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Energy Monitor Shield V0.9b

Energy Monitor Shield é uma placa de expansão compatível com Arduino projetada para construir um sistema de monitoramento de energia com tela LCD e uma interface para conectar o transceptor sem fio nRF24L01 +.

Modelo: 830070001

Recursos​

  • Conecte até três sensores AC (30-100A).

  • Suporte para tela LCD Nokia LCD5110

  • Desligue a luz de fundo do LCD com um jumper

  • Dois botões para controle (operam um pino analógico)

  • Interface para conectar o transceptor a 2.4G nRF24L01 +

  • Conector compatível com GROVE: I2C

  • Totalmente compatível com Ethernet Shield (Wiznet 5100 + SD)

Layout e esquemáticos​

  • No lado esquerdo do EM Shield há três conectores para sensores de corrente, à direita - conector para a tela LCD.

  • O jumper JP1 é usado para ativar / desativar a luz de fundo real da tela LCD.

  • No canto superior direito - conector I2C.

  • À direita estão dois botões (rotulados S1 e S2).

  • No centro da placa (logo à direita da tela LCD) - conector para nRF24L01 +.

Esquemático do dispositivo

Funcionalidade básica​

Na versão básica (sem usar o Ethernet Shield) pode-se organizar o monitoramento do consumo de energia em três circuitos diferentes usando sensores de corrente. As informações sobre o nível atual de consumo podem ser exibidas na tela LCD. O gerenciamento do dispositivo pode ser organizado usando dois botões no Shield. Os dados obtidos podem ser transmitidos pelo transceptor nRF24L01 +.

Capacidades de expansão​

Adicionalmente, o EM Shield pode conectar qualquer dispositivo usando o conector Grove compatível com i2c (sensores, telas, etc.). O EM Shield foi projetado para ser totalmente compatível com o Ethernet Shield (Wiznet 5100 + SD) - assim você pode usar esses dois Shields juntos para criar um dispositivo de monitoramento de eletricidade ainda mais avançado (registro em cartão SD e apresentação de dados em uma página web).

Interfaces​

  • A0, A1, A2 - usados para conectar sensores AC

  • A4 (SDA), A5 (SCL) - expostos no conector "I2C" (os outros dois pinos do conector - VCC e GND para alimentação do sensor)

  • Interface para conectar módulo RF nRF24L01+:

    • D11 - MOSI

      • D12 - MISO

    • D13 - SCK

      • D8 - RF_CE

      • D7 - RF_CSN

      • D2 - RF_IRQ

  • Interface para conectar LCD5110:

    • D11 - MOSI

    • D13 - SCK

      • D5 - LCD_D/C

      • D6 - LCD_RST

      • D3 - LCD_CS

  • A3 - Botões

Bibliotecas​

Bibliotecas necessárias​

Para usar o Energy Monitor Shield são necessárias as seguintes bibliotecas:

São necessárias as bibliotecas que são usadas ao trabalhar com RF24 e tela LCD: SPI

Recursos ao usar as bibliotecas​

A biblioteca usou exemplos delas apenas para entender como funcionam.

A inicialização do módulo RF é a seguinte:

... //RF24 radio(CE,CSN); RF24 radio(7,8); ...

A inicialização da tela LCD é a seguinte:

... //LCD5110 myGLCD(DC,RST,CS); LCD5110 myGLCD(5,6,3); ...

Demonstração simples​


#include <SPI.h>
#include <LCD5110_Graph_SPI.h>
#include "EmonLib.h"   

#define WINDOW 15
#define DELTA 1500

EnergyMonitor emon1;

double sIrms;
float Pcur;
float Pmax;
float Pmin=100;

LCD5110 myGLCD(5,6,3);

extern unsigned char SmallFont[];

unsigned long measureTime;
boolean flag=false;
double delta=0;

#define DELTAMEASURE 30000

void setup(void)
{
  myGLCD.InitLCD(70);
  myGLCD.setFont(SmallFont);

  myGLCD.update();

  emon1.current(0, 111.1);             // Current: input pin, calibration.
  double Irms[WINDOW];
  // Calibrate (find offset)
  double cIrms = 0;
  flag = false;

  while (!flag) {
    myGLCD.print("calibrating", 0, 0);
    myGLCD.update();
    Irms[0] = emon1.calcIrms(1480); // the first value in the measurement obviously "crooked"
      //Serial.println("calculate delta");
      for (int i=0; i<WINDOW; i++) {
        Irms[i] = emon1.calcIrms(1480);
        cIrms = cIrms + Irms[i];
        delay(100);
      }
      delta = cIrms/WINDOW;
      flag = true;
  }

//myGLCD.print(" ready", 0, 0);
    //myGLCD.update();    

}

void loop(void)
{
  // write the current value
  sIrms = emon1.calcIrms(1480) - delta;  // Calculate Irms only
  sIrms = abs(sIrms);
  Pcur = sIrms*0.220;

    // the received data is printed
    char tbuf[6];
    dtostrf(Pcur,5,5,tbuf);
    myGLCD.print(tbuf, 0, 0);
    dtostrf(analogRead(A3),4,0,tbuf);
    myGLCD.print(tbuf, 30, 15);

    myGLCD.update();

    delay(250);

}

Demonstração simples com tecnologia sem fio​

/*
 This example code is in the public domain.
 */

#include <SPI.h>
#include <MySensor.h>  // Include MySensors.org Library V1.5
#include "EmonLib.h" // Include Emon Library
#include <LCD5110_Graph_SPI.h> // Include NOKIA5110 Library

#define CHILD_ID_POWER 0

EnergyMonitor emon;

LCD5110 myGLCD(5,6,3);
extern unsigned char SmallFont[];

MyTransportNRF24 transport(7, 8); //for EMv1
MySensor gw(transport);

unsigned long lastSend;
unsigned long SEND_FREQUENCY = 20000; // Minimum time between send (in milliseconds). We don't wnat to spam the gateway.

float Irms;
float lastIrms = -99;

char tbuf[8];
char sbuf[12];

MyMessage IrmsMsg(CHILD_ID_POWER, V_KWH);

void setup()  
{
  myGLCD.InitLCD();
  myGLCD.setFont(SmallFont);
  myGLCD.update();

  // The third argument enables repeater mode.
  gw.begin(NULL, AUTO, true),
  gw.sendSketchInfo("Energy Monitor v1", "1.0");

//  emon.current(0, 111.1);             // Current: input pin, calibration.
   emon.current(0, 66.5);

  // Register all sensors to gw (they will be created as child devices)

  gw.present(CHILD_ID_POWER, S_POWER);
}

void loop()      
{      
  gw.process();
  unsigned long now = millis();

  double Irms = emon.calcIrms(1480);  // Calculate Irms only
  float realIrms  = emon.Irms*220;        //extract Real Power into variable

 if (realIrms != lastIrms) {
      gw.send(IrmsMsg.set(realIrms, 1)); //send to gateway

  lastIrms=realIrms;
  }

   dtostrf(realIrms,5,2,tbuf);
    sprintf(sbuf, "  %s kWt", tbuf);
    myGLCD.print(sbuf, 20, 0);   
    myGLCD.print("Powr:", 0, 0);  

    dtostrf(Irms,5,2,tbuf);
    sprintf(sbuf, "  %s Amp", tbuf);
    myGLCD.print(sbuf, 20, 10);   
    myGLCD.print("Irms:", 0, 10);  

    myGLCD.update();

      Serial.print("Power: ");
      Serial.println(realIrms);

  gw.sleep(SEND_FREQUENCY);
  }

Rastreador de Versões​

RevisãoDescriçãoLançamento
1.0Versão pública01.04.2014
0.9bVersão pública (Não produzida)20.10.2013
0.9Protótipo10.09.2013

Perguntas e Respostas​

Como comprar​

Este produto pode ser adquirido em:

Licenciamento​

Esta documentação é licenciada sob a Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 3.0 O código-fonte e as bibliotecas são

licenciados sob GPL/LGPL, veja os arquivos de código-fonte para detalhes.

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