Cómo crear un medidor inteligente para medir la factura eléctrica de cada casa usando Raspberry Pi

He armado un medidor de potencia usando piezas para medir un tomacorriente. Pero no he usado un Pi para construir uno yo mismo, ni para monitorear toda la casa, porque es más seguro y preciso comprar uno listo como TED o Sense. Y aunque la electrónica no es tan difícil, es compleja y bastante peligrosa, posiblemente anula los seguros.

  1. Necesita un par de transductores de corriente (TC) de núcleo dividido. Los CT convierten los amperios en una señal analógica al sujetar la barra de bus de la red eléctrica en su caja eléctrica y detectar la fluctuación magnética en los cables a medida que la corriente de CA fluye a través de ellos (asegúrese de que la alimentación esté apagada en la red eléctrica antes de perder el tiempo, muy muy peligroso Realmente es mejor que un electricista los instale. 1 CT por barra de bus. La calificación importa, al igual que la dirección
  2. También necesita 1 sensor de voltaje por barra de bus, de nuevo es mejor que un electricista los instale.
  3. Necesita un convertidor A2D para convertir las lecturas de los TC, el sensor de voltaje probablemente ya tenga uno.
  4. Una vez que tenga voltios y amperios, puede calcular VoltAmps, que es casi vatios. VA tiende a leer 10-30% más alto que sus vatios reales. El diferencial es la energía que se necesitaba para atravesar sus dispositivos de consumo de energía, pero no se consume y termina volviendo a la red, por lo que no se le cobra por ello. Para calcular los vatios, primero debe calcular el factor de potencia, que no es posible una vez que las señales de los CT y los sensores de voltaje se han convertido a valores digitales, debe observar las formas de onda reales y comparar los ángulos entre ellas. Es posible que pueda encontrar un circuito para eso. Pero es complejo.
  5. Se le cobrará por kilovatios-hora, 1000 vatios constantes durante 1 hora = 1 kWh. Entonces, para ser lo más preciso posible, debe registrar el valor de Watts cada segundo durante 1 minuto, luego tomar el promedio para obtener la cantidad de WattMinutes durante el último minuto, luego hacer lo mismo con el promedio de los Wm de la última hora para obtener los Wh en la última hora. Luego, puede sumar los Wh que ha recopilado durante un día y dividirlos entre 1000 para obtener los kWh, que luego se resumen de un día de facturación a otro para obtener su número de kWh mensual.
  6. Para convertir eso a $$$ necesitas saber el precio de la electricidad. Donde vivo, estamos en un sistema de niveles simple: los primeros X kWh son 10c, luego los siguientes Y kWh son un poco más, y así sucesivamente durante 5 niveles. Otros lugares tienen una tarifa plana, un precio todo el tiempo. Y algunos dependen de la hora del día o la demanda. El precio de demanda es donde te cobran más cuando hay menos para todos. Y es imposible para usted saber cuánto le cobran minuto a minuto.

Recomiendo Sense – Home Energy Monitor o The Energy Detective Electricity Monitor en lugar de una herramienta DIY Pi. Podrías hacer uno para una tira de poder para jugar, pero para toda la casa, quédate con los profesionales.

Puede usar una pinza en la sonda de corriente CA como esta establecida en 10mV / A:

Sonda del transductor de corriente CA MASTECH MS3302 0.1A ~ 400A Pinza amperimétrica TrueRMS B0315 | eBay

Con un ADC como este:

1 x 16 bits I2C ADS1115 Módulo ADC 4 canales Arduino Raspberry Pi 2 ESP8266 Caliente | eBay

Eso suena como un desafío que no vale la pena hacer. En la mayoría de los lugares, todo lo que va en el panel principal debe estar certificado por un organismo regulador.

Puede hacer esto: Medidores EZ – Medidores de facturación y monitoreo

Puede enviar los pulsos desde el dispositivo de medición a su Raspberry Pi, sin embargo, un simple contador de pulsos mecánico funcionará bien.