Powermeter: Unterschied zwischen den Versionen

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== Planung ==
== Planung ==


Mathe:
=== Bauteile: ===
* http://de.wikipedia.org/wiki/Wirkleistung#Drehstromnetz
* http://de.wikipedia.org/wiki/Blindleistung#Drehstromnetz
* http://www.zabex.de/frames/wirkleistung.html
* http://openenergymonitor.org/emon/node/59
 
Bauteile:
* 3 Stromwandler für 50A (L1, L2, L3) [http://www.csd-electronics.de/data/pdf/AC1050.pdf]
* 3 Stromwandler für 50A (L1, L2, L3) [http://www.csd-electronics.de/data/pdf/AC1050.pdf]
* ATXMEGA 192A3-AU - 2 * 2M samples + dma  
* ATXMEGA 192A3-AU - 2 * 2M samples + dma  
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* Überspannungsschutz
* Überspannungsschutz


ADC:
=== ADC: ===
* differential ADC signed mode, negativer Pin auf Vref (1,65V)
* differential ADC signed mode, negativer Pin auf Vref (1,65V)
* alle Spannungen am ADC Eingang müssen zwischen GND - Vcc (0 - 3,3V) liegen !
* 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'''
'''v2'''
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*TODO: Spannungsoffset
*TODO: Spannungsoffset


 
=== Energiebedarf ===
 
Verwandtes Projekt von dem man lernen kann:
* http://www.zabex.de/frames/wirkleistung.html
 
Brauchbarer Schaltplan zur Strommessung über Shunt: (Seite 5)
* http://www.elv-downloads.de/service/manuals/EM1000HSM/66387_EM1000HSM_km.pdf
 
 
'''Energiebedarf'''


3,3V muss > 1W sein
3,3V muss > 1W sein
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* iso 1050 73 mA
* iso 1050 73 mA


 
=== Spannungen ===
'''Spannungen'''<br>
Nicht isoliert vom Bus
Nicht isoliert vom Bus
* 12-24V Canbus power
* 12-24V Canbus power
* 5V vom DC/DC aus 12-24V
* 5V vom DC/DC aus 12-24V


Isoliert vom Bus<br>
Isoliert vom Bus
* 3,3V 1W vom DC/DC aus 5V
* 3,3V 1W vom DC/DC aus 5V
* 12V OLED ?
* 12V OLED ?


== ATXMega 192A3 ==
== 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,...)


PDI
=== Pinbelegung ===
''' PDI '''
* 56 - PDI_DATA
* 56 - PDI_DATA
* 57 - RESET / PDI_CLK
* 57 - RESET / PDI_CLK




'''PA / ADC1 - Strom'''
'''PA / ADC1 - Spannung'''


* PA0 - Nullpunkt 3,3/2
* PA0 - Nullpunkt  
* PA1 - L1 Stromwandler
* PA1 - Nullpunkt
* PA2 - L2 Stromwandler
* PA2 - L1 Spannungsteiler
* PA3 - L3 Stromwandler
* PA3 - L2 Spannungsteiler
* PA4 - L3 Spannungsteiler




'''PB / ADC2 - Spannung'''
'''PB / ADC2 - Strom'''


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


'''CAN - MCP2515'''
'''CAN - MCP2515'''
* PD1 - INT
* PD2 - CLK
* PD4 - cs
* PD4 - cs
* PD5 - mosi
* PD5 - mosi
* PD6 - miso
* PD6 - miso
* PD7 - sck
* PD7 - sck
*  - INT
* - CLK


''' RGB-LED common Anode'''
* PC0 -
* PC1 -
* PC2




== Hilfreicher Link: ==
'''Ähnliche Projekte:'''
*[[http://www.stromflo.de/dokuwiki/doku.php?id=xmega-c-tutorial XMEGA-C-Tutorial]]
*[[http://www.stahlke.org/dan/powermeter/ AVR Powermeter]]
*[[http://hobbyelektronik.org/w/index.php/Energieerfassung DIY Powermeter für Solaranlage]]


[[category:Automatisierung]]
Verwandtes Projekt von dem man lernen kann:
* http://www.zabex.de/frames/wirkleistung.html
 
Brauchbarer Schaltplan zur Strommessung über Shunt: (Seite 5)
* http://www.elv-downloads.de/service/manuals/EM1000HSM/66387_EM1000HSM_km.pdf
 
'''Mathe:'''
* http://de.wikipedia.org/wiki/Wirkleistung#Drehstromnetz
* http://de.wikipedia.org/wiki/Blindleistung#Drehstromnetz
* http://www.zabex.de/frames/wirkleistung.html
* http://openenergymonitor.org/emon/node/59


'''Hilfreicher Link:'''
*[[http://www.stromflo.de/dokuwiki/doku.php?id=xmega-c-tutorial XMEGA-C-Tutorial]]
*[[http://www.stahlke.org/dan/powermeter/ AVR Powermeter]]
**[[http://hobbyelektronik.org/w/index.php/Energieerfassung DIY Powermeter für Solaranlage]]
'''Xmega zeug:'''
'''Xmega zeug:'''


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* http://de.farnell.com/atmel/at90usb162-16au/avr-usb-mcu-16k-flash-smd-tqfp32/dp/1455073
* http://de.farnell.com/atmel/at90usb162-16au/avr-usb-mcu-16k-flash-smd-tqfp32/dp/1455073
* http://www.elektronik-projekt.de/thread.php?threadid=6215
* http://www.elektronik-projekt.de/thread.php?threadid=6215
[[category:Automatisierung]]

Version vom 8. September 2011, 10:56 Uhr

Kran
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Powermeter

Release status: beta [box doku]

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


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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