KNX-Arduino Gemeinschaftsprojekt: "3-Phasen Energy Monitor" oder ...

[Masifi]

Die Serienwiderstände habe ich nun gedoppelt, der Einwand ist berechtigt. Das erfüllt m.E. die Forderungen der DIN EN 60335-1, IIRC muss das Versagen eines Bauteils ohne ernsthafte Konsequenzen (außer Ausfall des Geräts) bleiben. Zwei versagende Widerstände in Reihe wäre ein äußerst ungewöhnliches Szenario, deswegen habe ich auf die Verdreifachung verzichtet.

ich würde sogar lieber 3 Widerstände in serie machen, dann den Abgriff zum ADE7758 und einen weiteren gegen Masse. Der Grund liegt daran das 1206 Widerstände glaube ich so 150V - 200V abkönnen und da wäre man bei 2 Widerständen in Serie vielleicht knapp unterwegs.

Wenn ich diesen in 150µm Breite anlege und mit 50mm Länge annehme, hat er ca. 170mOhm. Liegen dort 400V an, fließen rund 2,4kA. Das Kupfer verdampft schneller, als einer von uns Piep sagen kann - Problem erledigt. Wahrscheinlich wird der LSS nicht mal zucken.

Genau, das habe ich in einem früheren Post auch schon geschrieben. Die Zuleitung der Phasen lieber dünner anlegen, damit in einem Fehlerfall diese einfach als Schmelzsicherung dienen. Sollte für das Layout auch so umgesetzt werden.

Aktualisierten Schaltplan schiebe ich auf den Git-Server, wird aber heute abend werden.

gibt es hier schon einen link ?!

[l0wside]

Cool, dachte schon, das Thema sei eingeschlafen. Masifi darf gerne auch noch den Schaltplan en détail anschauen
Die Widerstände in Reihe sind sinnvoll, ändere ich entsprechend ab. Rs und Cs ebenfalls.

Wieso willst du denn die AC1050 und AC1070 einsetzen? Willst du > 100A messen? Dann passen schon die Klemmen nicht, weil sie keine 100A können. Die Wandler sind nach dem Nennstrom, nicht nach dem Maximalstrom benannt, siehe auch Post #169. Der AC1030 kann 75A. Wie war das mit ganzen Thread lesen?

Die Serienwiderstände habe ich nun gedoppelt, der Einwand ist berechtigt. Das erfüllt m.E. die Forderungen der DIN EN 60335-1, IIRC muss das Versagen eines Bauteils ohne ernsthafte Konsequenzen (außer Ausfall des Geräts) bleiben. Zwei versagende Widerstände in Reihe wäre ein äußerst ungewöhnliches Szenario, deswegen habe ich auf die Verdreifachung verzichtet.
Das Feindbild wäre hier, dass ein Widerstand niederohmig wird. Wenn der gesamte Pfad (beide Widerstände) niederohmig wird, liegen +/-400V über den ADE7758 an, was dieser nicht überleben wird. Wird dieser Pfad dann dadurch ebenfalls niederohmig, passiert Folgendes:
Es gibt einen direkten Strompfad von L auf N über diesen Leiterbahnzug. Wenn ich diesen in 150µm Breite anlege und mit 50mm Länge annehme, hat er ca. 170mOhm. Liegen dort 400V an, fließen rund 2,4kA. Das Kupfer verdampft schneller, als einer von uns Piep sagen kann - Problem erledigt. Wahrscheinlich wird der LSS nicht mal zucken.

Ja, ich komme aus einer Branche, die jedem Cent nachjagt, das hat abgefärbt. Allerdings wäre es dann konsequent gewesen, auch auf die Verdopplung zu verzichten.

Aktualisierten Schaltplan schiebe ich auf den Git-Server, wird aber heute abend werden.

Max

[Hamerheat]

Hallo Leute,
warn eine Woche dienstlich unterwegs und habe mal bewusst das I-Net "aus" gelassen. Wie ich sehe wart ihr nicht untätig, super.
Beim Layout bitte berücksichtigen das auch Strom Wandler AC1050/70 zum Einsatz kommen, diese sind etwas größer. Ich habe auch schon einige Wandler hier zu liegen, werde sie mal zum Vergleich Fotografieren.
Stromlaufplan, an den Stromwandlern fehlen noch R +Cs, siehe Datenblatt S17, diese sollten wir so übernehmen. An den Spannungseingängen sollten wir mindesten 2, besser 3 Widerstände in Reihe schalten. Den Rest schaue ich mir später genauer an.

Gruß
Christian

[Masifi]

Ja ich mag den M0+ oder Zero auch, aber ich glaube es ist für den Anfang besser noch den 328P zu benutzen. Er ist einfacher zu händeln. Wenn man beim M0+ etwas mehr als die Arduino-Libs machen will, dann tut man sich als nicht SWler ziemlich schwer.

[tuxedo]

Der M0+ wurde Anfangs von @Matsifi auch vorgeschlagen. Aber im laufe der Diskussion ist daraus in Atmega328 geworden.

[l0wside]

Ich habe mal angefangen, mit dem VIPer16 ein Netzteil zu designen. Das ist nicht ganz trivial, weil dort GND != N. Im nächsten Schritt würde ich anfangen, mit OrCAD die Teilschaltung zu simulieren.
Da knie ich mich aber erst rein, wenn es von den Hardwerkern hier ein Feedback gab. Dann kann ich auch auf den 328 umstellen (wobei mir der SAMD21 M0+ sympathischer wäre). Von Alex abgesehen ist mir das gerade ein bisschen zu sehr Monolog.

Max

[tuxedo]

Ich glaub der Mega ist etwas "oversized". Ein ATmega328 sollte reichen. Da so viel Platz ist, könnte man fast sogar die DIL-28 Variante des 328 nehmen. Das kriegt jeder mit dem Lötkolben hin.

Und im Worst-Case dann ein Cortex M0+ wie im Arduino Zero, falls der 328 doch an seine Grenzen kommen sollte.


P.S. Der Name gefällt mir.

[l0wside]

Erster Schuss anbei (und ein neuer Name: Energino). Es fehlt die 5V-Versorgung des ADE7758 mit dem VIPer, wird nachgereicht; außerdem gibt es im Moment keine externen Stromwandler-Eingänge. Kommen auch noch.

Masifi, Hamerheat: als Hardwerker bitte drüberschauen. Der Schaltplan ist mit Sicherheit nicht fehlerfrei. Wichtigste Punkte zum Prüfen:

• Ist ein ATMega überhaupt sinnvoll, und gibt´s den auch ein bisschen kleiner?
• Portbelegung des ATMega. Ich habe vom Baustein keine Ahnung (bin MSP430 gewohnt), bitte schauen, ob nicht irgendetwas gegeneinander treibt o.ä.
  Die Versorgung usw. dagegen habe ich 1:1 vom Arduino Mega übernommen (das Arduino-Board war die Ausgangsbasis der Schaltung)
• 5V/3,3V am ATMega und am ADE7758. Sehe ich das richtig, dass das alles 5V-Logik ist?
• Beschaltung des ADE7758 - ich habe sicher im Datenblatt noch was übersehen.
• Pinzuordnung bei den Symbolen von ADE7758 und AC1030. Die Devices habe ich neu angelegt, das ist ein fehlerträchtiger Prozess
• Maße der Klemmen - sollte passen, aber vier Augen sehen mehr als zwei.
• Beschaltung Optokoppler. Passt das so? Mit irgendwelchen 74er-Gattern wäre es sicher auch gegangen, 2N7002 kosten dafür quasi nichts.
• Spannungsversorgungen: habe ich noch irgendwo eine Versorgungsleitung quer über eine galvanische Trennung gezogen? Das Board hat drei verschiedene GND-Potenziale, 2x5V und 2x3,3V, da kann man durcheinanderkommen. Symbole sind zwischen 230V-Teil und Programmierteil unterschieden; im KNX-Teil habe ich keine Symbole verwendet.

Ein allererster Schuss fürs Board (ich kann´s auch hochtrabend "Platzierungsstudie" nennen) ist auch dabei. Programmierschaltung und Kleingeraffel sind im Moment rechts neben dem Board. Größe ist aktuell 86.5x137mm (leider zu groß für Light). Vielleicht reichen ja doch 6TE.

.sch und .brd kann ich hier nicht hochladen (und ein .zip wäre zu groß)
Liegen hier: http://git.kalassi.eu/max/energino/tree/master. Wer einen Account zum Pushen und Pullen will, möge sich melden.

Max

energino-0.1.sch.png
energino-0.1.brd.png

[tuxedo]

Ein eigenes Programmierboard geht zwar auch, ist aber vielleicht ein bisschen viel des Guten.

Es muss kein eigenes Programmierboard sein. Könnte man auch über einen kleinen Adapter auf Lochraster lösen.

Wer das Ding programmieren will muss entweder zum programmieren die 230V weglassen, oder die Programmierung galvanisch trennen.

Hab in anderen Schaltung auch die Verwendung eines ADUM1401 für solche Zwecke gesehen...

[l0wside]

Habe mir eben das Referenzdesign des Arduino Mega angesehen. Ich würde Platz für einen gesockelten Optokoppler zur Programmierung vorsehen; der säuft zwar Strom, zum Programmieren ist das aber egal.

Ein eigenes Programmierboard geht zwar auch, ist aber vielleicht ein bisschen viel des Guten.

Max

[tuxedo]

Ich dachte jetzt eher an den Entwickler, der den Sketch zusammenbaut. Oder ist das trivial?

Der Sketch-Entwickler muss das nur wissen. Im Worst-Case klemmt der sich einen 3-4poligen Schalter davor und legt den zum Programmieren entsprechend um.
Oder wir spendieren für den ISP noch einen weiteren Adum.

Oder noch besser: Der Entwickler verwendet einen ISP mit eigener galvansicher Trennung.

Aber nur wegen dem Entwickler dauerhaft unnötigerweise den Saft vom Bus zu ziehen (kleinvieh macht auch mist) finde ich unnötig.

[l0wside]

Ich dachte jetzt eher an den Entwickler, der den Sketch zusammenbaut. Oder ist das trivial?

Max

[tuxedo]

Das hat aber den Nachteil, dass man beim Programmieren des Arduino keine galvanische Trennung zu den 230V hat.

Die 10mA des TPUART gelten busseitig. Der TPUART2 braucht lt. Datenblatt 2,8mA, real habe ich immer ein bisschen mehr gemessen. Wenn ich eingangsseitig also 19V, 6mA Luft habe, werden daraus bei 80% Wirkungsgrad des Buck-Wandlers rund 18mA@5V. Das sollte reichen.

Max

Öhm, die "Firmware" wird über einen ISP-Port eingespielt. Der versorgt auch den Arduino bzw. kann den Arduino darüber versorgen. Da nicht täglich eine neue Firmware eingespielt wird und die wenigsten mit der Firmware experimentieren werden, der Anwender einen ISP-Programmer braucht und die Schnittstelle nur im Gerät zugänglich ist (man muss das Gerät also öffnen, hätte nicht vorgesehen die nach außen zu legen), sehe ich da weniger ein Problem darin zu definieren, dass das aufspielen des Sketches/des Bootloaders ohne angeschlossenen 230V Leitung erfolgen muss.

Ergo: Kein Problem.

[l0wside]

Wenn es keinen wirklich guten Grund gibt wieso man den Arduino über den Bus versorgen sollte, schlage ich vor die galvanische Trennung direkt von den BCU-Teil (TPUART, TPUART2, NCN5120...) zu setzen und somit bis auf den BCU-Teil, die ganze Schaltung vom sowieso vorhandenen Netzteil zu versorgen.

Das hat aber den Nachteil, dass man beim Programmieren des Arduino keine galvanische Trennung zu den 230V hat.

Die 10mA des TPUART gelten busseitig. Der TPUART2 braucht lt. Datenblatt 2,8mA, real habe ich immer ein bisschen mehr gemessen. Wenn ich eingangsseitig also 19V, 6mA Luft habe, werden daraus bei 80% Wirkungsgrad des Buck-Wandlers rund 18mA@5V. Das sollte reichen.

Max

[tuxedo]

Ok I0wside, wäre super wenn du das machen willst, ich habe Hamerheat schon mal einen Schaltplan gezeigt auch mit Arduino teil. Kannst du dich direkt mit ihm absprechen wer dann was macht !?

Ich verwende gerne Aufsteckplatinen für den KNX-Transceiver, da man die wiederverwenden kann und man sie einfach im Gehäuse unterkriegt. Die wenigsten können QFN-Packages löten.
Aber ich bin da mal offen wie es umgesetzt werden soll.

Als zwischen Info: der TP-UART, TP-UART2 und der NCN5120 ist kompatibel zueinander. Ich habe schon alle drei verwendet und musste Softwareseitig nichts anpassen.
Beim TP-Uart müsst ihr nur aufpassen, da er nur 10mA bei 5V versorgen kann. Ein Arduino 5V 16MHz hat da schon ein Problem. Ein Arduino 3,3V 8Mhz dagegen läuft.

Da sowieso ein Netzteil in die Kiste rein muss, wäre es doch nicht verkehrt den Bus so wenig wie möglich zu belasten. Macht ja keinen Sinn da die KNX-Spannungsversorgung mit ins Boot zu nehmen wenn sowieso ein Netzteil an Board ist, oder?

Wenn es keinen wirklich guten Grund gibt wieso man den Arduino über den Bus versorgen sollte, schlage ich vor die galvanische Trennung direkt von den BCU-Teil (TPUART, TPUART2, NCN5120...) zu setzen und somit bis auf den BCU-Teil, die ganze Schaltung vom sowieso vorhandenen Netzteil zu versorgen.