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智慧節能 Smart Energy

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隨著地球上的資源不斷的被開發與使用,能源的相關議題越來越被重視,為了克服能源不足的問題,要從二方面去努力:第一,是尋找和開發天然資源,像是常看到的太陽能和風力,第二,是我們這次的主題“智慧節能”,如何去讓能源去達到最高的效率?

我們這次的專題是由Raspberry Pi作為核心系統並使用Open Cloud Platform 來記錄各電器用品電流的使用狀況。電流取得乃晶片ASC712-20A 是霍爾效應電流感測元件 (Hall Sensor),具有2.1kVrms 的絕緣耐壓能力,及20Amp 的耐電流能力,電流感測器解析度為1Amp 可以產生100mV的輸出電壓變化,藉由解析度來求出負載所產的電流,進而求得消耗功率。MCP3008晶片是一個SPI界面的類比數位轉換器(Analog-to-digital converter,ADC),Hall Sensor所產生的訊號為類比訊號,須透過它轉成數位訊號。Raspberry Pi是用來處裡數據,也當作伺服器來架設網頁顯示即時數據。當負載(電器)接上電源產生電流,電流流過感測器產生霍爾效應,之後取得霍爾效應產生的電壓差經由MCP3008晶片進行AD轉換成數位訊號,在Raspberry Pi中進行資料處理,透過公式將電壓值轉換成電流值,並將不同時段的數據儲存起來,以供管理者查詢,同時在架設的網頁上顯示即時資訊。 此次專題是希望藉由監控設備中的電流,檢測設備是否有無損壞,以便盡早更換損壞的部分,減少不必要的電源消耗,達到節源並提高使用效能。

Veröffentlicht in: Ingenieurwesen
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智慧節能 Smart Energy

  1. 1. 103年北市嵌入式軟韌體人才養成班 專案組員:蔡0隆、岑0漢、王0傑、葉0享 2014/10/22
  2. 2. 大綱 • 前言 • 系統架構 • 元件介紹 • 成果展示與實測 • 結論
  3. 3. 前言 • 隨著有限的資源不斷地被開發,若是沒有 新的資源出現,那節約就是件非常重要的 事,而能源則是其中的重點。 • 電源,它是目前人類生活中不可或缺的能 源,它的來源主要是以其他資源轉換來的, 而這些資源大部分都是有限的,因此節約 電源就顯得很重要。 • 節約電能的方法有很多,本專題主要以監 控電力的方式來達成節電的效果。
  4. 4. 系統架構
  5. 5. 系統架構
  6. 6. 系統架構 SPI SPI
  7. 7. 元件介紹 • 霍爾效應(Hall effect) • 是指當固體導體有電流通過,且放置在一 個磁場內,導體內的電荷載子受到洛倫茲 力而偏向一邊,繼而產生電壓。
  8. 8. 元件介紹 ACS712
  9. 9. 元件介紹 ACS712
  10. 10. 元件介紹 ACS712
  11. 11. 元件介紹 MCP3008
  12. 12. 元件介紹 MCP3008
  13. 13. 元件介紹 MCP3008
  14. 14. 元件介紹 Raspberry Pi • 透過SPI接收數據 • 處裡數據轉換(V to A) • 將數據顯示在螢幕上
  15. 15. 元件介紹 • 公式: • Analogue : 0 ~ 5 (V) • Digital(10bit) : 0 ~ 1023 • Sensitivity: 100 (mV/A) • Current : 0 ~ x (A) • Current = 5 : x = 0.1 : 1 , x = 50 • Current(out)= (512 – SensorValue) / 1023 * 50
  16. 16. 成果展示與實測
  17. 17. 成果展示與實測
  18. 18. 成果展示與實測
  19. 19. 成果展示與實測
  20. 20. 結論 • 感測器: – 價格 – 精確度 • 未來應用: – 電力監控 • 部件損耗 • 防護電流過載
  21. 21. ~感謝聆聽~

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