内容

参考文献

2.介绍

3.实施背景

4.解释

5.算法描述

6.超声波传感器HC-SR04

7.MQ-2气体传感器

8.DHT11温度传感器

9.GreenPAK设计描述

10.硬件的照片

11.结论

参考文献

有关文件及软件，请浏览:

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介绍

本应用笔记将描述如何使用GreenPAK IC来监控变压器的环境条件。如果检测到变压器标称运行条件的任何增加，监控电路将触发报警蜂鸣器。当变压器温度高于正常工作温度时，会有冷却风扇转动。该应用程序将监测变压器的基本参数，如温度、油位和由多氯多酚或甲基苯变压器油产生的气体。

实施背景

在这个实现中，我们将使用超声波传感器、MQ-2气体传感器、DHT 11温度传感器、冷却风扇、蜂鸣器和SLG46620V [2] GreenPAK IC。

解释

电力系统由发电、输电和配电组成。变压器是电力系统的主要部件之一。变压器是电路中用来改变电路中电流电压的装置。变压器既可用来增加电压(称为升压)，也可用来降低电压(称为降压)。

在传递电力远距离的过程中，能量丢失，例如在从电厂到您家的旅程期间。如果电压非常高，因此电机在长距离传输线中使用高电压，因此能量较少。沿线传输的功率等于电流的电压次数。电压越高，电流必须在传输线内流动以传递相同的功率。较低的电流产生更少的加热和更少的功率损失。但是，高压对于家庭使用太危险。因此，电气实用程序使用变压器改变电力电压，因为它从发电厂行驶到您家中。首先，使用变压器，从发电厂的电压从电厂的电压踩到右侧电平，以实现长距离传输。稍后，更多变压器在进入您的家之前降低电压。

适当的变压器运行需要一些必要的条件。例如，当变压器过载时，它的身体变热，效率降低。为了有效运行，需要一个冷却机制，因此使用冷却风扇来降低温度。

变压器温升可由下式估算:

Δt = (pΣ / a_T.）^0.833

地点:

Δt=温度升高在°C

Pς= MW中的变压器损耗（电源丢失并散发）

一个_T.=变压器的表面积，单位为cm2

在变压器中使用的矿物油是聚氯多聚甲基苯。它有两个优点：

冷却
当变压器变热时，油在绕组中循环，使其冷却。
绝缘
矿物油还提供绕组之间的绝缘。

变压器油在运行时受到电气和机械应力的影响。此外，在高温操作的催化下，绕组和其他固体绝缘之间的化学相互作用会造成污染。变压器油原有的化学性质会逐渐发生变化，经过多年后就无法达到预期的用途。大型变压器和电气设备中的油定期测试其电气和化学性能，以确保它适合进一步使用。有时油的状况可以通过过滤和处理来改善。

在变压器连续运行过程中，油位下降。油位不应低于某一特定的油位，否则将无法对变压器进行适当的冷却。

算法描述

考虑中的变压器将电压从220v降至15v。变压器矿物油装在一个小容器中，超声波传感器和MQ-2气体传感器安装在其顶部一侧。在变压器的本体上还附加了一个温度传感器来测量其工作温度。

从超声波传感器，气体传感器和温度传感器输出的三个传感器输出到GreenPak CMI输入。GreenPak中的设计算法采用这些输入并生成输出。在输出侧，连接冷却风扇，压电蜂鸣器和内置GreenPak LED。超声波传感器提供有关容器中油水平的信息。如果油位低于一定限度，则LED指示灯和蜂鸣器打开。MQ-2气体传感器将检测氢气和甲烷（CH₄)从石油中释放出来的气体。这些气体揭示了变压器内部故障的性质。由于油在变压器内部循环，用于冷却和绝缘，当故障发生时，油的成分发生变化，产生不同的气体。在这里，甲烷和氢气的存在将由蜂鸣器和LED显示。

温度传感器检测变压器的体温。如果大于正常运行值(即40℃)，则开启冷却风扇，使变压器体恢复正常温度。蜂鸣器在这种情况下也会被打开。算法流程图如下所示。

图1所示。流程图

使用组件的说明如下。

超声波传感器HC-SR04

超声波传感器是一种利用声波测量到物体距离的装置。它通过以特定频率发出声波，然后听声波反射回来来测量距离。通过记录声波产生和声波反弹之间经过的时间，就有可能计算出声纳传感器和物体之间的距离。既然我们知道声音在空气中传播的速度是344米/秒，那么我们就可以用声波返回的时间乘以344米，得到声波来回的总距离。往返是指声波在被传感器检测到之前传播了两倍于物体距离的距离;它包括从声纳传感器到物体的“行程”和从物体到超声波传感器的“行程”。超声波传感器如下图所示。

图2.超声波传感器

它由四个引脚组成：VDD，GND，触发和回声。VDD用于直流电源输入。每当脉冲施加在触发销上时，传感器在向前方向上从一个机器人眼出口中发出超声波的波形。当从障碍物反射时，该波形被另一个“眼睛”检测，并由控制器从回波引脚感测。传感器与障碍物之间的距离越大，回波引脚脉冲感测的较长。脉冲保持开启的时间等于声纳脉冲从传感器行进并返回，除以两个。触发声纳时，内部计时器启动并继续，直到它检测到反射波。这次被分为两个，因为实际时间达到了障碍物的声波是定时器所在的一半。

计算时间的公式如下:

然后通过以下关系发现声波到达障碍的时间：

为了生成超声波，您需要在高状态下将触发引脚设置为10μs。这将发出8个周期声音突发，这将以声音速度行进，并且在从障碍物反射之后将在回声销处接收。回声引脚将输出声波行进的微秒的时间。

图3.触发和回声信号

MQ-2气体传感器

MQ系列气体传感器使用一个带有电化学传感器的小加热器。它们对一系列气体敏感，可在室温下在室内使用。MQ-2气体传感器模块用于气体泄漏检测，在家用和工业中都很有用。它可以检测液化石油气、i-丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气和烟雾。一些模块有一个内置的可变电阻，以调整传感器的灵敏度。MQ-2气体传感器及其与SLG46620V的连接示意图如下图所示。

图4.连接图

DHT11温度传感器

DHT11传感器具有温度和湿度传感器组合和校准信号输出。采用独有的数字信号采集技术和温湿度传感技术，保证了高可靠性和良好的长期稳定性。该传感器包括电阻型湿度测量组件和NTC温度测量组件，并连接高性能8位微控制器，具有高质量、快速响应、抗干扰能力和成本效益。每个DHT11元件在实验室中严格校准，湿度校准极为准确。校准系数以程序的形式存储在OTP存储器中，用于传感器内部信号检测过程。

单线串行接口，系统集成方便快捷。它体积小，功耗低，信号传输可达20米，是各种应用的最佳选择，包括那些最苛刻的应用。亚博国际官网平台网址该组件为4pin单列封装。连接方便，可根据用户要求提供特殊包装。