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Forum: Projekte & Code Chinesische Powerpanelmeter - Fehler und Modifikation


Autor: Old P. (old-papa)
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Im Thread zu meinem TrennStellTrafo habe ich ja schon dieses Chinesische 
Panelmeter (PEZM-021) vorgestellt. Da ich Nachfragen hatte, hier nun ein 
Thread speziell zu diesen Powermetern.
Einige Bilder hatte ich dort schon vorgestellt, hier dennoch nochmal.
Im Lieferzustand sollen diese Panelmeter von 80-230V(AC), bei einigen 
Händlern steht auch 80-260V, betrieben werden. Dazu wird die eigene 
Versorgungsspannung über ein Kondensatornetzteil aus der zu messenden 
Spannung gewonnen. Dieser Umstand macht es zunächst unmöglich Spannungen 
unter 80V anzeigen zu lassen. Außerdem wird dieses Kondensatornetzteil 
bei 230V schon gut warm, Dauerbetrieb in einem engen Gehäuse (z.B. als 
Anzeige in einer Steckdosenleiste) ist grenzwertig.
Als Anzeige für einen TrennStelltrafo muss also zunächst die 
Messspannung von der Betriebsspannung getrennt werden. Dazu wurde die 
Eingangsschaltung untersucht und dabei zunächst festgestellt, dass der 
originale Spannungsteiler (1M-Ohm zu 1k-Ohm) eigentlich nicht für 
Spannungen über etwa 75V geeignet ist (ein einzelner SMD in 0603 oder 
150V bei 0805).
Ok, da der Weg eh aufgetrennt werden soll, baute ich auch gleich mehrere 
SMD in Reihe ein.
Das ursprüngliche Kondensatornetzteil soll jetzt bei etwa 230-270V(AC) 
betrieben werden, daher wurde es von 1µF/51 Ohm auf 470nF/82 Ohm 
geändert.
Die Auftrennung von Betriebsspannung und Messspannung ist relativ 
einfach, in den Fotos ist das gut zu sehen. Für die Reihenschaltung der 
4 SMD-Widerstände habe ich den Schriftzug als Lötstützpunkte genutzt und 
einen dünnen Draht (Teflon WireWrap) durch eine kleine Bohrung auf die 
Displayseite gelegt. Dort befindet sich ein kleiner Einstellregler um 
das Ganze zu justieren. Somit bekommt man auch eine höhere Genauigkeit 
als im Original hin. Ursprünglich nahm ich an, dass man mit irgendeiner 
Softwareroutine „kalibrieren“ könnte, doch das war ein Irrtum.

Durch die kleine Modifikation ist man nun in der Lage auch unter 80V zu 
messen. Es ist aber weiterhin eine direkte galvanische Verbindung auf N 
oder L  (je nach Steckerrichtung) und eine hochohmige über den 
Messeingang vorhanden.
In einen einfachen Stelltrafo habe ich auch ein solches Display verbaut, 
siehe im dortigen Thread.
Diese Panelmeter gibt es in dieser Bauform in unterschiedlicher 
Ausführung für verschiedene Spannungen und Ströme. Die gezeigte 
Modifikation geht aber wohl bei allen.

Es gibt aber vom gleichen Hersteller noch mindestens eine andere Version 
mit anderem Formfaktor und Anzeigen. Dazu schreibe ich im nächsten Post.

Old-Papa

Autor: Old P. (old-papa)
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So, hier nun der Umbau der Version PZEM-001.
Das Teil hat einen ganz anderen Formfaktor und vor allem das deutlich 
bessere Display. Das oben gezeigte PZEM-021 ist sehr 
blickwinkelabhängig, am besten noch aus 6 Uhr zu betrachten. Das hier 
gezeigte kann fast aus allen Richtungen gut abgelesen werden.
Der innere Aufbau ist in etwa gleich, nur gedrängter. Die Schaltung wird 
wohl gleich sein.
Auch der unzureichende Spannungsteiler findet sich wieder, wird also 
auch geändert.
Dazu habe ich zunächst den Elko entfernt und sehr gedrängt die 4 SMD (4x 
240k in 0805) in Reihe gelötet. Der Elko musste danach noch um ein paar 
Zehntel nach unten versetzt werden. Auf der Displayseite dann wieder ein 
Einstellregler, wobei uns hier zugutekommt, dass die beiden 
Spannungspins gegenüber dem 021er vertauscht sind. Sonst würde es sehr 
eng werden.
Das Kondensatornetzteil habe ich auch wieder modifiziert, besser ist 
das.

Den Rest zeigen wieder die Bilder.

Old-Papa

: Bearbeitet durch User
Autor: Christian M. (Firma: magnetmotor.ch) (chregu) Benutzerseite
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Ich habe heute mein PZEM-061 (mit Stromwandler) umgebaut.

- R3 (1M) wie gehabt ausgebaut. Leider sind die Schraubanschlüsse etwas 
anders. Darum ein Loch (wie gehabt :-))
- Auf der anderen Seite 3 Widerstände zum Anschluss wie im Bild
- Die mittleren zwei Anschlüsse sind zusammengeschaltet. Darum 
unterbrochen und Brücke rein
- Der 51 Ohm Widerstand durch einen 100 Ohm ersetzt

Einbaugrösse ist dieselbe: 85x45mm

Danke auch an Old-Papa!

Gruss Chregu

Autor: Old P. (old-papa)
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Hallo,
eine Abgleichmöglichkeit hast Du so aber nicht. Aber auch egal, wenn es 
passt ist ja gut.
Ist Das 061 auch so blickwinkelabhängig? Meins ist nur von vorne oder 
eben von unten (6-Uhr-Position) gut ablesbar. Aus 12 Uhr sieht man 
nüscht :-(
Es wäre eine lohnende Aufgabe für einen 3d-Drucker, einfach ein neues 
Gehäuse drucken, Display wird dabei nach oben etwas angewinkelt.

Old-Papa

Autor: Christian M. (Firma: magnetmotor.ch) (chregu) Benutzerseite
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Old P. schrieb:
> eine Abgleichmöglichkeit hast Du so aber nicht.

Habe die Rs selektiert. Ich mag keine Trimmer in fertigen Schaltungen. 
Da weiss man nie, was die in 10 Jahren machen...

Old P. schrieb:
> Ist Das 061 auch so blickwinkelabhängig?

Ja, ziemlich. So wie Du es umschreibst etwa ähnlich. Super von genau 
vorne, von unten, von links und rechts, aber schon 10 Grad über der 
Mitte verblasst es, bei ca. 30 Grad ist Schluss. Das ist für das Regal 
weiter oben gemacht :-))

Gruss Chregu

Autor: Old P. (old-papa)
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Christian M. schrieb:
> Habe die Rs selektiert. Ich mag keine Trimmer in fertigen Schaltungen.
> Da weiss man nie, was die in 10 Jahren machen...

Soooo schlimm ist das nun auch wieder nicht. In meinen Kalibratoren 
(Fluke-Monster) sind auch E-Regler und das teilweise schon seit über 40 
Jahren ;-)

> Ja, ziemlich. So wie Du es umschreibst etwa ähnlich. Super von genau
> vorne, von unten, von links und rechts, aber schon 10 Grad über der
> Mitte verblasst es, bei ca. 30 Grad ist Schluss. Das ist für das Regal
> weiter oben gemacht :-))

Si isses! Meine TST (beide alten) will ich ja auch noch umrüsten, diese 
"hängen" aber unter den Werktischen. Dort werden also die PZEM 001 (s. 
2. Post) verwurstet. Sehen irgendwie nicht so gut aus, aber das Display 
ist um Welten besser.

Old-Papa

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Christian M. schrieb:

> Habe die Rs selektiert. Ich mag keine Trimmer in fertigen Schaltungen.

Das sehe ich auch so. Schon der Tk von Trimmern ist meist deutlich
schlechter als der von Festwiderständen. Also Trimmer für den Abgleich
nehmen, dann rauslöten und gleichgrossen Festwiderstand einbauen.

Autor: Old P. (old-papa)
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Harald W. schrieb:

> Das sehe ich auch so. Schon der Tk von Trimmern ist meist deutlich
> schlechter als der von Festwiderständen. Also Trimmer für den Abgleich
> nehmen, dann rauslöten und gleichgrossen Festwiderstand einbauen.

Bei 960k Festwiderstände von 1M ist der E-Regler (ein Trimmer ist was 
anderes) mit rund 40k beteiligt. Also unter einem Zwanzigstel und der TK 
dieses E-Reglers ebenfalls unter einem Zwanzigstel. Da werden wohl die 
Festwiderstände, mit ihrem TK mehr zu Buche schlagen ;-)
Eher schon können sich Langzeitkontaktprobleme im E-Regler irgendwann 
auswirken.

Old-Papa

Autor: Info (Gast)
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Beitrag #5439695 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Info (Gast)
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Ein kürzlich eingetroffenes PZEM-021 ist V5.0 und basiert auf Vango 
Technologies V9821S "Low-power Multifunctional Energy Metering SoC" mit 
"enhanced 8052 MCU core".

Es ist also kein STM32 mehr enthalten und der oben gepostete "Hack" mit 
ESP8266 ist nicht mehr möglich.

Foto vom PCB anbei.

Produktseite und Datenblatt:

http://www.vangotech.com/int/product.php?areas=0&b...
http://www.vangotech.com/int/uploadpic/147912466263.pdf

Autor: Info (Gast)
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Das Datenblatt hat sich prompt geändert und ist nun als "V98XX 
Datasheet" unter http://www.vangotech.com/int/uploadpic/152782250820.pdf 
(13 MB) erhältlich.

Zum "Kondensatornetzteil":
Beitrag "Kompliziertes Kondensatornetzteil"

Autor: Info (Gast)
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Zu PZEM-021 V5.0

 - die oberen beiden Anschlüsse sind auf beiden Ebenen verbunden. Man 
kann aber das obere Bein vom Kondensator auslöten und anheben, um die 
Schaltung dort weiterhin mit voller Netzspannung zu versorgen (Achtung, 
Lebensgefahr, keine Potentialtrennung! Höchstens mit Trenntrafo 
sinnvoll)
Der Entladewiderstand R14 (unter der Klemme) muss dann auch umgesetzt 
werden.
 - die Schaltung läuft an 230VAC auch mit 0,22 uF und 150 Ohm
 - Spannungsteiler ist R11 (1 MOhm) und R12 (750 Ohm)

Der Displaytreiber wird über ein offenbar recht einfaches serielles 
Protokoll beschrieben. Es wäre daher mit absehbarem Aufwand möglich, die 
Anzeige "abzugreifen" und weiterzuverarbeiten.

> 32 x 4 LCD driver
> Built-in 32 x 4 bit display RAM
> 3-wire serial interface

Die drei Leitungen sind zugänglich :

HT1621      V9821S
9  #CS   -> 76 P7.3 (Via)
11 #WR   -> 77 P7.4
12  DATA -> 78 P7.5

Die Fleißarbeit besteht im Mapping / Dekodieren der Segmente (die 4 
Common-Planes sind links oben am Display angeschlossen.).

Datenformat (13+ bits) :
CMD    SEG                COM
1,0,1, A5,A4,A3,A2,A1,A0, D0,D1,D2,D3 [weitere Pakete]

Der V9821S hat einen Reset an Pin 47: RSTn (low-aktiv). Dann kann man 
dem LCD-Controller evtl. ungestört Daten von außen schicken.

Evtl. spuckt aber auch der V9821S direkt selbst etwas aus, er hat 
zumindest UART-Hardware.

Autor: Kalle S. (kallebmw)
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mal eine ganz doofe Frage:

Die modifizierten Powerpanelmeter sind doch eigentlich nur für 
Stelltrafo's einsetzbar.

Bei Regel-TRENN-Trafo's ist dann doch keine galv. Trennung mehr mehr 
vorhanden, oder?

Autor: MaWin (Gast)
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Kalle S. schrieb im Beitrag #5586926
> Die modifizierten Powerpanelmeter sind doch eigentlich nur für
> Stelltrafo's einsetzbar.
> Bei Regel-TRENN-Trafo's ist dann doch keine galv. Trennung mehr mehr
> vorhanden, oder?

Wenn zuerst der Trenntrafo und dann der Regeltrafo kommt, passt das 
schon, man muss sie halt intern einbauen und nicht aussen anschliessen.

Diese Dinger messen dank autoranging übrigens ganz gut, nur Versorgungs- 
und Messspannung auftrennen:

Ebay-Artikel Nr. 163080249814

Autor: Manfred (Gast)
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MaWin schrieb:
>> Bei Regel-TRENN-Trafo's ist dann doch keine galv. Trennung mehr mehr
>> vorhanden, oder?
>
> Wenn zuerst der Trenntrafo und dann der Regeltrafo kommt, passt das
> schon, man muss sie halt intern einbauen und nicht aussen anschliessen.

Alle mir bekannten Stell-Trenntrafos bestehen aus einem Teil, da gibt es 
keine volle Spannung abzugreifen. Die Frage von  Kalle S. ist 
nachvollziehbar, da bräuchte man einen eigenen Trafo für die Versorgung 
des Meßgerätes.

Diese Konstrukte mit 1:1 Trenntrafo und verstellbarem Autotrafo dahinter 
scheinen mir eine Spezialität des Ostens gewesen zu sein?

Autor: Old P. (old-papa)
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Manfred schrieb:

> Alle mir bekannten Stell-Trenntrafos bestehen aus einem Teil, da gibt es
> keine volle Spannung abzugreifen. Die Frage von  Kalle S. ist
> nachvollziehbar, da bräuchte man einen eigenen Trafo für die Versorgung
> des Meßgerätes.

Unsinn!
Auch bei einem Trennstelltrafo "aus einem Teil" (habe mehrere) kann man 
an den beiden äußeren Anschlüssen der Sekundärseite volle Spannung 
(meist mehr als 230V) abgreifen. Dort kommt die Spannungsversorgung des 
Panelmeters ran. Die Messspannung dann vom Schleifer nach "Null".
Eigentlich ist das so simpel, das ich mich wunder, das man sowas noch 
erklären muss. ;-)

> Diese Konstrukte mit 1:1 Trenntrafo und verstellbarem Autotrafo dahinter
> scheinen mir eine Spezialität des Ostens gewesen zu sein?

Ich habe ja mehre aus dem Osten, solche Konstrukte kenne ich nur von 
Bildern "aus dem Westen" ;-).

Old-Papa

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Autor: Manfred (Gast)
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Old P. schrieb:
> Unsinn!
> Auch bei einem Trennstelltrafo "aus einem Teil" (habe mehrere) kann man
> an den beiden äußeren Anschlüssen der Sekundärseite volle Spannung
> (meist mehr als 230V) abgreifen.

Theoretisch ja, ich bezweifele allerdings, dass dieser Anschluß 
herausgeführt / zugreifbar ist.

Autor: Old P. (old-papa)
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Manfred schrieb:
> Theoretisch ja, ich bezweifele allerdings, dass dieser Anschluß
> herausgeführt / zugreifbar ist.

Natürlich! Ich habe schon einige (viele) TSS in den Fingern gehabt, 
nicht einer hatte diesen Anschluss nicht.
Vielleicht gibt es wirklich so kastrierte, doch wozu?

Old-Papa

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Autor: W.S. (Gast)
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Manfred schrieb:
> Diese Konstrukte mit 1:1 Trenntrafo und verstellbarem Autotrafo dahinter
> scheinen mir eine Spezialität des Ostens gewesen zu sein?

Nö. Meiner ist von Grundig und funktioniert genau so: mit 2 Trafos, 
einer zum sauberen Trennen, der andere ist ein Autotrafo zum Stellen.

Das ist auch notwendig, denn bei nur einem Trafo müßte man 2 Dinge unter 
einen Hut kriegen:
a) die wirklich zuverlässige galvanische Trennung
b) die mechanisch belastete sekundäre Wicklung, die ja angeschliffen ist 
für den Rollkontakt und die man deshalb eher schlecht bis garnicht auf 
eine darunter liegende Primärwicklung draufkriegt.

W.S.

Autor: W.S. (Gast)
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Old P. schrieb:
> Vielleicht gibt es wirklich so kastrierte, doch wozu?

Es gibt "Stelltrafos", das sind Autotrafos mit eben nur einer einzigen 
Wicklung. Die sind (waren) eben nur zum Stellen gedacht, ohne jegliche 
Netztrennung.

W.S.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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W.S. schrieb:

> Es gibt "Stelltrafos", das sind Autotrafos mit eben nur einer einzigen
> Wicklung. Die sind (waren) eben nur zum Stellen gedacht, ohne jegliche
> Netztrennung.

Solche Stelltrafos werden typisch nur einlagig bewickelt. Als Trenn-
Stelltrafo müssten sie mehrlagig plus gute Isolation bewickelt werden.
Das ist konstruktiv schwieriger zu lösen, weshalb viele Hersteller,
egal ob Ost oder West, die Lösung Trenntrafo plus Stelltrafo in einem
Gehäuse bevorzugen. Welche Lösung in der Anwendung wirklich besser ist,
lässt sich nur schwer sagen.

Autor: Old P. (old-papa)
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W.S. schrieb:
> Old P. schrieb:
>> Vielleicht gibt es wirklich so kastrierte, doch wozu?
>
> Es gibt "Stelltrafos", das sind Autotrafos mit eben nur einer einzigen
> Wicklung. Die sind (waren) eben nur zum Stellen gedacht, ohne jegliche
> Netztrennung.
>
> W.S.

Darum ging es aber nicht. Einfach nochmal nachlesen.

Old-Papa

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