ТЕМА: Многозонный мониторинг потребителей эл. энергии по радиоканалу (бюджетный).

Добрый день уважаемый Soir!
Прошу помощи в создании такого устройства (если возможно).
Самое главное это низкая стоимость (в пределах разумного, то есть без применения всяких PZEM и т. д.).
Применение – гаражный кооператив.
Необходимо дистанционно замерять потребление определенного гаража и передавать показания по радиоканалу на главный блок. На главном блоке иметь возможность переключаться между удаленными передатчиками, видеть онлайн потребление и накопленное потребление.
Также дистанционно считывать показания с общего счетчика.
Немного о конструктиве:
- удаленный передатчик – моноблок, без непосредственного подключения к электросчетчику, подключается к вводному кабелю гаража (на каждом гараже есть монтажная коробка и вводной кабель подключен через клеммник). То есть можно измерять напряжение на клеммнике, а измерение тока производить через тр-р тока (самодельный, что то типа фер. кольца);
- количество передатчиков – хотя бы 10 – 20 штук (в идеале довести до 150 штук);
- расстояние до самого дальнего передатчика – 500 метров (желательно);
- удаленный передатчик снятия показаний с общего счетчика – считывать показания можно с импульсного выхода счетчика;
- главный блок – принимать показания всех передатчиков, посредством меню и кнопок выводить онлайн показания и накопленные показания каждого передатчика.

Если ответить в общем - то я готов лишь написать прошивку для такого устройства. А выбор датчиков, передатчиков... за Вами. Мне нужны лишь их параметры.
А чтобы обсуждать что-то предметно, мне нужно более подробное описание. Начиная с выбора элементной базы и заканчивая алгоритмом работы, индикацией, управлением и т.п.

Большое спасибо что отозвались.
Попробую подобрать комплектацию.

Все это мне кажется крайне ненадежным. Я имею ввиду учет и просмотр потребления электроэнергии. Радиосвязь она такая... Поэтому первичный учет должен быть возле потребителя. Нужно предусмотреть сохранение данных при отключении питания или автономное питание.
С какой-то периодичностью удаленное устройство шлет сигнал на центральный пульт. Но это будет хаос, каждый шлет когда хочет и что хочет. Поэтому нужна синхронизация или полный контроль со стороны главного контроллера. А для этого связь должна быть двухсторонней.
Отсюда уже выбор радиомодуля. Одним из вариантов может быть NRF24L01 (тут как раз тема с ним развивается).
В каждом удаленном устройстве должен быть свой микроконтроллер с соответствующей обвязкой (стабилизатор питания, измерительные цепи, тот же радиомодуль...). Наверно что-то больше, чем ATTINY13 и по выводам, и по памяти.
Главный контроллер периодически (или по команде оператора) опрашивает каждый удаленный модуль, получает информацию и выводит на дисплей. Может вести и свой какой-то журнал, но скорее всего просто журнал событий - типа, датчик не вышел на связь, обесточился гараж и т.п.

Я так вижу...

Я с вами во многом согласен.
Учет ведется, но специфичное расположение гаражей и такой же контингент пользователей. С некоторых счетчиков можно снять показания, а с некоторых невозможно снять пол года. Плюс не отбрасывается вероятность хищения. Если будет мониторинг, пусть даже с какой то погрешностью, но если у человека по счетчику израсходовано, к примеру 200 квт, а по мониторингу 1000 квт, то уже можно что то предпринимать.

Двухсторонняя связь - согласен что без нее не получится.
NRF24L01 – я тоже на это рассчитывал.
Для удаленных блоков - "Что-то больше, чем ATTINY13 и по выводам, и по памяти" - если брать чип больше чем ATTINY13,то по цене они дороже ATmaga8 (смотрю по ценам Космодрома), думаю сразу можно брать ATmaga8.

Приложил файлик - как я вижу измерять ток и напряжение

Да, ATMEGA8 должно быть вполне достаточно для удаленных датчиков. Для главного контроллера вопрос отдельный, нужно определиться с полным функционалом устройства.
По датчикам напряжения и тока - ничего не скажу. Это за пределами моей компетенции. Мне лишь нужно знать, что на входе в контроллер и что с этим делать.

Наверно важный вопрос - антивандальное исполнение. Если кто-то ворует электроэнергию, то и без зазрения совести может снести (украсть, залить водой, сжечь, убить электрошокером...) передающий модуль.

valera пише: Врядли "бюджетно" удастся решить этот пункт, на мой взгляд более "копеечный" вариант это c модулем JDY-40.
Тогда принцип сбора информации сделать такой, у потребителя модуль (прием - передающий) , и чтобы получить показания от потребителей, нужно со "сканером" пройти вдоль требуемых гаражей.
Где сканер обращаясь (кодовым запросом) к каждому из потребителей, считает все показания.
Способ будет надежный, но с непостоянным мониторингом.
Можно конечно и на этих JDY-40 организовать и сеть из ретрансляторов, тут нужно придумать метод настройки согласования таких ретрансляторов, это может оказаться проблемой.
Самая надежность может быть достигнута если будет сделана проводная связь, например 4х жильным телефонным проводом (тоже вполне бюджетно), но тут присутствует антивандальная уязвимость, количество обрывов может быть столько, что это станет каторгой, а ежедневный обход со сканером (который я описал в первом обзаце) будет за счастье.

По превышению порога потребления сигнал на центральный пульт.

Oto пише: У нас вынесли счетчики, теперь снаружи. Вот и весь сканер... Из затрат - только ящики.

У нас на ряд гаражей .

Распределительные коробки, где будут стоять модули, расположены над гаражами. Вполне хватит по защите, другого варианта прост нет. Вынести счетчики на наружную стену гаража нет возможности – нет охраны, гаражи находятся вдоль жилых домов через дорогу, нет возможности установки забора.

По датчикам тока и напряжения – считываем показания и вычисляем кВт.
Постоянно накапливаем потребленные кВт.
По запросу с главного модуля отправляем накопленные кВт с каким то интервалом по времени (к примеру 1 – 5 минут). Если не сложно будет реализовать – так же отправлять мгновенную мощность.

Приложил, как я вижу схемы удаленного модуля и главного модуля. Если что - то не так – прошу поправить.

В целом понятно. Смущает только использование SD карты. С этим не все так просто. Каким образом Вы планируете ее задействовать?
С SD картой ATMEGA8 однозначно не подходит, наверно ATMEGA328 из этой серии.

Карту памяти просто прилепил - почему вас и попросил посмотреть схему на косяки.
Для хранения информации может добавить FLASH память?

FLASH память это и есть SD. Или что Вы имеет ввиду?
О какой информации идет речь? Ее объем, доступ к ней, время хранения...?

Я имел в виду типа AT24C256
Soir пише:
Может для этого и надо будет дополнительная память.

Возьмите Мегу 128, будет сразу все, и флешка, и "ноги" под любую периферию, и при ее возможностях по цене конкурентов ей нет.

valera пише: Это EEPROM.
Я догадываюсь, для чего нужна память. Мой вопрос был о другом - что конкретно будет писаться в эту память, какой объем информации? А также способ отображения. Если прямо на дисплее главного контроллера, это одно, а если нужно передать в компьютер, то это уже совсем другое.

Если надо будет ATmega128 то поставлю.
Отображение информации только на экране главного блока, передавать на комп не надо.

Немного описал работу главного блока. Может что то добавите или как то по другому сделать.
Главный блок:
- опрашивать с какой то периодичностью удаленные модули, считывать потребленную мощность и прибавлять к раннее сохраненной;
- по запросу пользователя - выводить архив, с отображение № гаража и общей потребленной мощности (№ гаража соответствует номеру удаленного модуля, но и надо предусмотреть что бы можно в меню изменять этот номер, также как то надо будет изменять номер в прошивке удаленного модуля, так как сразу 100-150 модулей сделать не смогу, и модули будут делаться постепенно, а устанавливаться будут не по очереди);
- по запросу пользователя - опрашивать один из заданных оператором удаленных модулей, выводить на экран № гаража, мгновенную потребляемую мощность, общую потребленную мощность.

valera пише: Нет, мой вопрос пока не касался выбора микроконтроллера. Речь идет о памяти для хранения информации.
Энергонезависимой памяти в МК не так уж много. У ATmega128 ее четыре тысячи байт. Много это или мало - вот с этим и нужно сейчас разобраться. Если гаражей 150, то уже нужно эту величину делить на 150 и получается 27 байт... Для примера скажу, что если нужно хранить числа величиной не более 65635 (в программировании такие особенности в числах - это два байта), то получается, что максимум - это 13 записей на гараж. Если числа небольшие (до 255 - одни байт), тогда 27 записей. Но, если данных больше, то может оказаться всего несколько записей...
Поэтому Вы должны определить что именно должно записываться в память, буквально по буквам (цифрам, числам...).

valera пише: Это мне кажется неправильно. По какой-то причине сеанс связи может не состояться, тогда что прибавлять?
Думаю, суммироваться должно в удаленном модуле. А главный должен только считывать эту информацию, хранить (при необходимости), отображать... А хранить, возможно, только последние полученные данные и возможно - время-дата. Так все уже может поместится в память самого МК. Если же нужна все-таки история, тогда конечно, данных для хранения будет гораздо больше, зависит от глубины истории и периодичности записи.

Приложил описание с вашими поправками

Вложения нет, наверно оно не соответствует Правилам форума. Прочтите раздел 3.

Документ Word запакованный в архив rar
Наверно не прошёл так как подписан кириллицей

В целом понятно. Теперь вопросы.
1. Время-дата. Планируется ли использовать отдельную микросхему часов реального времени (рекомендую)? Например, DS1307 а лучше DS3231.
2. В памяти сохраняются только последние данные? Тогда даже не знаю, есть ли смысл для этих целей использовать EEPROM. Все равно через минуту уже будут получены новые данные, а старые затрутся... В общем-то, и часы-время также теряют свой смысл.

Теперь удаленный модуль. С ним пока вопросов нет, но мое видение процесса.
По запросу передает данные... мощность, потребление, может еще что надо...
Его настройка. Нужно ли как-то настраивать аналоговую часть? Или полное доверие датчикам?
На входе МК должен быть установлен делитель, смещающий напряжение на этом входе на 2,5V. Правильно я понимаю? Это можно легко сделать при изготовлении, установив в оба плеча одинаковые номиналы резисторов. А вот когда модуль встанет на свое штатное место и окажется, что по каким-то причинам измерения происходят неверно, то тут уже не сильно удобно будет бегать с паяльником по гаражам и подбирать резисторы в датчиках тока и напряжения. Поэтому мое предложение:
Подстройка коэффициентов удаленно с главного контроллера. Процедуру предполагаю следующую. Оператор заходит в меню и видит показания напряжения и тока, принятые с модуля. Далее кнопками (или энкодер) подстраивает под фактические (или под правдоподобные, если фактические измерить нереально). Эти настройки передаются в модуль и в нем же запоминаются.
Номер модулю предлагаю присваивать или вручную, при прошивке контроллера. Или при помощи джамперов. Или опять же, с главного контроллера в любое время и погоду. Например так: Оператор через меню настроек подключается к выбранному гаражу, устанавливает новый номер и передает его удаленному.
Сейчас собрал проект этого модуля, он еще сырой, но в нем уже есть все, о чем я здесь написал.

В Proteus проверить это не получится. Поэтому у меня вопрос, когда Вы сможете проверять в железе? Желательно сначала на макете. Для начала нужно собрать один модуль и главный контроллер.

Soir пише: Давайте поставим DS3231
Soir пише: В таком случаи - сможете ли вы к примеру организовать архив на неделю (месяц) + 150 удаленных модулей + от каждого модуля сохранение записи через час, но поминутный опрос все равно делаем, то есть делаем поминутный опрос, временно сохраняем его, что бы можно в любое время посмотреть потребление на экране, но раз в час общее потребление пишем в архив [/quote]
Soir пише: Передает мгновенную мощность, общие потребленные кВт
Soir пише: Полностью согласен.Soir пише: Наверно будет лучше - номер модулю присваивать с главного блока
Soir пише: 30 декабря заказал датчики тока и напряжения, пока еще не приехали. Все остальное в принципе есть

valera пише: Если это будет модуль, то в нем уже есть микросхема памяти AT24C32N. Можно использовать для своих нужд.

valera пише: К примеру - не знаю. Какая будет память?

valera пише: Сейчас они не нужны. Проверять можно без них. Или даже - лучше без них.

P.S.
В архиве проект для центрального контроллера. Он еще ничего не умеет, просто посмотрите назначение выводов и что еще должно быть на схеме. В Вашей схеме были еще какие-то светодиоды - они нужны?