SmartMeter

Aus Stratum 0
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SmartMeter
SmartMeter-Zaehlerstand.jpg
Beschreibung: Integration eines Smart Meters in die Stratum0 Infrastruktur
Kontakt: Chrissi^
Status: aktiv (Was heißt das?)
Interessenten:  ?

Ziel des Projektes

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.

Aktueller Stromverbrauch des Spaces

Der aktuelle Stromverbrauch kann hier abgerufen werden: http://shiny.tinyhost.de/

Stromverbrauch Stratum0

Außerdem gibt es Plots mit gleitenden Durchschnittswerten:

Das Smart Meter

Anschlussprinzip

Anschlussbild
S0-Port
  • S0-Port ist ein einfacher Low-Side Schalter, der für jeden Impuls Signal gegen GND schaltet.
  • Es wird ein externer Pull-Up benötigt.
  • Spannung sollte >5V sein[1]
  • Der S0-Port ist / sollte potentialfrei sein.

Infrastruktur zur Auswertung

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. 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^^.

Auf dem Powerberry werden die Impulslängen zuerst in echte Zeit und danach in Leistung umgerechnet. Dieser Wert wird in einer Datenbank abgelegt.

Aus der Datenbank lassen sich die Daten dann z.B. mit Dygraph im Browser anzeigen.

Sourcen des Atmega: SVN
Sourcen der Auswertung: SVN


ToDos:

  • Verwendete Software irgendwo versionieren.
  • Schnittstelle zum Auslesen von der Daten aus der Datenbank schaffen und hier dokumentieren.


Überlegungen zur den Impulsen

Vor dem Einbau

Das Smart-Meter liefert je dE = 1/800kWh einen Impuls. Der Zusammenhang zwischen der abgenommenen Leistung, der Zeit bis ein Impuls "voll" ist und der Energie je Impuls lässt sich wie folgt zusammenfassen:

P * dt = dE

So kann für eine gegebene Anschlussleistung die Periodendauer der Impulse bestimmt werden:

P = 10 kW (z.B. Durchlauferhitzer)
dt = dE / P = (1/800 kWh) / (10kW)
dt = 125 * 10^-6 h 
dt = 450ms

Oder auch für kleine Lasten:

P = 100W (optimistische Stand-By Last des Space)
dt = dE / P = (1/800 kWh) / (100W)
dt = 45s

Wird eine Impulsdauer mit einer Auflösung von 1ms erfasst, so lässt sich daraus auch die Ungenauigkeit der Erfassung bestimmen.

P = dE / dt
P = (1/800 kWh) / 1ms
P = 1,25W