소개
중국의 한 주요 이동 통신 회사는 시설에 공급되는 외부 220V/50Hz 도시 전력을 모니터링해야 했습니다. 가동 시간이 중요한 대규모 데이터 센터를 운영합니다.

외부 전력망의 중단 및 변동은 전원 어댑터 및 UPS의 손상 및 작업 수명 단축을 비롯한 주요 문제를 야기하여 허용할 수 없는 서비스 중단 및 비용 증가를 초래할 수 있습니다.

도전
회사는 기성 솔루션을 찾기 어렵게 만드는 여러 가지 필수 요구 사항을 가지고 있었습니다. 이러한 요구 사항에는 데이터의 장기 모니터링 및 저장, 고속 샘플링(최대 10kHz), 3상 전력 분석 및 여러 다른 경보 유형이 포함되었습니다.

해결책
처음에는 아두이노 플랫폼을 기반으로 시스템 개발을 시도했지만 멀티스레드 지원이 부족해 어려움을 겪었다. 정확한 고속 아날로그 샘플링을 위한 옵션도 사용할 수 없었습니다. 궁극적으로 Raspberry Pi 플랫폼은 강력한 CPU와 GPIO 출력(경고 LED 제어용)과 같은 기능으로 인해 선택되어 IoT 프로젝트에 이상적인 플랫폼이 되었습니다.

MCC 118 DAQ HAT는 고속으로 여러 아날로그 입력을 정확하게 측정할 수 있는 능력과 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리를 통해 프로그래머에게 모든 기능을 제공하기 때문에 선택되었습니다.

작업
이 기계는 광학 경보, 음향 경보, 외부 릴레이 출력 및 IoT 플랫폼(OneNet)의 경보라는 네 가지 유형의 경보를 생성합니다.

                                                         완성된 시스템에는 Raspberry Pi 4, MCC 118 DAQ HAT, 6개가 포함됩니다. 220V 신호용 변압기 및 전원 공급 장치. 외부 보기는 알람 LED와 실시간 데이터 화면을 보여줍니다.

전압 측정은MCC 118 HAT의 6개 아날로그 입력을 사용하여 수행됩니다. 3상 전력 계산은 NumPy 라이브러리를 사용하여 수행됩니다. NumPy는 Python용 라이브러리이며 삼각, 통계 및 대수 루틴과 같은 배열에서 수학 연산을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 측정된 데이터가 각 교류 주기의 예상 최대값 및 최소값을 초과하면 해당 데이터가 하드 디스크 파일에 기록되고 Raspberry Pi의 GPIO 출력은 조기 경고 신호를 보내도록 LED를 제어하는 ​​데 사용됩니다.

                                                                               220V 라인은 MCC 118로 쉽게 측정할 수 있는 <10V 신호를 출력하는 변압기를 사용하여 측정됩니다.