Tijd voor een status update:
Vanwege de problemen met de trage netkaart enz. op onze mainsite hosting is de netfrequentiemeting verplaatst naar een eigen domein.
Je vindt deze nu op
http://netfrequentie.nl/f-graph.html
Het hardware ontwerp vordert gestaag en is op de volgende punten gewijzigd :
- Er wordt op dit moment gebruik gemaakt van een Raspberry Pi 3B (kosten ca 35 euro kaal), de komende week ga ik proberen of de meting ook goede resultaten levert met een Raspberry Pi Zero-W (kosten ca 11 euro kaal), Dat scheelt toch bijna 25 euro aan kosten.
- De Raspberry Pi Zerro-W is een klein ding : 65x30x5mm
- IMG_20180126_090754781.jpg (355.25 KiB) 277 keer bekeken
- Om een nauwkeuriger meting te krijgen moet ik de klok van de RPI synchroniseren met een nauwkeurige klok,op dit moment gebeurt dat met een NTP tijdservice.Dit levert een nauwkeurigheid op van ca 1ms. Op zich prima maar voor de frequentiemeting, maar voor sommige van de geplande functionaliteit is een betere nauwkeurigheid nodig. Verder laat de meting kleine pulsjes en ruis naar boven zien op de meetwaarden, deze zijn klein (<1mHz) maar het kan beter met een nauwkeuriger tijdbasis. Daarom heb ik besloten een GPS-module toe te voegen aan het ontwerp welke iedere seconde (op de seconde) een puls geeft (bij sommige bekend als PPS). Deze modules zijn super compact en in China extreem goedkoop (<10 euro/st incl. verzenden via aliexpress).
- De GPS-module is slechts 16x16x6,5mm groot.
- IMG-20180125-WA0001.jpg (65.34 KiB) 277 keer bekeken
Afhankelijk van de gevoeligheid van de ingebouwde antenne van de GPS-module zou evt nog een externe antenne nodig kunnen zijn.
- De voeding van de raspberry pi zal meteen binnen de frequentiemeter verzorgt worden, je hebt dan geen aparte voeding meer nodig. Dit scheelt weer in de hardware kosten (ca 7-9 euro), en maakt de meter makkelijker te plaatsen. Via de hierboven al genoemde chinees heb ik een 110-230VAC/5VDC voeding gevonden die de voeding van de raspberry pi op zicht neemt (kosten nog geen euro/st incl. verzending).
- De voeding tbv de Raspberry Pi
- voeding.jpg (97.86 KiB) 277 keer bekeken
- Vanwege de bovengenoemde punten zal de frequentiemeter wellicht ondergebracht worden in een netstekkerbehuizing die direct in het stopcontact kan worden gestoken of een simpele vierkantje doos met snoer en stekker. De meting moet ivm de GPS ontvangst wel ergens nabij een raam geplaatst worden. (let op HR++ bevat vaak een metaalfolie die het GPS signaal verstoort, hetzelfde geldt voor moderne steenwol isolatie met een vochtscherm (aluminium coating). Ik kan me voorstellen dat een doosje met snoer en stekker eenvoudiger te plaatsen is.
- Behuizing zonder aangebouwde stekker
- behuizing-125-x-80-x-35-abs.jpg (8.99 KiB) 277 keer bekeken
- Behuizing met aangebouwde stekker
- stekkerbehuizing-126-x-75-x-53-kunststof.jpg (26.9 KiB) 277 keer bekeken
Deze manier van plaatsen van de meting maakt het mogelijk om als volledige leek op elektronica of raspberry pi gebied toch een meting te plaatsen (enkelen hebben hier een vraag over gesteld). Je hoeft via een webinterface alleen je meting te configureren voor jouw wifi-netwerk en te registreren op de server (een goede handleiding wordt uiteraard mee geleverd)
- Ik overweeg om bovenstaande redenen de meting op niet meer als bouwpakket te leveren maar alleen als complete plug-and-play unit. Dit om de kwaliteit en veiligheid te waarborgen, zijn er mensen die graag wel zelf met de soldeerbout aan de slag gaan? Geen dat dan even aan.
- Als de Raspberry Pi Zero-W geschikt blijkt zal het energie verbruik van de meting flink dalen. De verliezen in de meting zijn nu als volgt:
+ Trafo: 0,5W
+ Voeding: 1W
+ Raspberry Pi 3B: 2,4W
Totaal: 3,9 Watt (kosten per jaar 6,80 euro aan energie)
+ Trafo: 0,5W
+ Voeding: 1W
+ Raspberry Pi Zero: 0,5W
Totaal: 2 Watt (kosten per jaar 3,50 euro aan energie)
Het totale blokschema ziet er dan als volgt uit:
- Blokschema van de netfrequentiemeter
- Blokschema.JPG (33.06 KiB) 277 keer bekeken
Ook aan de software en communicatie kant heb ik wat andere keuzen gemaakt:
- Op de meetdata is op dit moment af en toe een hele korte piek te zien, deze worden veroorzaakt door een storing in de sinus waardoor de meting in plaats van een puls er twee meet. Dit resulteert met het huidige algorithme in een te hoge frequentie. Dit moet nog gecorrigeerd worden, het PPS-sgnaal van de GPS-module gaat hierbij helpen.
- Een piek op de meting
- Piekje.jpg (34.52 KiB) 277 keer bekeken
- De communicatie van de metingen naar de server loopt nu via een bedrade netwerk aansluiting, met de definitieve meting zal dit via wifi gaan. Dat maakt de plaatsing weer eenvoudiger.
- De software op de Raspberry Pi is nu geschreven in Python maar wordt in de productie omgeving C/C++, Dit ivm de snelheid van de meting en de processor belasting.
- De raspberry pi in de meting zal voorzien worden van een sd-kaartje met daarop van op afstand opwaardeerbare software, zodat we later ook functionaliteit op afstand kunnen toevoegen. Dit zal volledig transparant gaan, je hoeft als gebruiker niets te doen.
- De server zal in de gaten houden of jouw meting nog functioneert en zal je indien gewenst een melding geven (via mail) als er gedurende langere tijd geen data is ontvangen.
- De communicatie tussen meting en server loopt nu via http op TCPIP-protocol het zou kunnen dat dit het UDP protocol gaat worden. Dit UDP-protocol is simpeler, sneller en belast de server en de raspberry pi minder. Ik moet nog even kijken of dit protocol standaard goed door de router komt.
)
