Powermeter

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Powermeter

Release status: beta [box doku]

IMGP1609.JPG
Description
Author(s)  Pl4nkton, siro
Last Version  0.9
Platform  AVR (ATXmega192a3)
License  Source: GPL
Download  c Code, trac





Echtzeit Leistungsmessung der Labor Stromversorgung und an 32A Außenleitung der Drehstromladekiste.

Status

  • code

Planung

Bauteile:

  • 3 Stromwandler für 50A (L1, L2, L3) [1]
  • ATXMEGA 192A3-AU - 2 * 2M samples + dma
  • Gehäuse HUT 4-C
  • CAN
    • MCP2515
    • TI ISO1050
  • SIM1-0505 SIL4 (5V DC/ 5V DC galvanische Trennung) ist ungeregelt also Linearregler nach schalten
  • ZR431L (ADJUSTABLE PRECISION SHUNT REGULATOR) SOT23 1.24V
  • Überspannungsschutz

ADC:

  • differential ADC signed mode, negativer Pin auf Vref (1,65V)
  • alle Spannungen am ADC Eingang müssen zwischen GND - Vcc (0 - 3,3V) liegen !
  • Messwerte sind +/- 11bit 0x031F == 3,3V, 0x0000 == 1,65V, 0xFCE0 == 0V

v2

  • ADE7858
  • Rogowski spulen zur Strommessung
  • Display
    • EA DOGL128S-6 könnte passen [2]
    • oled 128*64 3.3V core / 12V led [3]
    • [4] color oled

Layout

  • Messbereich: 35A max
    • Um = SQRT(2)*35A/1000* 33 Ohm = +-1.63 V
  • Messbereich: 250 V Max (Außenleiter-Nullleiter)
    • U = SQRT(2)*250V=354V
    • Spannungsteiler 215:1
    • mit R1=470k und R2=2k2 Spannungsteiler von 214.63:1
    • Um=SQRT(2)*250V*2200/472200=+-1,647V
  • Spannungsreferenz Vref = 3.3V/2 = 1.65V
    • Vout=(1+R1/R2)*1.24V
    • R1/R2 = 1.65V/1.24V -1 = 0,330645161
    • mit R1 = 33k und R2 = 100k
    • Vout=(0,33+1)*1.24V=1,6492V
  • TODO: Spannungsoffset

Energiebedarf

3,3V muss > 1W sein

  • Xmega max 18mA + 6 mA ADCs + x
  • mcp 2515 5mA
  • iso 1050 2mA

5V

  • iso 1050 73 mA

Spannungen

Nicht isoliert vom Bus

  • 12-24V Canbus power
  • 5V vom DC/DC aus 12-24V

Isoliert vom Bus

  • 3,3V 1W vom DC/DC aus 5V
  • 12V OLED ?

ATXMega 192A3

Verwendete Peripherie

  • Taktgenerator (32Mhz Interner PLL)
  • Timer0 (16Mhz Takt an PD2)
  • RTC
  • Interrupt
  • Events (startet den ADC, startet DMA Block transfers)
  • ADC1, ADC2 (Messung der Spannungen)
  • DMA0, DMA1 (Transfer der Messergebnisse in den SRAM)
  • USARTC1 (Debugging)
  • Timer1 (generiert Events, welche die ADCs starten)
  • GPIO (LEDs,...)

Pinbelegung

PDI

  • 56 - PDI_DATA
  • 57 - RESET / PDI_CLK


PA / ADC1 - Spannung

  • PA0 - Nullpunkt
  • PA1 - Nullpunkt
  • PA2 - L1 Spannungsteiler
  • PA3 - L2 Spannungsteiler
  • PA4 - L3 Spannungsteiler


PB / ADC2 - Strom

  • PB0 - Nullpunkt
  • PB1 - Nullpunkt
  • PB2 - L1 Stromwandler
  • PB3 - L2 Stromwandler
  • PB4 - L3 Stromwandler
  • PB5 - L4 Stromwandler
  • PB6 - L5 Stromwandler
  • PB7 - L6 Stromwandler

CAN - MCP2515

  • PD1 - INT
  • PD2 - CLK
  • PD4 - cs
  • PD5 - mosi
  • PD6 - miso
  • PD7 - sck

RGB-LED common Anode

  • PC0 -
  • PC1 -
  • PC2 -

LED - Status

  • LED aus - Powermeter aus, Energieversorgung überprüfen
  • LED grün - Powermeter ist an, misst keine Daten
  • LED blau - Powermeter misst Daten
  • LED cyan - Powermeter berechnet Leistungsaufnahme
  • LED rot - Fehler

Messwerte

Spannungsteiler

  • P1: 100/0,4650
  • P2: 100/0,4647
  • P3: 100/0,4647

Strom-Shunt

  • P1: 32,9 Ohm
  • P2: 32,9 Ohm
  • P3: 32,9 Ohm

Hilfreicher Link:

Ähnliche Projekte:

Verwandtes Projekt von dem man lernen kann:

Brauchbarer Schaltplan zur Strommessung über Shunt: (Seite 5)

Mathe:

Xmega zeug:

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