mbedによる自宅の電力消費量測定

mbedを使用して、自宅の電力消費量を測定し、ロギングするシステムを作成しました。

分電盤の横に設置したシステム

分電盤に電流センサーを取り付け、出力をmbedのAnalog inで測定し、webサーバーに送信します。
電流センサーは、U_RDという会社のCTL-10-CLSクランプ型センサーを使用しました。クランプ部分が開くようになっていて、分電盤の電源ラインに容易に取り付け可能です。

センサーで測定した電流が電圧に変換されて出力されます。それを技術情報に掲載されている「平均値整流型電流変換回路」で直流電圧にして、mbedで測定します。センサーはブレーカーの入り口のケーブルに取り付けました。

ブレーカに取り付けた電流センサー

mbedは、ブレッドボードに載せて、適当なプラスチックケースに納めました。ブレッドボード上に上記技術情報にある変換回路を実装しています。

ブレッドボードに実装したmbedと平均値整流型電流変換回路

平均値整流型電流変換回路

RLは100Ωで、ブリッジのダイオードは指定通り電圧降下の低いショットキーバリアーを使用しています。
交流電流Ioと出力電圧Eoは以下の変換式で表されます。

出力電圧 Eo=0.9・K・Io・RL/n(VDC)

n(巻数)はこのセンサーでは3000になります。kはRL=100Ωの場合、1になります。(センサー特性より)
この式で交流電流Ioを算出し、電力に変換しています。

Etherインターフェースは、PLANEXのMZK-RP150Nをコンバーターモードで使用して、無線LANに変換しています。
マッチ箱程度の大きさで、非常に小型です。
電源は、AC100Vを近くまで延長し、小型の2ポートUSB電源を使用してmbedとMZK-RP150Nに供給しています。
ケース内に入れると電波到達や発熱が心配なので、両面テープでケースの前面に貼付けています。

ケースに貼付けたUSB電源と無線LANアダプター

電流を約2秒に1回測定し、Webサーバーに平均値を10分間隔で送信しています。
webサーバーには、mbedからデータを受け取ってテキストファイルに保存するPHPプログラムを置いています。

保存されたテキストファイルを読んで、グラフに表示するPHPプログラムも合わせて作成しました。

PHPによるグラフ表示

これで、どこからでも自宅の電力消費量を確認できるようになりました。
グラフ上部には消費電力の積算値をKWhで表示しています。
mbedとPHPのソースコード詳細は別途掲載できればと思います。

*このシステムの作成は、個人的に行っているもので、これを見て作成され何らかの不具合・故障・事故等が発生しても、当方は一切責任を負いません。あくまでも自己責任で行い下さい。

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