MIT ingenieurs bouwen slim stopcontact
Afbeelding: Christine Daniloff, MIT
Om het risico op brand te verminderen, kunnen moderne huizen gebruik maken van een vlamboogdetectieschakelaar (AFCI: Arc Fault Circuit Interrupter), een apparaat dat defecte stroomkringen onderbreekt wanneer het bepaalde potentieel gevaarlijke elektrische patronen detecteert. In reactie daarop heeft MIT een zogenaamd 'smart power outlet' ontwikkeld, ontworpen om het stroomverbruik van één of meerdere stopcontacten te analyseren en onderscheid te maken tussen goedaardige en gevaarlijke vlambogen.
Vlambogen in elektrische installaties ontstaan meestal door losse contacten of schade aan kabels en leidingen. Om het risico op brand te verminderen kunnen moderne huizen gebruik maken van een vlamboog detectieschakelaar (AFCI: Arc Fault Circuit Interrupter). Dit is een apparaat dat defecte stroomkringen onderbreekt wanneer het bepaalde potentieel gevaarlijke elektrische patronen detecteert. Maar volgens MIT zijn de huidige AFCI's te gevoelig en schakelen ze de stroom van een stopcontact uit ook als elektrische signalen in feite onschadelijk zijn.
Daarom heeft de MIT een zogenaamd 'smart power outlet' ontwikkeld. Deze is ontworpen om het stroomverbruik van één of meerdere stopcontacten te analyseren en onderscheid te maken tussen goedaardige en gevaarlijke elektrische vlambogen.
Het apparaat kan ook worden getraind om te bepalen wat op een bepaald stopcontact kan worden aangesloten, zoals een ventilator versus een desktopcomputer.
Het ontwerp bestaat uit hardware die elektrische stroomgegevens in real-time verwerkt, en software die de gegevens analyseert via een neuraal netwerk met machine learning algoritmen. Dit is geprogrammeerd om te bepalen of een signaal al dan niet schadelijk is door een opgevangen signaal te vergelijken met anderen dat de onderzoekers eerder gebruikten om het systeem te trainen. Hoe meer gegevens het netwerk ontvangt, des te nauwkeuriger kan het karakteristieke "vingerafdrukken" leren die worden gebruikt om goed van slecht te onderscheiden of zelfs om het ene apparaat van het andere te onderscheiden.
Geluidskaart
De MIT-hardware bestaat uit een Raspberry Pi 3, die de inkomende elektrische stroomgegevens registreert, en een inductieve stroomklem rond de draad van een stopcontact die de stroom als een veranderend magnetisch veld detecteert.
Tussen de stroomklem en de RPi sloot zit een USB-geluidskaart aan om de binnenkomende stroomgegevens te lezen. Geluidskaarten zijn volgens MIT bij uitstek geschikt voor het vastleggen van het type data dat door elektronische circuits wordt geproduceerd, omdat ze ontworpen zijn om zeer kleine signalen op te vangen met hoge datasnelheden.
De geluidskaart heeft ook nog andere voordelen, zoals een ingebouwde analoog/digitaal-omzetter met een sampling van 48KHz, die signalen 48.000 keer per seconde meet. En een geïntegreerde geheugenbuffer, waardoor het apparaat de elektrische activiteit continu in real-time controleert.
Het smart stopcontact kan ook een draadloze verbinding te maken met andere apparaten om zo onderdeel te zijn van een IoT-netwerk.
Daarom heeft de MIT een zogenaamd 'smart power outlet' ontwikkeld. Deze is ontworpen om het stroomverbruik van één of meerdere stopcontacten te analyseren en onderscheid te maken tussen goedaardige en gevaarlijke elektrische vlambogen.
Het apparaat kan ook worden getraind om te bepalen wat op een bepaald stopcontact kan worden aangesloten, zoals een ventilator versus een desktopcomputer.
Het ontwerp bestaat uit hardware die elektrische stroomgegevens in real-time verwerkt, en software die de gegevens analyseert via een neuraal netwerk met machine learning algoritmen. Dit is geprogrammeerd om te bepalen of een signaal al dan niet schadelijk is door een opgevangen signaal te vergelijken met anderen dat de onderzoekers eerder gebruikten om het systeem te trainen. Hoe meer gegevens het netwerk ontvangt, des te nauwkeuriger kan het karakteristieke "vingerafdrukken" leren die worden gebruikt om goed van slecht te onderscheiden of zelfs om het ene apparaat van het andere te onderscheiden.
Geluidskaart
De MIT-hardware bestaat uit een Raspberry Pi 3, die de inkomende elektrische stroomgegevens registreert, en een inductieve stroomklem rond de draad van een stopcontact die de stroom als een veranderend magnetisch veld detecteert.
Tussen de stroomklem en de RPi sloot zit een USB-geluidskaart aan om de binnenkomende stroomgegevens te lezen. Geluidskaarten zijn volgens MIT bij uitstek geschikt voor het vastleggen van het type data dat door elektronische circuits wordt geproduceerd, omdat ze ontworpen zijn om zeer kleine signalen op te vangen met hoge datasnelheden.
De geluidskaart heeft ook nog andere voordelen, zoals een ingebouwde analoog/digitaal-omzetter met een sampling van 48KHz, die signalen 48.000 keer per seconde meet. En een geïntegreerde geheugenbuffer, waardoor het apparaat de elektrische activiteit continu in real-time controleert.
Het smart stopcontact kan ook een draadloze verbinding te maken met andere apparaten om zo onderdeel te zijn van een IoT-netwerk.
