Raspberry Pico 50Hz Mon - Home of Manuel Magninch
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Raspberry Pico 50Hz Mon
Controller
Netz Monitor 50Hz - MMD0328
Die gesamte Energieversorgung Europas ist mit elektrischen Leitungen verbunden. Damit haben alle Teilnehmer die gleich Netzfrequenz von 50Hz . Europäische Verbundnetz UCTE / ENTSO-E
Im Verbundnetz müssen die Lasten und die Generatoren ausgeglichen sein. Verschiedene gestaffelte Regelmechanismen sorgen bei einer Abweichung von 50Hz zu einer Leistungsanpassung an den Generatoren, um wieder die 50.0 Hz zu erreichen. Mit unserem Netzmonitor kann die aktuelle Netz-Lage gemessen angezeigt werden.
Die gesamte Energieversorgung Europas ist mit elektrischen Leitungen verbunden. Damit haben alle Teilnehmer die gleich Netzfrequenz von 50Hz . Europäische Verbundnetz UCTE / ENTSO-E
Im Verbundnetz müssen die Lasten und die Generatoren ausgeglichen sein. Verschiedene gestaffelte Regelmechanismen sorgen bei einer Abweichung von 50Hz zu einer Leistungsanpassung an den Generatoren, um wieder die 50.0 Hz zu erreichen. Mit unserem Netzmonitor kann die aktuelle Netz-Lage gemessen angezeigt werden.
Informationen zum Netzmonitor: Die aktuelle Netzfrequenz wird direkt aus der Wechselspannung des Stromnetzes gemessen, deshalb ist kein Batterie Betrieb möglich und auch kein Betrieb mit einem Gleichspannungs Netzteil möglich. Der Microcontroller Raspberry Pico hat einen genügend genauen Quarz Tackt für die CPU und die Zeitmesseinheiten. Die Messung summiert die Netzperioden Zeiten während einer Minute und zeigt diese an. Die Anzeige hat eine Genauigkeit von drei Nachkomma stellen: 50.000 Hz . Die Messgenauigkeit ist ca. +-1mHz (Mittelwert von 60 Sekunden). Mit 8 LEDs werden die erkannten Ereignisse angezeigt und gespeichert.
Die Daten: Display mit 8x7-Segment LED und 8 Einzel-LEDs, Stromversorgung per AC Stromversorgung, Datenausgabe zur Aufzeichnung per USB. Ausgabe Text Format mit 9600BPSVertrieb: https://shop.citysun.ch/search?search=MMD0328
Teile Liste:
Controller RaspBerry PICO S80929
LCD Display 2x16 S81258
DCF77 Empfänger Modul S82310
Gehäuse 10x7x5.5cm 3D LCD-Case-2x16.stl
Controller RaspBerry PICO S80929
LCD Display 2x16 S81258
DCF77 Empfänger Modul S82310
Gehäuse 10x7x5.5cm 3D LCD-Case-2x16.stl
8x Schraube M3x5 Rundkopf
Python Script DCF77 main.py V0.00
Python Script DCF77 main.py V0.00
Wenn auf dem Display nichts erscheint, so
den Kontrast, mit dem Potentiometer auf
der Rückseite des Displays, einstellen.
den Kontrast, mit dem Potentiometer auf
der Rückseite des Displays, einstellen.
Rückfragen & Support: Support@Clinch.ch
Anschluss des LCD Displays je mit I2C Schnittstelle an einen Raspberry Pico:
RaspBerry PICO <-> LCD 2x16 zeichen mit I2C DCF77-Bodul Beschreibung
Pico-Pin1 GP0 <-> LCD-SDA (GP0 mit 0/3.3V Logik LCD)
Pico-Pin2 GP1 <-> LCD-SDL (GP1 mit 0/3.3V Logik LCD)
Pico-Pin36 3.3V <-> (LCD-VCC) DCF-VCC LCD mit 3.3V (je nach Modell)
Pico-Pin40 5.0V <-> LCD-VCC LCD mit 5.0V (je nach Modell)
I2C Adresse 0x27 Im Python Script hinterlegt
Pico-Pin21 GP16 <-> DCF-OUT (GP16 mit 0/3.3V Logik DCF)
Pico-Pin22 GP17 <-> DCF-OUT (GP17 mit 0/3.3V Logik DCF)
# Widerstände: 4.7kR von SDA nach +3.3V, 4.7kR von SCL nach +3.3V sind beim Pico nicht zwingend
Zusammenbau: Für den Anschluss des Displays nehmen wir ein 4 Adriges Kabel mit einseitig 4 Stift Buchsen. Die offenen Kabel-Enden werden, gem. obigem Schema, direkt an die Pins des Raspberry PICO angelötet. Nun muss die Betriebssoftware auf den PICO geladen werden. Z.B. mit der Software Thonny (Die Beschreibung von Thonny ist in einem separaten Artikel, falls notwendig, beschrieben). Beim Bausatz ist der Kontroller bereits mit der passenden Software geladen. Das Gehäuse kann selber mit einem 3D-Drucker erstellt werden, oder Sie können ein beliebiges Gehäuse verwenden. Der 3D-Druck, mit den obigen Druckdaten, dauert mehrere Stunden da die Wandstärken mit 2.5mm relativ dick sind - aber dafür stabil.
Mit den 8 einzelnen LEDs werden die historischen Überschreitungen angezeigt und über eine Stunde gespeichert:
ooXo oooo -50mHz überschritten oooo oXoo +50mHz überschritten
oXXo oooo -100mHz überschritten oooo oXXo +100mHz überschritten
XXXo oooo -200mHz überschritten oooo oXXX +200mHz überschritten
XXXX oooo -500mHz überschritten oooo XXXX +500mHz überschritten
Die historiusche Anzeige via der LEDs wird gelöscht, wenn 60 Minuten lang +-50mHz nicht überschritten werden
Beim Start wird das 50Hz Signal geprüft, fehlt dieses, so erscheint die Anzeige: Err dAtA
Technische Daten:
Stromversorgung: 30VAC oder 9VAC
Stromaufnahme: bis max 200mA
Messgenauigkeit: 1mHz +-1mHz (Mittelwert einer Sekunde)
Frequenzbereich: 45-65Hz (eine Halbwelle) / 90-130Hz (zwei Halbwellen, Anzeige als 45-65Hz)
Anzeige: LED 7-Segment Anzeige mit SPI Schnittstelle
Datenausgabe: Wer die Messwerte speichern und weiter verarbeiten möchte, kann die Daten via USB Anschluss, der ein COM Gerät bereitstellt, abholen und aufzeichnen. Das Datenformat ist CSV, eine Zeile pro Minute. Beim Start wird das 50Hz Signal geprüft, fehlt dieses, so erscheint die Anzeige: Err dAtA
Technische Daten:
Stromversorgung: 30VAC oder 9VAC
Stromaufnahme: bis max 200mA
Messgenauigkeit: 1mHz +-1mHz (Mittelwert einer Sekunde)
Frequenzbereich: 45-65Hz (eine Halbwelle) / 90-130Hz (zwei Halbwellen, Anzeige als 45-65Hz)
Anzeige: LED 7-Segment Anzeige mit SPI Schnittstelle
Beispiel Daten: 50.000Hz
Es wird jede Minute eine Zeile gesendet. Jede Zeile ist maximal 25 Zeichen lang inkl. CR,LF
Störungsbehebung: Als erstes prüfen ob die LED auf dem Raspberry PICO nach dem einschalten der Stromversorgung im 0.5 Sekunden tackt blinkt.
Wenn die LED nicht blinkt, so ist das Python Programm ist nicht installiert oder ist nicht als main.py benannt (für Autostart) alles klein schreiben.
Technische Informationen zur Frequenz und zum Verbundnetz:
Abweichungen:
+-10mHz Kraftwerks eigene Regelung, Allgemeine Schwankungen durch das Netz
Störungsbehebung: Als erstes prüfen ob die LED auf dem Raspberry PICO nach dem einschalten der Stromversorgung im 0.5 Sekunden tackt blinkt.
Wenn die LED nicht blinkt, so ist das Python Programm ist nicht installiert oder ist nicht als main.py benannt (für Autostart) alles klein schreiben.
Wenn auf dem Display trotzdem nichts angezeigt wird, so ist das Display nicht korrekt angeschlossen.
Wenn beim starten auf dem Display die Meldung Err dAtA erscheint, so liegt das 50Hz Messsignal nicht an
Technische Informationen zur Frequenz und zum Verbundnetz:
Abweichungen:
+-10mHz Kraftwerks eigene Regelung, Allgemeine Schwankungen durch das Netz
+-20mHz bis +-200mHz wird die Primär Regelung Aktiviert um das Netz zu regeln
+-200mHz bis +-800mHz sind unvorhergesehene Grossereignisse wie der Ausfall eine Kraftwerkes
+-800mHz und mehr massive Fehler im Netz die nicht mehr nachgeregelt werden können -> Es werden automatisiert Grossstädte und Länder oder Kraftwerke vom Netz getrennt (Abwurf).
+-800mHz und mehr massive Fehler im Netz die nicht mehr nachgeregelt werden können -> Es werden automatisiert Grossstädte und Länder oder Kraftwerke vom Netz getrennt (Abwurf).
Hilft das Abwerfen von Verbrauchern bei Unterfrequenz oder von Erzeugern bei Überfrequenz nichts, dann wird der Netzbetrieb eingestellt (black out) und das Netz danach neu aufgebaut.
Lastenausgleich: Wenn ein Motor 1 Liter Wasser einen Meter anheben muss (9.81 Joule ca. 9.81 Watt 1 Sekunde), muss ein Generator mit der Kraft von einem Liter Wasser und einem Meter Energie generieren (9.81Joule ca. 9.81 Watt 1 Sekunde). Verluste nicht berücksichtigt. Ist an einem Generator keine Last angeschlossen, würde der Generator keine Gegenkraft haben und die Drehzahl und damit die Frequenz steigt an.
Weitere Infos: https://www.netzfrequenzmessung.de/