مراقبة استهلاك الكهرباء

المشكلة

يطّلع صاحب المنزل على قيمة الفاتورة دون أن يعرف مصدر الاستهلاك: أي الأجهزة يستهلك أكثر، وفي أي أوقات اليوم يرتفع الاستهلاك. وفي غياب هذه المعلومات، تبقى محاولات الترشيد قائمة على التخمين.

كيف يعمل

1. القياسيقيس حساس SCT-013 المثبّت حول السلك الرئيسي التيار، وتقيس وحدة الجهد جهد الشبكة.
2. الحسابيحسب ESP32 القدرة الفعلية والطاقة المستهلكة لحظة بلحظة.
3. التمييزيرصد النظام القفزات في القدرة عند تشغيل الأجهزة أو إطفائها، ويربطها بالجهاز وفق بصمته.
4. العرضتعرض الشاشة الاستهلاك الحالي وتكلفته التقديرية.
5. الرفعتُرفع القراءات إلى لوحة ويب تعرض الاستهلاك بحسب الجهاز والساعة.
6. التنبيهيصدر تنبيه عند تجاوز الاستهلاك حدًا يحدده المستخدم، أو عند بقاء جهاز قيد التشغيل دون حاجة.

مميزات المشروع

• حساس حلقي غير تلامسي، يتيح تركيبًا آمنًا دون قطع الأسلاك.
• تحليل يفصل استهلاك الأجهزة اعتمادًا على بصمة استهلاك كل منها.
• تنبيه عند تجاوز حد شهري محدد.
• نتيجة ملموسة بالدنانير، يسهل عرضها.

التحديات المتوقعة

فيما يلي أبرز العقبات المتوقعة في أثناء التنفيذ، نعرضها بوضوح لتكون على بيّنة منها قبل البدء.

• ينطوي العمل بالقرب من لوحة الكهرباء الرئيسية على خطر، ويتطلب احتياطات سلامة.
• معايرة حساسي التيار والجهد للحصول على قيمة دقيقة للقدرة.
• يصعب تمييز الأجهزة من سلك واحد عند تشغيل أكثر من جهاز في الوقت نفسه.
• يختلف معامل القدرة من جهاز إلى آخر، ويؤثر في الحساب.
• يؤثر الضجيج الكهربائي في قراءة المحوّل التماثلي الرقمي (ADC) في ESP32.

نقدّم لك حلًا لكل منها ضمن الاستشارة.

أسئلة اللجنة المتوقعة

يُستحسن إعداد إجاباتك عنها مسبقًا، إذ تتكرر هذه الأسئلة لدى لجان المناقشة في المشاريع المماثلة.

1. كيف تُحسب القدرة الفعلية من التيار والجهد؟ وما دور معامل القدرة؟
2. كيف أمكن فصل استهلاك كل جهاز على الرغم من القياس من سلك واحد؟
3. لا يلامس حساس SCT-013 السلك، فكيف يقيس التيار؟
4. ما احتياطات السلامة المتخذة في أثناء العمل على اللوحة الرئيسية؟

تدرّب على المناقشة سؤالًا سؤالًا