Medidor de energia con Arduino


El autor de esta idea perteneze a un pueblo de Odisha, India, donde los cortes de energía frecuentes son muy comunes. Obstaculiza la vida de todos. Durante su de infancia, continuar con los estudios después del anochecer fue un verdadero desafío. Debido a este problema diseño un sistema solar para su casa de forma experimental. Uso un panel solar de 10 Watt, 6V para iluminar algunos LED brillantes. Después de enfrentar muchas dificultades, el proyecto tuvo éxito. Luego decidio monitorear el voltaje, la corriente, la potencia y la energía involucradas en el sistema. Esto trajo la idea de diseñar un MEDIDOR DE ENERGÍA. Uso ARDUINO como el corazón de este proyecto porque es muy fácil escribir código en su IDE y hay una gran cantidad de bibliotecas de código abierto disponibles en Internet que se pueden usar de acuerdo con el requisito.

Características:
1-Monitoreo de energía por pantalla LCD
2. Envio de lecturas a través de Internet (carga Xively)
3. Registro de datos en una tarjeta SD

Piezas necesarias:

Piezas necesarias:

Potencia y energía

  1. ARDUINO UNO
  2. ARDUINO ETHERNET SHIELD
  3. LCD DE CARACTERES 16×2
  4. SENSOR DE CORRIENTE ACS 712
  5. RESISTENCIAS (10k, 330ohm)
  6. POTENCIOMETRO 10K
  7. CABLES DE PUENTE
  8. CABLE ETHERNET
  9. PANEL DE PAN

Potencia:
potencia es el producto del voltaje (voltios) y la corriente (Amp).P = VxI La unidad de potencia es Watt o KW

Energía:
Energía es producto de la potencia (Watt) y el tiempo (Hora) E = Pxt
Unidad de energía es Watt Hora o Kilovatios hora (kWh)
De la fórmula anterior, queda claro que para medir la energía necesitamos tres parámetros:
1. Voltaje
2. Corriente
3. Tiempo

Medición de voltaje

Medida de voltaje

El voltaje se mide con la ayuda de un circuito divisor de voltaje.Como el voltaje de entrada del pin analógico ARDUINO está restringido a 5V, diseño el divisor de voltaje de tal manera que el voltaje de salida debería ser inferior a 5V.Labatería utilizada para almacenar la potencia del panel solar es de 6 V, 5,5 Ah, por lo que tenemps que reducir este 6,5 V a un voltaje inferior a 5 V.
Usaremos R1 = 10k y R2 = 10K. El valor de R1 y R2 puede ser menor, pero el problema es que cuando la resistencia es baja, el flujo de corriente más alto lo atraviesa, como resultado, una gran cantidad de energía (P = I ^ 2R) se disipa en forma de calor. Por lo tanto, se pueden elegir diferentes valores de resistencia, pero se debe tener cuidado para minimizar la pérdida de potencia a través de la resistencia.

Vout = R2 / (R1 + R2) * Vbat
Vbat = 6.5 cuando está completamente cargado
R1 = 10k y R2 = 10k
Vout = 10 / (10 + 10) * 6.5 = 3.25v que es inferior a 5v y adecuado para el pin analógico ARDUINO

NOTA
Hemos mostrado que la batería de 9 voltios en el circuito de la placa desnuda es solo por ejemplo para conectar los cables. Se utiliza una batería de plomo-ácido de 6 voltios y 5,5 Ah.

Calibración de voltaje:
Cuando la batería está completamente cargada (6.5v) obtendremos un Vout = 3.25v y un valor más bajo para otro voltaje de batería más bajo.

ARDUINO ADC convierte la señal analógica a la correspondiente aproximación digital.
Cuando el voltaje de la batería es de 6.5v, obtuve 3.25v del divisor de voltaje y sample1 = 696 en el monitor en serie, donde sample1 es el valor ADC corresponde a 3.25v

Para una mejor comprensión, he adjuntado la simulación en tiempo real del circuito 123D para la calibración de medición de voltaje:

3.25v equivalente a 696
1 es equivalente a 3.25 / 696 = 4.669mv
Vout = (4.669 * sample1) / 1000 volt
Voltaje real de la batería = (2 * Vout) volt

CÓDIGO ARDUINO:

// tomando 150 muestras del divisor de voltaje con un intervalo de 2seg y luego promediar los datos de muestras

for (int i = 0; i <150; i ++)
{
sample1 = sample1 + analogRead (A2); // lee el voltaje del circuito divisor
delay (2);
}
muestra1 = muestra1 / 150;
voltaje = 4.669 * 2 * muestra1 / 1000;


Medición de corriente

Medida de corriente
Medida de corriente

Para la medición de corriente utilicé un sensor de corriente de efecto Hall ACS 712 (20 A). Hay diferentes sensores de rango de corriente ACS712 disponibles en el mercado, así que elija según sus necesidades. En el diagrama de la placa de pruebas, he mostrado el LED como una carga, pero la carga real es diferente.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO:

El efecto Hall es la producción de una diferencia de voltaje (el voltaje de Hall) a través de un conductor eléctrico, transversal a una corriente eléctrica en el conductor y un campo magnético perpendicular a la corriente.
Para saber más sobre el sensor de efecto Hall, haga clic aquí.
La hoja de datos del sensor ACS 712 se encuentra aquí.

De la hoja de datos
1. El ACS 712 mide 20 amperios positivos y negativos, correspondientes a la salida analógica 100 mV / A
2. Ninguna corriente de prueba a través del voltaje de salida es VCC / 2 = 5v / 2 = 2.5V

Calibración:
La lectura analógica produce un valor de 0-1023, lo que equivale a 0v a 5v Por lo que la lectura analógica 1 = (5/1024) V = 4.89. Valor mv = (4.89 * Valor de lectura analógica) / 1000 V. Pero según las hojas de datos, la compensación es 2.5V (Cuando la corriente es cero, obtendrá 2.5V de la salida del sensor)
Valor real = (valor-2.5) V Corriente en amperios = real valor * 10

CÓDIGO ARDUINO:

// tomar 150 muestras de sensores con un intervalo de 2 segundos y luego promediar los datos de muestras recolectados
for (int i = 0; i <150; i ++)
{
sample2 + = analogRead (A3); // lee la corriente del sensor
delay (2);
}
muestra2 = muestra2 / 150;
val = (5.0 * muestra2) /1024.0;
actualval = val-2.5; // el voltaje de compensación es 2.5v
amps = actualval * 10;

Medición del tiempo

Para la medición del tiempo no se necesita ningún hardware externo, ya que ARDUINO tiene un temporizador incorporado.

La función millis () devuelve el número de milisegundos desde que la placa Arduino comenzó a ejecutar el programa actual.

CÓDIGO ARDUINO:

milisec largo = milis (); // calcula el tiempo en milisegundos
long time = milisec / 1000; // convierte milisegundos a segundos



Cómo ARDUINO calcula la potencia y la e


totamps = totamps + amperios; // calcular amperios totales
avgamps = totamps / time; // amperios promedio
amphr = (avgamps * tiempo) / 3600; // amperio-hora
vatio = voltaje * amperios; // potencia = voltaje *
energía actual = (vatios * tiempo) / 3600; Watt-sec se convierte nuevamente a Watt-Hr dividiendo 1 hora (3600 segundos)
// energía = (vatio * tiempo) / (1000 * 3600); para leer en kWhA

Salida visual

Todos los resultados se pueden visualizar en el monitor en serie o utilizando una pantalla LCD.
Utilicé una pantalla LCD de 16×2 caracteres para mostrar todos los resultados obtenidos en los pasos anteriores. Para los esquemas, consulte el circuito de la placa de pan que se muestra arriba.

Conecte la pantalla LCD con ARDUINO como se indica a continuación:

LCD -> Arduino
1. VSS -> Arduino GND
2. VDD -> Arduino + 5v
3. VO -> Arduino GND pin + Resistencia o potenciómetro
4. RS -> Arduino pin 8
5. RW -> Pin 7 de Arduino
6. E -> Pin 6 de Arduino
7. D0 -> Arduino – No conectado
8. D1 -> Arduino – No conectado
9. D2 -> Arduino – No conectado
10. D3 -> Arduino – No conectado
11 . D4 -> Pin 5 de Arduino
12. D5 -> Pin 4 de Arduino
13. D6 -> Pin 3 de Arduino
14. D7 -> Pin 2 de Arduino
15. A -> Pin 13 de Arduino + Resistencia (potencia de luz de fondo)
16. K -> Arduino GND (tierra de luz de fondo)

CÓDIGO ARDUINO:

Para monitor serie:

Serial.print ("VOLTAJE:");
Serial.print (voltaje);

Serial.println ("Volt");
Serial.print ("ACTUAL:");
Serial.print (amperios);
Serial.println ("Amperios");
Serial.print ("POWER:");
Serial.print (vatios);
Serial.println ("Watt");
Serial.print ("ENERGÍA CONSUMIDA:");
Serial.print (energía);
Serial.println ("Watt-Hora");
Serial.println (""); // imprime los siguientes conjuntos de parámetros después de un
retraso de línea en blanco (2000);

Para LCD:

Para la pantalla LCD, primero debe importar la biblioteca “LiquidCrystal” en el código aquí

El siguiente código es un formato para mostrar en LCD todo el cálculo de potencia y energía

#include <LiquidCrystal.h>
lcd (8, 7, 6, 5, 4, 3, 2);
int backLight = 9;configuración vacía ()
{
pinMode (luz de fondo, SALIDA); // establece el pin 9 como salida
analogWrite (backLight, 150); // controla la intensidad de la luz de fondo 0-254
lcd.begin (16,2); // columnas filas. tamaño de la pantalla
lcd.clear (); // limpia la pantalla
}
void loop ()
{
lcd.setCursor (16,1); // coloca el cursor fuera del recuento de la pantalla
lcd.print (""); // imprime un carácter vacío
delay (600);////////////////////////////////////////// Imprime potencia y energía en una pantalla LCD / /////////////////////////////////////////////////
lcd.setCursor (1,0); // coloca el cursor en la 1ª columna y la 1ª filalcd.print (vatios);
lcd.print ("W");
lcd.print (voltaje);
lcd.print ("V");
lcd.setCursor (1,1); // coloca el cursor en la 1ª columna y la 2ª fila
lcd.print (energía);
lcd.print ("WH");
lcd.print (amperios);
lcd.print ("A");
}

Carga de datos a Xively.com

Carga de datos a Xively.com
Carga de datos a Xively.com

Elija un nombre de usuario, contraseña, establezca su dirección Recibirá un correo electrónico de confirmación; luego haga clic en el enlace de activación para activar su cuenta. Después de abrir correctamente la cuenta, será redirigido a la página de dispositivos de desarrollo .Haga clic en el cuadro + Agregar dispositivo .Dé un nombre a su dispositivo y una descripción (por ejemplo,MONITOREO DE ENERGÍA). Elija datos privados o públicos (elijo privados)
Haga clic en Agregar dispositivo-Después de agregar el dispositivo, se le redirige a una nueva página donde hay mucha información importante.
ID de producto,secreto de producto, número de serie, código de activación·


Feed ID, Feed URL, API End Point (Feed ID se usa en el código ARDUINO)


Agregar canales (elijo ENERGÍA y POTENCIA, pero puede elegir según su elección) Proporcione la unidad y el símbolo para el parámetro·Agrega tu ubicación·Claves API (utilizadas en el código ARDUINO, evite compartir este número)·Disparadores (hacer ping a una página web cuando ocurre un evento, como cuando el consumo de energía supera un cierto límite)

Código Xively y ARDUINO

Archivos adjuntos

Registro de datos en una tarjeta SD

Para almacenar datos en una tarjeta SD, debe importar la biblioteca SD.


El código para almacenar datos en una tarjeta SD se escribe por separado, ya que no tengo suficiente memoria en mi ARDUINO UNO después de escribir el código para la pantalla LCD y cargar los datos xively.com. Pero estoy tratando de mejorar el código de la versión beta para que un solo código pueda contener todas las funciones (pantalla LCD, carga de datos Xively y almacenamiento de datos en una tarjeta SD).
El código para el registro de datos se adjunta a continuación.


/*
  SD card datalogger
 
 This example shows how to log data from three analog sensors 
 to an SD card using the SD library.
 	
 The circuit:
 * SD card attached to SPI bus as follows:
 ** UNO:  MOSI - pin 11, MISO - pin 12, CLK - pin 13, CS - pin 4 (CS pin can be changed)
  and pin #10 (SS) must be an output
 ** Mega:  MOSI - pin 51, MISO - pin 50, CLK - pin 52, CS - pin 4 (CS pin can be changed)
  and pin #52 (SS) must be an output
 ** Leonardo: Connect to hardware SPI via the ICSP header
 		Pin 4 used here for consistency with other Arduino examples
 
original code was created on 24 Nov 2010 and  modified 9 Apr 2012 by Tom Igoe
I (Debasish Dutta) was again modified for my energy monitoring requirement on 14/01/14
podermos 
 
 This example code is in the public domain.
 	 
 */

#include <SD.h>

// On the Ethernet Shield, CS is pin 4. Note that even if it's not
// used as the CS pin, the hardware CS pin (10 on most Arduino boards,
// 53 on the Mega) must be left as an output or the SD library
// functions will not work.
const int chipSelect = 4;

File dataFile;


float sample1=0; // for voltage
float sample2=0; // for current
float voltage=0.0;
float val; // current callibration
float actualval; // read the actual current from ACS 712
float amps=0.0;
float totamps=0.0; 
float avgamps=0.0;
float amphr=0.0;
float watt=0.0;
float energy=0.0; 

void setup()
{
 // Open serial communications and wait for port to open:
  Serial.begin(9600);
   while (!Serial) {
    ; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only
  }


  Serial.print("Initializing SD card...");
  // make sure that the default chip select pin is set to
  // output, even if you don't use it:
  pinMode(SS, OUTPUT);
  
  // see if the card is present and can be initialized:
  if (!SD.begin(chipSelect)) {
    Serial.println("Card failed, or not present");
    // don't do anything more:
    while (1) ;
  }
  Serial.println("card initialized.");
  
  // Open up the file we're going to log to!
  dataFile = SD.open("energy.txt", FILE_WRITE);
  if (! dataFile) {
    Serial.println("error opening energy.txt");
    // Wait forever since we cant write data
    while (1) ;
  }
}

void loop()

{
   
 long milisec = millis(); // calculate time in milisec
 long time=milisec/1000; // convert time to sec

 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
                      /// taking 150 samples from sensors with a inerval of 2sec and then average the samples data collected
  for(int i=0;i<150;i++)
  {
    sample1+=analogRead(A2);  //read the voltage from the sensor
    sample2+=analogRead(A3); //read the current from sensor
    delay(2);
  }
   sample1=sample1/150; 
   sample2=sample2/150;
   
  ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
                                                 /////voltage calculation//////////////////////
  
   voltage=4.669*2*sample1/1000; //  callibration // 3.25 from voltage div is eqv 696 in A0 reading 
                                 // multiply 2 to get actual voltage//  I used two 1k resistor to read 6.36v battery volt
                                 
    //////////////////////////////////////////////// current calculation //////////////////////
 val =(5.0*sample2)/1024.0; 
 actualval =val-2.5; // offset voltage is 2.5v 
 amps =actualval*10;// 10 is multiplied as 100mv/A ( from data sheet )
 totamps=totamps+amps; // total amperes 
 avgamps=totamps/time; // average amperess
 amphr=(avgamps*time);  // ampere hour
 watt =voltage*amps;    // power=voltage*current
 energy=(watt*time)/3600;      // energy = power*timein Watt-sec ///again convert to Watt-Hr by dividing 3600sec
 
  ////////////////////////////////////////////////////////
  // make a string for assembling the data to log:
String dataString = "";
int parameter[4]={voltage,amps,watt,energy}; // here parameters are power,energy,watt-hour and current
  // read 4 parameters and append to the string:
  for (int i = 0; i < 4; i++) 
  {
    int sensor = parameter[i];
    dataString += String(sensor);
    if (i < 4) 
    {
      dataString += ","; 
    }
  }

  dataFile.println(dataString);

  // print to the serial port too:
  Serial.println(dataString);
  
  // The following line will 'save' the file to the SD card after every
  // line of data - this will use more power and slow down how much data
  // you can read but it's safer! 
  // If you want to speed up the system, remove the call to flush() and it
  // will save the file only every 512 bytes - every time a sector on the 
  // SD card is filled with data.
  dataFile.flush();
  
  // Take 1 measurement every 500 milliseconds
  delay(500);
}





Fuente https://www.instructables.com/ARDUINO-ENERGY-METER/







Medidor de energía doméstico simple Arduino


Michaele Klements nos apunta que para obtener mediciones perfectamente precisas, necesitamos monitorear tanto el voltaje de suministro como la corriente, pero para un monitoreo doméstico simple que brinde estimaciones de costos al mínimo de centavos, ¿por qué no simplificar las cosas?

Entonces, este simple medidor propuesto por Michaele mide la corriente de suministro a su hogar a través de un CT (transformador de corriente) y luego hace un par de cálculos para darle su corriente, potencia, potencia máxima y kilovatios hora consumidos. También es muy fácil agregar su tarifa local y mostrar el costo de la electricidad utilizada hasta la fecha.

Es evidente además que este circuito puede ser la base para volcar los datos a una BBDD o simplemente usando una plataforma de IoT como por ejemplo Cayenne , poder consultas las medidas online , obtener el histórico, realizar acciones correctoras , etc

Los mínimos componentes que necesitará para un medidor de energía doméstico de este tipo son los siguientes:

  • Arduino Uno ( o similar ) 
  • Pantalla LCD (o pantalla LCD-  
  • CT – Talema AC1030
  • Resistencia de carga de 56Ω
  • Condensador de 10 µF
  • 2 resistencias divisoras de 100K

En el siguiente video podemos ver el montaje del circuito así como una pequeña demostración del proyecto en funcionamiento

Cómo hacer el medidor de energía

Primero, debe comenzar ensamblando los componentes en el CT o en su placa de pruebas para crear su sensor actual que produce una señal que su Arduino puede entender. Un Arduino solo tiene entradas de voltaje analógicas que miden 0-5 V CC, por lo que debe convertir la salida de corriente del CT en una referencia de voltaje y luego escalar la referencia de voltaje en un rango de 0-5 V.

Ensamblaje

Si va a instalar su medidor de potencia en algún lugar de forma permanente, es posible que desee soldar las resistencias y el condensador directamente en el TC para que no se suelten. Si simplemente está probando este proyecto por diversión, entonces una placa de pruebas es perfecta.

El circuito básico para la conexión del CT al Arduino se muestra en el siguiente diagrama:

energy-meter-wiring-diagram

A continuación se muestra un diseño de circuito de tablero. Tenga en cuenta que TinkerCAD no es compatible con un transformador de corriente. Por tanto, se ha utilizado un generador de señales para generar una señal de ejemplo:

Arduino home energy meter

El blindaje de la pantalla LCD ya se activa en las entradas analógicas, pero el blindaje solo utiliza A0. Simplemente suelde los tres cables de su sensor de corriente en los encabezados de los pines en el escudo y use A1 como su entrada de sensor como se muestra a continuación.

current-sensor-connections

Una vez que haya conectado todos sus componentes, debe conectar su sensor a lo que desea monitorear. Si desea monitorear un par de aparatos, entonces debe conectar el CT al cable de entrada de un enchufe múltiple, todo lo que conecte al enchufe múltiple luego se contará.

Alternativamente, puede conectar el CT directamente a la red eléctrica de su hogar y monitorear el uso de toda la casa como se ha hecho aquí. De cualquier manera, debe colocar el CT alrededor de uno de los cables de suministro, preferiblemente el cable rojo “vivo”. Asegúrese de ponerlo solo alrededor de 1, ya que no funcionará si está alrededor de ambos y no se puede conectar alrededor del cable de tierra (cable amarillo, verde pelado) ya que la energía no se extrae a través de este cable. Si lo está conectando a la red, conéctelo a uno de los cables de salida después del interruptor principal como se muestra a continuación.

NB: tenga cuidado al conectar el medidor de potencia a la red eléctrica de su hogar y asegúrese de que la alimentación de su placa esté apagada antes de hacer nada en la caja de red. No retire ningún cable ni quite ningún tornillo antes de consultar con su autoridad local, puede requerir que un electricista certificado le instale el CT.

Elegir diferentes componentes

Básicamente, hay cuatro componentes que deben elegirse o dimensionarse correctamente para su medidor de energía.

Elegir un transformador de corriente

El primero es el CT o transformador de corriente. El que se utiliza aquí es el Talema AC1030 que puede detectar una corriente nominal de 30 A y una corriente máxima de 75 A. A 220 VCA, teóricamente puede detectar hasta 16,5 kW durante cortos períodos de tiempo, pero está dimensionado para detectar continuamente 6,6 kW, lo que es adecuado para un hogar pequeño. Para calcular cuántos amperios necesita detectar el suyo, tome la potencia continua máxima que espera detectar y divídala por su voltaje (generalmente 110 V o 220 V según su país).

Dimensionamiento de la resistencia de carga

A continuación, debe dimensionar su resistencia de carga R3, esto convierte su corriente CT en una referencia de voltaje. Comience dividiendo su corriente primaria (el máximo como se usó anteriormente) por la relación de vueltas de su CT (disponible en la hoja de datos). Esto debería estar alrededor de 500-5000 a 1. Este artículo trabajó en 42A con una relación de vueltas de 1000: 1 dando una corriente secundaria de 0.042A o 42mA. Su voltaje de referencia analógica para el Arduino es de 2.5V, por lo que para determinar la resistencia usa R = V / I – R = 2.5 / 0.042 = 59.5Ω. El valor de resistencia estándar más cercano es 56 Ω, por lo que se utilizó este.

Aquí hay algunas opciones en diferentes TC y sus resistencias de carga ideales (en tamaños estándar):

  • Murata 56050C – 10A – 50: 1 – 13Ω
  • Talema AS-103 – 15A – 300: 1 – 51Ω
  • Talema AC-1020 – 20A – 1000: 1 – 130Ω
  • Alttec L01-6215 – 30A – 1000: 1 – 82Ω
  • Alttec L01-6216 – 40A – 1000: 1 – 62Ω
  • Talema ACX-1050 – 50A – 2500: 1 – 130Ω
  • Alttec L01-6218 – 60A – 1000: 1 – 43Ω
  • Talema AC-1060 – 60A – 1000: 1 – 43Ω
  • Alttec L01-6219 – 75A – 1000: 1 – 33Ω
  • Alttec L01-6221 – 150A – 1000: 1 – 18Ω
  • CTYRZCH SCT-013-000 – 100A – Resistencia de carga incorporada – 
  • TOOGOO SCT-013-000 – 100A – 

El condensador utilizado es de 10 µF, que debería ser suficiente para la mayoría de los rangos de TC para aplicaciones domésticas.

Finalmente, necesita dos resistencias divisorias para obtener el voltaje de referencia de 2.5V del Arduino. Deben tener el mismo valor, por lo que R1 = R2 y no necesitamos mucha corriente, por lo que este artículo usa dos resistencias de 100K.

firmware

#include <LiquidCrystal.h>

int currentPin = 1; // Asignar entrada CT al pin 1
doubles kilos= 0;
int PeakPower = 0;
LiquidCrystal lcd (8, 9, 4, 5, 6, 7); // Asignar pines de pantalla LCD, según los requisitos de pantalla LCD

void setup () 
{ 
  lcd.begin (16,2); // columnas filas. utilice 16,2 para una pantalla LCD de 16x2, etc.
  lcd.clear ();
  lcd.setCursor (0,0); // coloca el cursor en la columna 0, fila 0 (la primera fila)
  lcd.print ("En ejecución");
}

void loop () 
{ 
  int actual = 0;
  int maxCurrent = 0;
  int minCurrent = 1000;
  for (int i = 0; i <= 200; i ++) // Supervisa y registra la entrada de corriente durante 200 ciclos para determinar                                                                     la corriente máxima y mínima
  {
    current = analogRead (currentPin); // Lee la entrada actual y registra la corriente máxima y mínima
    if(actual> = maxCurrent)
      maxCurrent = actual;
    else if (actual <= minCurrent)
      minCurrent = actual;
  }
  if (maxCurrent <= 517)
  {
    maxCurrent = 516;
  }
  doble RMSCurrent = ((maxCurrent - 516) * 0,707) /11,8337; // Calcula la corriente RMS según el valor máximo
  int RMSPower = 220 * RMSCurrent; // Calcula la potencia RMS asumiendo un voltaje de 220 VCA, cambie a 110 VCA en consecuencia
  if (RMSPower> peakPower)
  {
    PeakPower = RMSPower;
  }
  kilos = kilos + (RMSPower * (2.05 / 60/60/1000)); // Calcule los kilovatios hora utilizados
  delay (2000);
  lcd.clear ();
  lcd.setCursor (0,0); // Muestra todos los datos actuales
  lcd.print (RMSCurrent);
  lcd.print ("A");
  lcd.setCursor (10,0);
  lcd.print (RMSPower);
  lcd.print ("W");
  lcd.setCursor (0,1);
  lcd.print (kilos);
  lcd.print ("kWh");
  lcd.setCursor (10,1);
  lcd.print (PeakPower);
  lcd.print ("W");
}

Aquí está el enlace para descargar el  código del medidor .

Debido a que su configuración, CT, resistencias y voltaje de entrada pueden ser diferentes, hay un factor de escala en el esquema que deberá cambiar antes de obtener resultados precisos; consulte la calibración a continuación. Si su pantalla LCD está conectada a los mismos pines que se utilizan aquí y su CT está conectado al mismo pin de entrada, al menos debería llenar la pantalla con algunas cifras, aunque lo más probable es que sean incorrectas y algunas pueden ser negativas.

Si no desea usar o no tiene una pantalla LCD, también puede modificar el boceto para enviarlo a la ventana serial del Arduino IDE como se muestra a continuación.

// Michael Klements
// La vida del bricolaje
// 27 de octubre de 2014

int currentPin = 1; // Asignar entrada CT al pin 1
double kilos  = 0;
int PeakPower = 0;

void setup () 
{ 
  Serial.begin (9600); // Iniciar la comunicación en serie
  Serial.println ("En ejecución");
}

void loop () 
{ 
  int actual = 0;
  int maxCurrent = 0;
  int minCurrent = 1000;
  for (int i = 0; i <= 200; i ++) // Supervisa y registra la entrada de corriente durante 200 ciclos para determinar la corriente máxima y mínima
  {
    current = analogRead (currentPin); // Lee la entrada actual y registra la corriente máxima y mínima
    if (actual> = maxCurrent)
      maxCurrent = actual;
    else if (actual <= minCurrent)
      minCurrent = actual;
  }
  if (maxCurrent <= 517)
  {
    maxCurrent = 516;
  }
  double RMSCurrent = ((maxCurrent - 516) * 0,707) /11,8337; // Calcula la corriente RMS según el valor máximo
  int RMSPower = 220 * RMSCurrent; // Calcula la potencia RMS asumiendo un voltaje de 220 VCA, cambie a 110 VCA en consecuencia
  if (RMSPower> peakPower)
  {
    PeakPower = RMSPower;
  }
  kilos = kilos + (RMSPower * (2.05 / 60/60/1000)); // Calcule los kilovatios hora utilizados
  delay (2000);
  Serial.print (RMSCurrent);
  Serial.println ("A");
  Serial.print (RMSPower);
  Serial.println ("W");
  Serial.print (kilos);
  Serial.println ("kWh");
  Serial.print (peakPower);
  Serial.println ("W");
}

Aquí está el enlace para descargar el código de salida serial del medidor .

Actualización de código

El código original del Energy Meter hacía uso de un período de tiempo fijo para calcular los kilovatios hora consumidos, esto se basaba en un tiempo de ciclo de 2050 ms y era bastante preciso.

Desde entonces, el código ha sido modificado para hacer uso de la función millis () incorporada que calcula el tiempo de ciclo exacto para cada ciclo con el fin de mejorar la precisión. Solo mejora alrededor del medio por ciento en la precisión del cálculo, pero es la mejor manera de hacerlo.

Aquí está el código mejorado:

#include <LiquidCrystal.h>

int currentPin = 1; // Asignar entrada CT al pin 1
duobles kilos = 0;
int PeakPower = 0;
unsigned long startMillis;
unsigned long endMillis;
LiquidCrystal lcd (8, 9, 4, 5, 6, 7); // Asignar pines de pantalla LCD, según los requisitos de pantalla LCD

void setup () 
{ 
  lcd.begin (16,2); // columnas filas. utilice 16,2 para una pantalla LCD de 16x2, etc.
  lcd.clear ();
  lcd.setCursor (0,0); // coloca el cursor en la columna 0, fila 0 (la primera fila)
  lcd.print ("Arduino");
  lcd.setCursor (0,1); // coloca el cursor en la columna 0, fila 1 (la segunda fila)
  lcd.print ("Medidor de energía");
  startMillis = millis ();
}

void loop () 
{ 
  int actual = 0;
  int maxCurrent = 0;
  int minCurrent = 1000;
  for (int i = 0; i <= 200; i ++) // Supervisa y registra la entrada de corriente durante 200 ciclos para determinar la corriente máxima y mínima
  {
    current = analogRead (currentPin); // Lee la entrada actual y registra la corriente máxima y mínima
    if (actual> = maxCurrent)
      maxCurrent = actual;
    else if (actual <= minCurrent)
      minCurrent = actual;
  }
  if (maxCurrent <= 517)
  {
    maxCurrent = 516;
  }
  double RMSCurrent = ((maxCurrent - 516) * 0,707) /11,8337; // Calcula la corriente RMS según el valor máximo
  int RMSPower = 220 * RMSCurrent; // Calcula la potencia RMS asumiendo un voltaje de 220 VCA, cambie a 110 VCA en consecuencia
  if (RMSPower> peakPower)
  {
    PeakPower = RMSPower;
  }
  endMillis = millis ();
  tiempo_largo_sin_firmar = endMillis - startMillis;
  kilos = kilos + ((doble) RMSPower * ((doble) tiempo / 60/60/1000000)); // Calcule los kilovatios hora utilizados
  startMillis = millis ();
  delay (2000);
  lcd.clear ();
  lcd.setCursor (0,0); // Muestra todos los datos actuales
  lcd.print (RMSCurrent);
  lcd.print ("A");
  lcd.setCursor (10,0);
  lcd.print (RMSPower);
  lcd.print ("W");
  lcd.setCursor (0,1);
  lcd.print (kilos);
  lcd.print ("kWh");
  lcd.setCursor (10,1);
  lcd.print (PeakPower);
  lcd.print ("W");
}

Aquí está el enlace para descargar el  código actualizado de  Millis Meter .

Para aquellos de ustedes que han leído que la función millis () se desborda después de aproximadamente 49 días, el código trata el rollover automáticamente haciendo uso de la variable larga sin firmar. Por ejemplo, si el desbordamiento ocurre en 10000, el milis inicial fue 9987 y el milis final fue 2031, la diferencia sería 2031-9987 = -7956 pero el valor no puede ser negativo ya que no está firmado, por lo que se convierte en -7956+ 10000 = 2044 que es la duración correcta.

Calibrar la lectura actual

Como se mencionó anteriormente, debido a que su configuración, CT, resistencias y voltaje de entrada pueden ser diferentes, hay un factor de escala en el esquema que deberá cambiar antes de obtener resultados precisos.

Para calibrar su medidor de energía, debe estar seguro de que la corriente que su medidor dice que se está extrayendo es la que espera que realmente se extraiga. Para hacer esto con precisión, necesita encontrar una carga calibrada. Estos no son fáciles de conseguir en un hogar normal, por lo que deberá encontrar algo que use una cantidad de energía establecida y constante. Usé un par de bombillas incandescentes y focos, estos vienen en una variedad de tamaños y su consumo es bastante cercano a lo que se indica en la etiqueta, es decir, una bombilla de 100W usa muy cerca de 100W de potencia real, ya que es casi completamente una carga puramente resistiva.

Enchufe una bombilla pequeña (100 W más o menos) y vea qué carga se muestra. Ahora deberá ajustar los usos del factor de escala en la línea de cálculo:

doble RMSCurrent = ((maxCurrent – 516) * 0,707) / 11,8337

En este caso fue 11.8337, puede ser mayor o menor dependiendo de su aplicación. Utilice una escala lineal para calcular esta cifra o, si no es bueno con las matemáticas, juegue con diferentes valores hasta que la carga que ha conectado se muestre en la pantalla del medidor de energía.

Una vez que haya calibrado su medidor de energía, lo reinicia y deja que haga su trabajo. A continuación se muestran dos imágenes en uso, ambas con una entrada de baja potencia y una entrada de alta potencia.

arduino-energy-meter-low-consumption

El primer número que se muestra es la corriente instantánea seguida de la potencia instantánea. En la línea inferior, los kilovatios hora utilizados desde el reinicio y luego la potencia máxima registrada desde el reinicio.

arduino-energy-meter-high-consumption