SmartMeter. Praktikum Embedded Software. 09/01/2017 Mauricio Gómez 1

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Karlheinz Becke
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1 SmartMeter Praktikum Embedded Software 09/01/2017 Mauricio Gómez 1

2 Inhat Stromzähler EasyMeter Optische Schnittstelle UART wiringserial 09/01/2017 Mauricio Gómez 2

3 Stromzähler Was ist ein Stromzähler? Der Stromzähler ist ein über einen zeitlichen Verlauf integrierendes Messgerät zur Erfassung der Menge einer gelieferten bzw verbrauchten elektrischen Größe. 09/01/2017 Mauricio Gómez 3

4 Stromzähler Es gibt verschiedene Arten von Stromzählern Ferraris-Zähler Doppel- und Mehrtarifstromzähler Kassier-, Münz-, Prepaymentzähler Energiekostenmessgerät Elektronische Stromzähler Nachrüstbare Zählerausleser Lastgangzähler 09/01/2017 Mauricio Gómez 4

5 Ferraris-Zähler Weit verbreitet sind die Ferraris-Zähler nach dem Induktionsprinzip, benannt nach dem Italiener Galileo Ferraris. 09/01/2017 Mauricio Gómez 5

6 09/01/2017 Mauricio Gómez 6

Elektronische Stromzähler Die elektronischen Zähler können über Datenschnittstellen per Fernauslesung vom Energieversorgungsunternehmen oder von Geräten im Rahmen der

7 Elektronische Stromzähler Die elektronischen Zähler können über Datenschnittstellen per Fernauslesung vom Energieversorgungsunternehmen oder von Geräten im Rahmen der Gebäudeautomatisierung ausgelesen werden. Als Datenschnittstellen sind Infrarot, S0- Schnittstelle, M-Bus, Potentialfreier Kontakt, KNX oder Power Line Carrier (PLC) gebräuchlich. 09/01/2017 Mauricio Gómez 7

8 Inhat Stromzähler EasyMeter Optische Schnittstelle UART wiringserial 09/01/2017 Mauricio Gómez 8

9 EasyMeter Modell: Q3DA1004 V3.04 Drehstromzähler 3x230/400V 50Hz Sternschaltung Der Stromzähler verfügt über eine optische Schnittstelle. 09/01/2017 Mauricio Gómez 9

10 Inhat Stromzähler EasyMeter Optische Schnittstelle UART wiringserial 09/01/2017 Mauricio Gómez 10

11 Optische Schnittstelle Unser SmartMeter verfügt über eine optische Schnittstelle, über die jede 2 Sekunde Pulse gesendet wird. Die optische Schnittstelle sendet die Daten in Form eines Byte. Die Übertragung der Daten ist zu 9600 bit/s 7O1. Das Protokoll der gesendeten Daten ist das OBIS-Protokoll 09/01/2017 Mauricio Gómez 11

12 OBIS-Protokoll /ESY5Q3DA1002 V :0.0.0*255(54920) <- Eigentumsnummer 1-0:1.8.0*255( *kWh) <- Zählerstand Bezug 1-0: *255( *W) <- momentane Leistung P1 1-0: *255( *W) <- momentane Leistung P2 1-0: *255( *W) <- momentane Leistung P3 1-0: *255( *W) <- momentane Summe der Leistung 1-0:96.5.5*255(82) <- Statusinformation 0-0: *255(1ESY XXX) <- Fabriknummer! 09/01/2017 Mauricio Gómez 12

13 OBIS-Protokoll 1-0:96.5.5*255(82) <- Statusinformation Bit 0: 1 = Fehler Bit 1: 1 = synchrone Datenausgabe im festen Zeitraster Bit 2: keine Bedeutung Bit 3: keine Bedeutung Bit 4: 1 = L3 keine Spannung Bit 5: 1 = L2 keine Spannung Bit 6: 1 = L1 keine Spannung Bit 7: 0 = Leerlauf 82 -> /01/2017 Mauricio Gómez 13

14 Inhat Stromzähler EasyMeter Optische Schnittstelle UART wiringserial 09/01/2017 Mauricio Gómez 14

15 UART Wikipedia= Universal Asynchronous Receiver Transmitter, kurz UART, ist eine elektronische Schaltung, die zur Realisierung digitaler serieller Schnittstellen dient. Dabei kann es sich sowohl um ein eigenständiges elektronisches Bauelement (ein UART-Chip bzw. -Baustein) oder um einen Funktionsblock eines höherintegrierten Bauteils (z. B. eines Mikrocontrollers) handeln. Serielle digitale Datenübertragung mit: o 1 Start-Bit o 5 bis 9 Daten-Bits o 1 Parity-Bit (optional) o 1 Stopp-Bit (kann auf 1,5 bis 2 fache Zeit ausgedehnt werden) 09/01/2017 Mauricio Gómez 15

16 UART 09/01/2017 Mauricio Gómez 16

17 Inhat Stromzähler EasyMeter Optische Schnittstelle UART wiringserial 09/01/2017 Mauricio Gómez 17

18 wiringserial <wiringserial.h> Wichtige Funktionen o int serialopen (char *device, int baud) ; o void serialclose (int fd) ; o int serialgetchar (int fd) ; Hinweis: Der Hersteller hat die serielle Schnittstelle vom RaspBerry-Pi in 8O1 sowohl bei der Auslesung als auch bei der Übertragung definiert. 09/01/2017 Mauricio Gómez 18

$serialputchar(fd,'a'); charakter=serialgetchar(fd); printf("%c\n",charakter); serialclose(fd); return 0; }$

19 Die einfachste Probe int main() { int fd; char charakter; fd=serialopen( /dev/ttys0",9600); serialputchar(fd,'a'); charakter=serialgetchar(fd); printf("%c\n",charakter); serialclose(fd); return 0; } 09/01/2017 Mauricio Gómez 19

20 UART-Schnittstelle Gehen Sie in den Einstellungen vom Raspberry mit Hilfe des Befehls: sudo raspi-config Nun öffnen Sie die Option Advanced Options Aktivieren Sie die Seriel-Schnittstelle des Raspberrys und booten Sie den Raspberry 09/01/2017 Mauricio Gómez 20

21 UART-Schnittstelle Öffnen Sie die folgende Datei : sudo nano /boot/cmdline.txt Bearbeiten Sie diese Datei, die muss sich so aussehen: dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 console=serial0, root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait Booten Sie nochmal den Raspberry Der Raspberry ist schon bereit!! 09/01/2017 Mauricio Gómez 21

22 Danke für die Aufmerksamkeit 09/01/2017 Mauricio Gómez 22

23 Praktikum Aufgaben 09/01/2017 Mauricio Gómez 23

24 Aufgaben 1 Implementieren Sie die einfachste Probe, um überprüfen zu können, ob die Veränderungen in den Instellungen richtig gemacht worden sind. 09/01/2017 Mauricio Gómez 24

25 Aufgaben 2 Bilden Sie den folgenden Schalkreis 09/01/2017 Mauricio Gómez 25

26 Aufgaben 3 Erstellen Sie die folgende Klasse. Diese Klasse soll die Öffnung der UART-Schnittstelle für ein Objekt ermöglichen. Die Methode getmessage soll ein Char vom SmartMeter empfangen und auf der Konsole zeigen. Hinweis: Denken Sie bitte daran, dass die optische Schnittstelle des SmartMeters über 7O1 kommuniziert. newuart -descriptor : int -daten : int +getmessage(descriptor : int) : int 09/01/2017 Mauricio Gómez 26

27 Aufgaben 4 Optional Erweitern Sie die Methode getmessage, um nur die momentane Leistung P1 und die Statusinformation auslesen zu können 09/01/2017 Mauricio Gómez 27

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