Energimätare med loggfunktion

[fixit]

I dessa svalare tider tänkte jag bygga mig en logger till min energimätare i huset.

Målen för detta projekt är:
1) Göra ett roligt bygge.
2) Logga energianvändningen för att:
2.1) eventuellt minska förbrukningen genom medvetenhet.
2.2) samla data för att se förbrukningen över dygnet för att utvärdera eventuell framtida timtaxa på energin.
3) Ordna present till svärfar (sätter lite tidspress på bygget)

Nedan är en bild på min energimätare.

elmätare.jpg

Jag bor i Partille kommun men tror att många har liknande mätare.

För att läsa av elmätaren finns flera möjligheter:
1) Läsa displayen med en kamera eller liknande (förkastas då det finns enklare lösningar)
2) Använda elektrisk utsignal från mätaren. Intressant men vet ej om det finns. Någon som vet något om detta? Det står faktiskt SO 500imp/kWh på den.
3) Läsa den blinkande dioden som blinkar 10000 impulsen/kWh.

[PHermansson]

#3 verkar vara det som de flesta använder. Finns ju även färdig utrustning som tex https://www.m.nu/powerconcern-elenergid ... p-301.html och https://www.m.nu/ledpuls-detektor-p-57.html. Får nog ta och konstruera en nod för detta också i mitt kommande sensor/styr-nätverk.

[erdes]

Jag byggde en liknande mojäng för ett par år sedan, men den blev aldrig klar... Den bestod iallafall av bara en fotodiod som jag tejpade fast ovanpå lysdioden som blinkar. Sen satt det en liten mikroprocessor som mätte blinktiden och räknade ut förbrukningen. Det som jag hade lite problem med var att den ramlade av hela tiden och jag ville inte riktigt epoxilimma fast den eftersom de nog blir sura om man moddat mätaren... Funderade på att bygga en ställning som man skruvade fast i väggen och som höll fotodioden på plats. Så länge dioden satt precis inpå lysdioden så inte ströljus kom in från lampor och så fungerade det faktiskt väldigt bra. Hade en 4093 schmitt trigger för att omvandla fotodiodens spänning till ttl.

Mätaren som sitter i vårat hus har en utgång med typ 500 pulser per kWh typ som din, men terminalerna för utgången sitter under kåpan, och den är ju plomberad. Och ska man börja ta bort plomberade kåpor kan man ju lika gärna koppla förbi mätaren helt och få hyfsat billig el (Det finns ju en risk att elbolaget kan bli lite gnälliga dårå)

[fixit]

PHermansson: Detektion #3 är ju den "säkraste". Man slipper påverka orginalmätaren. Den andra länken du skickade är ju inte längt från vad jag vill komma till. Men verkar inte som man kan få över mätdata till datorn, eller?

erdes Jag ska börja med alternativ #3 som detektion, men om det blir fotodiod eller LDR som sensor får vi se.

[danielr112]

Får du tillgång till S0 utgången av din lev så är den helt klart den bästa och billigaste lösningen!!!

Slippa ha en detektor.

[Tripp]

kolla här: http://elektronikforumet.com/forum/view ... 35&t=40562

[fixit]

Intressant, ser att designen Xtune använt sig av använder sig av IR diod för detektorn. Jag hade kanske lite för snabbt avfärdat detta då jag felaktigt trodde att de bara var känsliga för IR ljus.

Tripp: Vad var det för diod på den elmätaren, färg menar jag. Jag antager att den är en synlig en.

I Tripps tråd används IR diod 75-205-62 vilket gav träff på ELFA som en IR diod med nedanstående känslighet.

rel_spec_sensitivity.jpg

Wikipedia säger att våglängderna för:
green = 520–570 nm
yellow = 570–580 nm
orange = 585–620 nm
red = 630–740 nm

Verkar kunna vara användbar för synligt ljus också. Bra för jag är osäker på hur snabb en LDR är, den där lysdioden kan vara riktigt ilsken och blinka alldelens för snabbt i mitt tycke.

IR dioden verkar ha ~15us stig/falltid.
LDR verkar ha betydligt slöare respons, man pratar inte stig/falltider utan resistans efter 1s respektive 5s. Bådar inte gott för LDR men tror det är det jag har liggande. Dock så verkar 600nm vara känsligast området för en del LDR:er. Min blinkdiod råkar vara orange.

[lond]

Hittade denna på Kjell.com 67440 för att mäta energiförbrukning.

[danielr112]

Enligt mig ett hutlöst pris för en ir-diod

[fixit]

Satte upp en provmätning på LDR:en som jag hade liggande.

Lödde LDR på ett prototypkort så den skyddar mot ljusinfall bakifrån.

sensor_top.jpg

Denna tejpades upp mot energimätaren.
Tyvärr vet jag inte exakt vilken LDR det är men den hade en mörker resistans >10M och jag fick ner den i 100ohm under mycket stark belysning.

Jag kopplande upp sensorn med en spänningsdelande resistor och lät spänningen gå in på en op-förstärkar ingång. Denna återkopplades för att jobba som komparator med hysteres för att blockera eventuellt brus att propagera genom digitaliserinen av signalen.

schema.jpg

Bifogar ett par oscilloskåpsplottar. Den ena med nuvarande förbrukning (värmepumpen snurrar) och den andra med extra last (alla spisplator+ugn).

osc_low.PNG

osc_hi1.PNG

Med den 820ohmiga pull-down resistor verkar det fungera hyfsat med en LDR i alla fall. Men skulle tro att det är värt att prova med IR diod.

Jag har tänkt att använda mig av en PIC uP i sensor noden och den har smith trigger på ingångspinnen för extern interupt. Men specen säger att:
låg nivå: <0.2Vdd (0.3*5V=1.5V)
hög nivå: >0.8Vdd (0.8*5V=4.0V)

Jag når inte riktigt upp till 4V med denna uppkoppling. Om förändrat pull-down motstånde eller byte till IR diod löser detta (för att eliminera min op amp) får jag kika på en annan dag.

[jesse]

istället för en 5k trimpot som referens till OP:n kan du använda medelvärdet av signalen + lite pull up (ifall förbrukningen närmar sig noll), så anpassar sig kretsen efter förhållandena (omgivande ljus t.ex)... vet inte hur bra det funkar i praktiken, men det bör bli bättre än en trimpot i alla fall. Ett medelvärde får du genom ett RC-filter med en stor resistans och stor kapacitans. Pull upen höjer spänningen en liten aning, så om du inte får någon puls på evigheter så bibehålls en viss differans mellan signalerna. För liten pull-up = störningskänslig vid låg strömförbrukning. För stor pull-up = risk att missa en puls vid hög förbrukning. Det kanske är där du får sätta trimpoten då (Mycket tänkande, mycket teori, fler komponenter , men samma resultat?)

[Tripp]

fixit: röd.

[Paxmax]

Jag skulle valt att jobba med fototransistor, lagom snabb hyfsat stora mätströmmar som ger säkerhet och störmarginaler.
LDR för slö
Fotodiod, känslig för EMC störningar.

[fixit]

Nu har jag provat med IR foto transistorn ELFA 75-205-62 (mitt mumlande on fotodiod kan jag inte svara för).

Ser mycket trevligt ut. Den signalen kan jag mata direkt in på processorns smith trigger ingång. Se plot nedan.
För denna mätning använder jag 4.9V matningspänning och transistorn kopplad i serie med 6.7kohm till jord. Skulle tro att jag använder en något högre serieresistans senare. 6.7k vad var jag hade "i fickan".

med_IR_foto_transistor.PNG

Börjar bli dax att damma av ett par processorer och kanske en RF länk.

Jag tror mitt konsept kommer att bli en ganska dum sensor som skickar ett räknarvärde, 16 eller 32 bitar vid lagoma intervall ~10sek - 10 minuter? Ingen beräkning av effekt eller ngt. Pulsräknaren nollställs inte utan löper på. Ett enkelt sätt att klara av missade "rapporter" och samtidigt ha full koll på både medeleffekt och energi.

Mottagande nod blir en lite mer sofistikerad sak med usb interface och ev. en del eeprom för datalagring.

Lagringen måste med tillfredställande upplösning spara data för en en månad om man nu skulle få till en långsemester utan att starta datorn och tanka ner värderna.

Har ni några tankar om vilken upplösning man vill ha på "effekt" mätningen?

[blueint]

Så ofta som förbrukningen kan tänkas ändra sig. Och SPI interface till SD-kort är ett enkelt sätt att få massiv beräkningskapacitet.