Impulszähler Solaranlage

[dreamon]

Hallo und Grüß Gott.

Ich möchte meine Solaranlage überwachen. Hab mir dazu Stromzähler besorgt die eine S0 Anbindung haben.

Das sieht so aus:

S0 ist soweit ich das seh nur ein schalter der schließt je nach Leistung
------>>>> 1kWh = 1000 Impulse


Es kommen also pro Zähler (Wechselrichter max.3kW) maximual 3000Impulse/h zusammen.
Insgesamt hab ich 3Wechselrichter.

Also 3 Eingänge a' max. 3000 Impulse pro Stunde.

Nun zu den Fragen:
1.) Wie würdet Ihr die Impulse erfassen und auf welchen Eingängen.
2.) Wäre es schlau diese hardwareseitig zu erfassen. (Binärschieber mit stündlichem Reset)
3.) Per Interrupt (falls 3 frei sind) - Wenn ja, vielleicht habt ihr ein kleines Beispiel?
4.) Endlosschleife die den akutellen zustand abfrägt, aber das legt wohl vermutlich den ganzen Netzwerkverkehr lahm?

Da ich nur hobbymäßig Programmiere fehlt mir da die Übersicht. Wäre über ein paar Tips sehr dankbar.

Gruß

[Klaus]

Hi,

es ist recht einfach 2 Eingänge zu überwachen, das kann mittels der INT0 und INT1 Eingänge gemacht werden. Der 3. ist allerdings etwas kniffelig da hier kein Interrupt mehr frei ist.

Die Lösung ist recht einfach:
Hol Dir ein vernünftigen Drehstrohmzähler und schon hast Du nur noch einen Impulsausgang zu überwachen.
Zur Not ist auch ein kleiner AVR für die Impulszählung einzusetzen der über RS232 die Ergebnisse zum Webserver schickt. Hardwarezähler und so sachen sind zu aufwändig.

mfg
Klaus

[dreamon]

Hallo Klaus, danke für deinen Input.

-> Zur Not ist auch ein kleiner AVR für die Impulszählung einzusetzen der über RS232 die Ergebnisse zum Webserver schickt.

Die Idee find ich Klasse( da wäre ich nicht drauf gekommen.. ganz ehrlich )

Doch dazu muß ich nun auch noch eine Frage hinterher schicken:
-> Dieser kleine AVR (16f84) oder so hab ich mir gedacht(sollte noch was rumliegen haben.)
Muß ich das auch mit Interrupt Programmieren? Der hat ja auch keine 3 Interrupts mehr frei.
------------------------------------------------ schnipp ------------------------------------------------------
Da fällt mir gerade noch ein. Wie wäre es mit einer Lösung daß ich alle Takte zusammenführe und egal welcher kommt diesen einen Interrupt auslösen lasse, dann an 3 IO-Eingäng abfrage welcher es war. Mit Dioden sollte das doch lösbar sein?

Takt Zähler 1 o------------------------o-----------------o PortInput1
Takt Zähler 2 o---------------------o--------------------o PortInput2
Takt Zähler 3 o------------------o------------------------o PortInput3
........................................| | |
........................................| | |
........................................[] [] []
..Die Punkte bitte...............V V V Dioden
....ignorieren !....................[] [] []
........................................| | |
........................................| | |
........................................o--o--o----------------o Interrupt



Gibt es vielleicht ein Interrupt Beispielcode. Da kann man schon so einiges Falschmachen.

[Birgert]

Servus draemon; (Grüß Gott liest man selten im Forum, bist Du auch in Franken?)

Dein Vorschlag mit den Diodenentkopplung einen Interrupt auszulösen und danach abzufragen welcher Eingang es war, wird so in etwa beim asuro für die Kollisionstaster gelöst.

Aber wenn Du einen eigenen AVR für die Impulserfassung verwendest und nur alle Sek. ein Impuls erwartet wird, denke ich kannste auf die Interrupts auch verzichten. Immer den Eingangs Port pollen, und bei einer steigenden bzw. fallenden Flanke den entsprechenden Zähler (uint16_t) erhöhen. Bei Grenzwert 1000 einen zweiten Zählwert erhöhen und vom ersten Zählwert wieder 1000 abziehen.
Ich weiß jetzt nicht ob S0 open Kollektor ist, der Plus also direkt an den Eingangspin mit aktiviertem Pullup gelegt werden kann.
Vielleicht magst Du uns mitteilen, ob für die Zähler eine maximale Impulsfrequenz und eine minimale Impulsdauer angegeben sind. Ist es ein Reed-Kontakt oder ein open Kollektor, elektrische Daten (Volt milliAmpere ?

Beruflich musste ich mal die in einer Viertelstunde gezählten Impulse mit 4 multipliziert für Trenddiagramme loggen. Dadurch erhält man eine Leistungskurve über den Tag (4 * kWh / (4 * h) = kW) und alle Viertelstunde eine aktualisierte Anzeige der Momentanleistung.

Ich habe vor, die Impulse von meinem Hausstromzähler per Reflexlichtschranke direkt von der Zählscheibe "abzulesen".

[Klaus]

Hi,
um näherungsweise richtige ergebnisse zu erhalten kann man das so machen. Soll es hingegen stimmen wird das nichts.

Der extra AVR ist schnell genug um jeden Impuls zu erwischen der ankommt. Hier kann die Abfrage in der Hauptschleife erfolgen ohne das was verloren geht. Soll der Webserver das erledigen kann es sein das da der eine oder andere Impuls übersehen wird weil der grad was anderes macht und bis er fertig ist ist der Impuls schon weg ... .

Das mit den Dioden wird auch nix weil ja 2 Impulse zeitnah eintreffen können. Der 1. löst den Interrupt aus und erkennt Impuls Zähler 1. Während Zähler 1 noch aktiv ist kommt ein Impuls vom 2. Zähler der jetzt leider nicht ausgewertet wird da ja noch der Int-Pin von Zähler 1 auf low gehalten wird .... .

mfg
Klaus

[dreamon]

Hallo Ihr beiden.

Eigentlich dachte ich, ich weiß gar nicht was der Klaus hat, die Impulse sind doch sehr kurz.
Hab mir mal das Datenblatt rausgesucht. Da stand was von ti=90ms.
3 Impulse max. pro Sekunde x 3 (Wechselrichter) sind 9 Impulse

ti x 9 = 810ms -> Nunja.. Das ist ja fast eine ganze Sekunde!

Das kann ja eigentlich nur in die Hosen gehen.

Ich werde das dann wohl doch anders realisieren müssen.

Von diversen Consumer Geräten weiß ich das die das anders lösen. Wird ein Interrupt ausgelöst, dann fragen die die Spannung am A/D Wandler ab um zu entscheiden welche Taste gedrückt wurde. Jede Taste hat einen anderen Widerstand angeschlossen und liefern eine andere Spannung.

Ich weiß nicht wie schnell die A/D von 644 Verarbeitung ist. Man könnte dann sogar bei doppeltdrücken auswerten welche Tasten(Impulse) das gleichzeitig waren. Weil sich die Spannungen dann in der Mitte einpendeln (je nach Beschaltung). Ob man das aber in eine Interruptrutine reintun darf, keine Ahnung.

Klaus, Danke für deinen Input. War schon im Begriff damit anzufangen.

Das mit einem Separaten PIC stellt mich vor große Probleme. Habe noch nichts mit RS232 Programmiert. (bräuchte da vermutlich ein Codebeispiel). Das ich den Pic16F84 programmiert habe ist schon lange her.
Ich möchte die Wechselrichter schon vergleichen können, daher möchte ich die Daten sperat erfassen können.

Wenn ich dich richtig verstanden habe müßte der Pic auch dann sauber die Daten erfassen, wenn er gleichzeitig über die RS232 die Werte an den Webserver weitergibt.

Brrr.. ganz schön viel Aufwand für 3x3 takte pro Sekunde

[jornbyte]

Nimm einen ATtiny2313, der hat 9 externe Interrupts. Die sollten für die 3 Pins reichen.

[dreamon]

Ich hab jetzt nochmal darüber Nachgedacht.

Interrupts, Externen Baustein usw. CPU mit mehreren Irqs usw.
Wollte schon anfangen. Aber bis ich den Richtigen Kompiler finde, dann die RS232 Anbindung
usw. wird eine Neverending Story.(hab auch keinen guten Code gefunden auf dem man aufbauen könnte. Bzw. der sich dann auch compilieren liese)

Wie ist es mit einem Timer? Der regelmäßig alle 90ms alle 3Eingänge abfrägt. Da ti ja 90ms lang ist, sollte das doch gehen. Oder alle 45ms.. wobei man halt drauf achten muß das man richtig zählt da ja der Impuls 90ms lang ist.

Ist das Realisierbar oder komm ich in Konflikt mit dem Webserver selbst.
Womöglich sind die Timer schon aufgebraucht, oder dergeleichen. Dafür fehlt mir der überblick.

[Birgert]

Servus dreamon;
hast Du nun vor, ein Webmodul (Atmel AVR) einzusetzen, oder magst Du lieber mit 'nem PIC arbeiten?
Beim Einsatz des Webmoduls müsstest Du Dich sowieso um den passenden Compiler kümmern - das ist auf Ulis Projekteseite auch alles prima beschrieben. Machen und entscheiden musst Du allerdings selber, oder tief in die Tasche greifen und eine fertige Lösung anschaffen.

Wenn 80ms Impulse zu kurz sind, könnte man sie mit Kondensatoren "verlängern".
Dank jornbyte weiss ich jetzt auch, dass der 2313 9 Interrupteingänge hat (Again what learned).
Für mich wäre das Zählen nicht die Herausforderung - die beginnt dann mit der Datenübertragung auf das Webmodul.
Mal die Profis hier fragen: Bei den Megas können die Timer/Counter ja auch direkt Eingangsimpulse zählen, Ist das noch eine Option?

[dreamon]

Hallo Birgert,

Den Webserver werde ich auf jedenfall verwenden. Die Frage ist nur wie ich ihn füttere.
Compilieren ist kein Problem. Flashen auch nicht. Schon 1000mal gemacht. Arbeite unter Linux.

Der Webserver von Ulrich ist hier in 3Facher Form am laufen. Heizungssteuerung(doppelt). Und jetzt möchte ich das mit dem Solar noch hinbekommen. Ich hab die Pulse schon abgriffbereit aus dem Zählerkasten rausgezogen.

Ich sitz mich nun mal hin und schau mir das mit den Timern/Countern mal an, eventuell kann man auch extern Takt einspeisen, dann soll der zählen.. Timer0,Timer1,Timer2 auch Counter0,1,2 da muß doch was gehen.

Was der Ulrich bereits verwendet hat wird sich zeigen. Bisher hab ich immer nur dazugepackt ohne mir groß gedanken zu machen, aber diesmal muß ich mir das genauer anschauen.

Gruß

[Klaus]

Hi,

Ulrich verwendet nur den Timer2. Davon besser die Finger lassen. Die anderen Timer sind frei verfügbar.

Da die Timer recht kurze Impulse Zählen können wäre es möglich die 90ms Impulse vom Zähler auf ein Monoflop zu bringen und daraus 1uS Impulse zu machen. Die 3 neuen "kurzen" Impulse über ein Oder Gatter (oder halt einfach Dioden - schnelle bitte) zusammenschalten und auf den Zählereingang des Timers. Da kann zwar auch mal ein Impuls verloren gehen das sollte aber sehr selten der Fall sein.

mfg
Klaus

[Birgert]

Hi,
Ulrich verwendet nur den Timer2. Davon besser die Finger lassen. Die anderen Timer sind frei verfügbar.

Das sind doch schon mal gute Infos..

Ich suche mir gerade die Frecken (beim ETH_M32), wo überall die Pins eingelesen und Ports gesetzt werden.
Nun ich bin der Meinung, dass man nur in Ausnahmefällen direkt auf die Ports irgendwo im Programm zugreifen soll; ich würde die Pins einlesen und Variablen ablegen, dazu gleich 4 Takte spendieren, um Fallende und Steigende Flanken zu erkennen.

@draemon: Bekommst Du das hin, dass von einem Timer ca alle 20ms (50Hz) eine ISR(Timerx_OVF_cect) aufgerufen wird? Ich müsste mich da erst mal wieder einlesen, welche Prescaler und Grenzwerte gesetzt werden müssen.

In der ISR alle 20ms würde ich das hier machen:

Code: Alles auswählen

/************************************************* SENS *************/
/*                            Flankenerkennung (Trigger)
                0101 Bitmuster bei vorheriger Abfrage
                0011 Bitmuster bei aktueller Abfrage
                0010 Bitmuster Steigende Flanke
                0100 Bitmuster Fallende Flanke
*/
volatile uint8_t Sensors = 0;	// Aktueller Eingabestatus
volatile uint8_t SensSFL = 0;   // Steigende Flanke erkannt
volatile uint8_t SensFFL = 0;   // Fallende Flanke erkannt

volatile uint16_t Counter1 = 0; // Beispielzähler

void sens_eingabe() // das wird natürlich die ISR vom TimerOVF
{
	SensSFL = ~Sensors;  // vorherigen Zustand merken für Flankenerkennung
	SensFFL =  Sensors;

	Sensors ^= Sensors;  // bits nullen für neuen Zustand
	//!!und hier natürlich die tatsächlichen PINs oder den ganzen Port einlesen
	Sensors |= ~(PINC & 0xf0);  // 1 == Sensor aktiv

	SensSFL &=  Sensors; // Steigende Flanke erkennen
	SensFFL &= ~Sensors; // Fallende Flanke erkennen

	if(SensSFL & (1<<Pin an dem gezählt wird) > 0) then Counter1++;
}

Das oben ist ein Codesnippet aus meinem NiboBee. Die Pullups sind eingeschaltet, bei offener PIN == 1, Kontakt geschlossen PIN == 0. Routine ändert das dann gleich, dass geschlossener Kontakt == 1 ist, (in Sensors).
Bei der Abfrage alle 20ms wird also jeder Pin mit dem Zustand der letzten Abfrage so negiert und verANDet, dass nur bei einem Zustandswechsel eine 1 an der entsprechenden Bitposition in SensSFL oder SensFFL steht. Diese 1 kanste dann einfach mitzählen.

Bleibt nur zu hoffen, dass nicht in irgendeiner anderen Routine die Interrupts für längere Zeit ausgeschaltet werden.
Eventuell ist noch ein ATOMIC_BLOCK(restore_state) erforderlich - hier werden sich aber Klaus, jornbyte oder renkertm bestimmt nochmal zu Wort melden...
Und dann lerne auch ich wieder etwas dazu.

[dreamon]

Code: Alles auswählen

void timer_init (void)

{
	#if EXTCLOCK==1
		#if defined (__AVR_ATmega644__)
			//Asynchroner Modus ein, Oszillator an TOSC1 und TOSC2 aktiv
			ASSR |= (1<<AS2);
			TCCR2B = 0x05;
			while(ASSR & 0x11);
			//Capture/Compare-Interrupt aktiv
			TIMSK2 |= (1<<OCIE2A);
		#else
			//Asynchroner Modus ein, Oszillator an TOSC1 und TOSC2 aktiv
			ASSR  = (1<<AS2);
			//CTC-Modus an (Clear Timer on Compare Match)
			TCCR2 = (1<<WGM21);			
			//dieser Wert ergibt eine Sekunde Periodendauer
			OCR2  = 31;	
			//lösche Prescaler 2				
			SFIE  = (1<<PSR2);			
			//Starte Timer 2 mit Prescaler gleich 1/1024
			TCCR2 |= (1<<CS22)|(1<<CS21)|(1<<CS20); 
			while(ASSR & 0x07);
			//Capture/Compare-Interrupt aktiv
			TIMSK = (1<<OCIE2);			
		#endif
	#else
                        // hier wird ausgeführt. Weil ja EXTCLOCK=0 ist.

 			TCCR1B |= (1<<WGM12) | (1<<CS10 | 0<<CS11 | 1<<CS12);

			TCNT1 = 0;

			OCR1A = (F_CPU / 1024) - 1;

			TIMSK |= (1 << OCIE1A);
	#endif
return;
};

Hier mal einen Codeschnipsel aus der timer.c von Ulrich.
Ich versuche mich durch die Datenblätter zu kämpfen und das mit den Timer besser zu verstehen.

Ich hab mit dieser Zeile ein Problem:

--> TCCR1B |= (1<<WGM12) | (1<<CS10 | 0<<CS11 | 1<<CS12);

Hier setzt er ja das WGM12 Bit => Tabelle 14-5 WGMn2=1 .. Rest 0? => FastPWM10 Immediate
und CS10,CS11,CS12 => External clock Source on Tn pin. Clock on rising edge.
EXTCLOCK=0 -> Warum eigentlich external clock?

TCNT1 = 0; // Time Counter auf 0

OCR1A = (F_CPU / 1024) - 1; // Setzen des Output Compare Reg.

TIMSK |= (1 << OCIE1A); // aktivieren (Interrupt Mask Reg.)

Frage:
Warum External clock Source on Tn pin. Clock on rising edge. (das ist keine Kritik!!-> ich möchte es verstehen). Habe die Datenblätter studiert. Aber das ist mir zuviel.

-> Tn wo kommt das her. Welche Takt. External? Also von Tosc1&Tosc2 nicht die sind ja frei.
-> (Tn pin??) -> Welcher Pin?
Uli setzt OCR1A ja auf (F_CPU/1024)-1 =( 16MHz/1024 ) -1 = 15624
Da er ja den Timer hernimmt um kekundentakt zu erzeugen. Hab ich den Wert mal verändert.
Habe anstelle von 1024 mal 512 genommen. Sekunden sind nun doppelt so langsam.

Also 1Sekunde sind nun zu 2Sekunden. Wie leitet sich das her?
Ansonsten läuft noch alles Normal. Ethernet ist ok. RS232 - Schnittstelle läuft auch.

Wenn ich den Timer nun anpasse könnte ich bis 15,625ms runtergehen. Aber daran mach
ich mich noch nicht.

Kann man einen Zähler aus diesem Timer basteln? Klar würde ich einen von den 2 freien Timer/Countern nehmen.

Vielleicht könnt ihr mich in die richtige Richtung schupsen?

[Birgert]

Warum External clock Source on Tn pin. Clock on rising edge. (das ist keine Kritik!!-> ich möchte es verstehen). Habe die Datenblätter studiert. Aber das ist mir zuviel.

Es ist wohl vorgesehen, einen zusätzliche (Uhren-)Quarz am Webmodul zu betreiben.

Datenblätter sind so nüchtern - deshalb hätte ich da evtl. 'nen Buchtipp: Such mal nach ISBN 978-3-489-58790-6 - Herr Schmitt hat in seinem Buch Programmbeispiele in asm und c und Übersichtstabellen für die ganzen Timerbetriebsarten erstellt.Ist für sowohl für Neulinge als auch zum Nachschlagen, und Ich finde, dass die 35 Euronen für das Buch jeden Cent Wert sind, auch wenn vorwiegend Mega8 und Mega16 beschrieben sind.

Vielleicht könnt ihr mich in die richtige Richtung schupsen?

Edit(Beachte bitte auch die #if - #endif Anweisungen. Der Timer1 wird nur bei Einstellung (config.h) EXTCLOCK == 1 verwendet. Haste 'ne externe Clocke?)nehme ich zurück.
Und laut o.a. Buch kannste die Counter womöglich vergesen, weil PB0 der Counter0 Eingang ist, aber schon für die NIC Ansteuerung verwendet wird. Ich würde auch erst mit Timer0 versuchen, weil der Timer1 das absolute Multitalent ist ( 2 x PWM + Overflow in einem)

Was jetzt für mich vielleicht etwas dumm ist - ich versuche mich erstmal am ETH_M32 mit mega644 und ackere mich durch den Xmega Stack vom Klaus. Ich arbeite an einer zusätzlich Source zyklus.c, in der das Snippet aus meinem letzten Post hier zur Verwendung kommt. Wenn Du jetzt den 20ms Interrupt hinkriegst, hätte ich auch etwas davon.

Bis denne /Birger

[Birgert]

Ich hab mit dieser Zeile ein Problem:

--> TCCR1B |= (1<<WGM12) | (1<<CS10 | 0<<CS11 | 1<<CS12);

Laut o.a. Buch hat WGM12 eine Doppelbedeutung (CTC1) == Clear Timer 1 on Compare Match;
Timerinhalt (TCNT1) wird bei Erreichen des Comparewertes (OCR1A) also platt gemacht.

Uli setzt OCR1A ja auf (F_CPU/1024)-1 =( 16MHz/1024 ) -1 = 15624
Da er ja den Timer hernimmt um Sekundentakt zu erzeugen. Hab ich den Wert mal verändert.
Habe anstelle von 1024 mal 512 genommen. Sekunden sind nun doppelt so langsam.

Also 1Sekunde sind nun zu 2Sekunden. Wie leitet sich das her?

...weil die 1024 unterm Bruchstrich steht..
Der Wert für OCR1A verdoppelt sich (fast), es sind doppelt so viele Zähltakte erforderlich, bis er erreicht wird.

Wenn Du eine Zeile einfügst

Code: Alles auswählen

TCCR1A |= (1<<COM1A0)

wird der PD5 (OC1A) alle Sekunde (bzw. bei Erreichen des Compareinhalts) getoggelt. Ich hab' das selber noch nicht probiert, aber in einem Buch gelesen.. again what learned.