S0 - Signal mit Wemos D1 Mini erzeugen?
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@dieter_p
Hi Dieter,
hat zwar leider etwas gedauert (bin einfach nicht vorher dazukommen...), aber hab mich da jetzt mal was mit dem Projekt beschäftigt.Hab mir die Norm (EN 62053-31) besorgt und alles soweit aufgebaut (mithilfe meines Arbeitskollegen), wie ich der Meinung bin, dass es stimmen sollte^^
Die Schaltung dazu:
Da ich die 5V vom Wemos D1 Mini abgreife um das 15mA Signal zu erzeugen konnte ich das fertige Modul hat leider nicht verwenden, da dort zu große Wiederstände verbaut sind (meine Kollege hat dann die Optokoppler ausgelötet und wir ahben die dann auf eine eigene Platine aufgebaut).
Ich hoffe jetzt, dass die Spannung vom Signal (ca. 4V) ausreichen für die S0-Schnittstelle, da in der Norm nichts von Min-Spannung steht.Zum Programm:
Ich schicke die Werte vom Shelly EM3 & vom Fronius-Wechselrichter an 2 ESP8266 (2x Wemos D1 Mini)
und wandle dann die Werte folgendermaßen in das Pulsen vom Ausgang D2:
(Taktet so lange gleich, bis der MQTT-Wert sich ändert)Lt. Oszilloskop ist das Signal ein schönes Rechteck und die Pulsdauer passt auch super (im Versuch hab ich 30ms EIN und 30ms AUS getestet).
Mein Plan wäre die Schaltung diese Woche mal an die Wärmepumpe zu hängen.
LG
Bernd -
Hallo Bernd, vielen Dank für dein Feedback und Norm-konformes s0 Signal hat natürlich viele Vorteile und ist spitze.
Ich hab nun endlich letzte Woche mein Handoszi bekommen und wollte nochmal was testen/spielen damit. Diese Woche werde ich es leider nicht schaffen.
VG
Edit: So das Spielkind hat etwas Zeit gefunden und kann Dir nur zustimmen, dass das gut aussieht. zB die 30mS trifft der ESP so recht gut bei ca. 3,3V die ein GPIO üblicherweise liefert:
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@bernd-schwaiger stolper gerade nochmal über Deine Schaltung. Du gibst dort aktiv 5V drauf auf den Ausgang des Optokopplers?
Warum?
Die Spannung und auch den Strom sollte der Eingang zur Verfügung stellen. Der Ausgang liefert nur den Schalter/die Diode die Auf/Zu macht. Gespeist wird das vom Eingang (der WP).wie hier gezeigt:
die mcu-seite liefert der ESP32-GPIO und der Ausgang ist Dein S0+ (rot 3-24V) und S0- (signal output) der Wärmepumpe:
was ich spontan vermisse wäre der 200Ohm Widerstand aber der lässt sich ja flott darein bringen
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@bernd-schwaiger said in S0 - Signal mit Wemos D1 Mini erzeugen?:
Da ich die 5V vom Wemos D1 Mini abgreife um das 15mA Signal zu erzeugen konnte ich das fertige Modul hat leider nicht verwenden, da dort zu große Wiederstände verbaut sind (meine Kollege hat dann die Optokoppler ausgelötet und wir ahben die dann auf eine eigene Platine aufgebaut).
Ich hoffe jetzt, dass die Spannung vom Signal (ca. 4V) ausreichen für die S0-Schnittstelle, da in der Norm nichts von Min-Spannung steht.könnte funktionieren, da die Wärmepumpe mit 3,3V das s0 Signal speist:
da eine Fremdspannung vom D1 Mini reinzubringen, gefällt mir nicht wirklich (unterschiedliche Potentiale und so ein "Gemüse"). mit 3,3V kommt man allerdings auch nicht wirklich weit. Würde dennoch mit der Spannungsversorgung der Wärmepumpe starten, da es erstmal so vorgesehen ist.
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@dieter_p
mein fehler.
Habe die Schaltung in der Arbeit zusammengebastelt. Da hatte die ich Versorgung der Wp nicht. Deshalb hatten wir wir dann die 5V vom Wemos abgegriffen.
Da gings ja in erster Linie noch ums probieren, obs überhaupt geht, ob der Esp schnell genug schaltet. Bzw wie das mit den Impulsen dann am Oszi aussieht.Hab dann i-wo nen Knoten im Gedankengang gehabt und mich verrannt… Vielen lieben Dank fürs berichtigen!
Ich werd die Schaltung Anfang nächster Woche anpassen, da ich jetzt über WE in Ungarn bin.
LG
Bernd -
@dieter_p
Schönen guten Abend Dieter,hab die Schaltung angepasst. Die 3,3V werden von der WP über die S0-Klemme (Bei mir S26 & S29) bereitgestellt. Die Optokoppler musste ich sowieso auslöten, da der verbaute Widerstand am Optokoppler-Modul zu hoch war.
Im Moment habe ich einen 100Ohm Widerstand mit drin (Optokoppler = ca. 100Ohm + 100Ohm Widerstand = ca. 200 Ohm).
Weiters habe ich die Programmierung vom ESP etwas erweitert, damit ich Rückmeldung bekomme, sollte sich der MQTT-Wert 5 Minuten nicht ändern.IoBroker Skripte:
IoBroker MQTT:
ESP Devices:
ESP Rules:
Hab jetzt kurzzeitig 10kW Einspeisung simuliert und hat soweit funktioniert.
LG
Bernd -
Besten Dank. Hab gerade eine andere Baustelle (Heizung) und hab nicht weiter probiert. Aber auch wieder was gelernt und wie Du die Verbindung bzw. über MQTT prüft sieht gut aus. Hab da bisher immer einen Wert/DP kontinuierlich gesendet/empfangen und im IOBroker den Zeitstempel geprüft auf sein Alter.
"MQTT Alive" gefällt mir
Thx! -
@dieter_p Guten Abend Dieter,
ich habe euren Verlauf interessiert verfolgt da ich vor dem gleichen Problem stehe, jedoch nicht vom Fach bin.
Ich habe eine Remko WKF130, in welcher ich die PV-Überschluss-Funktion nutzen möchte, S0-Zähler verbauen zu müssen. Über den iobroker liegen mir via Modbus alle Daten zur Produktion, Einspeisung und Netzbezug vor. Perspektivisch werde ich mittels Shelly sogar noch die WP selbst einbeziehen.
In meiner Naivität war ich nun davon ausgegangen es genügt, wenn ich mittels Blockly und GIPO die S29 (PV-Einspeisung) der Wärmepumpe mit einem Impulssignal gem. der SmartMeter Einspeise-Daten belege. Also ein 3,3V GIPO meines Raspberry an den S29 sowie Ground auf Ground.
Ich habe das Handbuch auch so verstanden, dass die WP selbst saldiert. Daher war ich davon ausgegangen, das S29 genügen müsste (Überschuss - 0 = Überschuss). Leider scheint die WP den PV-Überschuss nicht zu erkennen. Zwar kann ich über den Expertenzugang im Status sehen, dass der Energiezähler Eingänge registriert, allerdings bekomme ich in der grafischen Infoübersicht neben dem WP-Verbrauch keinen PV-Überschuss angezeigt.Hast du Erfahrungen dazu ob ich noch weitere "Zählerwerte" einbinden muss oder klappt es tatsächlich nur mit einer Hardware-Erweiterung wie in deinem Beispiel per ESP (was natürlich wesentlich aufwendiger und für einen Amateur wie mich nicht so leicht zu realiseren ist)?
Ich würde mich super freuen, wenn ihr mir weiterhelfen könnt und ich damit noch eine Stück mehr Autarkie bekäme.
Viele Grüße!
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Man lernt doch nie aus ...
Hatte den S0-Bus noch aus Zeiten von ISDN in Erinnerung,
https://de.wikipedia.org/wiki/S0-Bus
https://www.energie-zaehler.com/Energiezaehler-mit-S0-Schnittstelle
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Hallo Sven,
wenn ich Deine Schilderung richtig verstanden hab, dann liegt bei Dir ein Missverständnis bzgl. eines S0 Eingangs vor. Den solltest Du Dir noch einmal anschauen auch um Deiner WP keinen Schaden zuzuführen. Oben habe ich aber auch bereits Auszüge und Schaltungen gezeigt.
Der Punkt ist dass der S0 Eingang Deiner Wärmepumpe die Spannungsversorgung für den S0-Ausgang (wo auch immer der herkommt) liefert.
Der S0 Ausgang schaltet die Spannung kommend vom S0 Eingang wieder durch zum Ausgang um dort detektiert zu werden.Du gibst aktuell vom Raspberry (S0 Ausgang) eine "Fremdspannung" (3,3V) darein und davon würde ich Abstand nehmen!
Prinzipiell liefert der Raspberry aber nichts anderes wie ein angediskutierter ESP. Wenn Du ihn als S0-Ausgang bereits konfiguriert hast (durch was auch immer), dann könntest Du aus meiner sicht versuchen mit so einem Optokoppler-Modul ihn an den S0 Eingang Deiner Wärmepumpe zu bringen.Per IObroker den Raspberry als S0-Ausgang zu konfigurieren, hab ich bisher noch nicht gesehen und keine Ahnung ob es da etwas Fertiges gibt oder es extrem aufwendig wird. Bei Letzterem könnte man ja auf Idee kommen doch einen ESP8266 zu benutzen und vom IObroker per MQTT (über WLan) die Infos über den Überschuß an den ESP zu schicken. Der macht dann dann über den Optokoppler ein S0 daraus. Klingt etwas umständlich, aber halbwegs schon mal hier durchdiskutiert.
Was hier als MCU bezeichnet wird, ist dann dein RPI:
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@dieter_p
Hallo zusammen
Ich bin mir auch ein S0 Signal am erstellen. Ich habe bereits etwas Software auf einem ESP32 erstellt, damit ich das Signal erzeugen kann. Über MQTT gebe ich die kW Info dem ESP32 an (die Info betreffs aktueller kW Einspeisung beziehe ich vom Wechselrichter) und ich dann per S0 Signal der WP weiterleiten kann (bisher habe ich nur eine LED am ESP32 am Blinken; sobald ich die korrekten Komponenten für den S0 Ausgang angeschlossen habe, prüfe ich dies dann noch mit einem Oszilloskop).
Jetzt muss ich "nur" noch die Hardware dafür zusammenlöten.
Wegen den Schemas hier bin ich auf diesen Forumsbeitrag von Euch gekommen. Habt ihr dies inzwischen bereits im Betrieb und welche Komponenten verwendet ihr? Welchen Optokoppler, welchen Widerstand und welche Diode? Gibt es bestimmte Anforderungen an die Diode, sollte dies z.B. eine general purpose Diode oder eine Schottky Diode sein oder ...? Gibt es bestimmte Anforderungen an die Diode?
Und ich habe den Eindruck, dass in den oberen Schaltungen nur der Widerstand hinzugefügt wurde und die Diode noch fehlt. Oder ist diese nicht erforderlich?
Vielen Dank! -
Hi Mistral,
Ich habe zwei ESP8266 mit jeweils einen EL817 dafür verwendet.
Am einfachsten ist es, wenn du dir ein Modul holst, wie es @Dieter_P in seinem 2 Beitrag verlinkt hat und den Widerstand am Ausgang ersetzt durch einen 100Ohm-Widerstand.
Habe das ganze seit Februar in Betrieb und läuft einwandfrei.
Was ich allerdings sagen muss: solltest du die Dinger in der Wärmepumpe verbauen, so wie ich das getan habe, nimm entweder ESP32 oder führe die WLAN-Antenne der ESP aus dem Gehäuse heraus.
Kommt zwar nicht häufig vor, aber hin und wieder gibts Probleme mit dem Signal…LG
Bernd -
@bernd-schwaiger
Hi Bernd
Vielen Dank für Deine Antwort!
Ja, das Modul habe ich mir auch überlegt und finde ich eigentlich auch gut. Nur habe ich bei diesen Modulen bisher kein Schaltplan gefunden. Ich weiss daher nicht, welche Widerstände verbaut sind und ob die Diode vorhanden ist. z.B. wurde in einem früheren post erwähnt, dass der Widerstand darin zu gross ist ("Die Optokoppler musste ich sowieso auslöten, da der verbaute Widerstand am Optokoppler-Modul zu hoch war."). Daher ist meine Annahme, dass es einfacher ist, die Komponenten direkt einzeln zu verwenden und zu löten.
Hast Du eventuell einen Schaltplan betreffs diesen Komponenten?
Meine Annahme zur Zeit: 220 Ohm Widerstände (habe ich bereits) + 4N35 als Optokoppler (habe ich auch bereits) + noch eine Diode; wobei ich mir insbesondere bei der Diode unschlüssig bin, was die Anforderungen sind und ob eine "normale" Diode verwendet werden kann (z.B. 1N4007) oder ob Schottky Diode (z.B. 1N5817) besser ist; oder ob beide oder keine davon gut sind.
Ist Dir bekannt, ob dies gut ist? Vielen Dank!
P.S.: Ja, ESP32 habe ich dafürgeplant. Dafür habe ich die Software dafür ich inzwischen erstellt. Die LED zumindest blinkt bereits so, wie diese aus meiner Sicht sollte (habe ich zum Testen statt der S0 Schaltung bisher angeschlossen). Und auch beim ESP32 habe ich die WLAN Verbindung "überwacht" und führe bei Bedarf disconnect() und reconnect() durch. -
@mistral
Hi nochmal,Ich denke du möchtest sowas:
Hier die quelle:
https://www.bastelgarage.ch/1-kanal-el817-optokoppler-12vIch habe bei mir keine Dioden verbaut. Kann es sein, dass die Diode auf die du anspricht, die LED ist, welche anzeigt, ob der Eingang des Optokopplers versorgt wird?
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@bernd-schwaiger
Hi Brend
Vielen Dank!
Ich habe das obere Bild (von Wikipedia) dazu verwendet und wie folgt markiert:- Blau: die Diode, welche ich den Eindruck habe, dass diese fehlt. (meine Annahme: dass diese ein "Verpolschutz" ist. Wenn die Anschlüsse korrekt sind, ist diese daher eventuell nicht erforderlich.)
- Grün: Sollte dieser Widerstand nicht 200 Ohm sein (da Du 100 Ohm angegeben hast als Ausgangswiderstand)?
Zu Deiner Quelle: Die R1 mit 470 Ohm scheinen mit etwas sehr hoch zu sein. Üblicherweise sind dort so ca. 200 Ohm und dies bei einem 5V Signal (zumindest was ich so als S0 Schaltungen im Internet und mit Optokopplern gefunden habe). Ein ESP8266 hat, wie ein ESP32, 3.3V Signale. Bei 3.3V würde ich den Widerstand eher tiefer (als diese 200 Ohm bei 5V) vermuten. Kennst Du eventuell eine Formel, mit welcher dies nachgerechnet bzw. geprüft werden kann? Wobei wenn es funktioniert und der Optokoppler zuverlässig schaltet, würde ich den Widerstand wahrscheinlich auch nicht reduzieren.
Vielen Dank!P.S.: Meine Nachricht etwas aktualisiert (nach meinem aktuellen Verständnis; ich bin nicht sicher, ob dies korrekt ist):
- Der Widerstand muss mindestens so hoch sein, dass der ESP8266 oder ESP32 etc. den Strom an den GPIOs auch liefern kann.
- Gemäss https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/EL817-EVL.pdf hat Dein Optokoppler einen minimalen CTR von 50%.
- Gemäss https://www.eevblog.com/forum/beginners/calculating-resistor-for-optocoupler/ muss auf der Inputseite so viel Strom, wie auf der Outputseite erforderlich ist, geteilt durch minimalen CTR.
- Gemäss https://de.wikipedia.org/wiki/S0-Schnittstelle ist der maximale current der S0 Schnittstelle bei 8mA.
- ... damit sollte auf der Inputseite 16mA bei diesem Optokoppler maximal durchfliesen können. Mit 3.3V und 470 Ohm komme ich jedoch nur auf 7mA. Ich hätte bei diesem Optokoppler daher eventuell einen 180 Ohm Widerstand genommen oder einen Optokoppler, mit einem minimalen CTR von 100%, wie der 4N35.
- Dies kann aber natürlich dennoch funktionieren, z.B. falls Du Klasse B bei Deinem Gerät hast (max. 2mA) oder wenn Du den Optokoppler in einem Bereich hast, wo der CTR höher ist, als der minimale CTR, auch 8mA ist nur der maximal zugelassene Wert, Dein angeschlossenes Gerät kann weniger benötigen, ...
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- ... damit sollte auf der Inputseite 16mA bei diesem Optokoppler maximal durchfliesen können. Mit 3.3V und 470 Ohm komme ich jedoch nur auf 7mA. Ich hätte bei diesem Optokoppler daher eventuell einen 180 Ohm Widerstand genommen
Hi, denke bitte auch daran, was ein ESP8266/ESP32 GPIO liefern kann. Mit den 7mA bist Du nah am Maxmum der ESPs.
oder einen Optokoppler, mit einem minimalen CTR von 100%, wie der 4N35.
kann man machen
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@dieter_p
Vielen Dank!ESP32 scheint genug liefern zu können. Ich habe keine genauen Angaben gefunden, aber meistens steht so 250mA für alle GPIOs zusammen. 20mA an einem einzelnen GPIO (und nichts weiteres angeschlossen) scheint mir damit problemlos möglich zu sein. Ich habe aktuell ESP32 und einen 4N35 mit einem 220 Ohm Widerstand geplant. Damit habe ich max. 15 mA am Ausgang des ESP32. Und da dieser 4N35 mindestens 100% CTR hat, sollten die max. 8mA am Ausgang für die S0 Schnittstelle problemlos möglich sein. Eventuell nehme ich daher sogar einen noch grösseren Widerstand (z.B. 330 Ohm). Dann habe ich immer noch 10mA, was immer noch grösser ist, als die max. 8mA.
Findest Du dies auch sinnvoll?ESP8266 können weniger Strom pro GPIO liefern. Ich habe unterschiedliche Angaben gefunden, am meisten so um die 12mA, aber ob dies stimmt, weiss ich nicht. Ein 180 Ohm Widerstand an einem ESP8266 wäre damit zu tief, stimmt. Ich habe den ESP8266 bisher nicht so angeschaut, da ich einen ESP32 dafür verwenden (werde).
ESP32: Vor allem auch sonst, da ich die Software dazu selber geschrieben habe und auch die dual cores sowie FreeRTOS für diese Applikation sehr nützlich finde.P.S.: Und muss nicht noch die forward voltage des Optokopplers abgezogen werden? Wenn diese z.B. 1.2V ist, dann sind von den 3.3V nur noch 2.1V über dem Widerstand. Dann bleiben nur noch 9mA bei einem 220 Ohm Widerstand - womit ich doch bei diesen 220 Ohm bleiben dürfte, falls dies korrekt ist.
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@mistral said in S0 - Signal mit Wemos D1 Mini erzeugen?:
@dieter_p
Vielen Dank!ESP32 scheint genug liefern zu können. Ich habe keine genauen Angaben gefunden, aber meistens steht so 250mA für alle GPIOs zusammen. 20mA an einem einzelnen GPIO (und nichts weiteres angeschlossen) scheint mir damit problemlos möglich zu sein. Ich habe aktuell ESP32 und einen 4N35 mit einem 220 Ohm Widerstand geplant. Damit habe ich max. 15 mA am Ausgang des ESP32. Und da dieser 4N35 mindestens 100% CTR hat, sollten die max. 8mA am Ausgang für die S0 Schnittstelle problemlos möglich sein. Eventuell nehme ich daher sogar einen noch grösseren Widerstand (z.B. 330 Ohm). Dann habe ich immer noch 10mA, was immer noch grösser ist, als die max. 8mA.
Findest Du dies auch sinnvoll?Klingt für mich plausibel. Komme gerade aber leider nicht dazu genauer rein zu gucken und mach das auch nicht täglich
Vom Prinzip, hatte ich nur auch etwas von 10mA im Kopf für die GPIOS und der Optokoppler ist am Eingang zu behandeln wie eine LED. Die hätte zwar meist gerne etwas mehr aber mit 10mA bekommt man sie auch zum leuchten
Für den OptoKoppler würde ich einen Blick noch auf die maximale Leistung/Strom werfen der da durch gehen darf. Die Spannung mit 80V scheint bei Deinem Typ unkritisch. Generell lieber einen Vorwiderstand größer wählen und dann probieren. Der Optokoppler kostet 20Cent aber den S0-Eingang zB an einer WP würde ich mir nicht schießen wollen, daher lieber einen Vorwiderstand größer und wenn er nicht mehr sicher detektiert reduzieren.
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@dieter_p sagte in S0 - Signal mit Wemos D1 Mini erzeugen?:
Der Punkt ist dass der S0 Eingang Deiner Wärmepumpe die Spannungsversorgung für den S0-Ausgang (wo auch immer der herkommt) liefert.
sicher?
ich kenne S0 Eingänge nur so, dass dort ein S0 Signal angelegt wird und je nach Impulsfrequenz in dem Getät eine Aktion stattfindet
