PV-Überschussladen mit Elli ID Charger - Workaround

[Andreas S]

Ich habe das Problem, dass der Strom relativ stark schwankt. Wenn ich 10A als Iset vorgebe, dann schwankt der Ladestrom zwischen 8A und 11A. Ich denke, da fängt ein Regelkreis an zu schwingen. Habt ihr das auch beobachtet?
Außerdem ändert sich das Verhalten in Bezug auf die Funktion PWM(Isim). Ich dachte, ich hätte die passenden Funktion gefunden, einmal alles durchgefahren von 6A bis 16A, sieht gut aus. Dann einmal den Ladevorgang neu gestartet. Danach passt es nicht mehr. Sehr merkwürdig.

[S4V1OR]

Hallo Andreas, ich habe bei mir das gleiche Problem beobachte. Wenn ich deine Schaltung genau wie beschrieben aufbaue, funktioniert die Regelung in den oberen Ladestufen ziemlich stabil auf Imax 20A, allerdings auch +/- 1A. Um den Ladestrom je nach PV-Überschuss zu regeln, frage ich mit einem zweiten Arduino den Wechselrichter über LAN ab und steure dann die Ladestufen über die Digitalpins hoch/runter. Um zwischen den beiden Arduinos Daten auszutauschen habe ich diese über die I2C Schnittstelle verbunden. Hierfür muss ich auch den GND der beiden Arduinos verbinden. Sobald ich das tue, regelt die Wallbox plötzlich auf ca. 17,5A und nicht mehr 20A. Trenne ich GND wieder regelt sie wieder auf 20A. Entweder beeinflusst das verbinden der beiden Arduinos das PWM Signal oder den Isim.

Mein zweites Problem ist, dass ich die Regelung nur von Ladestufe 12 anfahren kann. Wenn ich von 0 auf 1 starte, führt das dazu, dass die Wallbox mit 16A einschaltet die Regelung sofort einen ISim von 14A+16A ausgibt und die Wallbox sofort wegen „Überlast“ wieder abschaltet.

Ich teste jetzt gerade mit verschiedenen Spannungsquellen Zeiten (Durchschnittswerten) für die Regelung. Sobald ich was funktionierendes habe, poste ich es.

[Beung]

Danke für den Ansatz. Ich habe hier die Elli Box und würde gerne auch auch Überschussladen aktivieren. Das Thema die Strommessung zu nutzen, hatte ich auch, aber nicht den Mut .
Wichtig und immer zu bedenken, Ihr hängt hier an der "Hochspannung" 400 V, die Warnungen sollte man beachten und immer vorsichtig sein.
Was mit dazu aufgefallen ist, hier wird vom einfachen RS485 Adapter geredet... und das könnte ein Grund sein für die zuletzt bemerkten Probleme.
Ich gehe nicht davon aus, dass die Spulen in der ursprünglichen Verwendung potentialfrei bzw galvanisch getrennt zur übrigen Schaltung in der Box ausgelegt sind. Die Spulen sind ja elektrisch isoliert von den gemessenen Leitungen. Die Aussage, dass die Spulen Wechselstrom/Spannung lieferen ist richtig, im Prinzip sind sie ja ein 1:n Trafo.
Wenn ich mir die Schaltungselemente rund um die Anschlüsse für die Spulen in der Box anschaue, dann sehe ich Widerstände, Transistoren und evtl Dioden. Ich habe leider kein genügend hoch aufgelöstes Bild um das genauer zu beschreiben. Es scheinen aber drei gleiche Züge zu sein. Ich gehe auch davon aus, dass die Box das nicht übermäßig kompliziert aufgebaut hat.
Ich nehme an, dass es einen Abschlusswiderstand gibt und ies Spannung mittels einer einzelnen Diode gleichgerichten wird (Halbwelle) und diese Spannung dann dem Controller in der Box als Messwert zur Verfügung steht.
Eingangs wurde erwähnt, dass eine Gleichspannung nicht reicht. Was mich aber wundert ist die Bemerkung, dass es auch ein 5 Hz Signal tut, also eine Dekade unter den erwarteten 50 Hz. Wenn eine RC Kombination im Eingang wäre, würde diese Frequenzreduktion einen deutloichen Einfluss auf nötige Ströme/Spannungen in der Messschaltung haben.
Mein Verdacht wäre, dass die Polarität des anlegten Gleichspannungssignals falsch war, also doie oben beschriebene Diode nicht weitergibt. Wenn es nur ein Polaritätsthema wäre, würde das die Schaltung deutlich vereinfachen, wermutlich auch die Software.
Ich finde den PWM Ansatz genial, mein urspräglicher Ansatz wären ein paar Mini-Relais und ein Widerstandsnetzwerk, um die Stromstärke einzustellen. Damit wäre dann auch das Thema Potentialtrennung anders gewesen.

Hat jemand hier an der VOM NETZ GETRENNTEN Box mal gemessen, ob die Anschlüsse für die Spulen z.B. eine gemeindsame Masse haben? Was misst man für einen Innenwiderstand? Hat jemand ein Detailfoto? Gibt es eine Idee, was auf dem dritten Pin liegt? Die Spulen sind ja immer nur zwei Leitungen, evtl liegt da ja eine gemeinsame Spannung für einen "Verstärker" oder zur Versorgung des Arduino drauf?

Noch ein Hinweis zum RS485, ich habe mir in meine Box zwei CAT Kabel legen lassen, eines für Netzwerk. Im anderen habe ich die 3 Leitungen (2 würden auch gehen) vom RS485 in mein Haus gelegt und dort ein RS485 Modul mit galvanischer Trennung angeschlossen, die Dinger sind etwas teurer, aber dafür ist es nicht so spannend und gewittergefährlich . Von dort aus über ein TTL/USB Adapter in einen Ubuntu Rechner. Ich kann am Rechner die Abfrage der Box verfolgen (mitlesen). Wenn die Box ruhig ist, geht sogar Werte abzufragen. Dann sind zwar zeitweise zwei Master im Geschäft, aber das verkraftet die Elli.
Daneben habe ich auch die empfohlenen Abschlusswiderstände auf beiden Seiten des RS485, da ich bei ca 10m dazwischen Echoeffekte erwartet habe, die durch die Widerstände gedämpft werden.



Nochmals zu den Problemen im vorherigen Beitrag, wenn die Spulen bzgl des Controllers nicht potentialfrei sind (was ich annehme) und der Arduino eine Spannung anlegt (Arduino mit eigenem Netzteil, keine weiteren Verbindungen) könnte alles funktionieren.
Wenn ich jetzt am Arduino ein geschirmtes Netzwerkkabel oder irgend ein anderes Kabel anschliesse, das über welchen Weg auch immer mit Masse auf PE/Erdung liegt, beeinflusse ich auch die Bezugsebene für das Potential hinter ISim, damit geht dann das 5 Hz Signal auf einmal auf ein anderes Potential und ist aus Sicht der Elli auf einmal ein Gleichspannungssignal mit einer aufgeprägften Wechselspannung. Vorraussetzung wäre, dass die Masse im Controller der Elli nicht schwimmt, sondern auf Erde/PE gelegt ist, vielleicht aus Sicherheitsgünden um einen Erdschluss zu erkennen. Das wäre z.B. auch der Fall wenn ein geschirmtes Netzwerkkabel verwendet wird und der Schirm in der Elli auf GND und am empfangenden Switch auf PE/Erde gelegt ist.
Damit würde dann wieder die Polariutät der Diode bzw des angelgten Signals wichtig, unter Umständen würde die Elli auch einen zu großen Strom sehen.
Test wäre hier z.B. dadurch, den Strom Isim nach Glkeich- und Wechselanteil zu messen.

Eine Frage, die mich interessieren würde, sagt das lokale Webinterface irgendwas zum Status der Strommessung, wenn man die Spulenfunktion aktiviert hat? Gibt es im Webinterface eine Anzeige, die den LEDs der Box folgt? Bei mir ist die Spulenfunktion derzeit deaktiviert ... und ein BEV habe ich im Moment auch nicht im Zugriff
Daneben, hat jemand die Box gerade offen und kann ein Detailfoto des Hühnerfutters um die Spulenanschlüsse herum bereitstellen?

Nebenbei, die Stecker, die man für die Spulen Anschlüsse braucht, sind ganz reguläre Phoenix Contact, der Typ ist in der Beschreibung zur Installation der Spulen. Es ist nicht wichtig in welche Richtung die Kabel weggehen, nur die Famile sollte passen. Ich hatte mir Stecker in der Bucht besorgt, die nach oben weggehen, die kann man aber ganz leicht öffnen und ändern, so dass die Kabel sollgerecht nach unten rausgehen.

Beung

[Beung]

Kurzes Update, das Overload Protection Dokuments legt nur einen Shield auf den 3. Pin des Connectors. Der Connector ist ein Phoenix Contact MCVR 1.5/3-ST-3.81, wie gesagt, gibts z.B. in Einzelstückzahlen in der Bucht. Die Orientierung des Kabelausgangs ist ziemlich egal. Wichtig ist die Familie und das Stecker-Raster.

[stefan.netzer]

Hallo zusammen, ich habe eben den ersten Test zum Auslesen des Stromzählers gestartet. Sprich RS485 Modul mit A=A B=B und C=Arduino Ground angeschlossen. Als Prozessor habe ich einen Arduino NANO angeschlossen.

Leider kann ich kein Signal am RS485 stabil erkennen. Die DIP Schalter sind eingestellt. Bei den DIP-Schaltern der Gruppe A habe ich als Spule den Typ LEM TT 50-SD (DIP Gruppe A = 1010) eingestellt. Die Gruppe 2 habe ich auf 10100 = 16 A begrenzt, da ich 3-phasig lade und mit je 16 A abgesichert bin.

Die A & B Anschlüsse habe ich auch über Kreuz angeschlossen, aber immer noch kein stabiles Signal bekommen. Code habe ich auf GitHub abgelegt: https://github.com/StefanNetzer/Elli-ID ... /tree/main

Ich frage den Status ab:

void QueryRS485 () {
// RS485 - MB Daten abhören ----------------------
memset(readData, 0, sizeof(readData)); // Speicher leeren
if (RS485Serial.available()) {
// Request=8 Bytes, Response=17 Bytes, in 25 Bytes ist beides drin
// Hier wartet er, bis 25 Bytes im Buffer sind, durch den Timeout bricht er nach 150ms ab
RS485Serial.readBytes(readData, 25); // Daten lesen, Buffer leeren
DataReceived = true;
RS485Available = true;
}
else {
RS485Available = false;
}

Der bleibt leider auf false. Ich freue mich über Ideen.

Viele Güße
Stefan

[Andreas S]

Die Sache mit der Masse habe ich jetzt mal untersucht. Ich habe meine Elli aufgeschraubt und ein paar Messungen durchgeführt:

Der linke Anschluss des CT-Steckers ist mit PE und GND der Elli-Platine verbunden. Diese Masse habe ich mir in meine Charger Load Control (CLC) Gehäuse gezogen und dann die Spannung zwischen dieser Elli-Masse und GND bzw. 5V gemessen:
Elli-Masse -> CLC-GND: schwankend zwischen 7,2V und 7,5V
Elli-Masse -> CLC-5V: schwankend zwischen 2,2V und 2,5V
Wenn ich die Elli-Masse mit CLC-GND verbinde, bricht die Versorgungsspannung des CLC zusammen.
Wenn ich die Elli-Masse mit CLC-5V verbinde, dann passiert erstmal gar nichts. Wenn ich dann aber über die Ladestufen regeln will, funktioniert das nicht mehr. Isim scheint nicht mehr in der Elli "zu wirken".
Merkwürdig, oder?
Als nächstes werde ich mal die Software so umbauen, dass ich einen Takt von 10ms hinbekomme, das wären dann ja 50Hz gepulster Gleichstrom (positive Recheck-Schwingung). Den werde ich dann durch einen Ferrit RingKern schicken und damit in einer zweiten Leitung - hoffentlich - einen Wechselstrom induzieren. Der müsste dann ja ein Strom sein, der um den Nullpunkt schwingt.
So weit die Theorie.

[Beung]

Hallo Andreas, Danke für das Bild. Was man schon mal sieht sind die drei gleich aufgebauten Eingänge. Je Eingang sieht man auch die Symmetrierung. Was im Umkehrschluss auch heisst, dass keiner der beiden Spulen-Pins auf Masse liegt. Damit sollte man auch vermeiden, noch hintenrum eine Masse des Arduino einzufangen.
Ich tippe mal darauf, dass das weisse Bauelement ein Widerstand als Abschluss ist, gegen den die Spule arbeitet. Von den Pads dieses Widerstands gehn zwei Dioden zur Gleichrichtung ab, oben gibt es einen kleinen Kondensator zur Glättung und die mit WU9 bezeichneten Bauteile sind Transistoren, die geschaltet werden, um die Spannung einem AD Wandler zuzuführen.
Alternativ wäre vorstellbar, dass das weisse ein Varistor zum Überspannungschutz ist, von da über zwei Widerstände (schwarz) auf einen Kondensator zum Aussieben hochfrequenter Störungen. Die WU9 wären dann Dioden zur Gleichrichtung. Dann würde nur die Leerlaufspannung der Spulen gemessen, dagegensteht, dass Ihr einen ernsthaften Isim anlegt um den Strom vorzugeben.
.
Da müsste man jetzt mehr messen, um die Schaltung zu bestätigen. Gehen wir mal von Dioden aus. Der Kondensator würde bei Wechselspannung nur Sinn als Filter machen, dafür sind die Stromspulen aber niormalerweise zu niederohmig und ich würde ihn dann unterhalb der Dioden erwarten. Damit ergibt sich aber, dass die Polarität einer angelegten Spannung so gewählt sein muss, dass die Dioden leiten.
Eingangs im Thread hast Du erwähnt, dass Du mit Gleichspannung versucht hast. Hast Du dabei beide Polungen versucht? Also Drähte vertauscht?

Jedenfalls würde ich aus dem Bild schon mal schliessen, dass es schwierig wird, wenn das Isim Signal fest an VCC oder GND hängt, also nicht schwimmt.
In Deiner Schaltung liegt das Isim sogar gegen 9V was nochmal zu Problemen führen kann, wenn die Masse des Arduino mit der Masse der Box verbunden ist.
Im Prinzip bestätigen Deine Messungen das sogar, auch wenn Du gegen 5V misst. Wenn man nun auch noch RS485 nicht galvanisch getrennt anschliesst ergeben sich noch weitere Beziehungen je nach Schaltung. Auch die Verbindung des Arduino über USB zu einem PC würde über PE eine solche Beziehung herstellen.
Die große Frage ist wirklich, ob man hier eine potentialfreie Differenzspannung braucht, das Bild der Platine scheint das nahezulegen, evtl funktioniert das mit einem kleinen Audio-Übertrager (Trafo).

Kann man eigentlich eine Spannung gegen GND messen an den Spulen Pins? Ivch würde mal tippen, dass sie alle auf halber Spannung des Controllerboard liegen, aber sehr hochohmig
Gibt es einen Gleichstrom-Innenwiderstand der Messkreise? Ebenso gibt es eine Impedanz bei Wechselstrom. die gemessenen Stromwerte legen substantielle Werte nahe. In einem früheren Bild PWM-to-mA gegen 12 V werden bis zu Isim=50 mA angegeben, unten ist in dem Bild noch ein 100 Ohm Widerstand, an dem damit 5 V abfallen, beiben überschlagsmäßig 7 V, damit wäre der Innenwiderstand der Elli pro Kreis ca 140 Ohm. Das deckt sich in etwas mit den Testschaltungen, die ich bei den Stromspulen gesehen habe, da lag der Innenwiderstand einer solchen Strommessspule auch um die 100 Ohm. (zur Leistungsanpassung).

Nächster Punkt, brauchen wir wirklich eine Wechselspannung oder würde eine Delta-(Gleich-)-Spannung um den Arbeitspunkt(=Leerlaufspannung an den Spulen-Pins) reichen?

Kann jemand sagen, was diese WU9 sind?
Ich muss am Wochenende wohl mal schrauben ...

Beung

[Beung]

Hallo Stefan, bitte zunächst nur das MID/Zähler verbinden und schauen, ob Du mitlesen kannst. Diskussion scheint sich ja in die Richtung von Masseschleifen und damit Bezugspotential-Problemen zu entwickeln, also die Spulenverbindungen für den Test zunächst lösen.
Die RS485 Adapter haben üblicherweise LEDs, flickern die bei Dir?
Fslls das Kabel lang ist zwischen MID und RS485 Empfänger muss man Abschlusswiderstände verwenden, siehe RS485 Spezifikation.
Im vorherigen Release der Elli gab es keinen kontinuierlichen Traffic auf dem RS485 (Weihnachten 2021), da konnte man die Box am RCD/Sicherung abschalten, kurz nach Wieder-Einschalten gat dann die Elli Versionen aus dem MID gelesen. In der aktuellen Version sehe ich alle 0.5 Sek eine Abfrage des aktuellen Stroms auf den Phasen.
Wg galvanischer Trennung des RS485 habe ich gute Erfahrungen mit DSD TECH SH-U11F gemacht.

[Beung]

Kann jemand bitte mal einen Screenshot vom Lastmanagement bei eingeschaltetem Lastmanagement (Spulen aktiv) auf dem Webserver in der Box posten? Kann man da den eingestellten/verfügbaren Strom verfolgen?
Sollte so ähnlich aussehen wie im Anhang

[Andreas S]

Das war eine gute Ideen mit der Konfigurations-Webpage. Man kann dort direkt den Strom der 3 CTs ablesen und zwar so, wie die Elli-Software den Isim interpretiert:

Ich habe bei konstantem Isim die Seite immer wieder aktualisiert und man konnte sehen, dass der angezeigte Stromwert schwankt.