Netzfrequenz messen mit ESP82 oder ESP32

Schau dir mal dieses Projekt an, da gibt's C-Code und ein PDF mit Beschreibung inkl. Flussdiagramm:

https://gitlab.com/jm_wtal/mains-frequency-measure/

Hans Markus G. schrieb:

Smitttrigger

Otto schrieb sich zum Nachnamen "Schmitt":

• https://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger

Hans Markus G. schrieb:

Leider fehlt mir das Wissen, wie ich die Frequenzanalyse mit dem ESP8266 machen kann.

Du zählst einfach die Nulldurchgänge und vergleichst sie mit einer genauen Uhrzeit. Du musst das natürlich über längere Zeit machen, um den Jitter, den dir das OS reinbringt, rauszumitteln.

Denn wenn du die Netzfrequenz auf ein paar Nachkommastellen genau ermitteln willst, dann brauchst du einen guten und stabilen Quarzoszillator, der am besten noch temperaturgeregelt ist. Den vergleichst du dann und wann mit der Atomzeit und berechnest noch deinen Korrekturfaktor.

ich möchte mit einem ESP8266 die Netzfrequenz messen und per MQTT publishen.

Ist im Prinzip unnötig, weil du sehr genaue Echtzeitinformationen dazu im Netz holen kannst:

• https://www.netzfrequenzmessung.de/
• https://www.netzfrequenz.info/aktuelle-netzfrequenz-full

Dagegen kannst du ja dann mal deine Messwerte vergleichen. Wenn du andere Werte bekommst, bist du noch nicht fertig.

Bauform B. schrieb:

Schau dir mal dieses Projekt an

Da macht die Messung dann auch ein dedizierter µC, der sich nicht mit dem Jitter eines OS herumplagen muss.

Wenn man die Zeit mehrerer Perioden ermittelt, und davon den Kehrwert nimmt, hat man auf jeden Fall viele Nachkommastellen.

fehlt mir das Wissen, wie ich die Frequenzanalyse

Was du von der scheinbaren Aufloesung hast, weisst du also nicht.

eine fertige Bibliothek

wird dir auch nicht dieses Wissen vermitteln.

Warum willst du also ueberhaupt

die Netzfrequenz messen

Hast du eine Hammondorgel oder einen Plattenspieler die dazu synchron laufen?

Es gibt eine Menge Kommunity-Projekte, Flugzeugsdaten, Blitzeermittlung, Schiffepositionen sogar das Wetter! Aber es gibt kein Projekt für die Ermittlung der Netzfrequenz in der Fläche. Ein modifizierter Zwischenstecker sollte doch da gute Dienste tun.

Aber, so läuft nichts. Wieso eigentlich?

Benedikt L. schrieb:

Aber es gibt kein Projekt für die Ermittlung der Netzfrequenz in der Fläche.

Doch, dort:

• https://gridradar.net/de/wide-area-monitoring-system

Wieso eigentlich?

Ganz einfach: weil es ein Netz ist und es keine Unterschiede in der Netzfrequenz gibt. Wenn das Netzt aufgetrennt wird, dann nur kurzzeitig und auch dann ändert sich die Frequenz in den Teilnetzen nicht großartig. Und da kannst du jetzt (auf dem europäischen Netz) noch 1000 weitere Messpunkte hinzufügen, die werden dann einfach alle das selbe anzeigen. Ganz anders als beim Wetter oder bei Bodenerschütterungen oder Wasserständen.

Bauform B. schrieb:

Schau dir mal dieses Projekt an, da gibt's C-Code und ein PDF mit Beschreibung inkl. Flussdiagramm:

Na ja, wenn es schon keiner der angefragten Controller sein soll, dann kann man auch ein fertiges Pico-Pi Board nehmen, eine .UF2-Datei aufspielen und sich die Daten per ser. Schnittstelle ausgeben und/oder auf LCD anzeigen lassen. http://mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp_RP2040

Kosten für fertige Schaltung < 5 Euro, Löten nur nach Bedarf notwendig.

Lothar M. schrieb:

Du zählst einfach die Nulldurchgänge und vergleichst sie mit einer genauen Uhrzeit. Du musst das natürlich über längere Zeit machen, um den Jitter, den dir das OS reinbringt, rauszumitteln.

Das kommt davon, wenn man ein für solche Messungen ungeeignetes System verwendet. Ein Arduino mit einem AVR und passend konfigurierter Timer-HW ist für die reine Messaufgabe deutlich besser geeignet und ein paar MQTT-Brocken bringt der auch noch raus. Nicht jeder mickrige Sensor muss ins WLAN.

Lothar M. schrieb:

Ganz einfach: weil es ein Netz ist und es keine Unterschiede in der Netzfrequenz gibt.

Na das musste mal einer so deutlich erklären das auch ich das schnallen kann. Macht ja auch Sinn überall die gleiche Frequenz zu haben. Danke!

Rainer W. schrieb:

ungeeignetes System

Der ESP32 mit seinem MCPWM lacht über deinen Arduino.

Mario M. schrieb:

Der ESP32 mit seinem MCPWM lacht über deinen Arduino.

Dann zeigt dem TO doch passenden Code oder welche LIBs man sich zusammenklicken muß.

Hans Markus G. schrieb:

Gibt es da eine fertige Bibliothek oder hat mir jemand ein Beispiel? Wenns nicht viel aufwand ist evtl auch einen fertigen Codeschnipsel?

Mario M. schrieb:

Der ESP32 mit seinem MCPWM lacht über deinen Arduino.

Und der AVR lacht über Leute, die lange zum Messen brauchen, weil das OS auf einem ESP32 zu einem Jitter in der Signalerfassung führt ;-)

Hans Markus G. schrieb:

DAzu hätte ich mich der Idee von hier bedient: https://gitlab.com/jm_wtal/mains-frequency-measure/-/blob/master/Circuit%20%26%20Board/Schaltplan.png

Für eine höhere Auflösung führt man die 50Hz aber besser auf den ICP1 (=PB0) des völlig ausreichenden ATmega48.

Hans Markus G. schrieb:

DAzu hätte ich mich der Idee von hier bedient: https://gitlab.com/jm_wtal/mains-frequency-measure/-/blob/master/Circuit%20%26%20Board/Schaltplan.png

...

Leider fehlt mir das Wissen, wie ich die Frequenzanalyse mit dem ESP8266 machen kann.

Du hast Dir das Projekt nicht genau genug angeschaut. Dort kommen fertige Telegramme mit der gemessenen Frequenz raus.

Außerdem kannst Du dort die Netzspannung nicht direkt anklemmen, da muß ein Klingeltrafo dazwischen (was sowieso eine gute Idee ist).

Früher hat man übrigens nicht nach 'mains frequency measure' gesucht, sondern nach 'zero crossing detector'. Da wußte man aber auch noch, wie man die Zeit zwischen zwei Impulsen in eine Frequenz umrechnen kann...

Ganz

Früher

hat man einfach einen Zungenfrequenzmesser gekauft und war damit fertig. Der brummte dann in Schalttafel vor sich hin, und zu Silvester/Neujahr konnte man sich darueber freuen :), dass auch mal die Zunge fuer die 49.5 Hz etwas zu tun bekam. Besitzer eines nicht so einfach stimmbaren Rhodespiano durften sich dann ueber die schraegen Toene ihrer Hammondorgel freuen...

Die einzige technisch weiterführende Antwort bisher kam von Peter D. (peda):

... die 50Hz aber besser auf den ICP1 ...

Die Netzfrequenz muss man zu ihrer Bestimmung nicht groß analysieren, sondern ihre Periodendauer per ICP mit einem 16-Bit Timer erfassen, der ausreichend genau mit einem TCXO o.ä. getaktet wird. ICP führt zu einer Erfassung, deren Genauigkeit nur durch die Timer-Auflösung und das Frequenznormal begrenzt ist. Danach braucht es nur noch Grundschul-Mathematik.

16-Bit-Timer mit ICP gibt es schon ab ATTiny24...

Bei mir sind es 12,8 MHz / 8 = 1,600000 MHz, die in 1/50 s den Zählerstand um 32000 erhöhen. Über 10 Perioden (1/5 s) ist die Erfassung auf 50,000 Hz +/- 0,001 Hz genau, wenn die Taktfrequenz auf 20 ppm genau ist.

Werner schrieb:

https://www.netzfrequenz.info/aktuelle-netzfrequenz-full

„Es ist schon alles gesagt, nur noch nicht von allen“, sagte Karl Valentin in so einem Fall. War aber auch recht früh am Morgen...

Lothar M. schrieb:

Wieso eigentlich?

Ganz einfach: weil es ein Netz ist und es keine Unterschiede in der Netzfrequenz gibt. Wenn das Netzt aufgetrennt wird, dann nur kurzzeitig und auch dann ändert sich die Frequenz in den Teilnetzen nicht großartig.

Das stimmt so nicht. https://www.swissgrid.ch/de/home/operation/grid-data/current-data.html

Noch ein link der Unterschiedliche Phasen und Frequenzen zeigt https://www.netzfrequenzmessung.de/wam.htm

Edit: https://gridradar.net/charts/map/map.html