Powersense DC

Zařízení napájené stejnosměrným proudem (DC) v reálném čase monitorující spotřebu elektřiny.

Přehled projektu

Vývoj zařízení pro monitorování zařízení napájených stejnosměrným proudem (DC).
Součást Energomonitoru, IoT systému pro online sledování spotřeby energií.
Od února 2017 do ledna 2018 byly vyvinuty tři různé verze.

Problém:
Proč sledování stejnosměrného proudu?

Energomonitor začal jako systém pro domácí a koncové uživatele. Jelikož většina zařízení doma funguje na střídavý proud, stačilo jeho sledování a Powersense od Energomonitoru se o tuto potřebu postaral. Postupem času získal Energomonitor více průmyslových a firemních klientů, což přineslo poptávku po stejnosměrném monitorování v reálném čase. Typické scénáře byly:

Fotovoltaika— monitorování stejnosměrného výstupu a jednotlivých obvodů
datová centra— Monitorování stavu baterie systému UPS a spotřeby energie
Instalace baterií— sledování nabíjení a vybíjení
Základnové vysílací a přijímací stanice(BTS) — monitorování rádiového zařízení

Klíčová rozhodnutí

Rozhodli jsme se provést vývojový proces iterativně, protože jsme potřebovali funkční prototyp co nejdříve.
Zařízení bude součástí ekosystému Energomonitor a bude využívat aplikaci Energomonitor pro sběr, ukládání a vizualizaci dat.
Vizuální design senzoru nebude prioritou. Po většinu času bude zařízení uzamčeno a skryto.
Použijeme DC převodníky třetích stran.

Klíčové vývojové kroky

První generace — prototyp

V únoru 2017 jsme vyrobili několik prototypů úpravou jednoho z našich stávajících zařízení. Upravili jsme jeho on/off vstup na analogový.
Prototyp obsahoval pouze jeden snímač Hallova jevu a nebyl schopen měřit vstupní výkon, pouze stejnosměrný proud. Rychlý přístup, hotovo do 14 dnů, ale zákazník byl spokojen.
Podle zpětné vazby od klienta bylo naše zařízení přesné s přesností 2 % — to je v porovnání s jinými zařízeními na trhu, která jsou 100× dražší.

Druhá generace

Nová generace zařízení, kterou jsme začali vyvíjet v červnu 2017, měla několik podstatných vylepšení.
Zařízení již mělo až 5 odnímatelných převodníků pro měření stejnosměrného proudu do 50 A včetně napětí, takže bylo možné počítat příkon zařízení. Uživatel může kalibrovat snímače. Zařízení konečně dostalo úctyhodné pouzdro, bylo možné jej připevnit na DIN lištu a využívat napájení napájené z monitorované lišty. Testy ukázaly < 2 % nepřesnosti.

Třetí generace

Po další zpětné vazbě od skutečných uživatelů jsme vyvinuli třetí generaci zařízení, dokončenou v lednu 2018. Přidali jsme funkce, o kterých jsme věděli, že díky nim bude zařízení uživatelsky přívětivější.
Začali jsme nabízet převodníky s rozsahem měření až 50 A, 100 A a 400 A s možností v budoucnu přidat další rozsahy. Sondy mají nyní digitální rozhraní a jsou zaměnitelné, což umožňuje kombinaci různých proudových rozsahů v rámci jednoho senzoru.

Rozvinutí

V současné době se Powersense DC prodává jako součást systému Energomonitor.
Senzor monitoruje spotřebu energie zařízení napájených stejnosměrným proudem pomocí až 5 převodníků stejnosměrného proudu.
Převodníky jsou k dispozici ve standardních průměrech včetně 8,5 mm, 21 mm a 40 mm, ale na vyžádání jsou k dispozici i jiné průměry.
Výkon se vypočítá jako součin naměřeného proudu a napětí. Naměřené napětí je stejné pro všech pět snímačů proudových převodníků.

Prostorově nenáročná a jednoduchá instalace bez nutnosti narušení hlídaných okruhů.
Napájecí zdroj je chráněn před nesprávnou instalací. Při instalaci se špatnou polaritou je jednotka chráněna před zkratem.
Hodnoty se měří každých 5 sekund.
Dosah rádiového spojení je až 100 m v závislosti na stínění stěn a elektromagnetickém rušení.
Vizualizaci dat zajišťuje aplikace Energomonitor s možností exportu přes API.