СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОСЕТИ БЫТОВОГО ПОМЕЩЕНИЯ

SYSTEM FOR REMOTE CONTROL OF VOLTAGE ON THE POWER LINE OF THE HOUSEHOLD PREMISES

Maria Pikul

student, Department of economic mathematics, computer science and statistics, Tomsk state University of control systems and radioelectronics,

Russia, Tomsk

Anna Tishchenko

student, Department of economic mathematics, computer science and statistics, Tomsk state University of control systems and radioelectronics,

Russia, Tomsk

Ekaterina Boschenko

student, Department of economic mathematics, computer science and statistics, Tomsk state University of control systems and radioelectronics,

Russia, Tomsk

Andrey A. Matolygin

scientific adviser, senior lecturer, department of economic mathematics, computer science and statistics, Tomsk state University of control systems

and radioelectronics,

Russia, Tomsk

АННОТАЦИЯ

В работе представлено решение проблемы: большие затраты на приобретение блоков расширяющих функционал устройств, обеспечивающих замыкание и размыкание цепей электросети бытового помещения, а также осуществление управления электросетью бытового помещения из любой точки мира. В качестве решения данной проблемы предлагается разработать программно-аппаратную систему контроля линий электросети бытового помещения используя бюджетные компоненты.

ABSTRACT

The paper presents a solution to the problem: high costs for the purchase of blocks that extend the functionality of devices that provide closing and opening of the power supply circuits of a household premises, as well as the implementation of power supply management of a household premises from anywhere in the world. As a solution to this problem, it is proposed to develop a software and hardware system for monitoring power lines in a household room using budget components.

Ключевые слова: дистанционное управление; дистанционный контроль, электросети, питание бытовых помещений, программно-аппаратный комплекс

Keywords: remote management; remote control, electrical services, power supply of household premises, hardware and software complex

Согласно пирамиде Маслоу безопасность занимает вторую строчку в иерархии потребностей человека [1]. Возникновение пожара от электрооборудования является одной из причин с высоким количественным показателем. Для предотвращения пожаров от электроприборов в большинстве случаев рекомендуется отключать электропитание. Современные технологии позволяют реализовать данный процесс в дистанционном режиме. На рынке представлены технические системы дистанционного управления, основными недостатками данных технических систем являются:

• дополнительные большие затраты на приобретение компонентов, расширяющих функционал устройств, обеспечивающих замыкание и размыкание цепей электросети бытового помещения;
• требуются дополнительные устройства для реализации управления из любой точки мира.

Принцип работы

На основе программного обеспечения (ПО) «Arduino IDE», разработана программно-аппаратная часть данного продукта. Для контроля и управления системы разработано веб-приложение, состоящее из одной страницы, на которой размещена информация о состоянии каждой из линий, а также кнопки включения и выключения на каждую из линий электросети.

При обращении пользователя к веб-странице, веб-сервер запрашивает у пользователя логин и пароль. При авторизации веб-сервер переводит пользователя на веб-страницу, которая является пользовательским интерфейсом по управлению низковольтным напряжением на каждой линии. Схема принципа работы продукта приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема работы продукта

При нажатии пользователем на кнопку включить/выключить посылается запрос на IP адрес который нам предоставляет провайдер, IP привязанный к роутеру. После чего роутер перенаправляет запрос на сервис. В итоге происходит определенное действие, а именно замыкание, либо размыкание линии.

Основные компоненты системы

В работе используются следующие компоненты системы:

• аналог платы Arduino, ESP8266-D1 Arduino Compatible Development Board. Преимущества этой платы перед официальными платами Arduino в том, что она основана на микроконтроллере с интерфейсом WiFi и не требует отдельного подключения дополнительного WiFi модуля, что уже говорит о компактности конструкции;
• электромагнитное реле SRD-05VDC-SL-C, данным реле можно управлять с помощью 5 В;
• преобразователь переменного напряжения, служит для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное напряжение. Применяется для обеспечения питания микроконтроллера, который принимает только 5 В;
• корпус из негорючего пластика для конструкции;
• телефон или персональный компьютер (ПК), для взаимодействия с веб-приложением, а также интернет.

Все компоненты, кроме телефона и интернета, обошлись, по итогу, в сумму около 500 рублей. И даже если прибавить к этой сумме цену за разработку, то общая стоимость разработанного продукта в 2 раза меньше цены аналогов готового продукта.

Принцип взаимосвязи системы

Каждый компонент системы связан друг с другом по проводной связи. На рисунке 2 приведен пример схемы подключения продукта с электросетью бытового помещения. Питание данной конструкции осуществляется от электросети с участием преобразователя переменного напряжения.

Рисунок 2. Схема подключения

Каждое реле отвечает за замыкание и размыкание цепи определенной линии. Питание данной конструкции осуществляется от электросети с участием преобразователя переменного напряжения. Управление модулями происходит за счет кода программы, реализуемого в среде разработки ПО для Arduino - «Arduino IDE».

Заключение

По результатам работы, разработана программно-аппаратная система, позволяющая управлять линиями электросети бытового помещения из любой точки мира.

Список литературы:

1. Пирамида потребностей Маслоу и её применение в жизни [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://4brain.ru/blog/пирамида-потребностей-маслоу/ (дата обращения 06.09.2020)
2. Проведение научно‐ознакомительной практики с использованием модульной микропроцессорной платформы Arduino. Учебно-методическое пособие / А.А. Афонин, А.С. Захаров – Ярославль: ЯрГУ, 2018 – 60 с.
3. Программирование микроконтроллера Arduino в информационноуправляющих системах. Учебное пособие / А.С. Боровской, М.Ю. Шрейдер – Оренбург: Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2017 – 113 с
4. Введение в ESP-OPEN-SDK [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.count-zero.ru/2019/esp_open_sdk/ (дата обращения 26.03.2020)