云中的電氣測量開源項目

描述

我使用 Avnet 設(shè)計的 Azure Sphere MT3620 入門套件為“使用 Azure Sphere 確保一切安全”競賽完成了這個項目。

我將 Visual Studio Code + Platformio 與 Georgi Angelov 的插件一起使用。

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它有很多功能，我們將在這個項目中使用 M7 內(nèi)核，兩個 M4 內(nèi)核之一，兩個內(nèi)置 ADC，ADC0 用于接收環(huán)境光，ADC1 用于接收來自模擬多路復(fù)用器的信號，兩個 GPIO用于選擇來自模擬多路復(fù)用器和 I2C 接口的信號以連接 OLED 顯示器的引腳。

我使用 4 個 SCT013-030。SCT013-030 是一款非侵入式電流傳感器，可將最大 30A 的電流轉(zhuǎn)換為 1V 的信號。

我們要測量交流電流，因此輸出信號從 -1V 變?yōu)?+1V。但是我們的 ADC 在 0 到 3.3V 的范圍內(nèi)工作，所以我們必須使用一個電路來改變電壓。我們將使用 OP 放大器。LM324 內(nèi)部有 4 個。

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我只使用板上的一個 ADC，我需要一個模擬多路復(fù)用器來接收來自 4 個傳感器的四個模擬輸入。

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我設(shè)計了一個盾牌來連接到 Azure Sphere MT3620。

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我把代碼分成兩部分。一個實時應(yīng)用程序在一個 M4 核心中運行以讀取模擬信號，并將它們發(fā)送到 M7 核心，它正在運行一個接收信息的應(yīng)用程序，更新 oled 顯示器并使用安全通道將它們發(fā)送到 Cloud Iot 平臺。

在 M4 內(nèi)核中，我讀取了模擬信號。adc0 GPIO41 是來自環(huán)境光傳感器的信息。在ADC1中，GPIO 42是模擬多路復(fù)用器的輸出，GPIO 16和17用于選擇模擬多路復(fù)用器的4個通道。

為了讀取電流，我們必須在信號的 14 個周期或更多周期內(nèi)讀取模擬信號。我使用 25 個周期。

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在 app_manifest.json 中，重要的是將 M7 應(yīng)用程序的 ID 添加到“AllowedApplicationConnections”字段和所有 GPIO。

M7 核心運行代碼以從 M4 核心接收信息，更新 OLED 顯示屏并使用安全通道將信息發(fā)送到 Google IoT Core。

起初我使用 Azure IoT Central 應(yīng)用程序來接收數(shù)據(jù)，但是試用期還有一個月就到期了，所以我不得不換到另一個云服務(wù)。這是我使用的教程

按照步驟做真的很容易

我轉(zhuǎn)移到谷歌云，那里的安全通道基于 Json Web 令牌 (JWT) 身份驗證。Cloud IoT Core 使用公鑰認(rèn)證，支持RSA 和Elliptic Curve 算法。這是連接 esp32 的一個很好的教程，我將它改編為 Mt3620?

我們可以使用 MQTT 或 HTTP，我使用 HTTP。要使用 HTTP 橋?qū)⑦b測事件發(fā)送到云，您必須將包含 base64 編碼數(shù)據(jù)的 POST 請求發(fā)送到給定的 URL。該請求必須包含一個authorization標(biāo)頭，其中包含使用您設(shè)備的私鑰生成的有效 JWT。

按照教程，我部署了 InfluxDB 和 Grafana 以存儲數(shù)據(jù)。

功率是電流乘以西班牙230V的電壓。Grafana 進行轉(zhuǎn)換。這是一個儀表板示例

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