Как измерить общее энергопотребление платы Arduino

У меня есть проект, над которым я сейчас работаю. Мы построили зеленую стену, которая состоит из растений на стене

Зеленая стена

Теперь у нас есть насос, расположенный на дне, который поливает все растения. Существует плата Arduino, которая решает, когда включить насос. Питание от солнечной панели и ветровой турбины. Мы хотим знать, сколько энергии мы сэкономили, используя солнечную панель и турбину.

Вопрос:

Как измерить количество энергии в Вт, использованное в тот день с 00:00? Есть ли библиотека? Или это невозможно с Arduino?

Большое спасибо.

Прояснить некоторые вещи

Нет, насос напрямую не заправляется штифтом Arduino. Мы используем моторный щит.

Да, в цепи есть аккумулятор. Солнечная и ветровая энергия заряжают аккумулятор, который, в свою очередь, питает компоненты.

Я хотел бы знать всю потребляемую энергию, а не только насос.

programming sensors

— DLJ
источник

Вы хотите знать ток, используемый платой, а не вольт. Вольт будет постоянным. Ток будет меняться при включении / выключении двигателя.

— Сахлин

Точнее, вы хотите, чтобы энергия (в Вт, ватт-час) потреблялась с 00:00. Чтобы рассчитать энергию, вам нужно постоянное напряжение и тенденция тока (в А или мА, Ампер) во времени.

— jfpoilpret

Хорошо, я попробую это

— DLJ

Вы упомянули насос: он напрямую поставляется с помощью булавки Arduino (надеюсь, что нет). Каковы технические характеристики насоса? Я предполагаю, что большая часть потребляемой энергии будет исходить оттуда, но вы, возможно, считаете, что eneegy для самого Arduino ничтожно мал.

— jfpoilpret

@jfpoilpret Использование солнечной и ветровой энергии может привести к тому, что ни напряжение, ни ток не будут постоянными. В противном случае ваш метод правильный. Энергия [Wh] = V [V] × I [A] × t [с] / 3600 [с / ч]

— Джиппи

Ответы:

Чтобы рассчитать количество энергии, вы должны сначала рассчитать мощность.

Отношение

Энергия = (Мощность * Время использования)

Как рассчитать мощность?

Напряжение для каждого устройства в системе постоянно. Что изменится, так это текущий вывод по каждому компоненту в проекте. Главное, что у вас есть, это насос и сколько он потребляет тока. Обычно у вас будет на «тарелке» насоса текущий вывод его из строя.

Скажем, он потребляет 2 Ампер. Если этого там нет, используйте цифровой мультиметр «DMM» и подключите последовательно с насосом и измерьте величину тока.

Если в вашем проекте есть какие-то другие важные / важные компоненты, просто рассчитайте текущий выход из них.

Теперь сложите все токи и скажите, что вы получили 2 Ампер.

Если все компоненты работают при одном и том же напряжении, просто умножьте общую величину отвода тока на напряжение. ПОЧЕМУ? Потому что: P (мощность) = V (напряжение) * I (ток)

Если нет, просто найдите мощность каждого компонента. Сложите все силы всех ваших компонентов.

Теперь вам останется только рассчитать энергию.

E (энергия) = мощность * время

Время здесь относится к тому, как долго работает ваша система? Это целый день, пару часов. Это не имеет значения. Обычно для облегчения использования времени (в часах).

Скажем , ваша власть закончилась с 3kW киловатт вы запустить систему в течение 2 -х часов каждый день энергии = 3 * 2 = 6 кВт · ч

Если вы сохранили это целый месяц. Экономия энергии за месяц = 180кВтч.

Просто узнайте, сколько стоит министерство за каждый кВтч, и вы узнаете, сколько денег вы сэкономили!

— Адель Биби
источник

Я думаю, что эта формула не может применяться как есть в этом случае, так как потребление тока будет сильно меняться, когда насос включен (и это не всегда, к счастью).

— jfpoilpret

Он может узнать ток стартера (в пусковом токе) и увидеть, насколько процентное увеличение увеличивается при нормальной работе. Затем он может добавить этот процент - просто в случае - чтобы компенсировать эту ошибку. Конечно, он должен видеть на avg, сколько раз он включал насос. Я думаю, что это не будет иметь большого значения, потому что длительность пускового тока действительно мала.

— Адель Биби

Я думаю, что это может мне сильно помочь. Я попробую, а потом скажу, что происходит. Спасибо!

— DLJ

Существуют микросхемы для измерения тока (например, ACS714). Просто обязательно купите чип, который не поджарится под вашим грузом, и установите его в серию с насосом. Этот чип подает аналоговый (но более «умный» чип, использующий i2c или spi) сигнал на arduino, используя формулу в техническом описании, вы можете узнать реальный (ну, как всегда, небольшая ошибка) ток.

Вы уже должны знать напряжение насоса, но вы можете легко прочитать его с помощью аналогичной микросхемы или даже делителя напряжения , просто обратите внимание, если вы используете ШИМ, как если бы он подделал ваше чтение)

Теперь, как уже указывал Адель Биби, вы можете умножить напряжение насоса на текущее значение тока (найти мощность), умножить на время, прошедшее с момента последнего измерения, и суммировать с предыдущей мерой (интеграл мощности по времени )

Вы можете сделать то же самое на панели «ветер / солнечная панель», просто инвертировав знак тока (когда вы производите, а не потребляете энергию) и вуаля!

— Lesto
источник

С аккумулятором в системе, потребление тока будет увеличиваться по мере его отключения. Аккумулятор обеспечивает достаточное давление для привода системы. Когда давление в системе снижается, насос включается, чтобы поднять аккумулятор, при этом максимальное давление приближается к пределу давления. Взяв общее время работы рассматриваемого насоса (@DLJ), вы можете нарезать его на отдельные куски и измерить расход за эти периоды, составить график. Мне нравится эта зеленая стена, и я хочу одну. - Aloha nui loa, MKK edit - Кроме того, даже 12-вольтовый насос, приводящий в действие самый маленький 1-литровый аккумулятор до 250 кПа, будет потреблять до 3 А в течение нескольких минут, учитывая размер вашей системы. Какой моторный щит вы используете?

— MKK
источник