Ferraris-Zähler digitalisieren?

Hallo in die Runde,

Seit einiger Zeit kommt mir so ein Gedanke auf, ob ich meinen privaten Zwischenzähler nicht etwas frisieren könnte.

Über Sinn oder Unsinn des Vorhabens bitte keine ausufernden Belehrungen. Das Ferraris-Zähler nur Wirkleistung messen und die Scheinleistung ignorieren ist mir klar.

Allerdings hängt dieses Teil eben an der Wand meiner Werkstatt. Zum anderen gehört er mir, ist entsprechend nicht verblompt und ich kann problemlos ins Gehäuse rein. Also so dicht an die Scheibe wie ich will.

Das blöde ist nur: Wenn ich nach dieser Thematik im Internet suche finde ich haufenweise solcher Projekte wo leute ausprobieren das verbeiwandern der roten Markierung mittels Optokoppler zu erfassen.

Das wäre mir aber zu blöd. Ne, wenn dann eher die Zahnung der Scheibe optisch abtasten. Wenn ich beispielsweise mit einem 630nm Laser gut fokussiert schräg auf die Scheibe bzw. dessen Zahnrand strahle, habe ich einen nicht üblen "Discokugeleffekt" im Raum. Da sollte also mit einer hellen LED und einem Lichtsensor sowie eventuell ein paar Blenden gegen Streuung was gehen. Erhoffe mir ein Signal welches sauber einen INT-Pin eines kleinen µC ansteuern kann zur Erfassung der Impulsrate. Die Anzahl der Zähne habe ich noch nicht gezählt, da die Scheibe aber

100U/kWh macht würde ich mal grob mit einer Taktrate zwischen 0Hz bis 10k
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Jürgen Hüser
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Am 12.04.2023 um 18:09 schrieb Jürgen Hüser:

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:)

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Leo Baumann

Am 12.04.23 um 18:09 schrieb Jürgen Hüser:

Was macht der Sensor einer optischen Maus daraus? Ist vermutlich zu weit weg und/oder zu wenig Fläche, aber kommt auf nen Versuch an.

Wegen der Granulation würdest du aber wahrscheinlich jede Menge erratischer Zählimpulse haben.

Hanno

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Hanno Foest

Am 12.04.23 um 18:09 schrieb Jürgen Hüser:

An die Scheibe selbst willst du aber nicht dran, das kann ich dir versichern. Und da sie vorn heraus ragt gibt es auch keinen Grund ins Gehäuse rein und in die nähe von Strom- und Spannungs-spule oder in Kontakt zur Scheibe zu kommen.

Weil das der sicherste Weg ist. Damit bekommst du am ehesten einen Definierten Impuls. Pro Umdrehung!

Du willst also faktisch nur eine höher Auflösung als nur eine Umdrehung pro hundertstel kWh haben. Und dazu willst du dir was selbst basteln mit der Ungewißheit ob du richtig oder falsch zählst. Oder sich die Bastelei in Rauch auflöst oder ähnliches...

Geht es dir nur um das Basteln oder um genauere/Schnellere/Bessere/Augenblicks-Werte?

In letzterem Fall schlage ich dir vor den Ferraris Zähler durch einen Digitalen Modbus-Zähler zu ersetzen z.b. SDM 220. Der hat ca. 1 TE und braucht außer einem RS-485 zu USB Wandler nur eine Normschiene zum aufklicken. an den Seriellen Wandler kannst du einen Raspi klemmen und darauf Volkszähler, OpenHab oder anderes installieren. Und die zeigen dir dann U, I, P, S und f an und natürlich auch den Gezählten Wert ggf. sogar nach Import und Export (falls du ein Balkonkraftwerk dran hängen wolltest). Und das alles mit mehr als Sekundengenauer Auflösung.

Wenn das Basteln für dich aber an erster Stelle steht: Ich bin nicht sicher ob die Aluscheiben wirklich eine Genormte Zahl an Zähnen haben da diese Zähler auf ganze Umdrehungen und das Zählwerk getrimmt sind. Der Rote Strich ist quasi nur als Hilfe drauf um die Scheibendrehzahl ab zu schätzen oder zu sehen das sich überhaupt was dreht.

Aber jeder direkte Kontakt mit der Scheibe kann die Zählgenauigkeit beeinflussen und so bleibt nur indirekt/optisch. Evtl. kann man noch oben/unten am Scheibenrand marken erkennen oder selbst mit einem Edding welche aufbringen die dir ein definierbares Signal liefern würden als "Discokugel-effekte" mit Schlitzblenden o.a. aus zu filtern. Wenn du die Glasscheibe entfernt bekommst geht das evtl. sogar von vorn, flach (Reflex Lichtschranke) und mit wieder montierter Scheibe auch geschützt. Deine "Auswertungs-Elektronik" braucht dann noch eine eigene Stromversorgung die nebenbei auch noch dafür sorgt das die Scheibe sich zumindest etwas dreht (verbraucher) oder einen Satz macht (Kurzschluß).

Bye/ /Kay

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Kay Martinen

Moin,

Ich würde den Zähler mit einer Kamer aufnehem und die Ziffern digitalisieren.

Christian

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Christian Keck

Hallo!

Am 12.04.2023 um 18:25 schrieb Hanno Foest:

Das habe ich mich auch schon mehrfach gefragt. Wie nennt man diese Teile überhaupt? Hab schon mehrfach versucht, wenn ich mal wieder ne Maus offen hatte, irgendwelche Datenblätter der Teile zu finden. Bislang aussichtslos. Da das heute alles DIL-artige vielpin-Teile sind vermute ich das es eher ein Controller ist der neben dem Lichtsensor gleich die drei Tasten noch mit abfragt.

Ich sach mal so: Kaputte Mäuse sind bei mir keine Seltenheit. Und Hauptproblem da ist eher der Drehgeber vom Scrollrad, Optik und Lichtsensor sind meist noch intakt.

Genau deswegen, aber auch weil ich die Lebensdauer von meinen Laserdioden nicht wirklich abschätzen kann.

Würde dann also eher Richtung LED tendieren. Wie gesagt, diese Maus-Technik wäre schon m.E. eine heiße Spur. Aber wo gibt es Datenblätter zu diesen dort verbauten Sensoren?

Jürgen

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Jürgen Hüser

Fand ich jetzt nicht so schwer. Google nach 'ADNS-2051' und du findest ein Datenblatt zu einem solchen Sensor. Allerdings eher die ältere Version, heute ist das USB-Interface schon integriert.

Der Vorteil des ADNS-2051 (auf dem Sensor steht 'A 2051') ist, daß er die gleichen Quadaratursignale produziert wie die 4 Lichtschranken einer mechanischen Maus. Es ist damit kein Problem eine optische Maus mit so einem Sensor mit dem Mausport eines Altsystems wie Amiga oder Atari-ST zu verbinden.

Gerrit

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Gerrit Heitsch

Jürgen Hüser snipped-for-privacy@gmx.de schrieb:

das dürfte dann genau bei der roten Markierung nicht, oder nicht zuverlässig funktionieren.

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Heiner Hass

Am 13.04.23 um 13:35 schrieb Jürgen Hüser:

Ich würde mir darüber erst mal keinen Kopf machen und versuchen, die Elektronik so, wie sie ist, an den Zähler zu pfriemeln. Zeigt die Maus keine "Bewegung", kannst du dir weitere Überlegungen sparen.

Persönlich würde ich dann versuchen, über die vorhandene USB-Schnittstelle gehen. Wenn dir das nicht gefällt, nimm eine PS/2 Maus, die sollte mit ihrem seriellen Protokoll evtl. einfacher auszuwerten sein.

Hanno

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Hanno Foest

Am 13.04.23 um 13:35 schrieb Jürgen Hüser:

Könnte einen Versuch wert sein. Wenn es geht, hätte man Kamera und Bewegungserkennung bereits in Hardware erschlagen.

"Optical mouse sensor" ?

Ja, Daten für den konkret in einer bestimmten Maus verbauten Sensor zu finden, dürfte schwierig sein. Das wird zu 95% obskure Chinaware sein, deren chinesisch-sprachiges Datenblatt man nur mit einer in chinesisch verfassten Suchanfrage findet.

Hier aber mal eine ältere Produktübersicht, als so etwas noch in der westlichen Welt hergestellt wurde:

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Gibt wohl welche mit SPI zum Anschluss an einen externen Controller und auch die "alles drin"-Variante gleich mit USB

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Hergen Lehmann

Hallo,

Am 13.04.2023 um 07:52 schrieb Christian Keck:

Genau so nicht - ganz andere Baustelle. Wäre gefühlt Faktor 10.000 bis 100.000 unterhalb der Genauigkeit, welche ich mir erhoffe. Wieviel Milliarden Zähne der Ferraris-Scheibe rauschen vorbei, bis sich am Zählwerk irgendwas erfassbares ändert?

Jürgen

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Jürgen Hüser

Am 13.04.2023 um 14:02 schrieb Gerrit Heitsch:

Hab mal eben so eine Schrottmaus die hier noch lag auf gemacht. Bei mir ist es ein FCT3065-XY. Mag aber auch daran liegen das ich seit gefühlt 20 Jahren angeleinte Mäuse überwunden habe.

Jürgen

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Jürgen Hüser

Hallo!

Am 13.04.2023 um 14:11 schrieb Heiner Hass:

Jawoll, zumindest mit 630nm nicht. Ob da eine andere Farbe mehr bringt? Andererseits gäbe es ja Hintertürchen für sowas.

Entweder in Software rausrechnen, oder mit feiner Feile die Zahnflanken vom roten Lack befreien.

Jürgen

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Jürgen Hüser

Deshalb induktiv mit höherer Frequenz abtasten. Stichwort: Induktive Näherungsschalter, die es auch Analog gibt.

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Helmut Schellong

Am 13.04.23 um 14:58 schrieb Jürgen Hüser:

Das bliebe ab zu warten.

Hat deiner eine Zehntelstelle? Die meisten haben nach dem Komma noch eine Ziffernwalze. Wenn deiner 100U pro kWh macht, die Zehntelstelle ist von 0-9 beschriftet dann bist du allein mit deren Erfassung schon zehn mal besser dran als mit den restlichen Walzen. Dann hast du 0,1 kWh Auflösung weil die sich alle 10 umdrehungen um eine stelle weiter drehen sollte. Reiner Zahlenwert!

Wenn du die Zähne beobachten willst mußt du das ergebnis ja auch noch in Relation zur Zeit setzen. Denn je nach Last dreht sich die Scheibe schneller oder langsamer und das muß dein µC erst mal umrechnen. Macht der Zähler doch schon für dich und du brauchst nur in Festem Raster ein Bild auswerten.

Bye/ /Kay

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Kay Martinen

Am 13.04.23 um 14:58 schrieb Jürgen Hüser:

Gar keine (Milliarden).

Aber Kamera wäre dennoch mein erster Ansatz. Für's Grobe hast du die Zahlen, falls er doch mal etwas verpasst. Und fürs feine kann man die Bewegungsvektoren bei Nachbarbildern auswerten. Wenn man das ordentlich macht, kommt man sogar weit unter einen Zahn Auflösung. Es geht sogar weniger als ein Kamerapixel. So etwas ähnliches habe ich mal mit Soundkarten gemacht. Mit einer 48 kHz Onboard-Soundkarte 3 ns messen ging jedenfalls, obwohl nur alle 21 µs ein Sample kommt.

Schwierig wird es natürlich, wenn der Zähler ordentlich Drehzahl bekommt. Da gibt es bei den 60 Hz natürlich Aliasing. Je nach Belichtung merkt man es an Unschärfe oder nicht. In dem Fall kann man aber den roten Strich wieder auswerten. Den verpasst man mit ein paar kW sicher nicht. Wenn du die hohe Auflösung auch bei Aliasing nutzen möchtest, brauchst du eine mit den 60Hz der Kamera synchonisierte Xenon-Blitzlampe als Belichtung. Die genauen Zahlen kommen dann halt immer etwas zeitverzögert, weil erst beim roten Strich der der Faktor der Unterabtastung bekannt ist.

In jedem Fall ist das alles detaillierter als du es aus jedweder modernen Messeinrichtung jemals herausbekommst.

Marcel

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Marcel Mueller

Am 13.04.23 um 18:05 schrieb Marcel Mueller:

Wie lange kann an damit zählen, bevor die Lebensdauer der Blitzlampe erreicht ist? :)

Hanno

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Hanno Foest

Am 12.04.23 um 18:09 schrieb Jürgen Hüser:

Ganz andere Lösung, es gibt für Tasmota geeignete, schlaue, schaltbare Steckdosen mit Stromzähler.

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0,001 kWh, Kalibrierung möglich, Auslesung per Web-Interface oder http (z.B. curl).

Problem ist leider, dass viele Hersteller auf einen zu Tasmota inkompatiblen µController umgestellt haben. Um keine Überraschung zu erleben, sollte man besser eine Steckdose kaufen, die ausdrücklich für Tasmota geeignet ist. Z.B.

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bei Reichelt
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Gerald Eіscher

Jürgen Hüser schrieb:

Du meinst Präzision/Auflösung. Die Genauigkeit sollte sich nicht ändern.

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Rolf Bombach

Hanno Foest schrieb:

Nunja, heute gepulste LED. Blitzröhren halten je nach Belastung durchaus 30-100 Mio Pulse.

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Rolf Bombach

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