Lesing av AMS data (AMS/HAN -> IoT)

[Jan]

Ved å tappe strøm fra HAN, så kan det lagres strøm i kondensatoren, mellom intervallene da ESP skal våkne til liv.
Kondensatoren kan da være med på å gi nok strøm, dvs fylle på det som allerede kommer fra HAN. Dess lengre tid det er mellom avlesninger, jo mer strøm vil kunne lagres. 

Jeg har ikke regnet noe på dette, men det burde være en farbar vei?

 

/Jan

[ArnieO]

1 minute ago, xibriz said:

Det er jo en bra forklaring @ArnieO

 

Men så spørs det, hvor langt unna hverandre er lekkasjen og strømtilførselen? Kan det tenkes at man berger seg ved å rapportere inn annenhver melding? Altså hvert 20. sekund istedet for hvert 10.?

 

Og selvfølgelig tweake koden maksimalt. Kanskje "light sleep" er bedre enn "deep sleep" pga. oppstartstrømmen? Trikse med å slå av/på WiFi osv.

Just precis - det er dette jeg vil se nærmere på. Light sleep eller Modem sleep kan være bedre alternativer enn Deep sleep. Må testes.

 

God idé (som nødløsning) å evt ikke sende hver eneste datapakke!

[xibriz]

4 minutter siden, Jan skrev:

Ved å tappe strøm fra HAN, så kan det lagres strøm i kondensatoren, mellom intervallene da ESP skal våkne til liv.
Kondensatoren kan da være med på å gi nok strøm, dvs fylle på det som allerede kommer fra HAN. Dess lengre tid det er mellom avlesninger, jo mer strøm vil kunne lagres. 

Jeg har ikke regnet noe på dette, men det burde være en farbar vei?

 

/Jan

 

Men gir HAN-porten ut noe strøm når den ikke sender data? Jeg har innbillt meg at man bare får strømtilførsel når datapakkene kommer, eller tar jeg feil?

[ArnieO]

Just now, xibriz said:

 

Men gir HAN-porten ut noe strøm når den ikke sender data? Jeg har innbillt meg at man bare får strømtilførsel når datapakkene kommer, eller tar jeg feil?

Mellom datapakkene ligger det full (27V?) spenning på MBUS. Datapakkene kommer som pulser med null-spenning på MBUS.

[Andreas]

 

6mA på 24Volt gir ut 144mW. 

 

Sending WiFi : 170mA på 3,3v gir 561mW.

Mottak av data: 50 mA på 3,3v gir 165mW

Hvile 15mA på 3,3v gir 49,5mW

 

Hvis vi antar at oppkobling sending og nedkobling tar 3 sekunder(170mA) og at hvert mottak av data tar 1 sek (50mA).

Vi antar også at vi kommer ned i 15mA hvileforbruk.

 

En komplett sending "koster" 3s x 561mW = 1683mWS

 

Beregning:

Etter 9 sekunder uten mottak vil vi ha buffret opp 9s * 144mW = 1296 mWS, og brukt 9s * 15mA = 135mWS => Saldo = 1161mWS 

Etter sekund 10 vil vi  ha mottatt 1161 mWS + (144 - 165) => Saldo = 1140 mWS

Vi går 1140 mWS i overskudd etter hver mottatte datapakke ( Pakke 1).

 

Konklusjon : 

Så hvis vi sparer strøm i 2 sykluser, så burde det være nok til å kunde overføre uten å gå konkurs.

 

-Dette helt kjapt, sikkert mye feil. Har ikke tatt hensyn til at ved sending så er "avtappbar" effekt halvert, men alikavel burde det la seg gjøre.

 

.A

[xibriz]

10 minutter siden, Andreas skrev:

 

6mA på 24Volt gir ut 144mW. 

 

Sending WiFi : 170mA på 3,3v gir 561mW.

Mottak av data: 50 mA på 3,3v gir 165mW

Hvile 15mA på 3,3v gir 49,5mW

 

Hvis vi antar at oppkobling sending og nedkobling tar 3 sekunder(170mA) og at hvert mottak av data tar 1 sek (50mA).

Vi antar også at vi kommer ned i 15mA hvileforbruk.

 

En komplett sending "koster" 3s x 561mW = 1683mWS

 

Beregning:

Etter 9 sekunder uten mottak vil vi ha buffret opp 9s * 144mW = 1296 mWS, og brukt 9s * 15mA = 135mWS => Saldo = 1161mWS 

Etter sekund 10 vil vi  ha mottatt 1161 mWS + (144 - 165) => Saldo = 1140 mWS

Vi går 1140 mWS i overskudd etter hver mottatte datapakke ( Pakke 1).

 

Konklusjon : 

Så hvis vi sparer strøm i 2 sykluser, så burde det være nok til å kunde overføre uten å gå konkurs.

 

-Dette helt kjapt, sikkert mye feil. Har ikke tatt hensyn til at ved sending så er "avtappbar" effekt halvert, men alikavel burde det la seg gjøre.

 

.A

 

Da er man i (teoretisk) mål hvis man klarer å komme ned på 120 mA for sending og 0.5 mA i hvileforbruk

[ArnieO]

59 minutes ago, ArnieO said:

Mellom datapakkene ligger det full (27V?) spenning på MBUS. Datapakkene kommer som pulser med null-spenning på MBUS.

Rettelse:
Spenningen går ikke så lavt som null.

@roarfred målte på sin Kaifa hhv 27 og 15 V.

Kamstrup har vel 24V og ... noe lavere. Mener speccen sier at "0" skal være 12V lavere enn "1".

[bearer]

Det vil funke med stor nok kondensator bare man holder gjennomsnittlig forbruk under tilførselen. Eg forstod det sånn at Tibber slet på enkelte målere og skulle løse det med å øke intervallet på rapporteringen for å slippe ekstern power ja, men data må tas i mot uansett.

TSS721A vil kunne gi max 650uA om eg leser datablad rett, side 7.
I_CC Supply current (V_STC = 6.5 V, I_MC = 0 mA, V_BAT = 3.8 V, R_RIDD = 13 kΩ) 650 µA

[ArnieO]

12 minutes ago, Andreas said:

Konklusjon : 

Så hvis vi sparer strøm i 2 sykluser, så burde det være nok til å kunde overføre uten å gå konkurs.

 

-Dette helt kjapt, sikkert mye feil. Har ikke tatt hensyn til at ved sending så er "avtappbar" effekt halvert, men alikavel burde det la seg gjøre.

 

.A

Veldig bra, Andreas - takk for fint oppsett! Det er samme ca-vurderinger jeg har gjort. Enig - dette burde la seg gjøre!

 

Men så er det et viktig spørsmål hvor mye den interne spenningsregulatoren i TSS721A kan levere - og det er i hvert fall ikke lett lesbart fra databladet!

Med mindre noen sitter med data på dette så tenker jeg å koble opp en for å teste - så tar vi det derfra.

[ArnieO]

2 minutes ago, bearer said:

TSS721A vil kunne gi max 650uA om eg leser datablad rett, side 7.
I_CC Supply current (V_STC = 6.5 V, I_MC = 0 mA, V_BAT = 3.8 V, R_RIDD = 13 kΩ) 650 µA

 

Ja, jeg også så den, men får det ikke til å rime; det er veldig lite.

 

Maks strøm til bufferkonsensatoren er 2,4 mA ved 5V:

 

Uansett er det alt for lite, så håper den klarer mer enn dette.

 

På http://www.m-bus.com/mbusdoc/md4.php

er der informasjon om TSS721A. Der kan det se ut som den klarer 600 mA:

 

Så jeg tror det må gjøres en liten test for å bli sikker.

[bearer]

Hehe, samme konklusjon her - stoppa opp i påvente av bedre måleutstyr til små strømmer

[xibriz]

39 minutter siden, bearer skrev:

Det vil funke med stor nok kondensator bare man holder gjennomsnittlig forbruk under tilførselen. Eg forstod det sånn at Tibber slet på enkelte målere og skulle løse det med å øke intervallet på rapporteringen for å slippe ekstern power ja, men data må tas i mot uansett.

TSS721A vil kunne gi max 650uA om eg leser datablad rett, side 7.
I_CC Supply current (V_STC = 6.5 V, I_MC = 0 mA, V_BAT = 3.8 V, R_RIDD = 13 kΩ) 650 µA

 

Det kan jo tenkes at man kun trenger å rapportere data en gang i minuttet for å spare strøm på RF.

[frodegill]

1 hour ago, Andreas said:

Hvis vi antar at oppkobling sending og nedkobling tar 3 sekunder(170mA) og at hvert mottak av data tar 1 sek (50mA).

<snip>

Så hvis vi sparer strøm i 2 sykluser, så burde det være nok til å kunde overføre uten å gå konkurs.

 

Liste2 streames ut hvert 10 sekund, men husk at Liste1 kommer hvert 2,5 sekund (og for min del er det Liste1 jeg er interessert i)

[ArnieO]

2 minutes ago, frodegill said:

 

Liste2 streames ut hvert 10 sekund, men husk at Liste1 kommer hvert 2,5 sekund (og for min del er det Liste1 jeg er interessert i)

På Kamstrup er Liste 1 hvert 10. sekund, Liste 2 hver time.

[frodegill]

NEK sier aktiv effekt skal sendes hvert 2,5 sekund, men også at "Frekvensen for uttak av aktiv effekt kan endres til maksimalt 10 sekunder om det foreligger begrensninger som hindrer en høyere oppdateringsfrekvens."

 

Ser kamstrup sender liste1 hvert 10.sekund  xx:xx:x0, og liste2 sendes hver time xx:00:05. Hver time vil det dermed komme tre pakker (liste1-liste2-liste1) i løpet av ti sekunder. Aidon vil ikke sende liste1 når det i stedet sendes liste2, og sender ikke liste2 når det i stedet sendes liste3.

Hvis jeg legger godviljen til er vel Kamstrup innenfor spec, men jeg skjønner ikke hvorfor leverandørene skal tøye på en så enkel og presis spec som AMS/HAN har.

[ArnieO]

54 minutes ago, ArnieO said:

Så jeg tror det må gjøres en liten test for å bli sikker.

 

Jeg har gjort en enkel statisk test med 470 uF på STC og 13 kohm på RIDD.

 

Dessverre:

TSS721A klarer under helt statiske forhold å levere fra pinne VDD 2 mA (1680 ohm last), men ikke 2,5 mA (1330 ohm last).

Og det er vanskelig å se for seg å komme så lavt i gjennomsnitt.

 

Så da er det tilbake i tenkeboksen. Forslag, anyone?

En lineær spenningsregulator vil koke bort mye effekt pga stort spenningsfall fra nesten 30 til 3,3V, så det trengs noe annet.

Spenningen på MBUS vil se omtrent slik ut (med høyeste spenning noe lavere, men med ca 12 V mellom høy og lav:

 

Kamstrup-måleren er visst den mest gjerrige av de tre - man kan trekke max 6 mA.

[ArnieO]

Jeg tenker det trengs en buck converter som tåler hele MBUS spenningen inn, og har fast spenning 3.3V ut (det finnes noen med "mikropotensiometer" for å justere utgangsspenningen, men jeg foretrekker å unngå de).

 

Denne vil vel kunne gjøre jobben, og uten å spise særlig PCB-areale:

https://www.aliexpress.com/item/TZT-DD4012SA-1A-DC-5-40V-to-3V-3-3V-3-7V-5V-6V-7-5V/32916802331.html

 

Den er oppgitt med 75 - 90% virkningsgrad; la oss være konservative og anta 75%.

Man kan trekke max 144 mW fra Kamstrup MBUS. 144 mW * 75% = 108 mW på 3,3V

108 mW / 3,3V = 33 mA til ESP'en.

 

=> ESP-koden må da tweakes slik at den i gjennomsnitt trekker maks 30 mA.

 

[Andreas]

https://no.rs-online.com/web/p/products/7962141/

Ganske lik, men..

Denne er fin.. Står oppgitt til 85,5 %

Tåler 36v inn og fast 4,4v ut uten noen eksterne komponenter,

[bearer]

Vil fortsatt trenge tilstrekkelig kondensator som til føre til ganske store oppstartsstrømmer, og potensielt trøbbel med brownout ved oppstart; og man må bruke kode for å justere intervall til å holde seg innenfor budsjett for aktuelle måleren.

Litt mer jobb, men buck converter styrt av en attiny med softstart som måler bus spenning og justerer lasten der etter for å aktivere en vanlig linær ldo regulator når man har akkumulert nok energi. Kommer til å pusle litt med det når eg får bestillt meg en micro current gold type måler

[StenO]

Denne kjenner jeg at jeg har lyst til å henge meg på. ?

 

Kan hende buck-converter er veien å gå, men la jo merke til at Tibber bruker en superkondensator for å holde ut under signalering.

Ser ArnieO har testet hva TSS721A greier men hvor stor kondensator er det mulig å presse på. Har bestilt meg et par av disse 2x-1F-5-5V-farad-capacitor men spekken på chip'en angir vel maks 7V på terminalene hvor kondensatoren skal kobles. Da holder nok ikke 5,5V som her.

Her må det kobles opp og testes litt...

 

[ArnieO]

22 minutes ago, bearer said:

Vil fortsatt trenge tilstrekkelig kondensator som til føre til ganske store oppstartsstrømmer, og potensielt trøbbel med brownout ved oppstart; og man må bruke kode for å justere intervall til å holde seg innenfor budsjett for aktuelle måleren.

Ja, må ha stor kondis på 3,3V. Good point det med brownout ved oppstart - takk for påminnelsen!

Tenker jeg øker pullup på ESP EN(able) inngang til 100k, med en 33 µF kondensator til jord - da bør vel den risikoen være håndtert.

 

 

[ArnieO]

25 minutes ago, StenO said:

Denne kjenner jeg at jeg har lyst til å henge meg på. ?

 

Kan hende buck-converter er veien å gå, men la jo merke til at Tibber bruker en superkondensator for å holde ut under signalering.

Ser ArnieO har testet hva TSS721A greier men hvor stor kondensator er det mulig å presse på. Har bestilt meg et par av disse 2x-1F-5-5V-farad-capacitor men spekken på chip'en angir vel maks 7V på terminalene hvor kondensatoren skal kobles. Da holder nok ikke 5,5V som her.

Her må det kobles opp og testes litt...

 

Uansett kondensatorstørrelse må forsyningen levere like mye strøm som ESPen i gjennomsnitt trekker. Og TSS721A klarer ikke levere tilstrekkelig.

[StenO]

1 time siden, ArnieO skrev:

Uansett kondensatorstørrelse må forsyningen levere like mye strøm som ESPen i gjennomsnitt trekker. Og TSS721A klarer ikke levere tilstrekkelig.

Det stemmer når du sier det. TS721A har ingen leamikk for step-down og spennigsreduksjonen er vel i praksis resistiv som igjen betyr at ut-strøm på 3,3V er begrenset av hvor stort effekt-tap chip'en klarer med den strømmen og spenningsreduksjonen fra ca 30V og ned til 3,3V. og på bare 50 mA blir det fort en og en kvart Watt som må forflyttes fra denne lille chipen.

 

-> Vi går for egen buck-converter tror jeg...

 

[Andreas]

Https://editor.p5js.org/andreaspedersen/sketches/HyPgTFqGN

 

Kalkulator / visualisjon av effektsaldo

 

Alle kan redigere eget script 

[ArnieO]

45 minutes ago, Andreas said:

Https://editor.p5js.org/andreaspedersen/sketches/HyPgTFqGN

 

Kalkulator / visualisjon av effektsaldo

 

Alle kan redigere eget script 

Kult - det der ser ut som et flott verktøy å lære seg!

Jeg jobber med å oppdatere kortutlegg med buck-konverter.

Kunne du lagt inn virkningsgrad for spenningsregulator (konservativt 75% for en buck converter)?