隨著地球上的資源不斷的被開發與使用，能源的相關議題越來越被重視，為了克服能源不足的問題，要從二方面去努力：第一，是尋找和開發天然資源，像是常看到的太陽能和風力，第二，是我們這次的主題“智慧節能”，如何去讓能源去達到最高的效率？ 我們這次的專題是由Raspberry Pi作為核心系統並使用Open Cloud Platform 來記錄各電器用品電流的使用狀況。電流取得乃晶片ASC712-20A 是霍爾效應電流感測元件 (Hall Sensor)，具有2.1kVrms 的絕緣耐壓能力，及20Amp 的耐電流能力，電流感測器解析度為１Amp 可以產生100mV的輸出電壓變化，藉由解析度來求出負載所產的電流，進而求得消耗功率。MCP3008晶片是一個SPI界面的類比數位轉換器（Analog-to-digital converter,ADC），Hall Sensor所產生的訊號為類比訊號，須透過它轉成數位訊號。Raspberry Pi是用來處裡數據，也當作伺服器來架設網頁顯示即時數據。當負載(電器)接上電源產生電流，電流流過感測器產生霍爾效應，之後取得霍爾效應產生的電壓差經由MCP3008晶片進行AD轉換成數位訊號，在Raspberry Pi中進行資料處理，透過公式將電壓值轉換成電流值，並將不同時段的數據儲存起來，以供管理者查詢，同時在架設的網頁上顯示即時資訊。 此次專題是希望藉由監控設備中的電流，檢測設備是否有無損壞，以便盡早更換損壞的部分，減少不必要的電源消耗，達到節源並提高使用效能。

1. 103年北市嵌入式軟韌體人才養成班
專案組員：蔡0隆、岑0漢、王0傑、葉0享
2014/10/22

2. 大綱
• 前言
• 系統架構
• 元件介紹
• 成果展示與實測
• 結論

3. 前言
• 隨著有限的資源不斷地被開發，若是沒有
新的資源出現，那節約就是件非常重要的
事，而能源則是其中的重點。
• 電源，它是目前人類生活中不可或缺的能
源，它的來源主要是以其他資源轉換來的，
而這些資源大部分都是有限的，因此節約
電源就顯得很重要。
• 節約電能的方法有很多，本專題主要以監
控電力的方式來達成節電的效果。

4. 系統架構

5. 系統架構

6. 系統架構
SPI
SPI

7. 元件介紹
• 霍爾效應（Hall effect）
• 是指當固體導體有電流通過，且放置在一
個磁場內，導體內的電荷載子受到洛倫茲
力而偏向一邊，繼而產生電壓。

8. 元件介紹
ACS712

9. 元件介紹
ACS712

10. 元件介紹
ACS712

11. 元件介紹
MCP3008

12. 元件介紹
MCP3008

13. 元件介紹
MCP3008

14. 元件介紹
Raspberry Pi
• 透過SPI接收數據
• 處裡數據轉換(V to A)
• 將數據顯示在螢幕上

15. 元件介紹
• 公式：
• Analogue : 0 ~ 5 (V)
• Digital(10bit) : 0 ~ 1023
• Sensitivity: 100 (mV/A)
• Current : 0 ~ x (A)
• Current = 5 : x = 0.1 : 1 , x = 50
• Current(out)= (512 – SensorValue) / 1023 * 50

16. 成果展示與實測

17. 成果展示與實測

18. 成果展示與實測

19. 成果展示與實測

20. 結論
• 感測器：
– 價格
– 精確度
• 未來應用：
– 電力監控
• 部件損耗
• 防護電流過載

21. ~感謝聆聽~