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FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E AUTOMATICA TESI DI LAUREA

FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E AUTOMATICA TESI DI LAUREA Supervisione della potenza elettrica in una s mart grid tramite arduino. LAUREANDO Federico Mariani RELATORE CORRELATORE

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FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E AUTOMATICA TESI DI LAUREA

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Presentation Transcript

  1. FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E AUTOMATICA TESI DI LAUREA Supervisione della potenza elettrica in una smart grid tramite arduino LAUREANDO Federico Mariani RELATORE CORRELATORE Prof. Francesco Delli PriscoliProf. Vincenzo Suraci Anno Accademico 2012/2013

  2. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Obiettivi Prototipo per il controllo e il monitoraggio della potenza elettrica sfruttata da strumenti elettrici ed elettronici in una abitazione o un’industria Progettazione: Potenza elettrica Sistema informatico Struttura rete elettrica Realizzazione: Metodi per la misura della corrente Piattaforma Sistema di comunicazione

  3. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Contestualizzazione Perchè si parla di smart grid? Piano 20-20-20 • Ridurre del 20% le emissione di CO2 • Aumentare del 20% la quota di energia prodotta da fonti rinnovabili • Portare al 20% il risparmio energetico Demand side management

  4. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Architettura HAN e smart metering

  5. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Progetto • Sensore di corrente • Microcontrollore • Relay • Scada

  6. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Realizzazione • Arduino UNO • Relay shield 1.3 per Arduino • Sensore di corrente ad effetto hall ACS578 • Carichi di prova • HTML/PHP

  7. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Architettura hardware

  8. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Schema di funzionamento

  9. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Calcolo potenza assorbita Potenza attiva in regime sinusoidale: • Carico resistivo • Carico induttivo Problema sfasamento Cos(φ) = 0.9

  10. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Calcolo potenza nel software sviluppato • Media aritmetica con: • M = corrente totale • n = numero misure • xi = valori campione di corrente Procedura: • Ogni milli secondo arduino legge il valore della corrente e lo somma a quelli passati, quindi aggiorna la variabile • Dopo 500 millisecondi viene effettuata la media • Il valore M viene moltiplicato per la tensione e cos(φ) Errore: 10% su carichi induttivi, 5% su carichi resistivi

  11. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Taratura • Algebricamente • Amperometro campione • Considerando il sistema sensore/arduino ACS578 - +50 Ampere, -50 Ampere Convertitore A/D arduino: 10bit  1024 segmenti

  12. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Comunicazione Wamp Struttura server/client , computer/arduino attraverso porta seriale Grazie a dei programmi scritti in HTML e PHP è stato possibile comunicare con arduino tramite rs232, attraverso librerie esterne (php_serial.class.php)

  13. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Pagina HMTL Monitoraggio potenza: Controllo relay:

  14. Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/2013 - SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Miglioramenti e conclusioni Il sistema così sviluppato può essere reso autonomo grazie al modulo: RN-XV wi-fly shield Connessione TCP/IP con il router Oltre che miglioramenti sul lato software • Grazie alla versatilità degli strumenti utilizzati, il progetto così sviluppato si presta a future espansioni Dai test effettuati non sono state riscontrate anomalie, e il sistema così sviluppato risulta robusto La definizione di uno standard è un punto molto importante

  15. Grazie per l’attenzione

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