SmartMeter.mw

   1 [[Kategorie:Infrastruktur]]{{Projekt|verantwortlich=[[Benutzer:Chrissi^|Chrissi^]]|status=aktiv|beschreibung=Integration eines Smart Meters in die Stratum0 Infrastruktur|bild=SmartMeter-Zaehlerstand.jpg|bildbeschreibung=|interessenten=?|source=|lizenz=|download=|version=}}
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   3 == Ziel des Projektes ==
   4 Ziel des Projektes soll es sein, den Stromverbrauch des Spaces zu erfassen und zu speichern. Die erfassten Daten sollen dann zur Visualisierung und Auswertung zur Verfügung stehen.
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   6 == Aktueller Stromverbrauch des Spaces ==
   7 Der aktuelle Stromverbrauch kann hier abgerufen werden: http://shiny.tinyhost.de/
   8 [[Datei:Stromverbrauch Stratum0.jpg|thumb|Stromverbrauch Stratum0]]
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  10 Außerdem gibt es Plots mit gleitenden Durchschnittswerten:
  11 * [https://rohieb.name/stuff/stratum0/energy-60d.png letzte 2 Monate], mit 30-Tages-Durchschitt
  12 * [https://rohieb.name/stuff/stratum0/energy-360d.png letztes Jahr], mit 30-Tages- und 180-Tages-Durchschnitt
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  14 == Das Smart Meter ==
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  16 === Anschlussprinzip ===
  17 [[Datei:Stomzählerbeschaltungsplan.jpg|thumb|Anschlussbild]]
  18 [[Datei:Stromzähler_IN_Terminals_mit_S0-Port.jpg|thumb|S0-Port]]
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  20 * S0-Port ist ein einfacher Low-Side Schalter, der für jeden Impuls Signal gegen GND schaltet.
  21 * Es wird ein externer Pull-Up benötigt.
  22 * Spannung sollte >5V sein[http://www.mikrocontroller.net/articles/S0-Schnittstelle]
  23 * Der S0-Port ist / ''sollte'' potentialfrei sein.
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  25 == Infrastruktur zur Auswertung ==
  26 Um die Länge der Impulse des Smart-Meters möglichst genau Messen zu können, wird die Erfassung von einem ATMega8 durchgeführt. Der ATMega nutzt das ICP des Timer1, um die Impulslänge mit 4us Auflösung zu messen. Die Impulslänge (in Ticks) wird danach per UART an das Powerberry geschickt.
  27 Entgegen der Annahme funktioniert die Schnittstelle auch schon mit 3,3V. Es wird ein 1k Pull-Up verwendet. Um Glitches durch EMV zu unterdrücken kommt noch ein 100nF Kondensator zwischen GND und PullUp. Ohne den Glitch-Reject kann man durch Einschalten einer Lampe einige Impulse auslösen^^.
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  29 Auf dem Powerberry werden die Impulslängen zuerst in echte Zeit und danach in Leistung umgerechnet. Dieser Wert wird in einer Datenbank abgelegt.
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  31 Aus der Datenbank lassen sich die Daten dann z.B. mit Dygraph im Browser anzeigen.
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  33 Sourcen des Atmega: [http://svn.tinyhost.de/stratum0/stuff/Power%20Metering/Realtime%20Module%20%28Atmega8%29/ SVN] <br>
  34 Sourcen der Auswertung: [http://svn.tinyhost.de/stratum0/stuff/Power%20Metering/Visualisierung/ SVN]
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  37 == ToDos: ==
  38 * Verwendete Software irgendwo versionieren.
  39 * Schnittstelle zum Auslesen von der Daten aus der Datenbank schaffen und hier dokumentieren.
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  43 == Überlegungen zur den Impulsen ==
  44 [[Datei:Stomzähler_ohne_Deckel.jpg|thumb|Vor dem Einbau]]
  45 Das Smart-Meter liefert je dE = 1/800kWh einen Impuls.
  46 Der Zusammenhang zwischen der abgenommenen Leistung, der Zeit bis ein Impuls "voll" ist und der Energie je Impuls lässt sich wie folgt zusammenfassen:
  47  P * dt = dE
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  49 So kann für eine gegebene Anschlussleistung die Periodendauer der Impulse bestimmt werden:
  50  P = 10 kW (z.B. Durchlauferhitzer)
  51  dt = dE / P = (1/800 kWh) / (10kW)
  52  dt = 125 * 10^-6 h
  53  dt = 450ms
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  55 Oder auch für kleine Lasten:
  56  P = 100W (optimistische Stand-By Last des Space)
  57  dt = dE / P = (1/800 kWh) / (100W)
  58  dt = 45s
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  60 Wird eine Impulsdauer mit einer Auflösung von 1ms erfasst, so lässt sich daraus auch die Ungenauigkeit der Erfassung bestimmen.
  61  P = dE / dt
  62  P = (1/800 kWh) / 1ms
  63  P = 1,25W