Проекты / Измерения, сенсоры и сбор данных

Анализатор качества питания

Аппаратная платформа мониторинга трехфазной сети 0,4 кВ: измерение напряжений и токов, расчет RMS и мощностей, microSD, GSM, LoRa, аккумуляторное питание и архитектура распределенного мониторинга.

Задача

Что нужно было решить

Нужно было разработать компактное устройство для постоянного мониторинга трехфазной сети. Система должна измерять напряжения и токи, рассчитывать параметры сети, хранить историю при отсутствии связи и передавать данные в удаленную систему.

Результат

До чего довели проект

По имеющимся материалам выполнена аппаратная разработка устройства: подготовлено ТЗ, разработана архитектура master/slave-системы, создана основная плата на STM32H7, заложены многоканальный измерительный тракт, GSM, LoRa, microSD, аккумуляторное питание и отладочные интерфейсы. Следующий этап требует полноценной программы испытаний.

Анализатор качества сети: прошивка и отладка платы

Материалы проекта

Фотографии и рабочие материалы

Анализатор качества сети: тестирование сбора данных

Анализатор качества сети: рендер из KiCad

Инженерный контекст

Какие ограничения были важны

Устройство должно безопасно подключаться к силовой сети и масштабировать сигналы до уровня АЦП

Для диагностики важны не только напряжения, но и RMS, токи, активная, реактивная и полная мощность, коэффициент мощности и перекос фаз

При потере связи данные нужно сохранять локально

Архитектура должна допускать несколько измерительных узлов и передачу данных в серверную систему

Сделано

Что входило в работу

архитектура системы мониторинга качества питания

схема основной платы

выбор STM32H743ZITx

многоканальный аналоговый фронтенд

GSM-связь для передачи данных

LoRa-связь между устройствами

microSD для локального хранения

аккумуляторное питание, индикация, защита и отладочные интерфейсы

Подробности

Инженерное описание проекта

Измерительная задача

Мониторинг качества питания с последующей интеллектуальной обработкой данных - в этом и заключается смысл разработки. Устройство должно постоянно наблюдать сеть, фиксировать историю и рассчитывать параметры, по которым можно видеть перегрузки, просадки, перекосы и аварийные состояния. Далее - научная часть проекта реализует интеллектуальную обработку полученной информации.

Связь и хранение

GSM используется для передачи данных на сервер, microSD - для хранения истории при отсутствии связи, LoRa - для обмена между устройствами в распределенной системе.

Статус проекта

Аппаратная платформа и архитектура подготовлены, но для публичного результата важно отдельно подтвердить разультаты на испытаниях и выполнить научную часть проекта по обработке данных.