Monitoreo eléctrico con sensor de tensión ligera, MQTT y algunas cintas adhesivas

Pedro Molina
Pedro Molina

Cuando se trata de procesamiento de energía, tener datos en tiempo real es clave. Pero una empresa de servicios proporciona gratuitamente información sobre kilovatios-hora que rara vez se actualiza, lo que dificulta enormemente el ajuste de los hábitos de gasto durante el ciclo de facturación. Entonces, cuando nos enteramos de [Jon]El proyecto para traducir las señales de luz que irradian desde su medidor, tuvimos que comprobarlo.

En apariencia, su configuración de hardware es relativamente simple. Solo utiliza un sensor de luz a voltaje TSL261 conectado a un Arduino con un blindaje Ethernet conectado. Luego, el sensor se pega sobre el LED parpadeante del medidor, que parpadea cada vez que se envía un pulso para indicar cada vez que se usa un vatio de electricidad. Su configuración es específica del tipo de contador instalado por su servidor, y no hay garantía de que todos los contadores utilizados por esa empresa sean iguales. Pero es un buen comienzo para una mejor solución de monitoreo de energía.

Y todo el proceso está documentado [Jon]’, lo que permite a las personas con más curiosidad por la energía ver lo que se necesitó para conectar todo. En él, describe cómo empezar con MQTT, que es un protocolo de conexión de máquina a máquina (M2M) / “Internet de las cosas”, para producir un gráfico en tiempo real, transmitiendo datos desde una transmisión en vivo.

Ahora, con toda esta valiosa información, se pueden construir otros programas encima. La interacción con algo como el sistema de microcontrolador Pinoccio puede permitirle apagar los dispositivos durante las horas pico, lo que ayuda a reducir el precio de facturación al final del mes.

Las plataformas energéticas inteligentes como esta ayudan a conservar la electricidad al mantener al contribuyente constantemente informado sobre sus hábitos energéticos. Una verdadera victoria, una victoria. Sin embargo, todavía necesitamos averiguar cómo extraer (legalmente) los datos de otros tipos de medidores.

Un ejemplo es recopilar la información de forma inalámbrica con un dispositivo USB especial para recopilar los datos emitidos por el medidor de servicios públicos. Pero esto solo funciona para esa marca de medidores. Otra solución es leer rayos infrarrojos con AVR, resistencia, condensador y fototransistor, que es similar a lo [Jon] creado arriba.

Entonces, ¿qué calibre tienes? Y, ¿cree que hay una mejor manera de extraer los datos de kWh? Háganos saber en los comentarios y veamos qué se nos ocurre.

  • Ben dice:

    cada vez que se usa un vatio? Oh vamos.
    Pero esta es una idea realmente genial.

  • Gaz99 dice:

    Buen resumen.
    Hice algo similar pero con Current cost meter y Pi, http://piamble.wordpress.com/2013/05/13/monitoring-home-elecricity-consumption-with-a-raspberry-pi/, que da consumo cada 6 segundos. El valor real tiene un breve período de muestreo. Esto le permite determinar firmas de dispositivos y comprender su carga base y encontrar dispositivos que desperdician energía. No es necesario que exponga los datos detallados a Internet, ya que permitiría a otros determinar si la casa está vacía. También vale la pena echarle un vistazo al monitor de energía abierto.

  • Kevin dice:

    ¡Muy buen trabajo!

  • Greenaum dice:

    ¿Por qué un sensor de luz a voltaje en lugar de solo un sensor de luz?

  • Entropía dice:

    El pulso se emite probablemente una vez por cada kilovatio hora de energía consumida, no un vatio hora. Mi mamá tiene un medidor de potencia similar y cuando hay muchas luces, un televisor, computadoras y el hervidor de agua, la luz puede parpadear dos veces por segundo …

    • Sven dice:

      Los medidores habituales parecen tener 1000 pulsos por kWh.

      Algunos medidores que he visto tienen 2 LED con diferentes intervalos para que puedas hacerte una idea del consumo tanto en cargas bajas como altas.

    • Ene. dice:

      @Entropia: Reveló que si su madre consumiera dos kWh por segundo, necesitaría una planta de energía nuclear solo para su hogar. El congreso a través de la mayoría de los medidores es de 1000 pulsos por kWh, es decir, uno por Wh.

      El sistema construido por Jon debería ser aplicable a casi todas las personas con un medidor de potencia no demasiado antiguo, al menos nunca he visto un medidor más nuevo que no parpadee. Algunos de ellos difieren ligeramente en que hacen lo contrario: su diodo siempre está activo y se apaga brevemente para cada pulso.

      • Entropía dice:

        Me quedo corregido. Lo pensé y es como dijiste. No sé lo que pensé. 🙂

  • DougL dice:

    Esto es genial. Compré un motor de arranque de bolsillo que hace esto llamado visión de vatios, lo uso ahora y es excelente para rastrear la potencia. Mi medidor es como el descrito que envía un pulso de luz que muestra un uso poderoso. Diferentes medidores lo hacen diferente Wattvision tiene diferentes sensores.

    Sigan con el buen trabajo.

  • duk242 dice:

    ¡Maldita sea, estaba a punto de preparar mi solución para exactamente lo mismo! Solo que este es un poco mejor.
    El mío usa Arduino + Ethernet + LCD Shield y envía paquetes UDP a mi servidor para registrarlos. Este es un poco mejor que el mío, aunque con las interrupciones …

    • M Lange (@errorad) dice:

      ¡Publícalo de todos modos! ¡Nunca peor!

      • duk242 dice:

        Algún día haré que mi versión 2.0 sea una (¡después de algunas sugerencias de este artículo!)
        Así es como se ve mi actual:
        http://poopr.org/images/sryyloglxcgdb85w7c3r.jpg
        http://poopr.org/images/0op4r7ta4dwegx5ntqr.jpg
        Y todo lo que se muestra en una tableta en la cocina (junto con los datos de nuestra unidad de energía solar): http://poopr.org/images/zshr6zt9nc08p5h5vrw.jpg

  • Colin Cameron dice:

    Bonito: hice algo similar hace unos años con un transistor de foto y una Raspberry Pi: http://c.cam108.me/?p=11

    Nunca terminé de escribir sobre el software porque me mudé a un apartamento con un dial analógico.

    • BrilaBluJim dice:

      Los medidores digitales analógicos también se pueden piratear de una manera muy similar: tienen un disco que gira a una velocidad proporcional a la carga, y en el borde de este disco hay una marca negra lo suficientemente grande como para ser detectada a distancia por un LED reflectante. (o láser) + fototransistor una combinación. No sé qué cantidad de energía representa cada revolución del disco, pero eso se puede determinar fácilmente calculando las revoluciones durante aproximadamente un día y comparando el cálculo con el cambio en la lectura de los diales analógicos.

  • Bagazo dice:

    Mi medidor tiene un cuero rojo intermitente que pulsa cada 1 Wh.

    Leí los rayos con otro cuero rojo conectado a un arduino. Este arreglo se ha estado ejecutando de forma continua durante varios años.

  • MH dice:

    “Cuando se trata de tratamiento energético, tener datos en tiempo real es clave”.
    ¿Por qué? Esta parece ser una de esas pruebas con conceptos repetidos: dígalo con suficiente frecuencia y la gente creerá que es cierto.

    Ahora bien, si está diseñando o dirigiendo una fábrica, eso es una cosa.
    Pero en un entorno residencial, ¿exactamente por qué es útil?
    Con un medidor de energía del dispositivo, puede averiguar qué usan la mayoría de los dispositivos,
    dejando solo unos pocos electrodomésticos directamente cableados o de alto voltaje (horno, calentadores básicos, horno, secadora) para ser evaluados.

    Esto le permite identificar los elementos que desperdician (usuarios de energía importantes, desperdicios en espera, etc.) y priorizar los elementos para que recuerde apagarlos cuando no estén en uso.
    (Se necesitan muchas más conjeturas para hacer esto desde un monitor de potencia general continuo).

    Pero más precisamente: en un entorno residencial típico, hay pocas cargas eléctricas importantes que pueden cambiar fácilmente con el tiempo. La mayoría de la gente trabaja o va a la escuela, por lo que sus horarios son muy limitados. No pueden cambiar cocinar la cena o lavar platos o platos o ducha para albergar la compañía eléctrica.

    Apagar calentadores de agua o una estufa / horno cuando no hay nadie en casa es una tarea para un temporizador eléctrico, no para un sistema de control de energía.

    Operar la ropa cuando las tarifas son bajas será práctico solo cuando desarrollen una lavadora que automáticamente ponga la ropa en la secadora o la cuelgue en el tendedero, y una secadora que saque la ropa cuando esté seca. (O cuando la moda decreta que la ropa arrugada y mohosa está de moda).

    Entonces, ¿cuál es el uso del monitoreo de energía general en general más allá de lo que podría hacer con un vatímetro letal y un programa para alentarlo a apagar las luces, etc.? cuando no los esté usando.

    • Mike Lu dice:

      Es bastante fácil arreglar los platos para lavar: solo tiene que cargar el lavavajillas primero. Aunque el calentador de agua es aún más fácil de reestructurar, siempre proporciona la mayor parte de la energía utilizada por el lavavajillas. (Suponiendo, por supuesto, que es un calentador de agua eléctrico estándar).

      Lavar la ropa en realidad no consume suficiente energía para tener una fecha muy posterior. El secado funciona si usa una secadora (que en su mayoría es innecesaria), pero puede simplemente apagar o encender el calentador para disminuir el uso.

      Donde realmente brilla la gestión de la energía es con la energía alternativa in situ. Puede permitirle usar masa térmica (por ejemplo, tanques de agua) para HVAC, refrigeración y agua caliente, lo que reduce en gran medida las necesidades de batería.

  • leppie dice:

    Tengo un proyecto similar ejecutándose durante años solo usando LDR y el ADC en Arduino. Actualmente se está trabajando en un nuevo diseño para eliminar el ADC y reducir el consumo de corriente a un nivel sub-mA para que pueda funcionar con baterías. Todos los medidores de prepago en Sudáfrica tienen este LED intermitente, ¿es esto común también en otros países?

  • sonofthunderboanerges dice:

    Tengo un medidor Schlumberger-Vathor en el costado de mi casa aquí en Connecticut (NU-CL & P). Esta serie de calibradores tiene un disco plateado giratorio en el medio que parece tener varios orificios piloto. Cuando miro hacia abajo desde la parte superior del recinto de vidrio, puedo ver mi dedo moviéndose hacia el otro lado. Cuanto más poder uso, más rápido gira. Es por eso que los más pulsos por minuto pude detectar con un detector de ráfagas de fotodiodos.

    Por eso anticipé esto http://oi62.tinypic.com/2v0k51w.jpg
    Creo que se puede producir una falla por corte de energía con un LED y un fotodiodo en paja negra o algo similar. Los pulsos se pueden enviar a un Arduino o computadora de forma remota a través de un cable de regreso a la casa. Puede adjuntarlo al botón izquierdo del mouse en un mouse y verificar el evento clave en JavaScript

    La plataforma se montaría en el recinto trasero con velcro o cinta adhesiva de doble cara y dedos o palos de madera. El LED se puede encender con una batería local de 9v o una fuente de alimentación de una toma de CA externa. El fotodiodo también podría obtener su energía de los mismos conductores y los pulsos podrían alimentarse a un largo trozo de cable de altavoz en la casa. O los pulsos podrían ser autoeléctricos para una célula solar. Todos los métodos deben conectarse mediante un optoacoplador en la entrada ADC (o el botón del mouse). Esto también se puede hacer de forma inalámbrica.

    • duk242 dice:

      Yo diría que en lugar de perder una computadora para controlar los clics del mouse, simplemente puede ejecutarlo en Arduino e ir a Serial -> Computadora (para que pueda iniciar sesión como una tarea en segundo plano) o Arduino con Adaptador Ethernet. Ahora estoy trabajando en la versión 2 de mi medidor de potencia con Spark Core, por lo que me informará a través de Wifi 🙂

    • sonofthunderboanerges dice:

      Solo pensé que uno debería colocar un letrero en la pared en letras negritas para que el lector del medidor eléctrico no informe a su supervisor que usted tiene algún tipo de “dispositivo” ilegal conectado al medidor. El letrero diría de manera concisa que es solo una poderosa idea de monitoreo con un ojo eléctrico no invasivo que de ninguna manera obstaculiza el funcionamiento del medidor. Solo está tratando de ahorrar dinero regulando el uso de su dispositivo internamente.

      • sonofthunderboanerges dice:

        ¿Cómo puede usar las matemáticas para averiguar el uso de KWH usando esta plataforma de conteo de clics? El medidor de potencia CL&P se puede leer por la diferencia de lecturas digitales anteriores durante un período específico. Tiene el clic total para el mismo período específico. Grabaste tus marcas de tiempo en tus marcadores anteriores. Puede obtener la tarifa de $ po-KWH de su última factura de electricidad.

        Ahora, ¿qué son las matemáticas?

        • duk242 dice:

          Por tu poder ahora:
          lastTime = última vez;
          pulseTime = micros ();
          potencia = (3600000000.0 / (pulseTime – lastTime)) / ppwh;

          Donde ppwh son pulsos por vatio hora (en mi caso, son 3.6 pulsos por vatio hora (3600 por kWh)).
          Eso le da su uso desde el último pulso.

          Para calcular el uso total, es use = numberOfPulses / ppwh; darle un total de kWh. (Es decir, número de pulsos en un período de tiempo definido).

  • Fennec dice:

    Muy genial. : D Pero en Nueva Zelanda no lo necesito porque estamos con una empresa llamada powershop que tiene un tablero realmente genial para ver cosas como mapas de calor (http://tinyurl.com/pjk44dh) de su consumo de electricidad durante todo el mes . Además de poder prepagar créditos, de los cuales se venden en paquetes y en ocasiones tienen especiales donde se pueden obtener créditos extra y así sucesivamente.

    Solo se actualiza por hora, pero creo que es suficiente para casa.

  • Jon Archer dice:

    Hola a todos,
    La primera vez que miré aquí, no me di cuenta de que había tantos comentarios. Soy el Jon que armó este proyecto. Muchas gracias a todos por sus comentarios, muy buenas reacciones y me siento honrado.

    El proyecto era más que “ver si puedo sacar algo de ese rayo” y era un producto de Google y un bastardo del código arduino para tener un producto que ahora funciona. La unidad ha estado en funcionamiento durante aproximadamente 2 años y, literalmente, la estoy olvidando. Todos los datos se registran en una base de datos y se muestran a través de una interfaz de Internet en lugar de usar Xively. Siempre trato de hacer todo en casa, por lo que no es necesaria una conexión a internet, de esta manera un mal funcionamiento no impedirá resultados.

    El siguiente paso en este proyecto es leer el medidor de gas, no pude comenzar con eso, pero será en la línea del comentarista que propuso monitorear los hilanderos analógicos. Usaré el último dial numérico en el indicador que tiene un círculo plateado sólido para el número cero, puedo usar un “interruptor selector” infrarrojo que es básicamente cuero infrarrojo y un fotodiodo que reconocerá el reflejo en el disco plateado.

    Por lo tanto, el código es casi el mismo para arduino.

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