Nội dung

JOURNAL OF SCIENCE Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y Design of a smart energy management, control and monitoring experimental system Nguyen Thanh Binh1,2, Vo Xuan Tri3, Le Van Tho3, Ngo Minh Khoa4,* Graduate student course 20, Department of Engineering and Technology, Quy Nhon University 2 Center of vocational and continuing education, Hoai Nhon, Binh Dinh 3 Undergraduate student course 38, Department of Engineering and Technology, Quy Nhon University 4 Department of Engineering and Technology, Quy Nhon University 1 Received: 20/05/2019; Accepted: 20/06/2019 ABSTRACT This paper presents a design of the experimental system to manage, control and monitor the low voltage networks. Voltage and current sensors are used to send the voltage and current signals to Arduino board and to measure all necessary electrical quantities. Then, they will be calculated and proceeded to export all outputs such as voltage, current, active power, reactive power, energy, etc. to LCD display, monitoring program screen to manage and monitor. The function of transfering and receiving the data via the wifi Internet is exploited to design softwares on a smartphone to manage, control and monitor the system operation. In addition, other functions including demand side management (DSM) and over/under voltage protection are also implemented into the system. The experimental results shown in this paper indicate that the system operates reliably and accurately. Keywords: Arduino wemos, control, monitoring, DSM, over/under voltage. * Corresponding author. Email: ngominhkhoa@qnu.edu.vn Journal of Science - Quy Nhon University, 2019, 13(3), 35-43 35 KHOA HỌC TẠP CHÍ TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Nghiên cứu thiết kế hệ thống thực nghiệm quản lý, điều khiển và giám sát điện năng thông minh Nguyễn Thanh Bình1,2, Võ Xuân Trí3, Lê Văn Thơ3, Ngô Minh Khoa4,* Học viên cao học K20, Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Trường Đại học Quy Nhơn; 2 Trung tâm GDNN-GDTX Hoài Nhơn, Bình Định; 3 Sinh viên K38, Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Trường Đại học Quy Nhơn; 4 Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Trường Đại học Quy Nhơn 1 Ngày nhận bài: 20/05/2019; Ngày nhận đăng 20/06/2019 TÓM TẮT Bài báo nghiên cứu thiết kế hệ thống thực nghiệm nhằm quản lý, điều khiển và giám sát điện năng của các phụ tải điện hạ áp. Các cảm biến điện áp, cảm biến dòng điện xoay chiều được sử dụng để đưa tín hiệu vào bo mạch Arduino nhằm đo lường các đại lượng cần thiết. Sau đó tiến hành tính toán, xử lý để xuất các kết quả đầu ra mong muốn chẳng hạn như: điện áp, dòng điện, công suất tác dụng (CSTD), công suất phản kháng (CSPK), điện năng tiêu thụ,… ra màn hình LCD, lên giao diện của chương trình điều khiển và giám sát. Tính năng truyền - nhận dữ liệu thông qua mạng truyền thông internet wifi được khai thác ứng dụng để thiết kế các chương trình phần mềm trên smartphone nhằm quản lý, điều khiển và giám sát toàn bộ hoạt động của hệ thống. Ngoài ra một số chức năng khác bao gồm quản lý nhu cầu phụ tải (DSM) và bảo vệ quá/thấp áp cũng được tích hợp trong hệ thống. Các kết quả thực nghiệm với một số dạng tải khác nhau được khảo sát trong bài báo này đã cho thấy sự làm việc tin cậy và chính xác của hệ thống. Từ khóa: Arduino wemos, điều khiển, giám sát, DSM, quá/thấp áp. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước, nhu cầu về tiêu thụ điện năng ngày càng cao trong khi khả năng cung cấp điện còn rất nhiều khó khăn, từ đó vấn đề sử dụng điện tiết kiệm, hiệu quả trở thành vấn đề cấp bách. Việc ý thức tiết kiệm điện của người dân chưa được nâng cao, các biện pháp đề ra để tiết kiệm điện còn khá ít và việc áp dụng nó vào thực tiễn còn nhiều bất cập. Để tiết kiệm điện phụ thuộc ở 2 yếu tố: thiết bị điện và thói quen sử dụng của con người. Người dùng thường bận rộn với công việc nên ít có thời gian giám sát được việc sử dụng các thiết bị trong gia đình hay cơ quan, dẫn đến nhiều thiết bị hoạt động không cần thiết, gây lãng phí năng lượng điện và tăng chi phí điện cho gia đình, cơ quan. Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, quản lý và giám sát điện năng là yếu tố vô cùng quan trọng và càng quan trọng hơn trong sản xuất và kinh doanh của doanh nghiệp. Một bài toán đặt ra cho các nhà quản lý là làm sao quản lý tòa nhà, nhà máy hay xí nghiệp của mình một cách hiệu quả nhất nhằm để tiết giảm chi phí, tiết kiệm năng lượng ở mức tối đa, tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp trong những hoạt động kinh doanh. Phương án tối ưu hiện *Tác giả liên hệ chính. Email: ngominhkhoa@qnu.edu.vn 36 Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2019, 13(3), 35-43 Trong đ Hệ thống quản lý, điều khiển và giám sát điện năng thông minh SCIENCE JOURNAL OF Tải 1 Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y Tải 2 Nguồn 220VAC (a) nay là thiết lập hệ thống tự động quản lý và giám sát điện năng từ xa.1,2 Hiện nay, Arduino là một dạng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn.3,4 Arduino giống như một máy tính nhỏ để người dùng có thể lập trình và thực hiện các dự án điện tử mà không cần phải có các công cụ chuyên biệt để phục vụ việc nạp code. Do đó các môđun của bo mạch Arduino, môđun cảm biến điện áp xoay chiều, môđun cảm biến dòng điện xoay chiều, môđun rơle đóng cắt mạch điện, môđun wifi của Arduino, môđun hiển thị LCD,… sẽ được nghiên cứu lựa chọn để thiết kế trong bài báo này. 2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG Trong bài báo này, tác giả tập trung đi vào thiết kế hệ thống quản lý và giám sát điện năng cho đối tượng là mạng điện một pha 220VAC. Phần mạch lực được thể hiện như hình 1(a), trong đó có một mạch nguồn và hai mạch tải (tải 1 và tải 2). Các tín hiệu điện áp, dòng điện trên các nhánh được thu thập thông qua cảm biến điện áp (ZMPT101B) và các cảm biến dòng điện (ACS712) và đưa về bộ xử lý trung tâm (Arduino Wemos) của hệ thống.5,7 Sau khi xử lý tính toán các thông số đầu ra, bộ xử lý trung tâm sẽ đưa tín hiệu để điều khiển các rơle đóng/cắt các mạch trên sơ đồ mạch lực. Sau khi thiết kế sơ đồ lắp ráp chi tiết, các tác giả tiến hành lắp ráp hệ thống thực nghiệm như hình 1(b). Nguồn 220VAC Hệ thống quản lý, điều khiển và giám sát điện năng thông minh Tải 1 Tải 2 (a) (a) 9 2 1 3 4 5 10 13 12 Chú thích: 1: Arduino Wemos R32 2: Cảm biến điện áp ZMPT101B 3: Cảm biến dòng điện mạch 1 4: Cảm biến dòng điện mạch 2 5. Cảm biến dòng Journal điện mạch 3 6: Rơle đóng/cắt mạch 1 7: Rơle đóng/cắt mạch 2 8: Rơle đóng/cắt mạch 3 Do đó, dòng đ 9 Tải 1 10 5 4 3 2 13 Tải 2 1 Chú thích: 1: Arduino Wemos R32 2: Cảm biến điện áp ZMPT101B 3: Cảm biến dòng điện mạch 1 4: Cảm biến dòng điện mạch 2 5. Cảm biến dòng điện mạch 3 6: Rơle đóng/cắt mạch 1 7: Rơle đóng/cắt mạch 2 8: Rơle đóng/cắt mạch 3 9: LCD 10. Mô đun wifi ESP8266 11: Ngõ vào nguồn cấp 220VAC 12: Ngõ ra 1 (cấp tải 1) Chú thích: 13: Ngõ ra 2 (cấp 1: Arduino Wemos R32 tải 2) 14:biến Cápđiện USBápkết nối máy tính 2: Cảm ZMPT101B Hệ thống quản lý, điều khiển và giám sát điện năng thông minh 12 8 7 6 (a)11 9 14 2 3 4 10 5 (b) (b) 13 3: Cảm biến dòng điện mạch 1 4: Cảm biến dòng điện mạch 2 5. Cảm biến dòng điện mạch 3 6: Rơle đóng/cắt mạch 1 7: Rơle đóng/cắt mạch 2 8: Rơle đóng/cắt mạch 3 9: LCD 10. Mô đun wifi ESP8266 11: Ngõ vào nguồn cấp 220VAC 12: Ngõ ra 1 (cấp tải 1) 13: Ngõ ra 2 (cấp tải 2) 14: Cáp USB kết nối máy tính Hình thực nghiệm; Hình 1. 1. (a) (a)Sơ Sơđồ đồmạch mạchlực lựccủa củahệhệthống thống thực nghiệm; (b) Tổng (b) thể Tổng phần thể cứng của cứng hệ thống phần của hệ thống 1 12 8 7 6 11 THIẾTKẾ KẾPHẦN PHẦN MỀM MỀM 3.3.THIẾT 14 3.1. lường cáccác đạiđại lượng điện 3.1.Cơ Cơsởsởlýlýthuyết thuyếtđo(b) đo lường lượng Hình 1. (a) Sơ đồ mạch lực của hệ thống thực nghiệm; điện áp trị hiệu dụng là giá trị trung bình bình Điện (b) Tổng thể phần cứng của hệ thống phươngĐiện của áp cáctrịmẫu thời gian hiệutrong dụng một là giákhoảng trị trung bình 8 3. THIẾT KẾđó PHẦN MỀM lấy mẫu nào . Do đó, điện áp trị hiệu dụng Urms bình phương của các mẫu trong một khoảng thời sẽ được xáclýđịnh như 3.1. thuyết đosau: 8lường các đại lượng điện gianCơlấysởmẫu nào đó . Do đó, điện áp trị hiệu N Điện trịsẽhiệu dụng giá trị sau: trung bình bình dụngáp Urms được xác là định 1 như 2 = U ukhoảng phương của các mẫu thời gian (1) ∑ rmstrong một i N N i =1 8 1 áp 2trị hiệu dụng U(1) lấy mẫu nào đó . Do đó, điện rms U rms = u sẽ được xác định như sau: N ∑ i i =1 thứ i; N tổng số mẫu Trong đó: ui là mẫu điện áp N điện áp. 1 điện Trong đó:Uurms là mẫu (1) u i2 áp thứ i; N tổng i = ∑ N i =1hình sin ở đầu ra của Giả sử điện áp xoay chiều số mẫu điện áp. cảm điện áp có biên Um và mẫuZMPT101B điện áp thứ i; N tổngđộ sốlà Trongbiến đó: usử i làđiện Giả áp xoay chiều hình sin ởmẫu đầu bộ góc pha ban đầu bằng 0 và được lấy mẫu bởi điện áp. ra của cảm biến điện ZMPT101B có biên chuyển đổi tương tự sốápADC của Arduino vớiđộthời Giả sử và điệngóc áp pha xoayban chiều hình sin0 ởvàđầu ra của là U đầu bằng được gian lấy mẫu bằng Δt được thể hiện như sau: lấy m cảm biến điện áp ZMPT101B có biên độ là Um và mẫupha bởiban bộ đầu chuyển tương tự số ADC của góc bằng đổi = u(k) U0 mvàsinđược kωΔlấy t ) mẫu bởi bộ (2) ( Arduino thờitựgian lấy mẫu Δt được thể chuyển đổivới tương số ADC của bằng Arduino với thời gian lấy mẫu bằng Δt được thể hiện như sau: hiện như sau: Trong đó: Um là biên độ điện áp; ω = 2πf; Δt là thời gian lấy mẫu (2) = u(k)(s);Uk là sinmẫu t ) k. ( kωΔthứ (2) m Khi đó giá Utrị điện áp trị hiệu dụngωsẽ= là: Trong đó: là biên điệnđộáp; là Trongm đó: Um làđộbiên điện áp;2πf; ω =Δt2πf; thời gian lấy mẫu (s); k là mẫu thứ k. Δt là thời gian lấy mẫu (s);1 k Nlà mẫu thứ k. 2 i(k) = I sin k ωΔ = U u ( ∑ rms k m Khi đó giá trị điện áp trị hiệu dụng sẽ là: t − ϕ ) (3) N ktrị Khi đó giá trị điện áp =1 hiệu dụng sẽ là: 1 NNđộ dòng 2 là= biên mxoay 1chiều (3) UIrms Giả sửTrong dòng đó: điện sinđiện. ở đầu ra (3)của 2k ∑ uhình ∑k =1 kcó biên độ là Im và cảm biến dòng rms điện ACS712 N ktrị =1 hiệu dụng I Do đó, dòng điện rms của góc phadòng ban đầu bằng φ và được lấy mẫu bởi Giả sử điện xoay chiều hình sin ở đầu ra củaở bộ Giả điện sử dòng điện xác xoayđịnh chiều hình sin dòng sẽ được như sau: chuyển tương số ADCcócủa Arduino cảm biếnđổi dòng điệntựACS712 biên độ là IWemos và đầu ra của cảm biến dòng điện ACS712 có mbiên góc thời pha ban và được lấy mẫu với gianđầu lấybằng mẫuφbằng Δt được thể bởi hiệnbộnhư N được lấy độ là Imđổi vàtương góc pha ban đầu của bằng chuyển tự số ADC Arduino 1φ và sau: 2Wemos I rms ihiện mẫuthời bởigian bộ lấy chuyển tương tự số của với mẫu đổi bằng Δt=được thể ADC như k N k =1 bằng Δt sau: Arduino Wemos với thời gian lấy mẫu được thể hiện như sau: U = N u ∑ Trong đó: I Trong Do dòng đó, dòn đ dòng điện s Lý thu định C xem là toán C Trong đó:lu i luôn dòngnhau: điện. t Lý thuyết tải phic địnhdòng CSTD đ xemtức là thờ mộ toán CSTD luôn luôn nhau: tải tr Trong tải phi tuyế dòngu(k)=U điện. tức thời vàm i(k)=I Do đó, trung Trong đó:bp thờimsin gia u(k)=U i(k)=Imsin(k Do đó, CS trung bình c thờiCông gian lấs bằng tí điện trP sau khi Công suất(3b theo bằngcông tích su c điện trị hiệ sau khi đã x theo (3) và sốbc côngHệ suất Hệ số công CSPK (4)được CSPK Điện nă năng t tínĐiện hiệu (5) Trong đó: ii là mẫu dòng điện thứ i; N tổng số mẫu = (4) i(k) I m sin ( kω∆t − ϕ ) dòng điện. Lý thuyết công suất tức thời được áp37dụng để xác định CSTD P được tiêu thụ bởi các tải. Nó được xem là một phương pháp chính xác nhất để tính of Science - Quy Nhon University, 2019, 13(3), 35-43 s R32 áp ZMPT101B điện mạch 1 điện mạch 2 điện mạch 3 mạch 1 mạch 2 mạch 3 ESP8266 n cấp 220VAC tải 1) tải 2) ích:máy tính nối h: Wemos R32 uino Wemos R32 Wemos R32 mno biến điện áp ZMPT101B Wemos R32 điện áp ZMPT101B điện ZMPT101B mbiến biến dòng điện mạch 1 ndòng điện áp áp ZMPT101B điện mạch 1 biến dòng điện mạch 1 mndòng biến điện mạch dòngdòng điệnmạch mạch điện 21 2 dòng điện mạch 23 mbiến biến dòng điện mạch ndòng dòng điện mạch 2 điện mạch 3 biến dòng điện mạch 3 eg/cắt mạch n đóng/cắt dòng điện mạch 1mạch1 3 mạch 1 eđóng/cắt đóng/cắt mạch ng/cắt mạch g/cắt mạch 21 2 đóng/cắt mạch 2 eg/cắt đóng/cắt ng/cắt mạchmạch mạch 32 3 đóng/cắt mạch D ng/cắt mạch 3 3 c nghiệm; g ôwifi đunESP8266 wifi ESP8266 wifi ESP8266 õnguồn vào nguồn cấp 220VAC nđun wifi ESP8266 cấp 220VAC vào cấp1)220VAC ra nguồn 1 tải (cấp nguồn cấp 1oõ(cấp 1) tải220VAC rara 1 2(cấp tải 1)2) õ (cấp tải 1 (cấp tải 1) 2 (cấp tải 2) 2 (cấp tải p2raUSB kếtmáy nối2)tính máy tính (cấp tải 2) B kết nối USB máy tính SB kếtkết nốinối máy tính ợng điện bình bình thời gian ng thực nghiệm; nghiệm; gthực thực nghiệm; thực nghiệm; dụng ệ thốngUrms hống thống hống (1) đại lượng điện điện ại lượng điện i lượng lượng điện ung bình bình g bình bình ung bình bình ng bình bình ng số mẫu oảng thời gian ng thời gian oảng thờigian gian ảng thời hiệu dụng Urms ệu dụng U rms hiệu dụngUUrms rms ệu dụng ầu ra của ộ là Um và (1) ẫu bởi bộ(1)(1) (1) o với thời au:tổng số mẫu tổng NN tổngsố mẫu tổng sốsốmẫu mẫu (2) ở đầu đầu rara của ởnở ởđầu của 2πf; đầuΔtra ralàcủa của ên độ là U và mvà và mm độlà nênđộ độ làlàU UU m và ấy mẫu bởi bộ ymẫu mẫubởi bởibộ bộ mẫu bởi bộ rduino với thời uino với thời duino với thời uino với thời như sau: ư sau: như sau: hư sau: (3)(2)(2) (2) (2) ω = 2πf; 2πf; Δt làlà ===2πf; Δt ω đầu ra của 2πf; ΔtΔtlà là . ộ là Im và ẽẫu là:bởi bộ à: ẽlà: là: no Wemos hiện như (3) (3) (3) (3) TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN i(k) = I m sin ( kωΔt − ϕ ) (4) Trong đó: Im là biên độ dòng điện. Trong đó: Im là biên độ dòng điện. đó,điện dòngtrịđiện hiệuIdụng I tíncủa tín Do đó, Do dòng hiệutrịdụng hiệu rms củarms hiệu điện dòngsẽđiện được định dòng đượcsẽxác địnhxác như sau:như sau: 1 N 2 (5)(4)(4) (5) =I= Isinsin I rms i(kkωΔ ∑ i(k) −)ϕϕ ) i(k) = tt −t−t− ϕϕ ( k(ωΔ msin (4) i(k)==ImmI mN kωΔ ωΔ (4) i(k) sin )) k (=1k Trong đó: Ilàmlàlà biên độ dòng điện. Trong đó: ImImẫu biên độ dòng điện. Trong biên độ dòng điện. Trong đó: iđó: dòng điện thứ i; N thứ tổngi;số mlà ibiên Trong đó: độ dòng điện. i làIm Trong đó: là mẫu dòng điện N mẫu tổng i dòng điện. Do đó, dòng điện trị hiệu dụng I của tín hiệu rms Do đó, dòng điện trị hiệu dụng I của tín hiệu rms Dođó, đó, dòng điệntrịtrịhiệu hiệudụng dụngIrms Irmscủa củatín tín hiệu sốDo mẫu dòng điện. dòng điện hiệu dòng điện sẽ được xác định như sau: sẽ xác định như dòngđiện điện được xác định nhưsau: sau: Lýdòng thuyết công suất tức thời được áp dụng để xác dòng điện sẽsẽđược được xác định như sau: Lý thuyết công suất tức thời được áp được dụng định CSTD P được tiêu thụ bởi các tải. Nó N N 1111NN 2 i22 (5) = I để xác định phương CSTD IPrms tiêu thụ bởi cácđể tải.tính Nó(5) xem là một pháp nhất = chính ixác ∑ rms (5) Iđược (5) I rms i=k2k1i kk ∑ rms== N ∑ N ∑ k Nkk==k11chính toán trong điện Nxoay =1 chiều. đượcCSTD xem là một mạch phương pháp xácKết nhấtquả để luôn Trong luôn đúng đối với tất cả các loại tải khác đó: ii là mẫu dòng thứ i;N N tổng số mẫu Trong iii ilà mẫu dòng điện thứ i;i;i;N tổng sốKết mẫu tính toánđó: CSTD trong mạch điện xoay Trong đó: mẫu dòng điện thứ tổng số mẫu i là Trong đó: mẫu dòng điện Nchiều. tổng mẫu nhau: tải trở, tải cảm, tải dung vàthứ thậm chí là số các i là dòng điện. dòng điện. dòng điện. quả luôn luôncóđúng đốichứa với tất cả các loạiphần tải khác dòng điện. tải phi tuyến nhiều nhiều thành hài Lý thuyết công suất tức thời được áp dụng để xác Lý thuyết công suất tức thời được áp dụng để xác dòng điện. Công suất tức thời là tích của điện áp nhau: tải trở, tải cảm, tải dung và thậm chí là các Lý thuyết công suất tức thời được áp dụng để xác Lý thuyết công suất tức thời được áp dụng để xác 8 Nó định CSTD P được tiêu thụ bởi các tải. được PPđiện tiêu bởi các tải. được .Nó tức thời và dòng tức thờithụ của mạch điện địnhCSTD CSTD Pđược được tiêu thụ bởi các tải. Nó được tảiđịnh phi tuyến có chứa nhiều thành phần hàiNó dòng định CSTD được tiêu thụ bởi các tải. được xem là một phương pháp chính xác nhất để tính xem là một phương pháp chính xác nhất để tính xem là một phương pháp chính xác nhất để tính xemCông là một phương xácđiện nhấtápđể(6) tính điện. suất tức là) iđiện tích tức ptrong =thời upháp k xoay ( k )mạch ( kđiện (chính ) của toán CSTD mạch xoay chiều. Kết quả toán CSTD trong chiều. Kết quả toánCSTD CSTDtrong trongmạch mạchđiện điệnxoay xoaychiều. chiều. Kết quả toán 8 Kết quả thời và dòng điện tức thời của mạch điện. luôn luôn đúng đối với tất cả các loại tải khác luôn luôn đúng đối với tất cả các loại tải khác luôn luôn đúng đốisuất vớitức tấtthời các loạithứ tảik; khác Trong đó: p(k)đúng là công ở mẫu luôn luôn đối với tất cảcảcác loại tải khác nhau: tải trở, tải cảm, tải dung và thậm chí là các nhau: tải trở, tải cảm, tải dung và thậm chí là các nhau: tải trở, tải cảm, tải dung và thậm chí là các u(k)=U sin(kωΔt) là điện áp ở mẫu thứ k; nhau: tải trở, tảip (cảm, và thậm chí là các m (6)hài knhiều u (chứa kdung ) = tải ) inhiều ( knhiều ) thành tải phi tuyến có thành phần hài tải phi tuyến có nhiều chứa phần tảimphi phituyến tuyến-có cónhiều chứa nhiều thành phầnhài hài i(k)=I sin(kωΔt ϕ) lànhiều dòng điệnnhiều ở mẫuthành thứ k.phần tải chứa dòng điện. Công suất tức thời là tích của điện áp dòng điện. Công suất tức thời là tích của điện áp dòng điện.đó: Công suất tứcthời thời tích của điện áp Trong p(k) là tức công suấtlàlàtức thời ởđiện mẫu dòng điện. Công suất tích của 8 áp 8suất 8 . tức thời và dòng điện tức thời của mạch điện Dotức đó, CSTD P được xác định bằng công . thời và dòng điện tức thời của mạch điện 8 . tức thời dòng điệntức tứcthời thời củaáp mạch điện.thứ thời vàvàdòng điện của mạch điện thứtức k; u(k)=U sin(kωΔt) điện ở mẫu trung bình của công suất tức là thời trong một khoảng m (6) k )dòng u ()kkiđiện ) i ()kk)ở) mẫu (6) =u= k; i(k)=I sin(kωΔtp-(p(pk)k(()klà thời gian lấy (6) u(u(kk(định )=)=xác ) i)((ikk(như ) sau: thứ k.(6) m mẫu vàpđược Trong đó: p(k) suất thời ở mẫu mẫu thứ k; N là là N tứctức Trong đó: p(k) suất thời ởbằng thứ k; 1p(k) 1suất Trong đó: làcông công suất tứcđịnh thời thứ Do đó, CSTD Pcông được xác Trong đó: p(k) là thời ởởmẫu mẫucông thứ k;k; (7) P p ( công klà utức káp iở( kởmẫu = = ) ( ) ) u(k)=U sin(kωΔt) là điện mẫu thứ ∑ ∑ m u(k)=U sin(kωΔt) điện áp thứ k; m msin(kωΔt) u(k)=U là N điện áp ởở thời mẫutrong thứ k;k;k; N k 1= u(k)=U làcông điện mẫu thứ suất trung bình của msin(kωΔt) k suất 1 áp tức = i(k)=I sin(kωΔt ϕ) là dòng điện ở mẫu thứ k. m i(k)=I sin(kωΔt ϕ) là dòng điện ở mẫu thứ k. m msin(kωΔt - ϕ) là dòng điện ở mẫu thứ k. i(k)=I i(k)=I - ϕ) là dòng điện ở mẫuxác thứ định k. msin(kωΔt một khoảng thời gian lấy mẫuđiện và được được Công suất biểu kiến của mạch xác định Dođó, đó,CSTD CSTDP PPđược đượcxác xácđịnh địnhbằng bằngcông côngsuất suất Do Do đó, CSTD được xác định bằng công suất Do đó, CSTD Pápđược xác định bằng công suất bằng tích của điện trịsuất hiệu dụng U như sau: dòng rms và trung bình của công tức thời trong một khoảng trung bình công suất thời trong một khoảng trung bìnhcủa của công suấttức tức thời trong một khoảng Nđiện bình của suất tức thời trong một khoảng của mạch đó. Do điệntrung trị hiệu dụng INrms và 1công 1xác thời gian lấy mẫu được định như sau:đó, thời gian lấy mẫu và được xác định như sau: = = P p k u k i k (7) thời gian lấy mẫu và được xác định như sau: ( ) ( ) ( ) ∑và được lấyđịnh mẫu định như sau:Urms sauthời khi gian đã xác điệnxác áp∑ trị hiệu dụng N kNđược N 1N k 1 = = N 1NNtrị hiệu 1dụng 1NNN Irms theo (5), thì theo (3) và dòng 1điện (7) P= pk ()kk ) 11∑ i ()kk ) = = 11= ( ki )iksau: (7)(7) P Pkiến pđược u (uuknhư ∑ ∑ ( ∑ p = ( ) công= suất biểu sẽ xác định P p k u1( k()k) i)((điện k( ) ) được(7) = = ∑ ∑ ( ) N N Công suất biểu kiến của mạch ∑ ∑ N N k 1 k = = = NNkk k11= NNkk k11 1 1= = = = xác Công định bằng tích của điện áp trị hiệu dụng U(8) S = U × I rmsđịnh rms rms suất biểu kiến của mạch điện được xác Công biểu kiến của mạch điện được xác định Côngsuất suất biểu kiến của mạch điện được xác định Công suất biểu kiến của mạch điện được xác định vàbằng dòng điện trị hiệu dụng I của mạch điện đó. bằng tích của điện áp trịrms hiệu dụng Urms và dòng tích của điện áp trị dụng U và dòng rms bằng tích của điện hiệu dụng và dòng Hệ bằng số công suất được xác như sau: rms tích của điện ápápđịnh trịtrịhiệu hiệu dụng UU và dòng rms của mạch điện đó. Do đó, điện trị hiệu dụng I rms Do đó, sau khi đã xác định được điện áp trị hiệu của mạch điện đó. Do đó, điện trị hiệu dụng I rms củamạch mạchđiện điệnđó. đó.Do Dođó, đó, điệntrịtrịhiệu hiệudụng dụngIrms Irmscủa điện P điện sau khi đã xác định được áp trị hiệu dụng U rms sau khi đã xác định được điện áp trị hiệu dụng U rms (9) sauU khi đã xác được điện trị áp hiệu trị hiệu dụng dụng theo (3)định và dụng I UUrmsrms ϕ = điện cosdòng sau khi rmsđã xác định được điện áp trị hiệu dụng rms theo (5), thì theo (3) và dòng điện trị hiệu dụng I S rms theo (5), thì theo (3) và dòng điện trị hiệu dụng I rms theođịnh (5),thì thì theo (3) dòng điện hiệudụng dụng Irmstheo (5), theo (3) vàvà dòng điện trịtrịhiệu Irms theo (5), thì công suất biểu kiến sẽ được xác công suất biểu kiến sẽ được xác định như sau: công suất biểu kiến sẽ được xác định như sau: công suất biểu kiến sẽ được xác định như sau: CSPK được xác định như sau: công suất biểu kiến sẽ được xác định như sau: như sau: Urms ×IIrms (8) S= U2=rms × I×rms (8)(8) SS= U (8)(8) rms = Q S =SU −rms P×2Irmsrms (10) Hệ số công suất được xác định như sau: Hệ số công suất được xác định như sau: Hệ số công suất được xác định như sau: Hệ sốHệ công suất được xác định như sau: số công suất được xácnhư định như sau: Điện năng tiêu thụ được xác định sau: P P (9) cosϕ=ϕ==PP cos (9) cos (9)(9) A= Pϕϕ × t= S S (11) (9) cos S S CSPK được xác định như sau: sau: CSPK được xác định như CSPK được xác định như sau: CSPK được xác định như sau: CSPK được xác định như sau: (10) = Q 2 S22 −2P22 (10) = Q (10) = (10) = QQ SSS2 −−−PPP2 (10) Điện năng tiêu thụ được xác định như Điện năng tiêu thụ được xác định như sau: sau: Điện năng tiêu thụ được xác định như sau: Điệnnăng năngtiêu tiêuthụ thụđược đượcxác xácđịnh địnhnhư nhưsau: sau: Điện 3 (11) A = P×t (11) (11) A (11) AA===PPP×××tt t (11) ởđầu đầurara của ởởởđầu nin của đầu ra ra của của ên độ là I và m độ là I và m độlàlàImImvàvà nênđộ ấy mẫu bởi bộ mẫu bởi bộ mẫubởi bởibộ bộ yấymẫu rduino Wemos 38 uino duinoWemos Wemos duino Wemos c thể thể hiện hiện như như cthể thể hiện hiện như như Hình 2. Giải thuật đo lường các đại lượng điện 3.2. Giải thuật đo lường đại lượng điện Từ cơ sở của việc đo lường các đại lượng điện của mạch điện đã được trình bày như ở mục trên, mục này sẽ đề xuất giải thuật đo lường các đại lượng đó để lập trình trên phần mềm Arduino IDE và sau đó nạp code vào bo mạch Arduino Wemos để thực hiện các chức năng đo đếm và giám sát điện năng của mạch điện. Hình 2 thể hiện giải thuật đo lường các đại lượng điện bao gồm: điện áp trị hiệu dụng Urms, dòng điện trị hiệu dụng Irms, CSTD P, công suất biểu kiến S, hệ số công suất cosφ và điện năng tiêu thụ của mạch điện. Các bước của giải thuật như sau: Bước 1: Start Bước 2: Khởi tạo các biến ban đầu = u square 0; = isquare 0;= pinst 0 (12) Bước 3: Gán k = 1 Bước 4: Đọc các giá trị điện áp lấy mẫu Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2019, 13(3), 35-43 JOURNAL OF SCIENCE Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y u(k) và dòng điện lấy mẫu i(k) từ cảm biến điện áp ZMPT101B và cảm biến dòng điện ACS712 đưa vào chân đầu vào tương tự của Arduino Wemos. Bước 5: Cập nhật giá trị điện áp bình phương, dòng điện bình phương và công suất tức thời từ mẫu mới đọc được: (mạch tổng có CSTD là P1); Rơle 2: Nhánh 2 (mạch tải 1 có CSTD là P2); Rơle 3: Nhánh 3 (mạch tải 2 có CSTD là P3). Giải thuật thực hiện việc so sánh giữa CSTD của mạch tổng P1 với giá trị CSTD lớn nhất Pmax và CSTD nhỏ nhất Pmin để thực hiện kỹ thuật DSM đã lựa chọn: giảm đỉnh và nâng đáy như sau: (13) - NẾU P1 > Pmax THÌ sau 3 giây sẽ cắt mạch tải 2 để giảm đỉnh tải tổng: P1 = P2 Bước 6: Kiểm tra điều kiện mẫu thứ k có bằng số mẫu N hay không (k = N?). - NẾU P1 < Pmin THÌ sau 3 giây sẽ đóng mạch tải 2 để nâng đáy tải tổng: P1 = P2 + P3 Bước 7: Nếu k < N thì quay lại Bước 5, còn nếu k = N thì chuyển sang Bước 8. Tương tự như giải thuật DSM thì giải thuật bảo vệ quá/thấp áp sẽ so sánh giữa điện áp đo được từ giải thuật ở trên với các giá trị điện áp nhỏ nhất Umin và điện áp lớn nhất Umax để đưa tín hiệu đi đóng/cắt rơle mạch tổng (rơle 1) như sau: Bước 8: Tính toán giá trị điện áp hiệu dụng Urms, dòng điện hiệu dụng Irms, CSTD P, công suất biểu kiến S, CSPK Q, hệ số công suất cosφ và điện năng tiêu thụ A. (14) - NẾU U > Umax THÌ sau 3 giây sẽ: (i) Cắt mạch tổng để bảo vệ tải khỏi chịu quá áp; (ii) Hiển thị tín hiệu Overvoltage lên giao diện; (iii) Gửi tin nhắn cảnh báo qua điện thoại. - NẾU U < Umin THÌ sau 3 giây sẽ: (i) Cắt mạch tổng để bảo vệ tải khỏi chịu thấp áp; (ii) Hiển thị tín hiệu Undervoltage lên giao diện; (iii) Gửi tin nhắn cảnh báo qua điện thoại. Bước 9: End 3.3. Giải thuật DSM và bảo vệ quá/thấp áp Đối với quản lý nhu cầu phụ tải, bài báo này nghiên cứu ứng dụng hai kỹ thuật đó là: Giảm đỉnh và nâng đáy để thiết kế thực nghiệm cho hệ thống như hình 3. Như vậy, CSTD của mạch điện đo được sẽ được so sánh với giá trị CSTD nhỏ nhất (Pmin) và CSTD lớn nhất (Pmax) để thực hiện kỹ thuật giảm đỉnh và nâng đáy sao cho hợp lý. Hình 3. Kỹ thuật giảm đỉnh, nâng đáy Để thực hiện hai kỹ thuật trên, hệ thống thực nghiệm qui ước như sau: Rơle 1: Nhánh 1 - NẾU Umin ≤ U ≤ Umax THÌ sau 3 giây sẽ: (i) Đóng mạch tổng để cấp điện cho tải làm việc bình thường; (ii) Reset các hiển thị trên giao diện giám sát. 3.4. Thiết kế giao diện quản lý, giám sát và điều khiển từ xa Nhóm 1: Điều khiển và giám sát Nhóm này thuộc Tab Control của chương trình phần mềm, giao diện của nhóm 1 được thể hiện như hình 4. Các chức năng được thực hiện trên giao diện của nhóm 1 bao gồm: (i) Điều khiển đóng/cắt các rơle của phần mạch lực; (ii) Bật/tắt chức năng quản lý nhu cầu phụ tải DSM; (iii) Thay đổi giá trị đặt Pmin và Pmax bằng slider; (iv) Hiển thị các giá trị điện áp, dòng điện, CSTD và điện năng tiêu thụ. Ngoài ra, trên giao diện của nhóm 1 còn có thể thực hiện chức năng báo cáo (Reports) để gửi thông tin thời gian và Journal of Science - Quy Nhon University, 2019, 13(3), 35-43 39 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN các dữ liệu đo lường như: Điện áp, dòng điện, CSTD, điện năng tiêu thụ,… đến địa chỉ email mong muốn. Điều này giúp khách hàng sử dụng điện có thể dễ dàng quản lý nhu cầu sử dụng điện của mình trong tháng. Đối với chức năng báo cáo này thì sau khi chạy chương trình, người sử dụng có thể lựa chọn 1 trong 4 phương thức báo cáo như sau: - Báo cáo tháng (Monthly): Khi lựa chọn phương thức này, chương trình sẽ báo cáo đến email trong một tháng chọn trước hoặc lặp lại hàng tháng (thời gian lấy mẫu là 1 giờ hoặc 1 ngày). - Báo cáo tuần (Weekly): Khi lựa chọn phương thức này, chương trình sẽ báo cáo đến email trong một tuần chọn trước hoặc lặp lại hàng tuần (thời gian lấy mẫu là 1 giờ hoặc 1 ngày). - Báo cáo ngày (Daily): Khi lựa chọn phương thức này, chương trình sẽ gửi báo cáo đến email trong một ngày chọn trước hoặc lặp lại hàng ngày (thời gian lấy mẫu là 1 phút hoặc 1 giờ). - Báo cáo một lần (One-time): Khi lựa chọn phương thức này, chương trình sẽ gửi báo cáo một lần đến email ngay tại thời điểm kích hoạt chức năng báo cáo. Hình 5. Giao diện nhóm 2 Nhóm 2: Bảo vệ quá/thấp áp Nhóm này thuộc Tab Protect của chương trình phần mềm, giao diện của nhóm 2 được thể hiện như hình 5. Các chức năng được thực hiện trên giao diện của nhóm 2 bao gồm: Bật/tắt chế độ bảo vệ quá/thấp áp; cài đặt điện áp cho phép nhỏ nhất và lớn nhất bằng slider; hiển thị điện áp, dòng điện, CSTD và CSPK dạng Gauge; hiển thị LED ảo báo trạng thái quá/thấp áp; thông báo quá/thấp áp qua tin nhắn điện thoại. Nhóm 3: Hiển thị dạng đồ thị Nhóm 3 thuộc Tab Graph có giao diện như hình 6. Bao gồm có 2 đồ thị trên giao diện này: đồ thị ở trên được sử dụng để hiển thị điện áp, dòng điện của mạch 1 (mạch tổng) theo thời gian thực và được cập nhật liên tục sau mỗi giây; đồ thị ở dưới được sử dụng để hiển thị CSTD của ba mạch. Hình 4. Giao diện nhóm 1 40 Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2019, 13(3), 35-43 JOURNAL OF SCIENCE Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y trên smartphone để thực hiện các chức năng điều khiển, giám sát và quản lý hệ thống như sau. 4.1. Chế độ làm việc bình thường Đối với chế độ này, tác giả tiến hành thu thập các kết quả thực nghiệm từ những nội dung như sau: Giám sát các thông số của ba mạch trên LCD; giám sát các thông số của ba mạch trên smartphone; giám sát đồ thị các thông số của ba mạch trên smartphone; điều khiển các mạch thông qua smartphone; chế độ báo cáo. Các kết quả chế độ này được thể hiện trực tiếp trên các giao diện của chương trình như trong các hình 7, hình 8 và hình 9 tương ứng. Hình 6. Giao diện nhóm 3 4. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Sau khi thiết kế phần cứng và phần mềm của hệ thống, đề tài tiếp tục đi vào thực nghiệm để thu thập kết quả so sánh, đánh giá và phân tích hiệu quả của hệ thống đã thiết kế. Với đối tượng là hệ thống một pha 220VAC và tính thông dụng, nên các tải gia dụng được tác giả sử dụng để làm thực nghiệm trong bài báo này bao gồm: bàn là 220VAC 1000W và máy sấy tóc 220VAC 700W. Dựa vào hình 1, một số quy ước đối với phần sơ đồ mạch lực và các ký hiệu của các đại lượng đo lường như sau: Mạch 1: Mạch tổng; Mạch 2: Mạch tải 1; Mạch 3: Mạch tải 2; U1: Điện áp của mạch 1; I1, I2, I3: Dòng điện của mạch 1, 2 và 3; P1, P2, P3: CSTD của mạch 1, 2 và 3; Q1, Q2, Q3: CSPK của mạch 1, 2 và 3; A1, A2, A3: Điện năng tiêu thụ của mạch 1, 2 và 3. Sau khi kết nối phần mạch lực và cấp nguồn cho mạch điều khiển và đo lường thì hệ thống sẽ bắt đầu làm việc bình thường. Khai báo tài khoản và mật khẩu của mạng internet wifi tại nơi đặt hệ thống để kết nối hệ thống với internet wifi. Khi đó, các thông số đo được sẽ hiển thị trực tiếp lên màn hình LCD của hệ thống giúp ta có thể giám sát được trạng thái vận hành của hệ thống tại chỗ. Ngoài ra, để có thể giám sát, điều khiển từ xa thông qua smartphone thì smartphone cũng phải được kết nối với mạng internet wifi (có thể cùng mạng hoặc khác mạng với internet wifi kết nối với hệ thống), thì lúc này ta có thể mở ứng dụng Blynk Hình 7. Kết quả trên giao diện nhóm 1 Hình 8. Kết quả trên giao diện nhóm 2 Journal of Science - Quy Nhon University, 2019, 13(3), 35-43 41 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN chọn 1 trong 4 phương thức báo cáo như đã trình bày ở trên. Sau đây là một ví dụ minh họa được tiến hành thực nghiệm từ chương trình, cụ thể là kết quả được xuất ra file *.csv như hình 10. Hình 9. Kết quả trên giao diện nhóm 3 Các kết quả hiển thị trên giao diện nhóm 1 (Hình 7) là điện áp (V), dòng điện (A), CSTD (W) và điện năng tiêu thụ (Wh) của mạch tổng, mạch tải 1 và mạch tải 2 tương ứng. Các kết quả này cho thấy hệ thống đo chính xác kết quả so với thông số của hệ thống và tải được sử dụng để làm thực nghiệm trong mục này. Đối với kết quả trên nhóm 2 (Hình 8) là chỉ thể hiện cho thông số đo được đối với mạch tổng bao gồm: Điện áp (V), dòng điện (A), CSTD (W) và CSPK (VAr) dưới dạng Gauge để phục vụ việc theo dõi và giám sát chức năng bảo vệ quá/thấp áp của hệ thống. Trong khi đó, các kết quả thể hiện trong giao diện của nhóm 3 (Hình 9) là thể hiện dưới dạng đồ thị để giúp khách hàng có thể giám sát trực quan hình dạng thay đổi của các đại lượng đo được. Nghĩa là khách hàng có thể sử dụng kết quả này để theo dõi khi nào điện áp, công suất tiêu thụ tăng/giảm. Bên cạnh đó, toàn bộ dữ liệu của các đồ thị này có thể được xuất ra toàn bộ file *.csv để phục vụ công việc khác khi cần thiết. Cuối cùng, để có thể thực hiện chế độ báo cáo các thông số vận hành cũng như lượng điện năng tiêu thụ của phụ tải, chúng ta có thể sử dụng biểu tượng Reports trên giao diện nhóm 1 để lựa 42 Hình 10. Dạng file *.csv trong Excel của báo cáo phương thức One-time. 4.2. Chế độ quản lý nhu cầu phụ tải (DSM) Đối với chế độ này, tác giả tiến hành thu thập các kết quả thực nghiệm từ những nội dung như sau: Kích hoạt chức năng DSM; cài đặt giá trị CSTD nhỏ nhất (Pmin) và CSTD lớn nhất (Pmax); thay đổi tải để kiểm nghiệm chức năng DSM; giám sát sự thay đổi của đồ thị điện áp, dòng điện, công suất. Sau khi đã kích hoạt chế độ DSM và thiết lập các giá trị Pmin và Pmax bằng cách sử dụng các slider trên giao diện của chương trình thì hệ thống sẽ hoạt động theo chế độ này. Kết quả kiểm nghiệm được thực hiện bằng cách thay đổi tải 1 để kiểm chứng sự hoạt động của chức năng này. Các kết quả cho thấy hệ thống làm việc tin cậy và đúng theo chức năng đã thiết kế. 4.3. Chế độ bảo vệ quá/thấp áp Đối với chế độ này, tác giả giả định điện áp nguồn thay đổi và tiến hành thu thập các kết quả thực nghiệm từ những nội dung như sau: Kích hoạt chức năng bảo vệ quá/thấp áp; cài đặt Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Quy Nhơn, 2019, 13(3), 35-43 JOURNAL OF SCIENCE Q U Y N H O N U N I V E RS I T Y giá trị điện áp nhỏ nhất (Umin) và điện áp lớn nhất (Umax); thay đổi điện áp nguồn để kiểm nghiệm chức năng bảo vệ quá/thấp áp; giám sát sự thay đổi điện áp, dòng điện, CSTD, CSPK của mạch tổng. Tương tự, chức năng bảo vệ quá/thấp áp sẽ được kích hoạt từ giao diện của nhóm 3, sau đó thiết lập các giá trị điện áp nhỏ nhất Umin và điện áp lớn nhất Umax từ giao diện chương trình. Sử dụng ổn áp để giả lập điện áp nguồn thay đổi nhằm kiểm chứng chức năng này. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động tin cậy và đúng theo chức năng đã thiết kế. dạng gauge để giúp khách hàng dễ dàng theo dõi tình trạng làm việc của hệ thống được cập nhật liên tục theo thời gian thực. 5. KẾT LUẬN Hệ thống quản lý và giám sát điện năng thông minh đã thiết kế trong bài báo này có thể thực hiện các chức năng như điều khiển và giám sát trong thời gian thực hiện các thông số: điện áp, dòng điện, CSTD, CSPK, điện năng tiêu thụ,… bằng cách hiển thị thông số lên LCD và có thể giám sát thông số thông qua smartphone có kết nối với hệ thống thông qua phương thức truyền thông mạng internet wifi. Do đó, khách hàng có thể truy cập ở bất kỳ nơi nào, bất kỳ thời điểm nào miễn là có thể truy cập được internet, 3G, 4G thì người vận hành có thể quản lý, điều khiển và giám sát hệ thống của mình. Chức năng của hệ thống về quản lý nhu cầu phụ tải (DSM) cũng được nghiên cứu nhằm đáp ứng được yêu cầu đặt ra của bài toán DSM với mục đích san phẳng đồ thị phụ tải góp phần mang lại nhiều hiệu quả vận hành cho lưới điện. Mà trong đó, kỹ thuật giảm đỉnh và nâng đáy được nghiên cứu thiết kế cho hệ thống. Ngoài ra, chức năng bảo vệ quá/thấp áp cũng được nghiên cứu tích hợp vào trong hệ thống để bảo vệ cho các phụ tải không bị hư hỏng khi có quá/thấp áp xảy ra ở phía nguồn. Đồng thời, hệ thống sẽ đưa ra tín hiệu cảnh báo sự cố này bằng cách hiển thị lên màn hình giám sát và gửi tin nhắn qua điện thoại của người vận hành hệ thống. Cuối cùng, các tính năng thông minh khác như theo dõi lượng điện năng tiêu thụ của phụ tải, xuất báo cáo các thông số đo được hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng đến khách hàng sử dụng điện. Các kết quả trên màn hình giám sát được hiển thị dưới dạng số, đồ thị, TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Đình Long, Nguyễn Sỹ Chương. Sách tra cứu về chất lượng điện năng, Nxb Bách khoa, Hà Nội, 2013. 2. Ngô Minh Khoa. Nghiên cứu nhiễu loạn điện áp trong lưới điện phân phối, Luận án tiến sĩ, Đại học Đà Nẵng, 2017. 3. Thiều Minh Đức, Nguyễn Hoàng Nam, Bùi Đăng Thảnh, Nguyễn Huy Phương, Trịnh Công Đồng. Ứng dụng kiến trúc mở Arduino trong thiết kế thiết bị giám sát điện năng không dây, Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa - VCCA, 2015. 4. Massimo Banzi, Michael Shiloh. Getting Started with Arduino, Maker Media, Inc., 2015. 5. M. J. Mnati, A. Van den Bossche, and R. F. Chisab. Smart Voltage and Current Monitoring System for Three Phase Inverters Using an Android Smartphone Application, Sensors, 17, 872, 2017. 6. P. Srividyadevi, D. V. Pusphalatha and P. M. Sharma. Measurement of Power and Energy Using Arduino, Research Journal of Engineering Sciences, 2(10), 10-15, October 2013. 7. K. N. Ramli, A. Joret and N. H. Saad. Development of Home Energy Management System Using Arduino, 2014. 8. P.P. Machado Jr, T.P. Abud, M.Z. Fortes, B.S.M.C. Borba. Power factor metering system using Arduino, 2017 IEEE Workshop on Power Electronics and Power Quality Applications (PEPQA), Bogota, Colombia, 31 May-2 June, 2017. Journal of Science - Quy Nhon University, 2019, 13(3), 35-43 43