centralina autoconsumo con ARDUINO

[Luigi Marchi]

Ho realizzato, per hobby, con Arduino, una centralina che consente di misurare produzione FV e consumi domestici, di tempo in tempo, tramite l'utilizzo di contatori digitali, con uscite SO+ e SO- cioè contatori ad impulsi, come quelli dell'Enel, ma piccoli, da un solo modulo, da quadro elettrico. Viene misurato il surplus e questo viene scaricato, con il PWM di Arduino, su un RSS che alimenta scaldabagno, boiler e stufette. Il progetto è totalmente OPEN SOURCE.

Ho fatto diverse installazioni, oltre che nella mia abitazione, ma non ho trovato alcun esperto di fotovoltaico che sappia anche programmare Arduino, almeno quanto me. Ho presentato il progetto al MAKER FAIRE di Rimini.

Il software - PENELOPE in codice -  attualmente è perfettamente funzionante, ma penso sia migliorabile e merita di essere sviluppato. Cerco collaborazioni al riguardo, posto che ho riscontrato molto interesse tra gli appassionati di fotovoltaico.    *********

 

 

N.d.M.

******** vedi messaggio seguente.

[Livio Orsini]

Se proprio vuoi dare un  contributo, dato che cerchi collaborazione, sarebbe più cortese ed efficace mettere qui gli schemi ed il link al software che è dichiarato grautito.

[Luigi Marchi]

Non ho un blog personale. Pubblicare qui il software PENELOPE di Arduino mi sembra un'ottima idea, a beneficio di quanti sono interessati. Invio senz'altro il software, che, al momento, è reperibile solo tramite richiesta alla mia e-mail: ********

Relativamente alla parte hardware c'è ben poco da approfondire, stante che le uscite dei contatori digitali SO+ e SO- sono collegati direttamente agli ingressi digitali di Arduino, semplicemente tramite 4 resistenze di disaccoppiamento, come da schema visibile nel video. La "cattura" degli impulsi è un lavoro del software, che fa 90.000 cicli di verifica al minuto e deve catturare l'impulso che dura 50 millesimi di secondo. E Arduino UNO ci riesce benissimo.

[Livio Orsini]

Le email, i numeri di telefono, gli indirizzi privati, per rispetto alla legislazione sulla riservatezza dei dati, non sono ammesse nei messaggi. Sono ammesse solo email nella forma XY@plcforum.it perchè schermate.

 

Se vuoi mettere il file disponibile per il forum ti basta caricarlo nella sezione UP/Download e copiare il link nel messaggio.

 

Se pensi che gli schemi siano talmente semplici che non rendere necessaria la loro pubblicazione, va bene così, altrimenti sempre caricarli nella sezione Upload.

 

Più informazioni dai e più possiiblità ci saranno per evunatuali collaboirazioni con altri utenti interessati.

[Luigi Marchi]

Il progetto, lo ripeto, è totalmente OPEN SOURCE, tanto nella parte hardware, che software. Ed è anche ben collaudato, ma più mani ci lavorano meglio è. Ho trasmesso e caricato il file di software ARDUINO denominato "Penelope_3200.ino" che è la versione per contatori digitali da 3200 impulsi per Kwh. Con contatori diversi è sufficiente modificare due righe di software, anzi due numeri. Quanto al video, relativo al progetto, è sufficiente digitare su google "video YouTube ARDUINO centralina autoconsumo PWM RSS"

[Luigi Marchi]

Il progetto PENELOPE è di una semplicità disarmante, a beneficio di costi contenuti e alta affidabilità:

         HARDWARE: le uscite SO+ dei contatori digitali sono allacciate al +5 volt di Arduino tramite una resistenza da 100 ohm; le uscite SO- sono allacciate agli ingressi D6 e D7 di Arduino, con solo una resistenza in parallelo con la massa, da 15 kohm. L’eccitazione del RSS (3-32 volt) è collegata con il negativo alla massa (GND) di Arduino e con il positivo al D9. La porzione alternata del RSS va collegata in serie alla Linea. Collocare il relè su un dissipatore se si va oltre il ½ Kw.

S    SOFTWARE: catturare gli impulsi è molto più semplice di quanto si creda. I terminali SO+ e SO- altro non sono che i terminali di una fotoresistenza interna al contatore digitale che “crolla” quando si attiva l’impulso luminoso. In sostanza accade che mentre SO- ha normalmente tensione prossima a zero, quando arriva l’impulso ha una tensione prossima ai 5 volt positivi e la funzione  digitalRead() restituisce 1. Il conteggio dei watt di consumo e produzione viene calcolato con un semplice calcolo matematico che calcola il tempo che passa tra un impulso e l’altro di ciascun contatore, con la funzione millis(). Tenuto conto che in un ora ci sono 3600 secondi, utilizzando un contatore da 3200 impulsi, un impulso ogni secondo corrisponde all’incirca a 1 kw di potenza.

Arduino fa 90.000 cicli di controllo al minuto, ma quando intercetta un impulso, che dura circa 50 millisecondi,  deve fermarsi per almeno 100 millisecondi.

La visualizzazione delle informazioni sul display 2x16 è molto semplice: vengono visualizzati in una prima videata i watt di produzione e quelli di consumo, poi, nella seconda, i watt prelevati o immessi in rete, insieme alla quota percentuale del duty cycle PWM. La visualizzazione utilizza i terminali D2,D3,D4,D5,D11 e D12 di Arduino ma nulla vieta di utilizzare un display seriale da 2x16 o 4x20 collegato ai pin A4 e A5. Il software è fermo alla versione 1.0 del febbraio 2015. Non è stato aggiornato perché impegnato in tanti altri progetti. OPEN SOURCE, naturalmente.

[walterword]

Bravo Luigi 

Purtroppo il nostro Livio sta diventando sempre più politico , buracrate ...... 

Cosa che non succede altrove , ma devi capire che lui non è particolarmente interessato ad Arduino  

[Luigi Marchi]

A me ARDUINO piace, se non altro per i costi minimali. Uso gli UNO cinesi da 3 €uro.

Dimenticavo. Come funziona la gestione del surplus ? Il PWM come noto è un onda quadra modulata definita da un  numero da 0 a 254, dove quando è a zero il relè a stato solido corrisponde ad un relè convenzionale aperto, mentre a 254 corrisponde a un relè chiuso. Ovviamente il vantaggio è quello di poter disporre di tutti i valori intermedi che consentono di scaricare qualunque valore di potenza disponibile, da pochi watt a tutti quelli del carico (resistenza da 1 kw ad esempio). Il duty cycle, percentualizzato, viene evidenziato nel display che evidenzia anche, di momento in momento, se stiamo prelevando energia (W-Enel), oppure immettendo energia (W_GSE).

Il meccanismo software è molto semplice: quando si ha un surplus di energia (differenza positiva tra produzione e consumo) viene aumentato il ciclo PWM fino a far bilanciare i consumi complessivi (domestici + carico) con quelli della produzione e viceversa. La risposta deve essere molto veloce e occorre usare un buon algoritmo, in una rincorsa continua, avanti e indietro. Di qui il nome PENELOPE dato al progetto.

[Luigi Marchi]

Confesso che inizialmente il progetto PENELOPE è stato studiato per evitare di immettere energia in rete, con molta precisione, non in Italia dove abbiamo i contatori bidirezionali, ma in Perù dove non esiste alcuna normativa per il fotovoltaico, men che meno il GSE e i contatori bidirezionali. Ci sono riuscito e ne vado fiero. Vedi video YouTube “PERU’ missione (im)possibile”

[Livio Orsini]

Quote

Purtroppo il nostro Livio sta diventando sempre più politico , buracrate ..

 

Walter ora stai passando il segno.

Il forum ha un suo regolamento che va rispettato, se non ti va fai a meno di partecipare. Se vuoi partecipare rispetta il regolamento altrimenti costringi me, o un altro modoeratore, ad adottare i provvedimenti previsti dal regolamento stesso.

 

[Livio Orsini]

Io uso arduino per lo scopo previsto dal progetto: sviluppare applicazioni con strumenti a basso costo.

Le applicazioni poi le realizzo con  Hw dedicato ricavato da arduino.

Oltre ai problemi di sensibilità ai disturbi (che Walter deve conoscere bene) c'è il grosso problema dell'interfaccia con connettore ad inserzione diretta. Se aggiungi gli speciali terminali che trasformano il connettore in morsettiere, ti costano più di Arduino.

 

Io poi preferisco spendere qualche euro in più e non usare cloni cinesi.

[Luigi Marchi]

Ho caricato il software con UP/Download (l'ho anche inviato tramite e-mail), ma non trovo il link. Sono un novizio di PLCFORUM e me ne scuso. Ho messo anche un breve file di spiegazione del funzionamento e dei collegamenti, con tanto di foto del KIT utilizzato nella mia abitazione (centralina PENELOPE da quadro, contatori digitali ELCOTRONIC Srl e RSS FOTEK da 25 Amper). Tutto il materiale è di facile reperibilità.

[Luigi Marchi]

Circa il rapporto qualità/prezzo non sono un talebano. Ho comprato decine di UNO cinesi da 4 soldi e per i miei utilizzi hanno dato buoni risultati, anche nel tempo. Ovviamente non bisogna pretendere che vengano collaudati all'origine, nè che queste schede utilizzino materiali di qualità. Ho riscontrato qualche unità difettosa (una su 20 all'incirca), relativamente al regolatore di tensione (5 volt) poco preciso o rotto e al connettore USB. Nulla da dire, invece, sull'integrato Atmel, che non è un clone.

[Livio Orsini]

Luigi in quale sezione l'hai caricata? Non so se lo hai notato ma per caricare un file ti chiede di scegliere una sezione del forum UP/download.

Ti ricordi il nome che hai dato al file? Con questi dati è facile da ritrovare.

 

Quote

Ho comprato decine di UNO cinesi da 4 soldi e per i miei utilizzi hanno dato buoni risultati, anche nel tempo.

 

Io non ne faccio una questione di pura affidabilità, ma anche di malcostume.

I cinesi se ne infischiano del lavoro degli altri, copiano pedissequamente Hw e Sw, se fanno qualche modifica la fanno al solo scopo di risparmiare qualche centesimo, infischiandosene se poi il tutto perde di affidabilità.

Prosperano in questo modo perchè siamo noi, con la nostra ingordigia, che gle lo permettiamo.

Dovremmo cominciare, specialmente per acquisti voluttari come questi, a selezionare il fornitore. Non si può esibire preoccupazioni per surriscaldamento, inquinamento e altro, poi per risparmiare qualche soldo acquistare da aziende che di queste cose se ne infischiano bellamente, perchè operano in nazioni che hanno legislazione permissiva in questo campo.

Io cerco di selezionare anche i prodotti in base al luogo di produzione, non solo in base al nome del fornitore.

 

Certo che se compri la scheda originale e scopri che è fabbricata in Cina, ad un prezzo che 10 volte il suo clone, allora è giusto comperare il clone.

[Luigi Marchi]

Ho caricato il file "Penelope_3200.ino 1.0.0" come segue:

·  Home Forum

·  Downloads

·  Forum Elettronica

·  Penelope_3200.ino

 

Spero sia possibile scaricarlo facilmente. Se è tutto OK posso caricare altra documentazione relativa al progetto PENELOPE. A beneficio di quanti sono interessati. Grazie.

[Livio Orsini]

Bastava che tu avessi aggiunto:

Penelope

In questo odo hai il link diretto. Per fare questo è sufficiente clickare con il tasto dx sul Penelope_3200.ino e selezionare "copia indirizzo" dal menù a tendina.

Poi nel messaggio selezioni la parola o la frase che vuoi avere come link (in questo caso Penelope) clicki il tasto con l'iconcina della catena (4° da sx), nella finestra di dialogo incolli l'indirizzo nella riga di URL e poi premi il tasto di comando.

Dope queste operazioni, a mesaggio pubblicato, c'è il rinvio automatico alla pagian di download.

 

Se vuoi aggiungere documentazione segui questa procedura.

metto la discussione in evidenza così, se c'è qualcuno interessato, è facilmen te reperibile.

[Livio Orsini]

Domada di pura curiosità.

Hai fatto verifiche e/o prove per eventuali disfuzioni causate da disturbi e EMC in genere?

[Livio Orsini]

Walter ti ho rimosso i 3 messaggi OT e per questa volta mi limito a questo.

Ci conoscamo da oltre dieci anni, sai che ti voglio bene ma non esagerare.

Consiglio spassionato: leggi attentamente il regolamento così magari capisci quanto e quando lo stai violando.

 

Comunque basta OT. Se hai qualche cosa da dire sull'argomento della discussione fallo, altrimenti astieniti.

 

PS

Se per te un forum con un minimo di alcune centinaia di messaggi gornalieri ad alcune migliaia di contatti giorrnalieri è un forum morto, padronissimo di crederlo. Per gli sponsor, alcontrario, è un forum molto vivo tanto che non mancano le inserzioni pubblicitaare delle aziende del settore.

 

Se poi a te non piace, pazienza. Sei sempre libero di passare ad altro forum, magari puoi scrivere in uno di quelli dove danno stelline e gradi milari secondo il numero di messaggi pubblicati.

[Luigi Marchi]

Problema disturbi. Penelope non ha alcun disturbo, anche con una radio FM a 20 cm di distanza. L'ho appena verificato. In altri casi ho notato che una radio FM a 1 metro di distanza da un Arduino in funzione ha qualche disturbo. Non so sondare il motivo del diverso comportamento, ma mi viene di pensare dipenda dalla elettronica di contorno.Tuttavia il disturbo è molto circoscritto, visto che da oltre 1 anno ho in funzione, nella mia abitazione, senza soluzione di continuità, la centralina PENELOPE e la ULISSE (accumulo batterie x faretti led notturni) senza alcuna interferenze Tv, wifi e quant'altro. 

 

[Livio Orsini]

O sei molto fortunato o non dici tutto, specialmente sulla parte alimentazione.

[Luigi Marchi]

La centralina PENELOPE consuma poche decine di miliamper, compresa l'illuminazione del display 2x16. La alimento con un alimentatore tipo Nokia da 9 volt, switching, stabilizzato, o anche con gli alimentatori dei vecchi Nokia, più tradizionali, a caduta di tensione, che vanno benissimo.

[Livio Orsini]

Firse sei fortutnatissimo, ma io ho dei dubbi.

La prova della radio è meno del minimo sindacale.

 

Io ho fatto parecchie prove in ambiente domestico e ti garantisco che per raggiungere una discreta immunità ai disturbi EMC, irradiati e condotti, ho dovuto faticare parecchio.

 

Walter ha realizzato un grosso lavoro domotico, anche molto bello in verità, (ci ha fatto la tesi), lo trovi in questa sezione con le varie descrizioni "working progress" e qualche problema di disturbi lo ha riscontrato.

 

Può essere chi io sia particolarmente sfortunato o particolarmente incapace (però dopo oltre mezzo secolo di lavoro nel campo, anche ad elevato livello professionale credo di conoscere almeno gli elementi di base), ma di inconvenienti dovuti ai disturbi ne ho rilevati parecchi. Per questo motivo la tua affermazione mi lascia abbasstanza perplesso.

[walterword]

Luigi appena ho tempo e riesco a capire cosa stai facendo , ti chiamo su sky-pe e ci organizziamo 

In questi gg non ne voglio sapere ne di bit , ne di byte e nemmeno di pc ....mi viene il vomito solo a vederlo un pc ....

 

[Luigi Marchi]

BUONA PASQUA.

[walterword]

pero' ancora ad oggi non ho ancora capito se il problema era dovuto alle alimentazioni e quindi a disturbi oppure ad una mal gestione del I2C ....