điện áp đặt trên phụ tải ZL Điện trở phụ RP để hạn chế dòng Hướng của từ trường được chỉ bởi đường chấm chấm [2]

Tìm hiểu về các loại công tơ điện

1.3.1 Công tơ điện 1 pha a Cấu tạo

Hình 1.5 Công tơ điện 1 pha

Công tơ điện có các bộ phận sau:

• Cơ cấu chống quay ngược

• Bộ đếm số b Nguyên lý hoạt động

Khi có dòng điện I chạy trong phụ tải, qua cuộn dậy tạo ra từ thông 𝜃 1 cắt đĩa nhôm tại 2 điểm Điện áp U được đặt vào cuộn áp, dòng điện Iu chạy trong cuộn áp tạo thành 2 từ thông 𝜃 𝑈 và 𝜃 𝐿

𝜃 𝑈 : Là từ thông làm việc nó xuyên qua đĩa nhôm

𝜃 𝐿 : Là từ thông không xuyên qua đĩa nhôm mà chỉ chạy khép kín mạch từ

Hình 1.6 Nguyên lý hoạt động của công tơ điện 1 pha

Do tác động của 2 từ thông trên lên đĩa nhôm tạo ra mômen quay làm cho đĩa nhôm quay [3]

Mq = KqUIcos𝜑 = KqP Trong đó:

Kq: hệ số momen quay

P : Công suất tiêu thụ của phụ tải Đĩa nhôm quay trong từ trường của nam châm vĩnh cửu nó sẽ bị cản bởi momen cản (Mc ) do từ trường của nam châm vĩnh cửu gây ra

Mô men cản tỷ lệ với tốc độ quay của đĩa nhôm:

Kc : hệ số mô men cản n: tốc độ quay của đĩa nhôm

Khi cân bằng ta có: Mc = Mq → Kq.P = Kc.n → n = 𝐾 𝑞

𝐾 𝑐 → n – Cp.P sau thời gian T ta có: n.T = Cp.P.T → N = CpA (1-35) trong đó:

N = n.T số vòng quay của đĩa nhôm trong thời gian T

A = P.T điện năng tiêu thụ của phụ tải trong thời gian T

Dựa vào biểu thức trên ta thấy điện năng tiêu thụ tỷ lệ với sô vòng quay của đĩa nhôm => Cp = 𝑁

𝑃𝑇 (vòng/Kwh) (1-36) c Sơ đồ nguyên lý công tơ một pha

Hình 1.7 Nguyên lý hoạt động của công tơ điện 1 pha

1.3.2 Công tơ điện tử một pha

Công tơ điện tử là công tơ kiểu tĩnh là một thiết bị kỹ thuật số hoạt động tương tư như một máy tính có khả năng lập trình và tương tác với máy tính và các hệ thống điều khiển từ xa Công tơ điện tử có thể đo đếm theo biểu giá:

Biểu giá theo khoảng thời gian trong ngày:

Chuyển biểu giá tự động theo đồng hồ thời gian thực bên trong công tơ

Biểu giá theo ngưỡng công suất tiêu thụ Có thiết bị cầm tay để đọc số liệu công tơ và lập trình lại công tơ

- Lấy chỉ số từ xa: Công tơ có thể được cài đặt sẵn hoặc nâng cấp dễ dàng với tính năng lấy chỉ số từ xa do khách hàng chọn lựa như: [1]

+ Lấy chỉ số từ xa dùng sóng Radio

+ Lấy chỉ số từ xa tự động bằng đường dây tải điện hạ thế PLC (Power-line communication)

- Công tơ có cổng bổ trợ đưa ra các tín hiệu điều khiển lập trình được như:

+ Tín hiệu kiểm tra sai số Công tơ

+ Tín hiệu điều khiển các thiết bị đóng cắt, bảo vệ

Hình 1.8 Công tơ điện 1 pha a, Cấu tạo Đế công tơ: Đế công tơ làm bằng nhựa Polybutylene terephthalate(PBT) có cơ tính cao, chịu va đập tốt, chống cháy Ổ đấu dây: Ổ đấu dây bằng nhựa Bakelit đen, chứa các đầu nối dây điện áp và dòng điện bằng đồng khối mạ Niken có các vít bắt dây dẫn điện cũng bằng đồng mạ Niken đảm bảo tiếp xúc, truyền dẫn tốt cũng như chống gỉ Cuộn dây dòng điện được hàn nối trực tiếp với đầu nối đảm bảo tiếp xúc tin cậy Một cầu nối mạch áp trượt trên ổ đấu dây (ở ngoài nắp công tơ) để nối hoặc không nối mạch áp, dễ dàng cho kiểm tra công tơ Ngoài ra còn có các cầu nối dây của cổng bổ trợ

Cổng bổ trợ: Công tơ có cổng phụ nằm ở phía bên phải của ổ đấu dây, cho phép nối dây ra các thiết bị bên ngoài và được đánh số thứ tự từ 1- 6 Có thể cài đặt được chức năng của cổng bổ trợ thông qua máy tính

Nắp Công tơ: Nắp công tơ bằng nhựa PC trong suốt, chịu va đập mạnh, chịu nhiệt độ cao, chịu tia cực tím, chống cháy Trên nắp có các phím bấm điều khiển và cổng giao tiếp quang học (theo chuẩn IEC 1107)

Nắp che ổ đấu dây: Nắp che ổ đấu dây bằng nhựa PC đảm bảo che kín đầu nối và cáp đấu, chịu va đập, chống cháy Sơ đồ đấu dây công tơ ở phía trong nắp che ổ đấu dây

Bo mạch điện tử: Bo mạch điện tử được thiết kế trên cơ sở các linh kiện điện tử chuyên dụng Mạch điện nhỏ gọn làm việc tin cậy Mạch điện được gia công hàn dán và kiểm tra hiệu chỉnh trên dây chuyền công nghệ hiện đại Bo mạch sau khi chế tạo xong được sơn phủ bề mặt để nhiệt đới hoá

Màn hiển thị LCD: Màn hiển thị LCD của Công tơ là màn hình tinh thể lỏng để hiển thị các thông số từ công tơ điện từ và loại chịu được nhiệt độ cao tới 75oC và tia cực tím phù hợp với điều kiện nhiệt đới hoá và thời tiết Việt Nam

Hình 1.9 Cấu tạo công tơ điện tử

Pin: Công tơ sử dụng Pin Litium có tuổi thọ 10 năm trong điều kiện làm việc liên tục trên lưới điện và ≥ 2 năm bảo quản công tơ trong kho

Do vậy mà các số liệu cài đặt và thu thập được trong công tơ là hoàn toàn đáng tin cậy [1] b, Nguyên lý hoạt động và sơ đồ đấu dây

Sơ đồ hệ thống hoạt động của công tơ

➢ Sơ đồ nguyên lý hoạt động

* Hệ thống nhiều biểu giá:

Biểu giá ngày xác định theo mùa, Các ngày đặc biệt (ngày làm việc, nghỉ, lễ )

Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống hoạt động của công tơ

Hình 1.13 Sơ đồ đấu dây công tơ

Hình 1.10.Bo mạch điện tử [1] [1]trong công tơ điện tử

Hình 1.11 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của công tơ

Thông tin được hiển thị trên màn hình LCD với 7 chữ số và một số ký hiệu kèm theo Chỉ số của các biểu giá (kWh) hiển thị bằng 6 chữ số và một số thập phân Trong chế độ bình thường Công tơ hiển thị chỉ số của biểu giá tích cực Khi bấm nút SC (SCROLL) các thông số sẽ tuần tự hiển thị

* Tự động lưu chỉ số công tơ

Cho phép lưu chỉ số điện năng của các biểu giá và biểu giá tổng vào 00.00 giờ của ngày chỉ định Nếu lúc đó mất điện thì sẽ lưu ngay sau khi có điện trở lại Mặc định lưu vào ngày đầu tháng Công tơ có thể lưu được chỉ số điện năng của 6 tháng gần nhất

* Lưu trữ số liệu: Công tơ lưu giữ thông tin năng lượng, thời gian thực, mô hình biểu giá và thông tin khách hàng được tối thiểu là 2 năm mất điện [1]

1.3.3 So sánh giữa công tơ cơ và công tơ điện tử

Bảng 1.1 Ưu nhược điểm của công tơ cơ và công tơ điện tử

Công tơ cơ Công tơ điện tử Ưu điểm

• Giá thành thiết bị rẻ

• Sử dụng khá bền và ổn định Ưu điểm:

• Đếm và đếm chính xác lượng điện năng tiêu thụ, Đo nhiều thông số

• Có cảnh báo rò rỉ điện

• Giám sát hệ thống điện tốt hơn

• Cung cấp dữ liệu thời gian thực cho việc cân bằng tải

• Cung cấp thông tin chi tiết về quá trình sử dụng điện

• Giảm chi phí quá trình thống kê điện năng tiêu thụ qua việc cắt giảm nhân công

• Độ chính xác chưa cao, phụ thuộc vào cơ cấu hoạt động cơ khí

• Có thể bị điều chỉnh, làm chậm tốc độ quay của đồng hồ

• Mất nhiều chi phí cho nhân công

• Giá thành cao, chi phí sửa chữa, đắt đỏ

• Độ bền phụ thuộc nhiều vào linh kiện

• Mất chi phí về đào tạo nhận sự, phát triển sản phẩm

Trong chương 1, nhóm thực hiện đã giới thiệu được tổng quan các phương pháp đo công suất và điện năng, và giới thiệu đươc các thiết bị đo điện năng được sử dụng để từ đó chúng ta có thể hiểu rõ được cách thức hoạt động và so sánh được ưu nhược điểm giữa các thiết bị

Trong chương 2, nhóm thực hiện sẽ đi tìm hiểu giới thiệu thiết bị phần cứng được sử dụng trong đề tài.

PHẦN CỨNG

Giới thiệu phân tích tổng về ESP8266

Mô-đun WiFi ESP-12E được phát triển bởi Ai-thinker Team, với bộ xử lý lõi ESP8266

ESP8266 là sản phẩmcủa Espressif, đây là vi mạch rất nổi tiếng và mạnh mẽ được sử dụng nhiều trong các dự án IoT Nó hỗ trợ kết nối WiFi chuẩn IEEE802.11 b/g/n, giao thức TCP / IP hoàn chỉnh Người dùng có thể sử dụng thêm mô-đun vào mạng thiết bị hiện có hoặc xây dựng bộ điều khiển mạng riêng biệt

ESP8266 là SOC không dây tích hợp cao, được thiết kế cho các ứng dụng nền tảng di động hạn chế về không gian và nguồn điện Nó cung cấp khả năng vượt trội để nhúng Wi-Fi vào các hệ thống khác hoặc hoạt động như một thiết bị làm việc độc lập, với chi phí thấp và yêu cầu không gian tối thiểu Ngoài ra, đóng vai trò như một bộ điều hợp Wi-Fi, truy cập internet không dây có thể được thêm vào bất kỳ thiết kế dựa trên bộ điều khiển vi mô nào với kết nối đơn giản (giao tiếp SPI / SDIO hoặc I2C / UART)

Ngoài chức năng Wifi, ESP8266EX được tích hợp bộ xử lý 32-bit dòng

Tensilica’s L106 Diamond mạnh mẽ tốc độ cao với tần số tối đa 160MHz, người sử dụng có thể dùng 80% khả năng xử lý cho ứng dụng khác Khi sử dụng các chức năng ngoài WiFi SoC chúng ta cần thêm bộ nhớ SPI ngoài Nó hỗ trợ tối đa 16 MB bộ nhớ và tối thiểu 512 kB khi không sử dụng OTA và 1 MB khi sử dụng OTA [4]

• Hỗ trợ WiFi chuẩn 802.11 b/g/n 2,4 GHz tốc độ tối đa 72.2 Mbps

• Tích hợp MCU 32-bit năng lượng thấp

• Dòng điện tiêu thụ trung bình 80 mA

• Tích hợp giao thức TCP / IP

• Hỗ trợ đa dạng ăng-ten: PCB Trace, External, IPEX Connector, Ceramic Chip

• Hỗ trợ các chế độ WiFi: Station/SoftAP/SoftAP+Station

• Phương thức bảo mật kết nối: WPA/WPA2

• Dòng điện trong chế độ ngủ sâu < 10uA, Dòng khi tắt nguồn < 5uA

• Đánh thức và truyền gói tin trong < 2ms

• Tiêu thụ điện năng ở chế độ chờ

Ngày đăng: 27/07/2024, 10:08

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] P. V. Tuân, kĩ thuật đo lương điều khiển tự động, 2008 Khác
[2] H. V. Phương, Giáo trình đo lường và cảm biến, 2013 Khác
[3] Datasheet ESP8266 Khác
[4] Datasheet IC PCF8574 Khác
[5] Datasheet IC PCF8574 Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình  1.1.  Mạch nguyên lý của một watmet chỉnh lưu điện tử với mạch bình phương - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.1. Mạch nguyên lý của một watmet chỉnh lưu điện tử với mạch bình phương (Trang 14)
Hình  1.2. Sơ đồ nguyên lý của watmet dùng chuyển đổi hall - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.2. Sơ đồ nguyên lý của watmet dùng chuyển đổi hall (Trang 16)
Hình  1.3. Sơ đồ nguyên lý của watmet nhiệt kế lượng - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.3. Sơ đồ nguyên lý của watmet nhiệt kế lượng (Trang 16)
Hình  1.5. Công tơ điện 1 pha - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.5. Công tơ điện 1 pha (Trang 18)
Hình  1.6. Nguyên lý hoạt động của công tơ điện 1 pha - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.6. Nguyên lý hoạt động của công tơ điện 1 pha (Trang 19)
Hình  1.7. Nguyên lý hoạt động của công tơ điện 1 pha - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.7. Nguyên lý hoạt động của công tơ điện 1 pha (Trang 20)
Hình  1.8. Công tơ điện 1 pha - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.8. Công tơ điện 1 pha (Trang 20)
Hình  1.9. Cấu tạo công tơ điện tử - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.9. Cấu tạo công tơ điện tử (Trang 21)
Sơ đồ hệ thống hoạt động của công tơ - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
Sơ đồ h ệ thống hoạt động của công tơ (Trang 22)
Hình  1.13. Sơ đồ đấu dây công tơ - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.13. Sơ đồ đấu dây công tơ (Trang 22)
Hình  1.12. Sơ đồ hệ thống hoạt động của công tơ - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 1.12. Sơ đồ hệ thống hoạt động của công tơ (Trang 22)
Bảng  1.1. Ưu nhược điểm của công tơ cơ và công tơ điện tử - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
ng 1.1. Ưu nhược điểm của công tơ cơ và công tơ điện tử (Trang 23)
Bảng  2.1. Mô tả chức năng các chân [4] - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
ng 2.1. Mô tả chức năng các chân [4] (Trang 25)
2.1.4  Sơ đồ - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
2.1.4 Sơ đồ (Trang 26)
Hình  2.2. Sơ đồ mô-đun WiFi ESP-12E - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 2.2. Sơ đồ mô-đun WiFi ESP-12E (Trang 26)
Hình  2.3. Sơ đồ chân của vi điều khiển Atmega328p [9] - báo cáo đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình công tơ điện tử thông minh đo điện năng tiêu thụ cho mạch điện xoay chiều
nh 2.3. Sơ đồ chân của vi điều khiển Atmega328p [9] (Trang 27)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w