PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

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Beung hat geschrieben: Da ich mich mit den Atmels nicht auskenne (und keine habe) werde ich versuchen, den Strom über den Audio-Jack eines Raspberry Pi zu erzeugen.
Der Raspberry Pi hat doch auch PWM Kanäle, die man auf digitale Outputs legen kann. Warum nutzt Du die nicht?
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Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

Beung
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Hallo Andreas,
Idee hinter dem Audio Jack ist, einfach per ALSA einen (sauberen) 50 Hz Sinus zu generieren und damit CT1 zu füttern, der TeiberChip sollte 15 mA können. Allerdings ist ein 47 uF in Reihe, und da muss man mal schaueen, was da bei dem in Reihe gelegten 220 Ohm beim Pi übrigbleibt. Dazu kommt, dass ich mir bei Audio vorstelle, dass das als Kerneldriver "billig" mitläuft. Also nicht immer vom Userspace in den Kernelspace zum PWM Setzen wechseln zu müssen.
Der Output läuft gegen GND, der Meßchip kann +- 1,5 V , leider läuft Audio nur gegen 3,3 V und mit den 220 Ohm müsste der Strom passen, allerdings die 47 uF...
Ich werde dann mal über den Fortschritt berichten.

Alternative wären die PWMs wie bei den Arduino, aber dann läuft man wieder in die Probleme mit Verdrängung und Abfolge der Aktionen, könnte man beim PI in verschiedene Prozesse legen und mit den Prios spielen, aber Sound-Karte klingt irgendwie charmanter.
Die Atmels brauchen vermutlich weiteres Zuarbeiter und Netzwerkinfrastruktur, wenn man an eine PV koppeln möchte. Du hast ja auch eine Kalibrierseite eingebaut. Via der bekannten APIs könnte man die Kalibrierkurve automatisiert "lernen", aber das braucht dann auch ein Netzwerk.
Bei PV ist sowieso die Frage, wie der Regler aussehen muss. Bei mir wäre eine Strategie, alles was ich sonst einspeisen würde, soll ins BEV gehen, also echt Überschussladen. Allerdings ist das einiges an Rechnerei, den ansonsten im Haus verbraucht Strom rausrechnen. Auch alle Leistungen, die die PV meldet in Ströme umrechnen. Das stelle ich mir vor, dass ein bisschen Rechnenpower hilft. Dauerhaft gibt es ja auch kleinere PIs, die man verwenden könnte.
Also viele Ideen, was was wird, wird man dann sehen.

Beung
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Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

Beung
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Heute wurde das Elli Update mit EEbus Support veröffentlicht, das Config Interface sagt, man solle nur Coils oder EEbus verwenden.
Beung
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Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

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Ich habe mir mal das mit den Timern beim Arduino angelesen und ausprobiert. Das funktioniert mit dem Timer2, der für keine der benutzten Funktionen genutzt wird. Man könnte jetzt also doch alles auf einem Arduino Uno aufbauen. Allerdings habe ich festgestellt, dass der Carger Load Control Shield nicht auf den Ethernet Shield passt, die RJ45 Buchse ist zu hoch. Der ganze Aufbau Arduino-Ethernet-CLC wäre auch so hoch, dass er nicht mehr in mein Gehäuse passt. Zwei Arduinos nebeneinander passen rein.
Ich werde meinen Aufbau also so lassen. Falls jemand Interesse an einer 1-Arduino-Lösung hat, hier ist der Code mit einem Timer2, der alle 10ms eine Subroutine aufruft. Außerdem kann man den CLC über eine IP Adresse aufrufen und bekommt eine kleine Website mit den Ladestufen und den Strömen angezeigt:
Datei ChargerLoadControl_V3.zip
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Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

Beung
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Hallo,

Also, es war ja noch ein Versuch offen: Kann man das mit RaspberryPI und Boardmitteln? Kurze Antwort ja, Details in der Beschreibung. Es solte nach entsprechender Bestätigung auch mit anderen Rechnern bzw Soundkarten gehen.

Fragestellung: Kann ein RaspberryPI über den AudioJack eine Spule für die Elli simulieren

Verwendete Konfiguration:
Elli, CustomCoil, n=10000. Innenwiderstand der CT1 Kreise in der Elli 3 Ohm (DC), Widerstand mit 20 m CAT.6 Kabel am Testplatz 13 Ohm DC einschl Elli CT1.

Raspberry PI 3B, Der AudioAusgang hat 200 Ohm mit 47uF in Reihe hinter dem Ausgangstreiber (https://datasheets.raspberrypi.com/rpi3 ... matics.pdf). Laut Datenblatt des Treibers ist der maximale Ausgangsstrom (des Treibers) 50 mA (https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/nc7wz16-d.pdf). Überschlagsrechnung: der Treiber hängt auf 3v3, 200 Ohm ergeben dann maximal 16 mA bei Kurzschluss am AudioJack, also weit weg vom Maximalstrom am Ausgang, dieser Strom wird nicht erreicht, wie sich später zeigt.

1. Versuch: Audacity auf RPi starten und Ton 50 Hz generieren, bei 100% Lautstärke. Ein Amperemeter (sehr kleiner Innenwiderstand) zwichen Tip und Masse des Jacks, sozusagen Kurzuschluss. Das geben bei 50 Hz/100% nur ca 3,3 mA.

2. Versuch, siehe Screenshot 222259, Nun am Jack Amperemeter und Kabel zur Elli für die Spule CT1 in Reihe, der Strom verringert sich etwas auf 2,6 mA an der Elli wird ein Strom von etwa 12 A angezeigt. (Audacity mit 440 Hz Signal). Ich hätte erwartet, dass der Strom an der Elli höher wird. Allerdings scheint das C im Engang der Elli einiges wegzunehmen/kurzzuschliessen.

3. Versuch , siehe Screenshot 224757. Jetzt mit ALSA Boardmitteln, amixer für die Lautstärke (100%) und speaker-test bei 100 Hz, es werden 2,8 mA in die Elli geschickt, die Elli zeigt 27 A an.

3a. Versuch, statt 100 Hz werden 50 Hz generiert, da werden dann bei 100 % Lautstärke nur 22 A in der Elli angezeigt.bei 50 Hz bilden die 47 uF im RPi eine große Reaktanz, bei 100 Hz ist der Effekt schon kleiner. Vermutlich kann man mit der Frequenz noch spielen, um das Optimum zwischen RPi Ausgangsschaltung Kabel, Elli Eingang und Elli Strommesschip zu suchen.

4. Versuch, Regeln der Lautstärke führt zum gewünschten Ergebnis, der simulierte Strom wird verändert, die Elli folgt entsprechend. Man muss nur beachten, dass der Lautstärkewert wohl logarithmisch, also in dB, interpretiert wird und nicht linear, wie es praktischer wäre.

5. Versuch, Masseschleife
Vorbemerkung: das Verhältnis von gemessenem Strom zu Anzeige passt zum n, der gemessene Strom zur Elli verändert sich nicht unerwartet im Verhältnis zum direkten Kurzschlussstrom, ich gehe nicht davon aus, dass ich im Schaltungsaufbau zu Versuch 1 bereits eine Massebrücke habe.
Nun eine direkte Verbindung von GND des Jacks zu PE im Haus (über ein weiteres Amperemeter). Der gemessene Strom ändert sich nicht, es fliesst auch kein substantieller "Ausgleichstrom" über diese neue Verbindung.
Bem RPi benötigt der Aufbau keinen Trenntrafo/NFU, da der Spulenstrom Isim gegen GND läuft und somit auch in der Elli um deren GND. Zudem bestätigt der fehlende Ausgleichstrom auch die Aussage im Datenblatt des Messchips, dass dessen Eingänge potentialfrei sind. Da die Spannungen durch den Spulenstrom zudem im Spannungs-Arbeitsbereich der Eingänge des Messchips liegen, führt auch das weitere explizite Grounding nicht zu Problemen.

Das ist im Arduino Setup anders, hier geht der Strom gegen VCC, liegt also bei 5V, wenn jetzt die zusätzlich Massebrücke gezogen wird, liegen die Eingänge des Messchips auf einmal auch um diese 5V und das ist ausserhalb des Arbeitsbereichs des Messchips.

Zusammenfassend, die Nutzung einer Audiokarte oder eines Audioausgangs ist eine Option. Ich weise aber nochmals darauf hin, dass der Audioausgang evtl über lange Kabel an der Elli hängt und dieser Audioausgang direkt mit der Elli verbunden ist. ES GIBT KEINE ISOLATION. Eine Überspannung durch Fehlfunktion in der Elli oder auch ein Gewitterblitz in der Nähe können den Audioausgang des angeschlossenen Rechners zerstören. Insofern wäre auch hier ein Trenntrafo/NFU zumindest bei langen Kabeln anzuraten.

Nachtrag: die Verwendung des ALSA Soundtreibers und damit entsprechender Linux Kerneltreiber auf dem RPi hat den Vorteil, das weiterhin in anderen Prozessen auf dem Rechner gearbeitet werden kann. Der Kernel sorgt dafür, dass der Sound immer rechtzeitig bedient wird. Zudem ist das als Kernel-Operation deutlich weniger CPU-intensiv als beim RPi aus dem Userspace PWM Pins zu bedienen. (Kernel Umstieg). Ich gehe ferne davon aus, dass durch den ALSA treiber eine deutlich saubereres Sinus-Signal erzeugt wird als durch ein gesampeltes PWM-Signal. Das dürfte aber bei dieser Anwendung ein untergeordnetes Thema sein.

Beung
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Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

Dieter_ID.3
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Hallo Andreas,
Heute habe ich meine Schaltung mit den Übertrager ergänzt. Den von mir eingesetzten Arduino nano R3, mit der SW: v3 (Timer 2), gefüttert. Ergebnis: der Strom vom Isim zeigt nur einen kurzen Impuls, auch ohne Übertrager, gemessen mit einen Abschlusswiderstand von ca. 5Ohm nach den Transistor (Übertrager Primärseitig wieder getrennt). Meine Frage, hat die SW mit den UNO funktioniert, wenn ja, besteht bezüglich der Timer ein Unterschied zwischen den UNO zum NANO ?

Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

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Hallo Dieter,
die Software hat auf dem Uno insofern funktioniert, dass der Timer2 im Abstand von 10ms den millis()-Wert auf den seriellen Monitor geschrieben hat. Da konnte man sehr genau sehen, dass die Subroutine wirklich alle 10ms aufgerufen wird.
Ob der Timer2 beim Nano bereits für andere Funktionen benutzt wird, weiß ich nicht. Das müsstest Du mal ergooglen.
Citroen Zero Bj.2013 + VW ID3 Bj.2022

Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

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Ich habe heute beim Laden meiner Autos etwas sehr interessantes beobachtet. Mein VW E-Up lädt in Ladestufe 4 nicht mit 9A, sondern mit 8,5A. Alle anderen Stufen laden relativ genau mit 6A,7A,8A usw. Ist das Ladegerät von meinem E-Up kaputt?
Dann habe ich noch meinen Citroen Zero an der Elli geladen. Dieses Auto lädt in jeder Stufe mit 0,5A mehr, also in Stufe 1 mit 6,5A, Stufe 2 mit 7,5A usw. Allerdings lädt er nur bis 13,5A, nicht bis 16A.
Eigentlich müsste man dann für jedes Auto eine separate Software für den Charger Load Control programmieren, weil man in den Stufen ja den Iset in ganzen Ampere-Schritten vorgibt.
Man könnte auch so eine Art Erkennung einbauen, dass die Software beim Start der Ladung erstmal alle Stufen durchfährt, sich den Ladestrom merkt und diesen dann benutzt, um die Stufen genau vorzugeben.
Citroen Zero Bj.2013 + VW ID3 Bj.2022

Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

S4V1OR
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Der resultierende Ladestrom je Isim scheint tatsächlich unterschiedlich zu sein (abhängig vom Auto?). Ich lade zwei Audi etron und habe mit der von Andreas ermittelten Funktion immer ca. 0,3A weniger Iwb als Isoll (allerdings mit IMAX = 1700). Da ich bei mir je nach aktuellem PV-Überschuss regele (bei >230W Überschuss schalte ich eine Stufe hoch, bis keine Überschuss mehr da ist) ist das nicht weiter wild solange die Stufe 1 bei 6A (bzw. 5,7A) stabil läd und nicht abbricht. Ich wollte mir die Formel aber auch noch fein justieren, wenn ich alles fest eingebaut habe.

Re: PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

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Der echte Ladestrom Iwb ist vom Auto abhängig, da die Elli dem Auto ja nur mitteilt, dass es mit z.B. 8A laden soll und das Auto dann sein Ladegerät entsprechend aktiviert - anscheinend nehmen es die Ladegeräte der verschiedenen Autos nicht so genau mit der Vorgabe.. Iwb wird ja auch nicht berechnet, sondern über die RS485 Verbindung zum Stromzähler gemessen.
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