IOT स्मार्ट मीटर

सोचिए कितना अच्छा होगा अगर आप अपने घर या किसी भी व्यावसायिक अपार्टमेंट की ऊर्जा की खपत को दुनिया में कहीं भी बैठकर देख सकें। क्या यह अच्छा नहीं लगता? यह स्मार्ट मीटरिंग की अवधारणा का परिचय देता है। तो स्मार्ट मीटर क्या है? - एक स्मार्ट मीटर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो 15 वर्षों से ट्रेंडिंग है जो बिजली की खपत को रिकॉर्ड करता है और बिजली आपूर्तिकर्ता को अन्य सामान्य बिजली मीटर की तरह बिलिंग के लिए जानकारी देता है।

परस्केवकोस को वर्ष 1974 में इस विशेष तकनीक के लिए एक अमेरिकी पेटेंट से सम्मानित किया गया था। उन्होंने मेट्रेट को लॉन्च किया, जिसने 1977 में इंटरनेट कनेक्शन के बिना पहले पूरी तरह से स्वचालित, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रिमोट मीटर रीडिंग और लोड मैनेजमेंट सिस्टम का विकास किया। किन देशों में स्मार्ट मीटर हैं? - रोल आउट इटली, फिनलैंड, स्वीडन में पूरा हुआ। रोल आउट की योजना बनाई गई है या कुछ यूरोपीय देशों में चल रही है। 2020 के आसपास, 17 यूरोपीय देशों ने स्मार्ट मीटर उतारे होंगे ।

स्मार्ट ऊर्जा मीटर की क्या आवश्यकता है?

1. उच्च गति, मजबूत वायरलेस और वायर्ड संचार।
2. फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के मामले में, बिजली के उपयोग का वास्तविक समय या निकट-समय पर पंजीकरण और संभवतः स्थानीय रूप से उत्पन्न बिजली।
3. वर्तमान ट्रांसफॉर्मर, शंट या अन्य सेंसर का सटीक और वोल्टेज माप।
4. चुंबकीय और यांत्रिक छेड़छाड़ के खिलाफ सुरक्षा

विवरण

चूंकि दी गई डिज़ाइन एसी आपूर्ति से सीधे संचालित हार्डवेयर संचालित करती है; यह बेहतर है अगर पेशेवर तकनीकी प्रशिक्षण प्राप्त करने वाले पेशेवरों को हार्डवेयर संचालित करना चाहिए यदि आप लागू करना चाहते हैं। यह डिज़ाइन क्रमशः टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स CC3200MOD और MSP430i2040 को संचार और विद्युत मीटरिंग के विकास मंच के रूप में उपयोग करता है। पैमाइश डेटा स्रोत के रूप में TI डिजाइन TIDM-3OUTSMTSTRP से शुरू होकर, CC3200MOD का उपयोग करके बनाया गया एक संचार बोर्ड वाई-फाई संचार के लिए जोड़ा जाता है। पैमाइश डेटा तब पढ़ा जा सकता है और एक ब्राउज़र का उपयोग करके रिले को नियंत्रित किया जा सकता है।

सर्किट आरेख

MSP430i2040 - 16-बिट मिश्रित सिग्नल माइक्रोकंट्रोलर

MSP430i2040 का उपयोग इस डिज़ाइन में मेट्रोलॉजी प्रोसेसर के रूप में किया जाता है। डिजिटल कन्वर्टर्स (ADCs) के लिए इसके चार 24-बिट सिग्मा-डेल्टा एनालॉग, सटीक ऊर्जा माप की अनुमति देते हैं, जिससे वोल्टेज, करंट, पावर (सक्रिय, प्रतिक्रियाशील, स्पष्ट), पावर फैक्टर, और तीन एसी आउटलेट की आवृत्ति प्रदान की जाती है। MSP430i2040 को वोल्टेज और वर्तमान माप के लिए वोल्टेज विभक्त और वर्तमान शंट को सीधे इंटरफ़ेस करने के लिए केवल कुछ निष्क्रिय बाहरी घटकों की आवश्यकता होती है।

CC3200 - सरल लिंक वाई-फाई CC3200 इंटरनेट-ऑन-ए-चिप वायरलेस MCU मॉड्यूल

CC3200MOD को इस डिज़ाइन में वाई-फाई कंट्रोलर के रूप में उपयोग किया जाता है जो ARM® Cortex ™ -M4 MCU को एकीकृत करता है, जिससे ग्राहकों को एक डिवाइस के साथ एक संपूर्ण एप्लिकेशन विकसित करने की अनुमति मिलती है। ऑन-चिप वाई-फाई, इंटरनेट और मजबूत सुरक्षा प्रोटोकॉल के साथ, तेज विकास के लिए कोई पूर्व वाई-फाई अनुभव की आवश्यकता नहीं है।

UCC28910, UCC28911 हाई-वोल्टेज फ्लाईबैक स्विचर

ऑप्टिकल युग्मक के बिना लगातार वोल्टेज (सीवी) और निरंतर-चालू (सीसी) आउटपुट विनियमन में थर्मल शटडाउन, लो लाइन और आउटपुट ओवरवॉल्टेज संरक्षण है।

ULN2003LV 7-चैनल रिले और आगमनात्मक लोड सिंक चालक

इसमें 7-चैनल हाई करंट सिंक ड्राइवर हैं और यह 8-V आउटपुट पुलअप वोल्टेज को सपोर्ट करता है।

स्मार्ट मीटर का डिजाइन

1. पैमाइश

यह डिज़ाइन मेट्रोलॉजी प्रोसेसर के रूप में MSP430i2040 का उपयोग करता है। TI डिजाइन TIDM-3OUTSMTSTRP का उपयोग पैमाइश भाग के मंच के रूप में किया जाता है। हार्डवेयर और फ़र्मवेयर को ज़ीरो क्रॉसिंग के लिए रिले कंट्रोल को जोड़ने के लिए थोड़ा संशोधित किया गया है।

2. मीटरिंग डेटा एक्सेस

यह डिज़ाइन MSP430i2040 मीटरिंग हार्डवेयर से CC3200 स्थानांतरण डेटा पर HTTP वेब सर्वर का उपयोग करता है। यह स्थानांतरण किसी भी प्लेटफ़ॉर्म पर वेब ब्राउज़र का उपयोग करके मीटरिंग डेटा को एक्सेस करने की अनुमति देता है। HTTP सर्वर HTTP सॉकेट (डिफ़ॉल्ट रूप से 80) ​​पर सुनता है, फिर सीरियल फ्लैश से वेब पेज फ़ाइलों को पुनः प्राप्त करके अनुरोध (HTTP जीईटी या HTTP पोस्ट) को संभालता है। सर्वर तब एक HTTP ईवेंट हैंडलर को चर सामग्री पर काम करने के लिए कहता है। यह तब एक HTTP प्रतिक्रिया बनाता है और वाई-फाई लिंक पर क्लाइंट को वापस भेजता है।

3.हैंडलिंग डायनामिक डेटा आइटम

पैमाइश डेटा को डायनामिक सामग्री के साथ HTML फ़ाइल के साथ पढ़ने की अनुमति देने के लिए, HTTP वेब सर्वर पूर्वनिर्धारित टोकन के एक सेट का समर्थन करता है, जो सर्वर द्वारा डायनामिक रूप से उत्पन्न सामग्री के साथ ऑन-द-फ्लाई को प्रतिस्थापित किया जाएगा। कुछ टोकन HTTP सर्वर में अतिरिक्त टोकन के साथ पूर्वनिर्धारित होते हैं जिन्हें उपयोगकर्ता एप्लिकेशन में परिभाषित किया जा सकता है।

HTTP सर्वर "__SL_G_" उपसर्ग के लिए HTML पेज को स्कैन करता है। यदि सर्वर एक उपसर्ग पाता है, तो यह पूर्ण टोकन की जांच करता है। एक बार जब यह एक ज्ञात टोकन से मेल खाता है, तो यह HTML में टोकन को उचित डेटा (स्ट्रिंग) के साथ बदल देता है जो कि टोकन से मेल खाता है। यदि टोकन पूर्वनिर्धारित सूची में नहीं है, तो सर्वर टोकन नाम के साथ get_token_value अतुल्यकालिक घटना उत्पन्न करता है। यह अनुरोध अंततः main.c कोड फ़ाइल में HTTP ईवेंट हैंडलर को कॉल करता है। हैंडलर तब टोकन की व्याख्या करता है और एक send_token_value के साथ टोकन मूल्य पर प्रतिक्रिया करता है। HTTP वेब सर्वर इस टोकन मूल्य का उपयोग करता है और इसे क्लाइंट को लौटाता है। क्लाइंट से HTTP सर्वर पर डेटा भेजने के लिए, सर्वर "__SL_P_" उपसर्ग के लिए जाँच करेगा।तब सर्वर मापदंडों की सूची पर चला जाता है और यह देखने के लिए प्रत्येक चर नाम की जाँच करता है कि क्या यह ज्ञात पूर्वनिर्धारित टोकन में से एक से मेल खाता है। यदि चर नाम पूर्वनिर्धारित टोकन से मेल खाते हैं, तो सर्वर मानों को संसाधित करता है। यदि HTTP वेब सर्वर एक HTTP POST अनुरोध प्राप्त करता है, जिसमें पूर्वनिर्धारित सूची में टोकन नहीं होते हैं, तो सर्वर होस्ट के लिए एक post_token_value अतुल्यकालिक घटना उत्पन्न करता है, जिसमें निम्न जानकारी होती है: क्रिया नाम, टोकन नाम और टोकन मान। मेजबान आवश्यक जानकारी को संसाधित कर सकता है।टोकन नाम, और टोकन मूल्य। मेजबान आवश्यक जानकारी को संसाधित कर सकता है।टोकन नाम, और टोकन मूल्य। मेजबान आवश्यक जानकारी को संसाधित कर सकता है।

4. HTTP ईवेंट हैंडलर का कार्यान्वयन

डायनेमिक डेटा की सुविधा के लिए, परिभाषित टोकन को परिभाषित किया जाने वाला डेटा के सेट के लिए परिभाषित किया गया है:

ऊर्जा निगरानी दस्तावेज के लिए टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स वाई-फाई लिंक पर जाएं- http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-RERE विस्तृत विवरण के लिए इवेंट हैंडलिंग, हार्डवेयर कनेक्शन और सॉफ्टवेयर फ़ाइलों को डाउनलोड करने के लिए देखें TIDC-WIFIMETER-READING नाम के साथ ऊपर लिंक। सॉफ़्टवेयर फ़ाइलों को एक सेल्फ-एक्सट्रैक्टिंग एक्ज़ीक्यूटेबल फ़ाइल का उपयोग करके वितरित किया जाता है, जो उपयोगकर्ता के डेस्कटॉप पर TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE पर स्थापित करने के लिए डिफ़ॉल्ट है।

1. हार्डवेयर कनेक्ट होने के बाद, फर्मवेयर को उसके संबंधित हार्डवेयर में डाउनलोड करें।
2. एक बार जब कनेक्शन हो जाता है, तो आप प्रोग्रामिंग भाग तक पहुंच जाएंगे। वाई-फाई मॉड्यूल को चालू स्थिति पर SOP2 DIP स्विच करके प्रोग्रामिंग मोड में वाई-फाई मॉड्यूल सेट करें।
3. फर्मवेयर को लोड करने और लिंक में वर्णित अनुसार स्थापित करने के बाद, आप परीक्षण के लिए तैयार हैं।

परीक्षण व्यवस्था

डिजाइन का परीक्षण करने के लिए, फर्मवेयर के साथ लोड किए गए हार्डवेयर को सेट करें। फिर एसी वोल्टेज को पावर स्ट्रिप के एसी इनपुट पर लागू करें। TIDM-3OUTSMTSTRP पर एल ई डी प्रकाश होगा; वाई-फाई पर एलईडी भी फ्लैश होनी चाहिए। परीक्षण शुरू करने के लिए, वाई-फाई के साथ एक स्मार्टफोन, टैबलेट या पीसी का उपयोग करें। SSID "mysimplelink-XXXXXX" (जहां "XXXXXX" एक छह-अंकीय हेक्साडेसिमल संख्या है) देखें और उससे कनेक्ट करें। एक ब्राउज़र लॉन्च करें और URL "mysimplelink.net" में लिखें। मुख्य पृष्ठ ऊपरी बाएँ हाथ के कोने में मीटर के नाम के साथ दिखाया जाएगा (जो कि "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI" है)। फिर विवरण देखने के लिए "पढ़ना" पर क्लिक करें।

स्मार्ट पैमाइश के संभावित लाभों के बारे में कोई संदेह नहीं है। सभी बाजार दलों के लिए स्मार्ट मीटर अपरिहार्य हैं:

1. मीटरिंग लागत को कम करने के लिए मीटरिंग कंपनियों के लिए;
2. ग्रिड ऑपरेटरों के लिए जो भविष्य में अपना ग्रिड तैयार करना चाहते हैं;
3. ऊर्जा आपूर्तिकर्ताओं के लिए जो नए, ग्राहक की गई सेवाओं को पेश करना चाहते हैं और कॉल सेंटर की लागत को कम करते हैं;
4. सरकारों के लिए ऊर्जा की बचत और दक्षता लक्ष्य तक पहुँचने और फ्रीममार्केट प्रक्रियाओं में सुधार करने के लिए;
5. अंत उपयोगकर्ताओं के लिए ऊर्जा जागरूकता बढ़ाने और ऊर्जा उपयोग और ऊर्जा लागत को कम करने के लिए।

स्मार्ट मीटरिंग का परिचय एक ऐसी दुनिया में भी एक तार्किक कदम लगता है जहां सभी संचार डिजिटल और मानकीकृत (इंटरनेट, ई-मेल, एसएमएस, चैट बॉक्स आदि) हैं और जहां 'डिजिटल इंटेलिजेंस' की लागत अभी भी तेजी से कम हो रही है। कई अधिकारियों के अनुसार स्वास्थ्य पर स्मार्ट मीटर का प्रभाव खतरनाक नहीं है। हालाँकि दुनिया भर में इस पर शोध चल रहा है, लेकिन लोग बता रहे हैं कि वायरलेस उनके स्वास्थ्य को प्रभावित कर रहा है।

स्मार्ट मीटर बहुत सटीक पाए जाते हैं और बिजली के बिलों पर अधिक नियंत्रण पाने से हमें एक होना पड़ता है।

लेखक के बारे में

प्रियंका उमरानी टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, इंडिया के साथ एनालॉग लेआउट डिज़ाइन इंजीनियर के रूप में काम करती हैं