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基于 ESP8266 的物联网能源监控器

发布时间:2021-11-17
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基于 ESP8266 的物联网能源监控器

发布时间:2021-11-17
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该项目使用带有 ESP8266-12 和 ADS1115 的 NodeMCU 模块创建了一个有功电能监控器。

该项目使用带有 ESP8266-12 和 ADS1115 的 NodeMCU 模块创建了一个有功电能监控器。

接线电路
此基本版本仅适用于视在功率。为了保持较少的组件数量和尽可能简单的电路,ADS1115 用于差分模式,无需偏置电阻器。困难的部分是让有执照的电工将电流传感器上的夹子连接到进入房屋的主电线上。由于我们只有 1 个通道,因此我们将监控整体功率而不是每个电路的功率。按照下面的弗里茨图在面包板上连接原型。为靠近配电盘的 NodeMCU 供电也可能是一个问题,所以我安装了一个 DIN 导轨电源插座,这将在以后的实际功率测量中派上用场。

编程 NodeMCU
我选择使用 Arduino IDE 来对 NodeMCU 进行编程,因为相关库很容易获得,而且我个人对这个平台很熟悉。您可以使用 Arduino IDE 的最新版本和此处的说明轻松入门。可在此处获得在其上运行的基本视在功率代码。

连接到 Thingspeak
连接到 Thingspeak 可以轻松绘制电流并保存连续收集的数据。创建一个帐户并在上面的 Arduino 草图中填写 API 密钥。


只要校准负载功率因数问题,就可以使用 12V DIN 导轨变压器测量实际功率。下面的弗里茨图显示了如何实现这一点。在此设置中,可以使用如图所示的桥式整流器为 NodeMCU 供电。

在采样 AC 电压时必须小心避免 ADC 过载。ADC 可以在比例因子 1 下处理的最大峰峰值电压约为 8V,RMS 交流电压约为 2.8V。在此模式下接线时,还会测量各种其他变量,包括功率因数、真实和视在功率以及线路电压。可以在此处找到将真正力量上传到 Thingspeak 的草图。

把它放在PCB上
在面包板上制作原型并确保一切正常后,我们可以将设计转移到 PCB 上。我在此处提供了原理图和 PCB 。我将迭代设计并随着我的进展更新它们。可以通过直接替换 7805(例如Murata)并添加 50-60Hz 低通或带通滤波器来抑制测量中的任何噪声来进行改进。

最终组装的系统现已完成并可在Tindie上使用

本方案所用到的一些代码

如果您对此项目有任何想法、意见或问题,请在下方留言。

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