Riot Innovations – Etäohjattava Virranohjausmoduuli
Projektin tavoite
Toteutimme kurssin aikana etäohjattavan virranohjausmoduulin prototyypin. Moduulin avulla pystyy tarkkailemaan siihen liitetyn sähkölaitteen energiankulutusta ja ohjaamaan laitteen käynnistämistä tai sulkemista etänä Blynk-mobiilisovelluksella. Se voidaan liittää joko sähköjohdon jatkeeksi, pistorasiaan tai komponentiksi isompaan sähkölaitteeseen suoraan.
Toteutus
Aloitimme projektin ideointi- ja suunnitteluvaiheella, jossa pohdimme yhdessä Riot Innovationin edustajan kanssa mitä ominaisuuksia haluaisimme lopulliseen prototyyppiin.
Sen jälkeen etenimme kokeiluvaiheeseen. Meillä oli useampi osa mitkä piti saada toimimaan ensin erillään, ja sitten yhdessä (Virranmittauspiiri, mikrokontrollerin logiikka ja Blynk-sovellus). Kokeiluvaiheen jälkeen aloimme tekemään lopullisia prototyyppejä.
Kuvassa Kalle kolvaa lopullista piirilevyä. Sitä edelsi useampi prototyyppi.
Kuvassa Aleksi suunnittelee lopullisen kotelon ulkoasua.
Tekninen toiminta
Moduulissa on energianmittauspiiri CS-5490, mikä mittaa virran ja jännitteen, ja lähettää siitä tiedon ESP32-mikrokontrollerille. Blynk-sovellus lähettää mikrokontrollerille tiedon sähkön hinnasta. ESP32 laskee energian kulutuksen, tehon ja sähkölaskun suuruuden ja välittää informaation Blynk-sovellukselle.
Käyttäjä näkee Blynk-sovelluksesta kätevästi tilanteen. Lisäksi käyttäjä voi käskeä katkaisemaan sähkövirran sovelluksesta. Sovellus lähettää tällöin tiedon ESP32:lle, mikä katkaisee virran kulun piirin lävitse. Käyttäjä voi myös avata virran uudelleen sovelluksen kautta.
Blynk ja ESP32 kommunkoivat WiFi:n välityksellä. Sähkövirtaa ohjataan releellä.
Blynk-mobiilisovellusalusta
Blynk on mobiilisovellusalusta joka auttaa kommunikoimaan IoT-laitteiden kanssa (Internet of Things, esineiden internet). Se on yhteensopiva hyvin moneen mikrokontrolleriin ja se tarjoaa kehittämistä varten kattavan kirjaston. Käytimme Blynkkiä virranohjausmoduulin ohjaussovelluksen tekemiseen.
Kuvakaapaus Blynk-mobiilisovelluksen käyttäjän rajapinnasta. Sovellus sekä näyttää energiankulutuksen, että siitä voi laittaa laitteen sähkövirran päälle tai pois.
Kotelo
Tarkoituksena oli että etäohjattavan virranohjausmoduulin voisi laittaa joko sähköjohdon jatkeeksi, pistorasiaan kiinni tai suoraan komponentiksi isompaan laitteeseen. Ohessa mallikuvia mahdollisista ulkoasuista.
Kuvassa erilaisia malleja komponentin ulkomuodolle. Ensimmäistä kuvaa käytettiin demottavassa prototyypissä.
Projektin lopputulos
Saavutimme projektisuunnitelmassa esittämämme tavoitteen lopputuloksesta, ja saimme toimivan prototyypin aikaan.
Testissä prototyyppimme kytkettiin lampun sähköjohtoon. Mobiilisovelluksemme päivitti lampun energiankulutusta ja sähkölaskun hintaa reaaliaikaisesti. Lisäksi pystyimme mobiilisovelluksesta kytkemään lampun sähköt päälle ja pois.
Kuvassa valmis etäohjattava virranohjausmoduuli ulkoa.
Kuvassa sama moduuli (kuin edellisessä kuvassa) sisältä.
Ryhmä
Kuvassa projektin toteuttanut ryhmä. Vasemmalta lukien: Kalle Nieminen, Shahram Barai, Aleksi Zubkovski ja Antti Halava.
Liitteet ja komponentit
Komponenttilistaus.
Piirilevyn kaavio.
Tämä teos on lisensoitu Creative Commons Nimeä 4.0 Kansainvälinen -lisenssillä. Tarkastele lisenssiä osoitteessa http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ tai lähetä kirje osoitteeseen Creative Commons, PO Box 1866, Mountain View, CA 94042, USA.
