IPEM PiHat เป็นบอร์ด HAT สำหรับ Raspberry Pi ที่ทำให้คอมพิวเตอร์บอร์ดเดียวกลายเป็นเครื่องตรวจวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ AC (mains power energy monitor) พร้อมตัวหนีบ CT clamp จำนวน 4 ตัว ทำให้ให้แม่นยำในการติดตามการใช้พลังงานในบ้าน, สำนักงาน, และระบบพลังงานแสงอาทิตย์ และสามารถใช้งานร่วมกับระบบไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียว, สองเฟส, และสามเฟสได้
เครื่องมือตรวจวัดพลังงานไฟฟ้าบน Raspberry Pi ใช้ตัวหนีบ CT (current transformer) เพื่อจับและวัดข้อมูล ซึ่งสามารถนำไปใช้รายงานและวิเคราะห์การใช้พลังงานไฟฟ้า ข้อมูลเหล่านี้สามารถใช้เพื่อประหยัดพลังงานและปรับเปลี่ยนทิศทางการใช้พลังงานเพื่อลดค่าใช้จ่ายและความสูญเสียจากการใช้พลังงานที่ไม่เหมาะสม
ระบบนี้ตั้งค่าได้ง่ายและไม่จำเป็นต้องใช้ช่างไฟฟ้ามืออาชีพใช้ตัวหนีบ CT current clamp ที่ติดตั้งบนสายไฟหลักของอาคารและเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าหลักภายในอาคารเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าและความถี่ บอร์ดเสริมนี้มีให้เลือกสองรุ่นคือ IPEM PiHat และ IPEM PiHat Lite โดย PiHat มีชิป Microchip ATM90E36 เป็นหัวใจหลัก ส่วน PiHat Lite ใช้ชิป ATM90E32
ทั้งสองอุปกรณ์สามารถใช้งานได้กับแอปพลิเคชันและสถานที่ต่างๆ เช่น สมาร์ตมิเตอร์, การชาร์จ EV, บ้าน, โรงเรียน, สำนักงาน, โรงงาน, ฟาร์ม และระบบ off-grid เราเคยกล่าวถึงเครื่องตรวจวัดพลังงานที่ใช้ตัวหนีบ CT clamp เช่น มิเตอร์ Emporia Vue Gen 2, SONOFF POW Ring smart power meter, และ Smart Powermeter ของ J.G.Aguado
สเปคของ IPEM PiHat:
- Monitor IC – ชิป Microchip ATM90E series (PDF) – ดูความแตกต่างในส่วนการวัดกระแสไฟ
- Microchip ATM90E36 Energy Monitor
- Microchip ATM90E32 Energy Monitor
- หน่วยความจำ – 24C64 I2C EEPROM สำหรับพารามิเตอร์ การบันทึกข้อมูล และการตั้งค่า
- Digital-to-Analog Converter (DAC)
- Microchip MCP4278 12-bit I2C DAC
- 4x ช่องเอาต์พุตที่มีบัฟเฟอร์แยกต่างหาก
- Onboard DAC EEPROM
- solder pads สามารถตั้งค่าได้
- ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล
- อุปกรณ์อะนาล็อก ADS1115 DAC I2C 16 บิต
- อินพุตอนาล็อก 4x (สูงสุด 3.3V)
- Analog-to-Digital Converter
- Analog Device ADS1115 16-bit I2C DAC
- 4x ช่องอินพุตอนาล็อก (สูงสุด 3.3V)
- การควบคุมรีเลย์แบบแยกสัญญาณ (Isolated)
- ATM90E36
- อินพุต CT คลิปสาย 3 เฟส (CT1, CT2, CT3)
- คลิป CT สายกลาง (CTN)
- อินพุตแรงดัน 3 ชุด (AC RMS)
- การตั้งโหมดพลังงาน
- ATM90E32
- อินพุต CT คลิปสาย 3 เฟส (CT1, CT2, CT3)
- อินพุตแรงดัน 3 ชุด (AC RMS)
- การตั้งโหมดพลังงาน
- ATM90E36
- 4x ซ็อกเก็ต 3.5 มม. สำหรับ CT clamp (CT1, CT2, CT3, CTN)
- อินเทอร์เฟซ
- GPIO, I2C, UART, I2C OLED
- พิน GPIO แบบมาตรฐาน 40 พิน สำหรับ Raspberry Pi (ไม่ต้องบัดกรี)
- อื่นๆ
- 4x ไฟ LED สถานะ ATM, 1x ไฟ RGB WS2812 สถานะ
- เซนเซอร์อุณหภูมิ TMP102 I2C, 1x ปุ่มผู้ใช้
- แหล่งจ่ายไฟ – Terminal block input 12V AC (ไม่ต้องบัดกรี)
PiHat power energy monitor ไม่เชื่อมต่อกับระบบคลาวด์, ข้อมูลสามารถเผยแพร่ผ่าน MQTT, ThingSpeak, Domoticz, Zabbix หรือ Home Assistant ได้ ฟิร์มแวร์ FliX สำหรับ DitroniX Power Energy Monitor SDK Boards เป็นซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สทั้งหมดและสามารถดาวน์โหลดได้จาก GitHub
แคมเปญระดมทุนของ IPEM PiHat power energy monitor เปิดให้สนับสนุนแล้วใน Kickstarter โดยมีเป้าหมายการระดมทุนเพียง $910(~32,000฿) และยังมีเวลาเหลืออีกหลายวัน สำหรับบอร์ด IPEM PiHat มีราคา $44(~1,500฿) ในขณะที่รุ่น IPEM PiHat Lite มีราคาประมาณ $30(~1,000฿) ทุกการซื้อจะได้รับพวงกุญแจไม้บรรทัด STEM แถมไปด้วย คาดว่าการจัดส่งจะเริ่มหลังจากแคมเปญระดมทุนสิ้นสุดในเดือนกุมภาพันธ์ 2025
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Ditronix’s IPEM PiHat turns your Raspberry Pi into a mains power energy monitor (Crowdfunding)
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT