Energiezähler: 6 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Achtung - Wir sind nicht verantwortlich für irgendwelche Missgeschicke bei der Reproduktion dieses Projekts durch irgendjemanden

Energiezähler mit XMC1100 und TLI 4970 & Wi-Fi-Modul NodeMcu (ESP8266)

Der Energiezähler ist eine Anwendung von TLI4970 (Current Sensor) und XMC 2Go und ist ein Plug-and-Play-Gerät für jede Steckdose mit Wechselstromversorgung

In dieser Anwendung verfügt der Energiezähler über die folgenden Funktionen

• Zeigt Leistung, Energieverbrauch der Geräte und eine Schätzung der anfallenden Rechnung an.
• Überwachen Sie die Energie von Haushaltsgeräten aus der Ferne.

Der Strom aus dem Wechselstromnetz wird entnommen und durch eine Sicherung geleitet, um Schäden an der Platine während eines versehentlichen Kurzschlusses zu vermeiden.

Dann wird die Wechselstromleitung in zwei Teile aufgeteilt:

1. Zur Last über den Stromsensor (TLI4970).

2. 230V AC/5V DC Stromversorgungsmodul.

Der Stromsensor misst die Strommenge, die durch eine Last fließt, und sendet 16-Bit-SPI-Daten (13-Bit-Stromwert) an den XMC 2Go, in dem die Energie-, Leistungs- und Rechnungskalibrierung stattfindet.

XMC 2Go sendet die Daten mit Nodemcu an die Cloud (Thingspeak) und zeigt sie auch auf einem OLED an.

Zum Einschalten der Geräte wird ein Buck-Konverter verwendet, um 230 V AC auf 5 V DC herunterzustufen

Schritt 1: Verwendete Komponenten/Hardware und Tools

• Tli4970:
• Der TLI4970 ist ein hochpräziser Stromsensor auf Basis der bewährten Hall-Technologie von Infineon. Sein AC- und DC-Messbereich bis zu ±50 A und ein SPI-Ausgang von 16 Bit (13-Bit-Stromwert). Es ist eine einfach zu bedienende, volldigitale Lösung, die keine externe Kalibrierung oder zusätzliche Teile wie A/D-Wandler, 0 pA oder Referenzspannung erfordert.

Es hat eine gebrauchsfertige Arduino-Bibliothek.

Das Datenblatt der TLI4970-Variante finden Sie hier.

• XMC2Go:
• Das XMC 2Go Kit mit XMC1100 ist vielleicht das kleinste, voll funktionsfähige Mikrocontroller-Evaluierungskit der Welt mit - XMC1100 (ARM® Cortex™-M0-basiert) - On-Board J-Link Lite Debugger (realisiert mit XMC4200 Mikrocontroller) - Power over USB (Micro USB) - ESD und Rückstromschutz - 2 x User LED - Pin Header 2x8 Pins passend für Breadboard.
• Es kann mit der Arduino IDE programmiert werden. Verknüpfung
• Die Bedienungsanleitung finden Sie hier.
• KnotenMCU:
• Wi-Fi-Board für weiteren Info-Link
• AC-DC-Doppelausgang:
• Verringert 220 V AC auf 5 V DC. Verknüpfung
• Oled I2C-Display:
• Verknüpfung
• Prototypenplatine:
• Verknüpfung
• 5 in 1 Erweiterungsbox:
• Verknüpfung

Stromkabel

• Benutztes Werkzeug-
• Kleiner Schlitzschraubendreher
• Lötkolben, Entlötlitze
• Kabelschneider
• Dremal oder ähnliches Tool

Schritt 2: Installieren Sie Arduino und machen Sie es bereit, die Beispiele zu kompilieren

• Installieren Sie die Arduino-IDE. Verknüpfung
• Installieren Sie das Infineon-Board-Paket, um den Beispielcode zu kompilieren.
• Folgen Sie den Installationsschritten nacheinander. Verknüpfung
• Installieren Sie das Platinenpaket für ESP8266.
• Folgen Sie den Installationsschritten nacheinander. Verknüpfung

Installieren Sie die zusätzlichen Bibliotheken, die zum Kompilieren des Beispielcodes erforderlich sind.

1. TLI4970
2. OLED-Bildschirm

Hinweis: - Sie können entweder die ZIP-Datei herunterladen und Ihre Arduino-IDE hinzufügen, indem Sie eine.zip-Datei hinzufügen (wenn Sie dies nicht wissen, befolgen Sie die Schritte in der TLI4970-Sensorbibliothek in der Readme-Datei), ansonsten können Sie beide Bibliotheken über den Bibliotheksmanager installieren im IDE.

Schritt 3: Anschlussdiagramm

Die Verbindung ist wie folgt:

XMC 2Go ---- > Tli4970

Vss -------GND

Vdd --------- > 3,3V

P0_6 -------- > MISO

P0_8 ------- > SCK

P0_9 ------- > CS

XMC 2Go ----- > Nodemcu

Vss ---------- > GND

Vdd ---------- > 3,3

VP2_0 ------ > D6

Nodemcu -- OLED

GND -------- > GND

3.3V --------- > 3.3V

D1 ------------ > SCK

D2 ------------ > SDA

Schritt 4: ThingSpeak einrichten, um die Daten zu visualisieren

• Erstellen Sie ein Konto in ThingSpeak
• Erstellen Sie einen Kanal im ThingSpeak-Konto
• Nehmen Sie die Anmeldeinformationen des ThingSpeak-Kanals und schreiben Sie den API-Schlüssel und aktualisieren Sie die Details in der geheimen Datei, die zusammen mit der.ino-Datei vorhanden ist, die in der NodeMCU geflasht werden soll.

Schritt 5: Letzte Schritte

Flashen Sie den in der rar-Datei angegebenen Code, nachdem Sie den im Paket angegebenen pins_ardiuno ersetzt haben.

Hinweis: Pins_arduino.h kopieren und durch die im Pfad C:\Users\….\AppData\Local\Arduino15\packages\Infineon\hardware\arm\1.4.0\variants\XMC1100\config\XMC1100_XMC2GO\ vorhandene pins_arduino.h ersetzen. pin_arduino.h

Hinweis: Nehmen Sie vom Abwärtswandler einen 5-V-Ausgang und schalten Sie sowohl XMC2Go als auch NodeMcu ein.

Schritt 6: Flussdiagramm & Schaltungsverbindung

Blinken Sie den Code, überprüfen Sie die Verbindungen, der Energiezähler ist bereit, den Stromverbrauch aller an den Energiezähler angeschlossenen Geräte zu berechnen.

In diesem Projekt wird eine Platine mit Sicherung verwendet, was den Preis dieses Maker-Projekts erhöht. Dies könnte auch nur mit einer Steckdose erfolgen, in die die Last eingesteckt werden kann. Wenn Sie jedoch eine einzelne Steckdose ohne Sicherung verwenden, müssen Sie doppelt geschützt sein beim Umgang mit dem Netzteil.