Удосконалене однофазне реле контролю напруги побутових споживачів з підтримкою IoT і Bluetooth Low Energy
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2025.1.03Ключові слова:
реле контролю напруги, ESP32-C3FH4, Bluetooth Low Energy, Android-застосунок, схемотехніка, захист побутової електромережі, Інтернет речей, IoTАнотація
У статті представлено комплексне апаратно-програмне рішення для реле контролю напруги побутових споживачів з можливістю інтеграції у середовище Інтернету речей (IoT). Розроблено схемотехнічну частину на базі мікроконтролера (МК) ESP32C3FH4 з використанням бістабільного електромагнітного реле та безтрансформаторного джерела живлення. Реалізовано мобільний застосунок для керування пристроєм, налаштування уставок, перегляду історії спрацювань та аналізу аварійних ситуацій. Розглянуто можливість підключення до хмарних сервісів та візуалізації змін електричних параметрів у режимі реального часу. Надано структурну та принципову електричну схеми пристрою, описано алгоритми роботи та особливості реалізації протоколу обміну даними через інтерфейс Bluetooth Low Energy (BLE). Отримані результати підтверджують ефективність запропонованого рішення для захисту побутових електроспоживачів.
Посилання
Ye. Yu. Zorin, "Analiz skhemotekhichnykh rishen' odnofaznykh reley kontrolyu napruhy pobutovykh spozhyvachiv", Visnyk NTU "KhPI". Seriya: Problemy udoskonalennya elektrychnykh mashyn i aparatів. Teoriya i praktyka, № 1, Pp. 13–20, 2022.
Guerrero F.N., Spinelli E.M., Haberman M.A. Analysis and Simple Circuit Design of Double Differential EMG Active Electrode. IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst., 2016, vol. 10, Pp. 787–795.
Kovtun H.A., Kolisnyk K.V. Udoskonalennya diahnostychnoho pryladu "Avtonomna bezdrotova systema EMH". Naukovi tezys studentskoyi konferentsiyi NTU "KhPI". Kharkiv, 2024. Pp. 72–74.
Smolin Yu.O. Systemy kontrolyu parametru hazotransportnoyi merezhi z vykorystannyam bezdrotovykh tekhnolohiy. Tezy NTU "KhPI". Kharkiv, 2024. Pp. 109–110.
SIMCom Wireless Solutions. SIM800 Series AT Command Manual. Shanghai: SIMCom, 2020. 364 p.
Balyev V.M., Burenkova A.M. Rozrobka systemy spovishchennya shchodo nayavnosti elektryky v zytlovomu prymishchenni. Tezy NTU "KhPI". Kharkiv, 2024. Pp. 118–119.
ESP32-C3 Series [Elektronnyy resurs]. Espressif Systems. – Rezhym dostupу: [https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-c3_datasheet_en.pdf] (https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-c3_datasheet_en.pdf).
Zorin Y., Chepeliuk O. The Improved Voltage Control Relay for the Single-phase Household Consumers Protection. IEEE 4rd KhPI Week on Advanced Technology, 2023.
HOST 13109-97. Normy yakosti elektrychnoyi enerhiyi v systemakh elektrosnabzhenya zahal'nogo pryznachennya. 2000.
DSTU EN 50160:2014. Kharakterystyky napruhy elekpropostachannya v elektrychnykh merezhakh zahal'nogo pryznachennya.
Bluetooth Special Interest Group. Bluetooth Core Specification v5.0. [Online]. [https://www.bluetooth.com/specifications/bluetooth-core-specificati-on/](https://www.bluetooth.com/specifications/bluetooth-core-specification/)
NCR industrial. Latching Relay – NRL08B-12D. [Online]. [https://www.nicerelay.com/products/electrical-kwh-meter-components/latching-relays-electrical-kwh-meter-components] (https://www.nicerelay.com/products/electrical-kwh-meter-components/latching-relays-electrical-kwh-meter-components)
Espressif Systems. ESP-IDF Programming Guide. [Elektronnyy resurs]. – [https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/] (https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/)
Information Technology Industry Council. ITI (CBEMA) Curve Application Note. [Online]. Available: [http://www.itic.org/resources/Oct2000Curve-UPDATED.doc] (http://www.itic.org/resources/Oct2000Curve-UPDATED.doc)
IEC 60255-127:2010. Measuring relays and protection equipment – Part 127: Functional requirements for over/under voltage protec-tion.
Firebase Documentation. Firebase Realtime Database. [https://firebase.google.com/docs/database] (https://firebase.google.com/docs/database)
Android Open Source Project. Bluetooth Low Energy (BLE) Guide.
Android Developers. Jetpack Compose Overview. [https://developer.android.com/jetpack/compose] (https://developer.android.com/jetpack/compose)
BluetoothGatt [Elektronnyy resurs] // Android Developers. – Rezhym dostupу: [https://developer.android.com/reference/android/bluetooth/BluetoothGatt] (https://developer.android.com/reference/android/bluetooth/BluetoothGatt).
Google Developer Docs. Guide to app architecture. [https://developer.android.com/topic/architecture] (https://developer.android.com/topic/architecture)
JetBrains. Kotlin Coroutines Documentation. https://kotlinlang.org/docs/coroutines-overview.html
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Є.Ю. Зорін, О.О. Чепелюк
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
