ESP8266 wifi module voor uitlezing Slimme meter voeden uit P1 poort

Ik heb een shield gemaakt voor Wemos D1 mini modules (ESP8266) om de meterstanden van een slimme meter via wifi door te kunnen geven aan een willekeurige server (in mijn geval Domoticz). De opzet is erg eenvoudig, in essentie inverteer ik alleen het signaal zodat er standaard serial data de Wemos module binnenkomt. Het printje dat ik heb ontwikkeld bevat verder een jumper om te kunnen schakelen tussen open collector meters (bijv. Landis + Gyr en Iskra) en andere meters (zoals Kaifa en Kamstrup).

Het geheel voed ik momenteel uit een micro usb adapter. Dat is suboptimaal, DSMR 4.x bepaalt namelijk dat de slimme meter 5v, 100mA moet kunnen leveren op pinnen 1 en 6 van de RJ-11.

Het probleem is alleen dat mijn opstelling gemiddeld zo'n 75 mA trekt, maar dat er (zend)pieken zijn tot 170mA. De 170mA treedt op bij power up. Gedurende normaal gebruik zijn er periodiek 140mA piekjes (zo'n 6 mSec lang).

De voeding in de slimme meter is uitgevoerd met een stroombegrenzingschakeling. Uit betrouwbare bron heb ik dat deze terugschakelt naar 50mA wanneer de belasting boven de 100mA komt om weer terug te schakelen naar 100 mA wanneer de 'kortsluit' conditie is opgeheven. Het klinkt alsof er een Fairchild FPF 2000 achtige load switch is opgenomen in de meter.

De vraag waarmee ik al een tijdje worstel is, hoe kunnen de stroompieken worden opgevangen? De gemiddelde belasting is ruim binnen de perken van de meter, maar de piekbelastingen zullen de voeding van de slimme meter terug doen schakelen naar een te laag niveau.

Naieve suggestie zou zijn, plaats een buffer elco op de 5V lijn (3300µF of zelfs 4700 µF). Dat heb ik nog niet geprobeerd (ben wat huiverig dit in vivo te testen).

Ik heb wel een schakeling ronde de fpf2000 opgebouwd om de strombegrenzing in vitro te simuleren. Probleem hierbij is dat de spanningsval over de fpf2000 bijna 0.8v is (onbelast) en dat wanneer ik de ESP8266 er aan hang, de spanning daalt tot 3.1V (voor de 3v3 regelaar op de wemos module). Het resultaat is dat de ESP op 3.1 volt draait wat onvoldoende is om de boel te laten draaien.

Heeft iemand suggesties over hoe dit (triviale) probleem op te lossen?

Bijgevoegd het schema van de P1 wifi Gateway zoals ik hem gebruik.

Gewoon losse voeding gebruiken. Zendbursts kunnen makkelijk boven de 200mA komen.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Interessant Topic, wil je de code ook met ons delen? Ik heb zelf ook een "slimme meter" en wil de informatie ook graag naar een externe server sturen.

Wat de voeding betreft, is een supercap met begrenzings weerstand een mogelijkheid om de pieken op te vangen?

Groet, Henk

Misschien een idee om de battery shield (plus lithium battery) van Wemos te gebruiken.
De shield aanpassen voor max 10 mA laadstroom en een kleinere stroom door de led's.
Ligt er natuurlijk wel aan hoeveel deze shield zelf nodig heeft, datasheet van TP5410 is Chinees.

EricP

mét CE

Als je uit die meter wilt voeden, dan is enige vorm van 'opslag' in je eigen brouwsel de enige mogelijkheid.

Dan is een condensator niet eens zo'n heel slecht idee. ALS die pulsen inderdaad zo kort duren, dan zou je er wellicht al zijn met een dikke elco (met wat kleinere bypass-C's erover) en een spoel(tje) in serie met de voedingslijn. Anders een oplossing die zelf bij 95mA de stroom knijpt (FET in serie die je dicht gaat drukken ofzo?).

Anders kom je al snel bij een Li-Ion cel ofzo uit. Wat ook meteen weer ingebouwd onderhoud impliceert.

Maar goed, kwestie van rekenen: hoe lang duurt die puls werkelijk, hoeveel spanningsval mag er in die tijd optreden... Weet je zo de capaciteit (en daar ga je natuurlijk ruim boven zitten). Op eenzelfde manier kun je de waarde van je spoel(tje) uitrekenen en kijken of beiden realistisch zijn. Zo nee: plan afgeschoten. Zo ja: oplossing.

@HenkR: Als ik het me goed herinner, hebben 'supercaps' een redelijk hoge inwendige weerstand. Derhalve zijn ze niet zo goed in stroompieken leveren zeg maar... Maar een gewone (low ESR?) elco doet dat prima.

Het probleem met een eenvoudige elco lijkt me dat je bij opstart (0V in de elco) meteen een hoger-dan-100mA stroom trekt, en de meter dan terugschakelt naar "niet-genoeg-om-van-te-leven".

Ik denk dat je een super-cap-laad-chip moet vinden en die op 90mA en 5V (of 3.3?) af moet regelen. Of je dan een echte supercap of een gewone elco aan hangt moet je zelf weten. :-)

supercap-lader levert 90mA, je ESP8266 heeft 140 nodig, dus de cap moet 50mA leveren. Stel we accepteren 0.1V spanningsval gedurende die tijd, dan krijgen we: I = C dU/dt -> C = I dt/dU = 50mA * 6ms/0.1V = 3000uF. Neem 4700uF. Nog prima betaalbaar omdat de spanning zo laag is. En dan te bedenken dat ie ruim 20x meer energie kan opslaan dan nodig is (op 3.3V).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dank voor alle suggesties. Heb elco's en supercaps geprobeerd, dat werkt niet. Wat wel werkt is een kleine LIR2540 oplaadbare batterij als buffer. Een simpele laadcontroller (MCP73831T) wordt gevoed vanuit de P1 poort. De Wemos D1 Mini 5V ingang is aangesloten op de accu. De setup levert 4.4V, dat is voldoende om de low drop regulator op de Wemos netjes 3v3 te laten maken.

Hallo romix,

In hoe vere is de site http://www.esp8266thingies.nl nog open voor bestellingen? Zie dat de laatste forum update van 11 maanden geleden is. Ik heb sinds kort een slimme meter en wil deze heel graag uitlezen met een wemos d1 mini.

Alvast benakt voor je reactie,

mvgr Chris

bprosman

Golden Member

De vraag waarmee ik al een tijdje worstel is, hoe kunnen de stroompieken worden opgevangen?

Mijn Dymo label printers die kortstondig even een stroompiek nodig hebben werken (ook) met een accu. Zit zo'n blokje in wat je vroeger ook in de Nokia's tegenkwam. De rest van de voeding komt uit de USB.

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.