Home    Letztes Update: 06.10.2013

S0 - Converter mit Leistungsanzeige

Aus einem Kundenwunsch, bzw. als Weiterentwicklung des low-cost EV-Converters, entsteht der S0-Converter mit Leistungsanzeige. Er hat einen S0-Impulseingang, eine 4-stellige LED-Anzeige, einen Einstellregler für die Leistungsschwelle und ein Ausgangsrelais.
Der Prototyp funktioniert folgendermassen:
Die S0-Impulse eines Einspeisezählers werden gezählt und als Leistung von 0 bis 9999 Watt angezeigt. Der Sollwert des Eigenverbrauchs wird am Regler eingestellt.
Wird der eingestellte Wert (Watt) erreicht, schaltet das Relais für etwa 1 Sek ein. Diesen Kontakt kann der Benutzer verwenden, um z.B. einen Waschzyklus zu starten, oder einen Heizeinsatz zu steuern. Der Converter ist für eine Betriebsspannung von 10 - 30 VDC ausgelegt. 
Die Messgenauigkeit hängt weitgehend von der Impulszahl des Einspeisezählers ab z.B. 10'000 Imp/kWh.
Dementsprechend können Leistungswerte zwischen z.B. 100 - 1000 Watt, oder 1 - 10 kW eingestellt werden.

Optionen:
- Anstatt mit einem Relais kann der Ausgang auch mit einem N-Kanal Mosfet bestückt werden.

Ein einfacher Abtastkopf für die optische Erfassung der S0-Impulse wird z. Zt. getestet. Er enthält einen schnellen LDR und benötigt keine Fremdversorgung. Der LDR ist fremdlichtanfällig und muss gekapselt werden, wenn sich der Zähler wie in unserer Mietwohnung im Hausflur befindet.

Foto vom Laboraufbau der Messchaltung. Manchmal staune ich, wenn die Anzeige plötzlich auf z.B. 2370 Watt hochschnellt. Eine kurze Recherche klärt dann sogleich: Aha, meine Frau hat den Backofen angeknipst.

Der Prototyp könnte in ein grosses Steckgehäuse eingebaut und in einen 11-poligen Sockel eingesteckt werden.
Ideen und Wünsche können noch in die Entwicklung einfliessen. 

Als Entwickler
- versucht man ja vorhandene Technik möglichst sinnvoll anzuwenden. Um die verfügbare Impulsrate des Einspeisezählers auszuwerten nimmt man Dezimalzähler und ein Zeitglied für die Messrate. Ab 1000 Imp/kWh geht das flott, doch darunter vermittelt ein einzelner Impuls < 3600 Ws. Eine Anzeige in 100 Watt Schritten ist zu grob und mit einer Refresh-Rate von über 6 Minuten kann nicht mehr von Echtzeitanzeige gesprochen werden. Ob sich da der Aufwand lohnt, muss der Anwender entscheiden.
Um den S0C (S0-Converter) universell einsetzen zu können, plane ich einen On-Board-Oszillator für die Messrate. Bei der Erstinstallation könnte diese Referenzfrequenz mit einem Jumper anstelle des Impulseingangs verdrahtet und die Messrate an einem Spindelpotentiometer möglichst genau eingestellt werden.

Der Prototyp liegt noch auf meinem Labortisch. Zwei 4518 zählen die 1500 Imp/kWh meines HH-Zählers. Drei 4511 dienen als Schieberegister und Treiber und die vierstellige 7-Segmentanzeige stammt aus einer ausgeschlachteten Digitalwaage. Daneben sitzt noch ein 6-fach Schmitt trigger mit etwas Gemüse und generiert u.A die Messrate von 24 Sek. Das Display zeigt 180 Watt, sozusagen der Standby-Verbrauch unseres Haushaltes.

Für die Schaltschwelle des Eigenverbrauchs kann ein bereits entwickelter Low-cost-Converter mit einem Ausgangsrelais, oder einem offenen Mosfet mitintegriert werden.
Natürlich könnte die Leistung auch mit vier Codierschaltern digital eingestellt werden, doch der Aufwand würde unverhältnismässig.
Findige Programmierer können das auch mit einem Arduino realisieren. Die Anzeige geht ins Geld und die Stromversorgung ist nicht mehr ganz so simpel wie mit der alten C-Mos-Technik.

Für die Anpassung an den vorh. Zähler und die optimale Funktion für den Betreiber sind einige Programmierschritte erforderlich. Diese können jedoch nicht alle extern erfolgen, weil der Bereich der Eingangsimpulse ziemlich hoch ist. Deshalb wird daran gedacht etwa drei Ausführungen zu bauen, welche dann vom Benutzer entsprechend parametriert werden können. Folgende Tabelle dient vorerst zur Erfassung der möglichen Parameter.

Impulstabelle (Excel)

Darin können die Sollwerte eingegeben werden und die fehlenden Parameter werden errechnet.

Anstelle des On-Board Oszillators könnte auch die Netzfrequenz herangezogen werden. Dazu würde der S0C intern mit 230VAC gespeist. Dabei entsteht ein Platzproblem im 11-poligen Gehäuse...

Warschau im Oktober 2013 Ich arbeite daran!...         Peter Bachmann