Fórum | MyPower.CZ | Obnovitelné zdroje energie - energetická soběstačnost | Právě je pát lis 16, 2018 6:41 pm


Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Automatizace, řízení, měření, logování a programování s využitím platformy Arduino.
Další

Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod solárník » pát bře 15, 2013 10:24 pm

Ahoj, potřeboval bych měřit jednu fázi a podle stavu (výroba/spotřeba) posílat PWM do jednoho SSR relátka spínaného v nule. Něco jako Wattrouter nebo GreenBonO v super jednoduché verzi. Prostě aby mi nic nelezlo z baráku ven, aby se přebytky utopily třeba v bojleru.

Pochopil jsem, že asi nejpoužívanější metoda je měřit napětí a proud a porovnávat vzájemnou fázi, podle které, převedené do úhlu 0-360°, budou 2 kvadranty výroba a druhé dva kvadranty spotřeba. Tolik teorie.

Zajímalo by mne, jestli někdo nemáte nějaké jednoduché řešení, jak to zprovoznit třeba na Arduinu. Program mne až tolik nezajímá (nemám problém ho napsat), jen zapojení. Preferoval bych proudové trafo radši než nějaké bočníky, mělo by to snést špičkově 25A (jedna fáze na baráku).

Nějaké nápady?

Jen mě napadá, že asi nejmíň práce by bylo využít nějaký jednofázový elektroměr (mám doma Maneler 9901M), jen tam vyměnit mozek za arduino. Ale nedaří se mi sehnat schéma.
solárník
 
Příspěvky: 1427
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm
Reputation: 53

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod 007ToMMaS » pát bře 15, 2013 10:50 pm

Zdravím, pozeral si ukladanie prebytkov od dramy, vyhodnocuje zapínanie prebytkov podla napätia na batériach. Tak keď už máš plno začne pulzne zapínať ssr relé ktoré je pripojené na bojler a ak napätie prudko poklesne tak sa zvyšovanie výkonu zníži. Ak napätie bude sa držať v určitej medzi tak sa bude pulzne zvyšovať výkon. Je to jednoduché a funkčné. Tiež som chcel robiť čosi také ako popisuješ ale načo keď toto je jednoduché a funkčné :)
007ToMMaS
 
Příspěvky: 848
Registrován: sob zář 15, 2012 7:53 pm
Reputation: 10

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod solárník » pát bře 15, 2013 11:34 pm

Logiku zapínání přifázujícího se střídače už mám vyřešenou (v závislosti na stavu regulátoru pro nabíjení aku - (Tristar)). To mi už funguje docela v pohodě.
Problém je jen v tom, že nechci střídačem napájet jen bojler. To není moc výhodné, protože tím se nahrazuje jen levný nízký tarif. Výhodnější je zapojit to do celé fáze, na které je i bojler (a navěsit na ní co nejvíc spotřebičů, kolik jističe dovolí). Pak je možné nahrazovat drobné odběry i v době vysokého tarifu, kdy je elektřina minimálně 2x dražší (a úspora tedy minimálně dvojnásobná).
Problém pak už je "jen", aby to neteklo ven z objektu přes elektroměr. Místo toho zapínat SSR v nule a řídit výkon třeba do toho bojleru. Pokud max výkon FVE není vyšší, než ten bojler, a zajistíme, aby termostat bojler nevypínal (nemyslím tím, že ho vyřadím), tak stačí jen ten bojler a uřídí se to.

Takže bych radši zůstal u té mojí původní otázky. :)
solárník
 
Příspěvky: 1427
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm
Reputation: 53

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod 007ToMMaS » ned bře 17, 2013 7:57 pm

Tak osobne by som riešil toto tým že by som proste prepínal len fázu menič a DS na ktorom je ten bojler a tie spotrebiče ktoré chcem napájať.
007ToMMaS
 
Příspěvky: 848
Registrován: sob zář 15, 2012 7:53 pm
Reputation: 10

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod solárník » stř bře 20, 2013 10:18 pm

Tak nic už jsem si poradil. Stačil na to levný elektroměr Maneler 9901M, 3 odpory, jeden optočlen a Arduino Ethernet.

Elektroměr jsem trochu upravil a přidal druhý optočlen, který okamžitě hlásí směr toku energie (výroba nebo spotřeba). Zároveň jsem zvýšil frekvenci původního optického výstupu asi o tři řády, takže je to schopné do dvou vteřin změřit i malé příkony okolo 2W (menší příkony už ten elektroměr ignoruje, což ani nějak moc nevadí). Pak už to byla jen otázka programu do Arduina, aby se výsledky daly odečítat vzdáleně po ethernetu (strávil jsem nad tím asi 2 dny než jsem to odladil a nakalibroval).

Teď už mi zbývá jen nějaké mechanické uzavření do krabičky a jednoduchý a celkem levný LAN měřič je na světě.

Pomocí PWM výstupu Arduina by mělo jít přímo řídit SSR relé, což možná taky vyzkouším, že by ho to rovnou ovládalo a pouštělo přebytky přes něj zpět do vybraného spotřebiče. Reakční doba obvodu je momentálně 2 vteřiny i při nejmenších příkonech, což je slušné. Je to nejméně, co se dalo z uvedeného hardware elektroměru vyždímat. Samozřejmě při zvýšení minimálního detekovaného příkonu třeba na 10Wattů už je možné nastavit reakční dobu na méně než vteřinu.
solárník
 
Příspěvky: 1427
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm
Reputation: 53

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod rob.brno » čtv bře 21, 2013 7:52 am

solárník píše:Tak nic už jsem si poradil. Stačil na to levný elektroměr Maneler 9901M, 3 odpory, jeden optočlen a Arduino Ethernet.

Elektroměr jsem trochu upravil a přidal druhý optočlen, který okamžitě hlásí směr toku energie (výroba nebo spotřeba). Zároveň jsem zvýšil frekvenci původního optického výstupu asi o tři řády, takže je to schopné do dvou vteřin změřit i malé příkony okolo 2W (menší příkony už ten elektroměr ignoruje, což ani nějak moc nevadí).


Plánuju udělat takto nabíjení aku proměnným proudem. S nejcitlivějším elměrem jsem se ale nedostal při 1sec. reakční době pod rozlišení 300W. Zajímá mě jakým způsobem jsi zvýšil citlivost(četnost půlzů) k jednotkám W u výstupu S0?
rob.brno
 
Příspěvky: 779
Registrován: sob čer 09, 2012 8:14 am
Reputation: 9

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod solárník » pát bře 22, 2013 7:28 pm

Zvýšení citlivosti:
Musí se to rozebrat. Je tam jeden optočlen a hlavní obvod je ATE (ADE) 7755. Stahnout si jeho datasheet. Původně je výstup CF zapojený do děličky, ze které leze 1000imp/kWh do optočlenu a 100imp/kWh do mechanického počítadla.

Počítadlo jsem vyhodil (ale nemusel, po úpravě by mělo stále fungovat přesně), původní vstup optočlenu přerušil (přívod poblíž R13 a R14) a mikropájkou spojil výstup CF (nemusí se odpojovat) na odpojený vstup optočlenu (je to na pořádnou lupu, použil jsem na propojení jeden drátek z licny). A je hotovo - sestavit zase zpět.

V případě, že by byly po úpravě S0 impulzy nestabilní (vynechávaly), musí se zmenšit odpor R18 u LED diody (jsou v sérii s LED v optočlenu). Já tam dal 560 ohmů ale asi by to fungovalo i s původním.

Jen upozorňuju, že to nejde pak už připojit do výrobků SDS na monitoring, protože impulzy jsou při vyšších výkonech moc rychlé (viz SDS wiki). Zvětšení četnosti impulzů oproti originálu je necelých 500x (porovnáváno s neupraveným elektroměrem). Přesné číslo bohužel nemám, nepodařilo se mi dělící integrovaný obvod identifikovat. Na pouzdře má označení "0C002", nic podobného jsem nikde nenašel. Pokud to někdo identifikuje, bude možné počet impulzů / kWh po úpravě určit přesně. Jinak je nutné to nakalibrovat podle jiného wattmetru.

Momentálně mám v Arduinu po zběžné kalibraci přepočet Výkon=FrekvenceS0 * 8.2

Připojení na Arduino je asi jasné, S0+ na +5V, S0- na datový vstup s možností přerušení a zároveň odtud odpor cca 1k5 na zem.

V programu se nastaví přerušeni na tomhle datovém pinu třeba na RISING (vzestupná hrana, nebo i sestupná, to je jedno) a odskok na proceduru. Tam se zapamatují mikrosekundy a uloží do externí proměnné. Při příštím průchodu se spočte počet mikrosekund mezi pulzy a z toho vypočte frekvence. A podle vzorce výše měřený výkon. Pro přesnější měření se počká na víc impulzů, to už je záležitost programátora, jak si s tím pohraje. ;)
solárník
 
Příspěvky: 1427
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm
Reputation: 53

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod rob.brno » sob bře 23, 2013 9:24 am

solárník píše:Zvýšení citlivosti:
Musí se to rozebrat. Je tam jeden optočlen a hlavní obvod je ATE (ADE) 7755. Stahnout si jeho datasheet. Původně je výstup CF zapojený do děličky, ze které leze 1000imp/kWh do optočlenu a 100imp/kWh do mechanického počítadla.


Díky, vyčerpávající odpověd. Já k tomu musím ještě vymyslet, jak vyřešit nabíječku s proměnlivým řiditelným prodem nabíjení - matně tuším, že to vede na využití svářecího invertoru.
rob.brno
 
Příspěvky: 779
Registrován: sob čer 09, 2012 8:14 am
Reputation: 9

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod solárník » sob bře 23, 2013 10:39 am

A jak si to přesně představuješ, aby to celé fungovalo s tou tvou nabíječkou?
solárník
 
Příspěvky: 1427
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm
Reputation: 53

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod rob.brno » pon dub 22, 2013 7:43 am

solárník píše:Tak nic už jsem si poradil. Stačil na to levný elektroměr Maneler 9901M, 3 odpory, jeden optočlen a Arduino Ethernet.

Elektroměr jsem trochu upravil a přidal druhý optočlen, který okamžitě hlásí směr toku energie (výroba nebo spotřeba). Zároveň jsem zvýšil frekvenci původního optického výstupu asi o tři řády, takže je to schopné do dvou vteřin změřit i malé příkony okolo 2W (menší příkony už ten elektroměr ignoruje, což ani nějak moc nevadí). .


Mohl by jsi ještě popsat kam jsi zapojil ten druhý optočlen a uvézt odkaz na schéma toho elměru?
U elměru udávají nabíhací proud 25mA, což je příkon přes 5VA. Jsi si jistý, že je schopen elměr zaznamenat příkon od 2W?
rob.brno
 
Příspěvky: 779
Registrován: sob čer 09, 2012 8:14 am
Reputation: 9

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod rob.brno » pon dub 22, 2013 7:47 am

solárník píše:A jak si to přesně představuješ, aby to celé fungovalo s tou tvou nabíječkou?


Elměr bude měřit dostupný výkon z FV, tak aby nic neteklo do sítě. AVR bude generovat signál(analog nebo PWM) úměrný volnému dostupnému výkonu. Tímto signálem plánuju řídit tuto nabíječku(http://eskutr.cz/cs/nabijecky-lifepo-15 ... 15-kw.html), která má vstup pro lineární řízení nabíjecího proudu do aku.
rob.brno
 
Příspěvky: 779
Registrován: sob čer 09, 2012 8:14 am
Reputation: 9

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod JirkaK » úte črc 30, 2013 9:02 pm

Solárníku, díky za zajímavý nápad, jak udělat jednoduchý "wattrouter". Uvažuju, že bych zkusil něco podobného dát dohromady, ovšem ve verzi 3x230 V (děda má FVE o výkonu max. 4,2 kW, reálně spíš tak do 3,5 kW, a bohužel s třífázovým střídačem) - předpokládám, že by to asi neměl být problém, ne?

Jen jsem se chtěl zeptat, jaké jsi použil SSR a kde jsi ho koupil... Zběžně jsem se díval na eBay, kde se dá třeba 25 A SSR sehnat v přepočtu pod stovku, ale třeba na http://www.homebrewtalk.com/f170/fried-my-ssr-409355/ popisují, jak jim levné typy SSR občas shořely, což bych dost nerad - bylo by to trvale připojené a napájelo to bojler (počítám, že těleso by tam bylo tak max. 2,5 kW rozdělených do 3 fází), případně ještě vodní výměník pro přitápění. Na druhou stranu se mi moc nezdá platit majlant za značkové SSR, kde bych dal třeba 4K jenom za 3 SSR. Pak jsem ještě koukal, že v GM Electronics mají SSR za relativně přijatelnější ceny, ale asi to taky bude Čína, jde o to, jak (ne)kvalitní.

EDIT: Jo, a to mi nějak uniklo - mohl bych také poprosit o popis zapojení druhého optočlenu? Předem díky ;)
JirkaK
 
Příspěvky: 91
Registrován: čtv zář 27, 2012 12:38 pm
Reputation: 1

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod rob.brno » stř črc 31, 2013 7:40 am

JirkaK píše:Solárníku, díky za zajímavý nápad, jak udělat jednoduchý "wattrouter". Uvažuju, že bych zkusil něco podobného dát dohromady, ovšem ve verzi 3x230 V (děda má FVE o výkonu max. 4,2 kW, reálně spíš tak do 3,5 kW, a bohužel s třífázovým střídačem) - předpokládám, že by to asi neměl být problém, ne?

EDIT: Jo, a to mi nějak uniklo - mohl bych také poprosit o popis zapojení druhého optočlenu? Předem díky ;)


Nevím jestli se od solárníka ještě nějaké odpovědi dočkáme.

Problém by ani u 3f být neměl, bude to chtít, ale 3ks těch elměrů. V Brně (http://www.manelektro.cz/docs/cenik/Cenik_E_130318.pdf) je mají za 500kč.Mám dokonce podezření, že by šel použít i tento typ Elektroměr 9920M jen za 290kč.

Jinak druhý optron se zapojí na výstup REVP u ADE7755 přes odpor proti zemi nebo Ucc. Asi by měl být nějaký nízkopříkonový(proud diodou co nejméně), mám trochu obavy, aby jeho odběr nespůsobil snížení Ucc.
Jinak jsem se pokoušel připájet drátky na smd obvod ADE, ale nebyl jsem schopen, podařilo se to až kamarádovi, který to dělá profesně.
rob.brno
 
Příspěvky: 779
Registrován: sob čer 09, 2012 8:14 am
Reputation: 9

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod solárník » čtv led 23, 2014 11:18 am

rob.brno píše:Jsi si jistý, že je schopen elměr zaznamenat příkon od 2W?

Ano, testoval jsem to v praxi. Může to být kus od kusu, ale 2W to zaznamenalo spolehlivě. Zapojení druhého optočlenu jsi popsal přesně. S tím pájením jsem měl taky trochu problém. Chtélo to tak tři až čtyři ruce na držení lupy a podobně, což bohužel nemáme :) Ale nakonec se povedlo i přes to, že má třesoucí se ruka s mikropájkou měla rozkmit přes 4 ty vývody toho IO :lol:
solárník
 
Příspěvky: 1427
Registrován: pát bře 15, 2013 7:53 pm
Reputation: 53

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod JirkaK » pon led 27, 2014 12:58 pm

Hmmm, tak já jsem se nakonec k realizace ještě nedostal, pořád byly na práci jiné věci a hlavně zatím nemám s Arduinem žádné zkušenosti... nicméně snad se k tomu dokopu. Trochu jsem na tohle vlákno pozapomněl, vzpomněl jsem si teď, když jsem viděl v akční nabídce 1F elektroměr na DIN lištu http://www.tipa.eu/cz/elektromer-1f-na- ... /d-122362/ za 430 Kč (a digitální za 410 Kč) - nemátě někdo s tím zkušenost, jak je to vevnitř zapojené (jestli by to šlo modifikovat pro potřeby (co nejpřesnějšího) měření přes Arduino? A nebo ten Maneler 9920M(D), o kterém tu psal rob.brno?

Přecijen kdybych to chtěl dělat třífázově, tak tam už by se ty cenové rozdíly projevily víc :-). A nebo to prostě radši nemám řešit a pokud se do toho pustím, tak mám jít na jistotu? Díky :).
JirkaK
 
Příspěvky: 91
Registrován: čtv zář 27, 2012 12:38 pm
Reputation: 1

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod brumlaj » pon led 27, 2014 3:50 pm

solárník píše: třesoucí se ruka s mikropájkou měla rozkmit přes 4 ty vývody toho IO :lol:
třesení už neodstraníme, já teď pracuji na koordinaci třesení ruky ve dvou osách tak aby se hrot dotkl patřičného pinu právě při vrcholu výchylek třesení v každé z těch os.
Moudrost nepřichází vždy s věkem, někdy věk přichází sám.
brumlaj
 
Příspěvky: 1448
Registrován: ned kvě 12, 2013 1:24 pm
Reputation: 92

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod 250w_gridfree » stř bře 25, 2015 8:28 pm

jednofázový měřič spotřeby/výroby právě řeším, vše funguje, tak, jak má i účiník to započítává. Běží to třeba 2 dny, někdy se ale stane, že spotřeba ukazuje nesmyslně vysokou spotřebu. Vložil jsem tedy instukci, že při dosažení hodnoty vyšší než 2000w dojde k sw restartu arduina. Arduino restartuje, ale zřejmě je problém v měřících obvodech, protože arduino restartuje stále dokola, což při normálním stavu nedělá, je nutné na chvíli přerušit napájení, aby došlo k totálnímu restartu. Přihazuji zdroják...

void (*pseudoReset)(void)=0; //funkce restart
#include "EmonLib.h" // vkládáme knihovny
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
EnergyMonitor emon1; // vytvoříme objekt spotřeby
EnergyMonitor emon2; //vytvoříme objekt výroby
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
int realPowers;
int realPowerv;
int Vyroba;
int Spotreba;
int Rozdil;
int korekce = -15; //korekce spotřeby
int korekce1 = 5; //korekce výroby
int korekces = -50; //korekce vyhodnoceni bezpečného odběru bez přetoku do DS

void setup(){
pinMode(8, OUTPUT);
pinMode(9, OUTPUT);
emon1.voltage(0, 234.26, 1.7); // Voltage: input pin, calibration, phase_shift
emon2.voltage(0, 234.26, 1.7); // Voltage: input pin, calibration, phase_shift
emon1.current(1, 28.0); // Current: input pin, calibration.
emon2.current(2, 28.0); // Current: input pin, calibration.
lcd.init();
lcd.backlight();
}
void loop(){
emon1.calcVI(20,2000); // Calculate all.
emon2.calcVI(20,2000);
realPowers = emon1.realPower; //extract Real Power into variable
realPowerv = emon2.realPower;



if (realPowers > 2000) {
pseudoReset(); // restart při překročení 2000w
}

Spotreba = realPowers + korekce;
Vyroba = realPowerv * 1.03 + korekce1; //doplněno zpřesnění měření
Rozdil = Spotreba - Vyroba + korekces;
if (Rozdil >= 0)
{
digitalWrite(8, LOW);
digitalWrite(9, LOW);
}

if (Rozdil < 0 && Rozdil >= -100)
{
digitalWrite(8, HIGH); //zapneme 100w
digitalWrite(9, LOW);
}
if (Rozdil < -100)
{
digitalWrite(8, HIGH); //zapneme 100w
digitalWrite(9, HIGH); //zapneme 100w
}
if (Vyroba < 5)
{
Vyroba = 0;
}
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Spotreba: ");
lcd.print(Spotreba);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Vyroba : ");
lcd.print(Vyroba);
}


Díky za radu
250w_gridfree
 
Příspěvky: 72
Registrován: pon zář 08, 2014 9:55 am
Reputation: 2

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod 250w_gridfree » čtv bře 26, 2015 7:34 am

Soft restart nestačil, takže, pokud arduino zjistí hodnotu mimo očekávané hodnoty, zapne proud - digitalWrite(12, HIGH);
a přes 4k7 to jde do resetu na arduinu. HW restart napraví nesprávné chování celého systému... Jdu do práce...
250w_gridfree
 
Příspěvky: 72
Registrován: pon zář 08, 2014 9:55 am
Reputation: 2

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod kodl69 » ned črc 19, 2015 11:58 pm

Je ten stejný IO (ADE7755) i v elektroměrech s lcd displejem? Mám takový, zatím jsem ho nerozdělával, zrovna přes něj protéká proud.
ostrov 4600Wp neustále ve stádiu zrodu: 6x noark CHSM6610P250, 6x250Wp z I4wifi, 6xTratek 275Wp, 4x auria 120Wp, midnite classic 150 lite+whizbang jr., 16S a různě P cca 300Ah Winston, Powerjack 8kW (reálně 6kW po úpravě). 48V DC rozvody a spotřebiče.
kodl69
 
Příspěvky: 2880
Registrován: sob črc 19, 2014 7:56 pm
Reputation: 192

Re: Arduino jednofázový měřič spotřeby/výroby

Příspěvekod emsi88 » pon črc 20, 2015 6:20 pm

Teraz prave riesim meranie, ale potrebujem aj ucinnik a jednotlive fazy. Rozobral som 3f elektormer s imp. vystupom ORNO(polsky z cb elektro) a ten ma ten ADE7755(teda ATE7755). Napriklad meracia 1f zasuvka ma zase chip CS5460, ktory s displejom komunikuje cez SPI a preto zobrazuje aj ucinnik.
2.7kWp Poly + GTI 2kW + Axpert 3kW 24V + 2x180Ah Varta olovo
Uživatelský avatar
emsi88
 
Příspěvky: 103
Registrován: pon čer 23, 2014 5:05 pm
Bydliště: SK-Vychod
Reputation: 3

Další

Zpět na Arduino

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 návštěvník

Reputation System ©'