Главная » Хабрахабр » Снятие показаний счетчиков в домашних условиях

Снятие показаний счетчиков в домашних условиях

С тех пор прошло уже несколько лет. В прошлой статье я рассказывал как снимал показания со счетчиков воды. Но мне этого показалось мало, т.к. Устройство так и продолжает работать и за все это время я его не трогал. Об этом я и хочу поговорить.
в доме были другие устройства, с которых необходимо было снимать показания.

Счетчик электроэнергии

У нас с этим была такая же проблема, что и со счетчиками воды — мы постоянно вспоминали про него, когда находились довольно далеко. В каждой квартире есть счетчик электроэнергии и его показания тоже необходимо вовремя сдавать. Вот такой счетчик у меня установлен в щитке на лестничной площадке. Необходимо было как-то решить данную проблему.

У меня установлен старый счетчик электроэнергии и у него нет специальных выводов для подсчета этих импульсов. На каждом счетчике указано какое кол-во импульсов он совершает на 1кВт*ч. Значит нам надо как-то определять, что светодиод мигнул. Но у него есть светодиод, который мигает в такт этим импульсам. Чтобы он реагировал только на светодиод, фототранзистор был установлен во фрагмент квадратного деревянного бруска и приклеен скотчем к счетчику. Для этого я решил использовать фототранзистор, который меняет свое сопротивление в зависимости от его освещенности. Как получилось видно на фото ниже.

Устройство я установил в этот щиток(в нем есть и розетка для питания) и через плинт соединил фототранзистор со своим устройством. Еще во время ремонта в квартире, в общем щитке я установил плинт и провел от него витую пару в квартирный щиток со слаботочкой. И в таком виде все работает уже больше полугода.

Датчик протечки воды

Его принцип работы схож с фототранзистором, только он меняет свое сопротивление от попадания на него воды. В качестве образца взял обычный датчик протечки GIDROLOCK WSP.

Доработка платы

Теперь схема выглядит следующим образом Я немного доработал старую плату.

Были сделаны следующие изменения:

  1. В схему добавлена микросхема CP2102, чтобы к плате можно было подключаться напрямую без переходников
  2. Увеличено кол-во выводов до 4(М1, М2, М3, М4), что позволяет одновременно подключить большее кол-во счетчиков
  3. Добавлены вспомогательные резисторы(R1..R8), что позволило конфигурировать выводы как необходимо

Теперь каждый вывод можно настроить для:

  • подключения светодиода
  • подключения кнопки
  • подключение счетчиков(датчиков)

Для этого к каждому выводу был добавлен делитель напряжения. При использовании фототранзистора и датчика протечки их минимального сопротивления может быть недостаточно, чтобы напряжение опустилось до уровня логического нуля.

Допустим датчик подключен к выводу M1. Давайте на примере датчика протечки рассчитаем делитель напряжения. Напряжение питания(U) ESP 3. У него вспомогательные резисторы R1 и R2. Сопротивление датчика протечки(Rd) при попадании на него воды становится 10кОм. 3V. Для ESP это 0. Нам необходимо добиться, чтобы напряжение $U_2$ было ниже напряжения уровня логического нуля. 6V. 8V, возьмем 0. Формула для расчета напряжения $U_2$: $R_1$ нам не нужно, соответственно примем равным 0.

$U_2=U\frac{R_2+R_d}$

Выделим $R_2$:

$R_2=R_d\frac{U-U_2}{U_2}$

, где $R_d$ — это сопротивление датчика

Подставим известные значения в формулу

3 - 0. $R_2 = 10000\cdot\frac{3. 6} = 45000 Ом$ 6}{0.

, округляем до ближайшего большего и получаем 47кОм.
Для фототранзистора расчет делается аналогично, только Rd равно сопротивлению фототранзистора при освещении его светодиодом.

Прошивка

Старый скрипт был модифицирован под 2 режима работы: снятие показаний счетчиков воды и снятие показаний электросчетчика. Как и раньше, прошивка собрана при помощи online-конструктора. Соответственно есть 2 окна настройки:

При отладке у меня одновременно были подключены 2 счетчика воды, датчик протечки и светодиод.
В режиме снятия показаний счетчиков воды, данные передаются каждые 60 секунд при условии если были какие-либо изменения в показаниях. При желании можно все объединить и добавить что-то свое. Данные по-прежнему передаются на thingspeak.com
Т.к. В режиме снятия показаний счетчика электроэнергии, данные передаются каждые 20 секунд без каких либо условий. Если в течение 60 секунд никто не подключился к устройству, то дальше стартуем режим снятия показаний. в новой схеме отсутствует кнопка для перехода в режим настроек, было принято решение при загрузке переводить устройство в режим настройки на 60 секунд. Если кто-то подключился, то выход из режима настроек либо по сохранению данных на странице либо перезагрузив устройство.

Доработка приложения

Все данные хранятся в локальной SQL базе, чтобы можно было легко и быстро строить графики. Показания счетчика электроэнергии необходимо было передавать в отдельный канал, поэтому в новой версии приложения я добавил возможность добавлять несколько каналов. данные по электросчетчику я отправлял каждые 20 сек это отразилось на кол-ве данных, а следовательно, и скорости их получения. Т.к. После оптимизации запросов в базу, удалось увеличить скорость выборки в несколько тысяч раз(сам не ожидал такого прироста).
В новой версии были добавлены: Для сравнения, за все время снятия показаний по водосчетчикам накопилось около 72000 записей, а по электросчетчику примерно за 7 месяцев около 2,6 млн.

  1. виджет электросчетчика
  2. линейные графики
  3. возможность поделиться виджетом или графиком с другими людьми
  4. возможность работы с несколькими каналами
  5. оптимизация скорости работы

Итого

После всех доработок, я могу получить следующую информацию:

  1. текущее показание счетчика
  2. текущее потребление
  3. информацию по потреблению и расходу электроэнергии за какой-то промежуток времени

Если делать устройство автономный, то необходимо передавать данные несколько раз в день, а я же хотел видеть данные почти в режиме реального времени.
Приложение можно использовать не только с моим устройством, но и просто как клиент к thingspeak.com для отображения каких либо графиков или значений. Конечно, напрашивается вопрос почему я не сделал устройство автономным(на хабре есть несколько статей на эту тему). На данный момент приложение красиво отображает показания счетчиков воды и электроэнергии, если у кого-то будут другие идеи, что можно добавить, то пишите мне в личку.

Полезные ссылки

Фото устройства



Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Разработка buck-преобразователя на STM32F334: принцип работы, расчеты, макетирование

В двух своих последних статьях я рассказал о силовом модуле и плате управления на базе микроконтроллера STM32F334R8T6, которые созданы специально для реализации систем управления силовыми преобразователями и электроприводом. Так же был рассмотрен пример DC/AC преобразователя, который являлся демонстрацией, а не ...

Simulation theory: взаимосвязь квантово-химических расчётов и Реальности

Введение О чём этот текст Если человек услышит о «симуляции реальности», то в наиболее вероятно ему в голову придут или разные научно-фантастические произведения (типа Матрицы, Темного города, или Теоремы Зеро), или компьютерные игры. В случае людей, чьи головы засорены инженерным ...