Tiempo de funcionamiento del dispositivo eléctrico

Primero, los sensores de corriente. Ni siquiera necesita conectarse a los cables: una bobina elegida correctamente colocada al lado de un cable de alimentación "vivo" (por ejemplo, conectado al cable de alimentación) con CA tendrá corriente inducida si es considerable (típico de los aparatos en funcionamiento) La corriente fluye a través del alambre. Los valores están dentro del rango de lectura de las entradas comunes de ADC, lo que facilita la calibración de la entrada para "activo / inactivo".

Es posible sin ADC, usar, por ejemplo, un diodo para un rectificador, un gatillo Schmidtt para producir una señal binaria y un potenciómetro para ajustar los niveles "activo / pasivo": aproximadamente 3-4 partes adicionales por entrada en la parte superior la bobina, pero actualmente los microcontroladores con múltiples entradas de ADC son ubicuas y de todas formas usted necesita un microcontrolador; Hacer la lectura / filtrar en el software será más fácil.

Cada microcontrolador tiene un reloj, así que no hay problema aquí. Necesitaría un RTC si desea horas reales y no solo duraciones, y su microcontrolador necesitará una batería / condensador de respaldo (porque es casi seguro que si los dispositivos pierden energía, también lo hace el microcontrolador). Es posible que no requiera una alimentación sostenida excepcionalmente prolongada: al detectar la pérdida de alimentación de entrada, solo puede registrar las mediciones en la base de datos en flash, y ponerse en suspensión, para ser despertado cuando vuelva la energía.

No escribió dónde reside la base de datos, cómo se accede y cuántos dispositivos se deben monitorear. Todos estos son factores para seleccionar el controlador: cualquier cosa entre un PIC de 8 bits y un SBC como Raspberry. Pi. La parte de hardware no cambia sin embargo. La entrada desde la bobina proporciona una onda sinusoidal (posiblemente con la mitad inferior cortada), o casi sin nada; sumar las mediciones durante un período de, por ejemplo, 0,1 s, si están por encima del umbral, el dispositivo está activo.

Una cosa que escribiste podría ser un problema: planeas medir el tiempo de actividad de los refrigeradores. Los refrigeradores consumen su corriente nominal cuando el agregado está activo y realiza un enfriamiento por debajo de la temperatura establecida en el termostato. Luego, el termostato apaga el agregado, y el refrigerador entra en modo "inactivo", hasta que la temperatura sube por encima del umbral de histéresis del termostato y se enciende. Todos los refrigeradores consumen casi nada de corriente durante la fase de inactividad: casi todos los más antiguos, y muchos nuevos (sin electrónica digital) dibujan literalmente un cero plano, totalmente indistinguible de que el refrigerador está apagado desde el punto de vista eléctrico. Esto puede plantear un problema en su caso.

Mi comprensión de la pregunta es que después de monitorear la cantidad de tiempo que una colección de dispositivos están encendidos y en funcionamiento. Si asumimos que tiene la capacidad de caracterizar los dispositivos; en otras palabras, usted sabe qué corriente consumen cuando están en "tiempo activo" y qué corriente consumen cuando está en cualquiera de los modos de suspensión / bajo consumo (si el dispositivo tiene modos de funcionamiento que no sean encendido y apagado). Luego, el trabajo se vuelve relativamente simple: controle la corriente en cada dispositivo, si está dentro de las bandas de corriente de "tiempo de actividad", luego incremente el contador en un microcontrolador, que a su vez utiliza una fuente de reloj calibrada, como una fuente de reloj interna o externa. reloj en tiempo real (RTC).

Esto requiere un sensor de corriente por dispositivo, un microcontrolador que pueda comunicarse con los sensores de corriente, una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) para el microcontrolador (podría ser tan simple como un paquete de baterías). Si desea obtener más detalles sobre qué sensores actuales debe usar, deberá proporcionar más información sobre el entorno y la configuración del equipo que está mirando.

Si puede controlar la ubicación y el suministro de energía de todos estos elementos, sería posible alimentarlos a todos desde una fuente de alimentación, controlar la corriente en esa fuente y usar esa lectura actual para determinar qué unidades se están ejecutando. río abajo. Pero esto supone que tiene un modelo muy confiable para el sorteo actual de todos los dispositivos.

En cuanto a conocer el dibujo actual de cada dispositivo que está intentando monitorear, hay varias formas de averiguarlo. Si el dispositivo solo está encendido o apagado, la unidad tendrá alguna etiqueta que le indicará el consumo de energía, o podría medirlo. Pero tendría que prestar atención al voltaje suministrado a las unidades, la red de CA no está muy bien regulada, en el Reino Unido puede ir de 210 a 250 voltios (creo), por lo que la corriente podría variar fácilmente por el mismo factor .

No olvide que la mayoría de los frigoríficos tienen más que los modos de encendido / apagado: consumirá más corriente cuando se enfríe activamente que cuando está sentado, monitoreando la temperatura interna. Pero dependiendo de lo que quiere decir con "tiempo de actividad", puede o no ser un problema.

Hay muchas otras formas de llevar a cabo esta tarea según los dispositivos que esté monitoreando. Los frigoríficos inteligentes, por ejemplo, deberían poder monitorear estos valores con suficiente facilidad con sus propios microcontroladores, que ya se pueden conectar a la red / internet para que pueda recopilar los datos de múltiples dispositivos. Alternativamente, simplemente compre un monitor de alimentación de enchufe para cada dispositivo, muchos de estos dispositivos tienen registradores, que le indican el consumo de energía con el tiempo.

Para detectar el dispositivo en un transformador de corriente se requiere una resistencia de carga de "carga" para determinar el Vout adecuado frente a Iin. Esto se puede hacer en un rango de 5 V, por ejemplo, y rectificado con un puente de operación de precisión FW cct.

Para acumular la corriente consumida durante el día, necesitamos medir el voltaje promedio y convertirlo a RMS con un factor de escala y acumular las lecturas usando una uC usando cálculos de punto flotante.

Por tiempo, elegimos un reloj Xtal de 1 ppm para la frecuencia elegida para derivar fácilmente un reloj de 1 segundo y acumular lecturas en este intervalo, mientras que un contador separado realiza un seguimiento de la entrada de restablecimiento externo y el final del período de 24 horas. SI lo desea, los eventos se pueden acumular por períodos más largos y promediarse por día.

Necesita una unidad por dispositivo o la convierte en una unidad de varios dispositivos con detección de corriente remota a un enlace analógico de 4-20 mA.

la energía se puede derivar directamente de la fuente de CA con un regulador fuera de línea para cargar con flotación una pequeña batería de respaldo. La pantalla de salida puede ser un recuento de LED binario o una pantalla de 7 seg, con un costo adicional para cubrir el rango de Ah esperado en un período de 24 horas.

Se podrían agregar otras funciones si es necesario.

Yo usaría una MCU conectada a sensores de medición de corriente inductiva, como este:

sensor inductivo

Vienen en todos los rangos, el que mostré es bueno hasta 30A. Abre la pinza y la coloca alrededor del cable que va a cada dispositivo. Esto es bueno ya que no tienes que meterte con el alto voltaje, ni cortar ninguna línea, etc.

Las salidas de todos estos sensores (¿uno para cada dispositivo?) podrían incorporarse a los puertos de entrada analógica de una MCU (Arduino es muy fácil de usar).

Desde aquí puedes hacer todo tipo de cosas. Traza cada dispositivo por sí mismo a lo largo del tiempo para ver las tendencias de uso de energía por dispositivo. Sume todas las salidas para obtener una gráfica del uso total de energía en función del tiempo. O, cualquier otro análisis que desee.

La definición de "tiempo de actividad" no está lo suficientemente definida para responder a esta pregunta. Podría argumentar que el "tiempo de actividad" para un refrigerador significa el tiempo transcurrido desde la última falla de temperatura. Debido a que las unidades de refrigeración típicas encienden / apagan el ciclo bajo el control del termostato. Entonces, ¿"tiempo de actividad" significa la cantidad de tiempo que la unidad está consumiendo corriente? ¿O significa "tiempo de funcionamiento" durante cuánto tiempo ha mantenido el refrigerador el rango de temperatura designado? Pienso que monitorear el rendimiento de un refrigerador tiene más que ver con monitorear la temperatura interna y observar cuando la temperatura está fuera (por encima o por debajo) del rango designado.

¿Cuál es esa naturaleza del medio ambiente? ¿Es posible ejecutar un cable de red Cat5 desde cada equipo monitoreado a un concentrador de red? Con ese tipo de acceso, puede encuestar todo el equipo en algún horario (cada 5 minutos, o lo que sea apropiado) Con la proliferación del "Internet de las cosas" (IoT) hay muchas soluciones disponibles para el monitoreo de varios condiciones (corriente, voltaje, temperatura, etc.) que también tendrían la ventaja de un monitoreo en tiempo real, como tener una pantalla que muestre el estado de todos los equipos monitoreados. E incluso notificación (alarmas, mensajes de texto, etc.) para condiciones de falla (como falla de refrigeración, etc.)