arduino - 使用 ESP32 计算电能表中的电能的问题

问题描述

所以我和我的同学们一直在研究我们关于能量计的论文项目。在我们的项目中，esp32 是我们使用的主板。我们还有电压传感器 (ZMPT101B) 和电流传感器 (SCT013 100V:50mA) 连接到我们的主板。

这是 ZMPT101B 的链接... https://www.autobotic.com.my/ac-voltage-sensor-module-zmpt101b-single-phase

这是 SCT013 的链接... https://innovatorsguru.com/sct-013-000/

我还使用来自https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/emonlib/的 Emon 库来读取电流和电压传感器抛出的值。

为了获得功率，我将电流和电压值相乘。

然后要获得能量的值，我将需要时间，因为能量 = 功率 x 时间。我在网上看到公式，它使用millis（）函数来获取时间......但老实说我不知道millis是如何工作的。

 last_time = current_time;
 current_time = millis();
 Wh = Wh + power *(( current_time -last_time) /3600000.0) ;

能量值将被发送到数据库，在我们的例子中，我们的数据库是 firebase 实时数据库。使用此代码...

  Firebase.setDouble(firebaseData, path , KWh);

如果断电，ESP32 也将死机并停止工作。所以我们决定添加这行代码......

Firebase.getInt(firebaseData, path);
totalEnergyDB = (firebaseData.intData());
preKWh = totalEnergyDB;

....再次打开 esp32 后，此代码用于从 firebase 获取数据...其中从 firebase 获取的数据将用作 pre-kwh。

我使用这行代码添加了预千瓦时的当前读数。

KWh = (Wh/1000) + preKWh;

我将电压和电流传感器的校准设置为高，以便很容易看到变化。

我的问题是我能够从数据库中获取值，但似乎能量公式无法正常工作。

这是串行监视器的结果...（171 KWH 是数据库中的初始值）在此处输入图像描述

我无法向您展示功率的结果，但它在 lcd 上说它大约是 3000W！但是即使打开了一个多小时，能量读数仍然没有改变：（

这是我们项目的完整代码...

#include "EmonLib.h"  
#define VOLT_CAL 52.5000
#define CURRENT_CAL 10.07
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

EnergyMonitor emon1;
int i;

// Wifi
#include <WiFi.h>
#include "FirebaseESP32.h"
   
#define FIREBASE_HOST "#!@#!@$!@a.firebaseio.com" 
#define FIREBASE_AUTH "RRw3u$!@%!@#%@#%$@%^#$^oI8LpQyVo0AWBC"
#define WIFI_SSID "WIFI"
#define WIFI_PASSWORD "PASSWORD"

// Define Firebase Data object
FirebaseData firebaseData;

// Root Path
String path = "/USER INFO/jdc/totalEnergy";

unsigned long last_time =0;
unsigned long current_time =0;
int Wh = 0;  
int preKWh;
int KWh;
int totalEnergyDB;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
  initWifi();
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.begin(4, 20);
  
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(1,4);
  lcd.print("LOADING...");
  Serial.print("LOADING...");
  emon1.voltage(32, VOLT_CAL, 1.7);  // Voltage: input pin, calibration, phase_shift
  emon1.current(33, CURRENT_CAL); 
  for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
  emon1.calcVI(20,2000); 
  float currentDraw            = emon1.Irms;  
  float supplyVoltage          = emon1.Vrms; 
      
  }
delay(1); 
  Firebase.getInt(firebaseData, path);
  totalEnergyDB = (firebaseData.intData()); 
  preKWh = totalEnergyDB;
   
}

void loop() {
  emon1.calcVI(20,2000);
  float currentDraw     = emon1.Irms;             //extract Irms into Variable
  float supplyVoltage   = emon1.Vrms;
  float power = currentDraw * supplyVoltage;
  last_time = current_time;
  current_time = millis();
  Wh = Wh + power *(( current_time -last_time) /3600000.0) ; 
  KWh = (Wh/1000) + preKWh;

  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("VOLTAGE: ");
  lcd.print(supplyVoltage);
  lcd.print(" V");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("CURRENT: ");
  lcd.print(currentDraw);
  lcd.print(" A");
  lcd.setCursor(0,2);
  lcd.print("POWER: ");
  lcd.print(power);
  lcd.print(" W");
  lcd.setCursor(0,3);
  lcd.print("ENERGY: ");
  lcd.print(KWh);
  lcd.print(" KWh");
  
  delay(100);  

    if (isnan(Wh)) {                       // if Wh is Not A Number
    Serial.println(F("Error reading Energy!"));
  }
  else {
    Serial.print(F("preKWh: "));
    Serial.print(preKWh);
    Serial.println(F("KWH"));
    Serial.print(F("Energy: "));
    Serial.print(KWh);
    Serial.println(F("KWH"));
    Firebase.setDouble(firebaseData, path , KWh);
    
    delay(100);
  }
    
    }
  

void initWifi(){
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  Serial.print("Connecting to Wi-Fi");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    Serial.print(".");
    delay(300);
  }
  Serial.println();
  Serial.print("Connected with IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  Serial.println();

  Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH);
  Firebase.reconnectWiFi(true);
  
  //Set database read timeout to 1 minute (max 15 minutes)
  Firebase.setReadTimeout(firebaseData, 1000 * 60);
  //tiny, small, medium, large and unlimited.
  //Size and its write timeout e.g. tiny (1s), small (10s), medium (30s) and large (60s).
  Firebase.setwriteSizeLimit(firebaseData, "tiny");
}

谁能帮我写代码。应该做哪些改变？

标签： arduinoesp32arduino-ideenergy

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