Steca500 Casemod

[W.Wonderland]

Plan



Wat eraan vooraf ging.

Vooraf aan de aanschaf van mijn eerste StecaGrid 500 omvormer heb ik kort onder zoek verricht of het mogelijk was om informatie van de kleine Steca's te loggen.
Een jaar daarvoor had ik al mijn Steca2010+ Master en Slave installatie en uitvoerig bekeken en geanalyseerd.
Op basis van deze informatie en de informatie welke op intenet te vinden is ben ik tot de conclusie gekomen dat het mogelijk moet zijn.
Met behulp van een StecaGrid 500 inverter en een StecaGrid Control zou het mogelijk zijn om de informatie van de Control unit te onderscheppen en analyseren

StecaGrid 500

Op basis van informatie welke ik van het Amsterdamse bedrijf Betronic Solutions BV (bedenkers/ontwikkelaars StecaGid Control) heb gevonden was het duidelijk dat ik op zoek moest naar hun PADI (Position Addressable Digital Interface)
Begin vorig jaar mijn eigen StecaGrid 500 in ontvangst mogen nemen en deze direct uit elkaar gehaald om de ontbrekende gegevens aan te vullen.

Op de bodem val elke Steca ligt een kleine print. Deze interface print zorgt voor de galvanische scheiding van de inverter en de Contol unit.
Elke StecaGrid 500 heeft 2 signalen naar buiten toe en 1 signaal naar binnen.

Een microcontroller (P87C554) icm een 11.0592MHz Xtal en een 24C04 EEPROM (4Kbit (512 byte)).
De combinatie van een microcontoller uit de mcs51 serie icm deze xtal frequentie wordt alleen toegepast om een mooie baudrate te verkrijgen.
(bv 1200/2400/4800/9600/14400/19200/28800/57600 etc)
Het blijkt dat de UART met de PADI in verbinding staat. Dat verkaart 2 van de 3 signalen.
Het derde signaal kan een lijn met serieweerstand naar de ground trekken.
Indien in een groep inverters één unit de lijn naar de ground trekt zal dit afhankelijk van zijn positie een variabele weerstand zijn, welke door de Control gemeten kan worden.
We hebben nu dus 3 lijnen, RxD, TxD en Position.

Aangezien de interface print volledig passief is zal geen enkele StecaGrid inverter kunnen communiceren met iets of iemand anders zonder een actieve master, de StecaGrid Control.


StecaGrid Control

De master unit welke door Steca geleverd wordt is de StecaGrid Control. Van deze unit zijn er 2 belangrijke versies in omloop, de versie met ENS (verplicht in Duitsland) en de versie zonder.
Op de fotos is duidelijk te zien dat voor beide versies dezelfde basis printplaat gebruikt wordt maar dat deze alleen bij de ENS versie volledig geassembleerd is.

In beide versies is duidelijk bovenin een onboard kWh meter te zien met een SO (optocouple) uitgang (midden naast transformator).
Het circuit in de linkeronderhoek zorgt voor de spanningen en conversies op de bus. De microcontroller welke hier gemonteerd zit houdt het geleverde vermogen bij.
De rode stekker midden onder (CON3 "TO PADI BUS") gaat naar de StecaGrid Inverters.
De tweede rode stekker links midden gaat naar de voorzijde van de unit waar het display zit of indien aanwezig een zender

Ik zou zelf direct een control unit gekocht hebben maar om een of andere reden worden deze niet meer gemaakt.

Gevolg is dat mijn eerste idee was om een defecte StecaGrid Control te kopen en naast de standaard aanwezig aardlek schakelaar een kWh meter met SO uitgang te monteren welke de gemeten waardes kon weergeven.
Deze situatie zou leuk zijn maar niet ideaal.

Vervolgens heb ik een lijst gemaakt van eigenschappen welke ik gewild zou hebben.
- Display met daarop oa de huidige opbrengsten en dagopbrengsten.
- Netwerkmogelijkheden zodat deze op afstand uit te lezen is.
- Logging naar PVoutput
- Langere interne logging als de StecaGrid 2010+ (intern 10min interval maar 7 dagen/ Daginerval 365 dagen)

Mijn ontwikkel "Kit"



StecaGrid CaseMod

Om het bovenstaande te kunnen maken had ik een behuizing nodig. Ik heb hiervoor een StecaGrid Inverter behuizing gekozen omdat deze intern (na verwijderen bestaande PCBs) volledig leeg is.
Na het kiezen van de behuizing heb ik na het testen van diverse types gekozen voor een grafisch kleurendisplay met touchscreen.
De hiervoor getest LCD5110 84x48 monochrome en JDT1800 160x128 kleur hadden een te lage resolutie en geen touchscreen.

Volgende stap was het kiezen van een geschikt "hart" voor het geheel. Kort heb ik een arduino overwogen maar het was al snel duidelijk dat ik de geheugen en IO limieten te snel zou bereiken.
Gekozen is daarom voor een LPCXpresso ontwikkelboard met JTag debugger.

Inmiddels zijn er ook arduinos te koop met daarop microcontrollers gebasseerd op de ARM Cortex M3 CPU waardoor dit voor velen een beter ontwikkelplatvorm is.

De eerste fotos
De behandelde voorzijde (nog niet afgewerkt)
Zoals op de fotos te zien is is het ontwikkel display "lekgeraakt" door hardhandig gebruik.


Een paar screenshots van de configuratie. Tot 16 devices mogelijk. In mijn geval 1x de GridConnect, 3x een StecaGrid500, 1x een StecaGrid 2010+ Master en tenslotte een StecaGrid 2010+ Slave.
Ieder device heeft zijn eigen instellingen en mogelijkheden tot online loggen


Standaard hoofd schermen tijdens bedrijf.
Standaard lopende dagopbrengst / Opbrengst losse dagen afgelopen maand / Maandoverzicht laatste 12 maanden.



WiFi
Lege behuizing met voorgemonteerde WiFi antennes.


Voor de zelfbouwers
Het topic "P1, S0 en Temperatuur logging met de Netduino Plus" bevat een perfecte startpunt voor een vergelijkbare opzet. De seriele P1 meter protocol kan je vervangen door een PADI protocol waarna je de beschikking hebt tot de aanwezige informatie.


budget PADI aftappers en ideeen
De paar euro versie bestaat uit een "USB to UART TTL" (ebay) converter icm een paar componenten om de juiste spanningen te krijgen + standaard PC software.
Het interface printje.

-- Wordt nog aangevuld --


Dit topic is GEEN bouwhandleiding voor het zelf bouwen van een exacte copy.
Niet alle informatie is aanwezig om aan de slag te gaan. Hoewel ik al bezig was met het protocol werd ik erop geattendeerd dat ik het ook aan de fabrikant zou kunnen vragen.
De fabrikant stelt hier wel voorwaarden aan vast.
Zo zijn er in dit project nog 2 (in mijn ogen totaal onzinnige) NDA's (non-disclosure agreements) getekend van standaard verkrijgbare onderdelen waardoor ik niet op alle mogelijke vragen een antwoord kan geven.
Alle vragen, ideeen en opmerkingen zijn welkom.
Aangezien ik hier niet dagelijks mee bezig ben, verwacht ik ongeveer elke maand een korte update te kunnen geven.

[ Voor 8% gewijzigd door W.Wonderland op 06-03-2013 00:21 ]

[W.Wonderland]

Morgen volgen nog enkele fotos Extra fotos zijn geplaats.

[ Voor 39% gewijzigd door W.Wonderland op 16-02-2013 16:31 ]

[Roamor]

Gaaf project, zal ik zeker volgen. Begrijp ik trouwens goed dat je dit niet in een bestaande omvormer inbouwt, maar met een lege shell begint?

[W.Wonderland]

Roamor schreef op zaterdag 16 februari 2013 @ 14:22:
Gaaf project, zal ik zeker volgen. Begrijp ik trouwens goed dat je dit niet in een bestaande omvormer inbouwt, maar met een lege shell begint?

Inderdaad ik ben begonnen met een lege behuizing van een StecaGrid 500 Philips EVO/PSI 500.
Alle oorspronkelijke electronica is verwijdert.
Je zou in een bestaande functionerende StecaGrid 500 iets sortgelijks kunnen inbouwen direct achter het front maar dan moet je wel zorgen voor een externe voeding, en de bestaande opto print vervangen door een iets gewijzigde versie. Uiteraard is het dan niet mogelijk om het totaal opgewekte AC vermogen intern te meten aangezien dit normaal in de StecaGrid Control gebeurde.

[W.Wonderland]

Budget PADI aftapper

Tijden het testen van de PADI bus heb ik na het meten aan de onderdelen een tijdelijk simpel printje gemaakt, bedoeld om de software op de PC te kunnen testen.
Onderstaande foto toont alles wat er nodig was.


Hoewel de normale spanning op de bus 12VDC bedroeg heb ik na het bekijken van de schema's niets gezien wat duidde op een verplichte 12V. Idee was om met behulp van een standaard USB naar RS232 kabel het met 5V te proberen aangezien de 5V door de USB geleverd kon worden.
Met uiteindelijk 3V3 signaal niveaus in het achterhoofd (en eventueel de 12V bus) is het het volgende schema geworden.

Groot:
http://i50.tinypic.com/9abqj9.png
Schema is heb ik snel ingevoerd aangezien ik nog een leeg hoekje in een print had heb ik deze daar geplaatst.
Indien er een LPCXpresso, Netduino Plus of andere microcontroller board gebruikt wordt is er uiteraard geen USB naar TTL kabel nodig.





Twee kabel waarmee getest kan worden.
één met 5V TTL input en output en één met 3V3 TTL input en output.
Beide kabels (met geïntegreerd IC) zullen iets van €20,- kosten.


Indien het goedkoper moet kan dit natuurlijk ook, op ebay zijn diverse printen te vinden met een CP2102 chip welke een 3V3 signaal genereren. Kosten hiervan bedragen tussen de 2-3 euro.



Indien er een bestaande Control+Grid afgetapt hoeft te worden mag alleen de ontvangende optocoupler aanwezig zijn waardoor het schema uit slechts 3á4 componenten (+kabel) hoeft te bestaan.

(volgende stap: display print)

[ Voor 3% gewijzigd door W.Wonderland op 04-03-2013 21:55 ]

[nielsdc]

Waarom gebruik je niet gewoon een fp4all logger voor de steca?
Lijkt me makkelijker om daarmee te beginnen ipv zelf het protocol te implementeren.

[W.Wonderland]

nielsdc schreef op dinsdag 05 maart 2013 @ 17:29:
Waarom gebruik je niet gewoon een fp4all logger voor de steca?

Omdat ik dat persoonlijk een lelijke zwart doos vind welke alleen het DC vermogen meet, wordt op dit moment nog de debugged en was een jaar geleden nog niet bedacht. Prijzig voor wat je krijgt, bevat geen display en je zit vast aan hun site. Ook mijn andere zelfverzonnen "wensen" zitten er natuurlijk niet in.

En vooral geen fun factor. Een commercieel product waarbij de winst van het bedrijf vooropstaat kan je natuurlijk nooit vergelijken met een hobbyproject waarbij onzinnige dingen worden toegevoegd alleen omdat het mogelijk is.

Lijkt me makkelijker om daarmee te beginnen ipv zelf het protocol te implementeren.

Protocol was het allermakelijkste onderdeel van het geheel omdat ik daaraan niets hoeft te verzinnen, het was het enige ondedeel waar ik aan vast zat, saai overnemen en intikken en aan het eind van de avond ben je klaar. Was ook het eerste onderdeel wat klaar was en draait inmiddels bijna een jaar foutloos.

Det ontwikkel "Kit" welke op de foto staat is ook een deel van het volledig werkend geheel welke met nog een paar aanvullingen netjes in de behuizing verwerkt moet worden. Van al mijn wensen heb ik op dit moment alleen de langere interne opslag van gegevens nog niet erin zitten wat minder belangrijk is omdat ik de belangrijkste gegevens ook via PVoutput, COSM of Thingspeak kan bekijken.

[harold65]

Begrijp ik goed dat het PADI protocol eigendom is van Steca en dat je daar de NDA's voor getekend hebt?

De seriele P1 meter protocol kan je vervangen door een PADI protocol waarna je de beschikking hebt tot de aanwezige informatie.

Hoe kom ik dan aan het PADI protocol?

[W.Wonderland]

harold65 schreef op woensdag 06 maart 2013 @ 08:31:
Hoe kom ik dan aan het PADI protocol?

Indien je een Connect + Grid hebt en je hebt een zeer klein beetje inzicht -> aftappen, en zelf in je eigen programma verwerken en ben je vrij om alles te delen.
Anders request naar de fabrikant van het geheel waarna je de gegevens kan krijgen met beperkingen voor het delen.
Ik heb begrepen dat dit ook geldt voor het StecaGrid 1900/2000/2010 protocol, deze heb ik zelf bekeken en de benodigde delen geïmplementeerd.
Mogelijk dat zelfs de 3000 serie te verkrijgen is hoewel deze wel recent is en onder het toezicht van Steca ontwikkeld is. In tegenstelling tot de 500 en 1900/2000/2010 welke dat niet zijn en bovendien waarschijnlijk langzamerhand EOL raken.

[Anoniem: 309701]

Hallo W.Wonderland,

Erg interessant project. Welke informatie kan je nu aan de omvormers opvragen? Uit de fp4all documentatie lees ik dat je er DC-vermogen/energie uit kan aflezen. Uit StecaGrid Control documentatie lees ik opbrengst en status. Zijn er meer parameters, zoals omvormer temp, voltage, amperage etc?

Ik neem aan dat het antwoord hierop niet onder de NDA's valt.

[ Voor 9% gewijzigd door Anoniem: 309701 op 01-04-2013 21:22 ]

[W.Wonderland]

Anoniem: 309701 schreef op maandag 01 april 2013 @ 21:21:
Welke informatie kan je nu aan de omvormers opvragen?.

Alle informatie is uit verschillende documentatie te halen welke er bestaat samengevat:
AC vermogen wordt normaal gemeten door een StecaGrid Control (zie ook foto's)
fp4all heeft geen 230V aansluiting en leest dus het DC vermogen uit de converters en berekent zo nauwkeurig mogelijk het DC vermogen.
Op zowel de Control als de Grid zitten geen temperatuursensoren op de PCBs, de microcontroller van de Grid heeft ook intern geen temperatuur sensor.
Hou er rekening mee dat dit 10 jaar oude ontwerp niet te vergelijken is qua uitlees en instel mogelijkheden met een moderne omvormer. Hoogste prioriteit lag duidelijk waar het hoort te liggen: Het omzetten van energie

[blb4]

Heel erg Interessant project! Ik ben (ook) op zoek naar een leuke manier om zo veel mogelijk informatie van 2 steca 500 omvormers te loggen op pvoutput. Ik begrijp dat jij inmiddels zover bent door de ontwikkeling van de hardware interface en software maar dat er blijkbaar nog wat opstakels zijn om e.e.a. volledig te delen. Enig idee wanneer dat wel het geval zou kunnen zijn? Is de hardware interface "Budget PADI aftapper" volledig funtioneel? oftewel: die zou alvast gebouwd kunnen worden?

[Chris96]

Is het systeem inmiddels operationeel voor de steca 500's?

[MARTIN Nkerk]

helaas, het forum is hier niet de plek voor.

[ Voor 77% gewijzigd door teacher op 18-05-2020 00:08 ]