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Stromzaehler-Logger mit ATtiny84 AVR-Anwendungen

Stromzähler-Logger mit ATtiny84 im tn24-LCD-Experimentalboard


Entwicklungsprojekt! Unfertig! Ungetestet! Software noch in Entwicklung!

Stromzähler mit ATtiny84

Moderne Stromzähler haben eine Infrarot-Diode (im Bild oben Mitte), die pro verbrauchter kWh 10.000 mal an- und ausgeht. Warum also nicht diese Impulse zählen, in einem AVR speichern und die Ergebnisse einmal pro Tag mit ISP6-Programmiergerät und einem Laptop im Keller abholen?

Und das Beste: für diesen Dienst braucht man weder die Pin des Stromzählers noch einen Lese-/Schreib-Adapter für schlappe 40 Euro. Das braucht man, um mit dem Zähler in der IR-Schnittstelle unten rechts zu kommunizieren. Und das machen die Meisten, nur wir brauchen das hier alles gar nicht.

Schaltbilder und andere Zeichnungen gibt es in der LibreOffice-Draw-Datei hier, Flussdiagramme in der LibreOffice-Draw-Datei hier, Berechnungen in der LibreOffice-Calc-Datei hier.

Top Funktionsweise Hardware Aufbau Software Algorithmen

1 Funktionsweise

Die Hardware braucht zwei Teile:
  1. Ein ATtiny24-LCD-Modul, wie es hier beschrieben ist. In diesem Modul wird der ATtiny24 einfach durch einen ATtiny84 ersetzt, und
  2. eine kleine Adapterschaltung mit wenigen Teilen, die die Impulse des Stromzählers aufnimmt und an das ATtiny84-Modul weitergibt.
Ein IR-Foto-Transistor nimmt die IR-LED-Impulse auf, formt sie ein wenig um und gibt sie an den 8-Bit-Zähler TC0 im ATtiny84 weiter. Dieser zählt sie über 15 Minuten lang und speichert den Zählerstand dann im EEPROM. Die gespeicherten Werte entsprechen Zehntel Wattstunden (0,1 Wh).

Für den Zeitstempel der Messwerte wird eine Uhr mit Datum in TC1 betrieben. Wenn die Aufzeichnung beginnt und immer wenn ein neuer Tag beginnt, wird das Datum als Datumszeitwert in den EEPROM-Datenstrom eingefügt.

Die LCD des Datenloggers Die LCD zeigt alles Wichtige an. Die Uhrzeit und das Datum werden zu Beginn einmal korrekt eingestellt, wofür in der Adapterschaltung eine Taste und ein Poti vorhanden sind.

In das EEPROM des ATtiny84 (512 Bytes) passen 256 Datensätze. Das reicht für das Speichern der Daten aus 2 1/2 Tagen. Dann muss das Auslesen des EEPROMs spätestens beginnen, was man mit einem ISP-Programmiergerät und der entsprechenden Software mit einem Laptop machen kann. Anschließend sollte man dann den EEPROM-Inhalt löschen (mit Einsen überschreiben), damit die Reste nicht fälschlich am nächsten Tag noch mal eingelesen werden.

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2 Hardware

Schaltbild des Stromzaehlers Das hier sind alle nötigen Adapter, um den ATtiny84 zum Mitzählen der IR-Impulse des Stromzählers zu bewegen. Im Einzelnen sind das:
  1. Der Infrarot-Empfangs-Transistor: dieser empfängt die IR-Signale der IR-LED und gibt sie an den 8-Bit-Zähler TC0 weiter. Das 100k-Trimmpoti kann man einmal einstellen, damit alle Impulse sicher erkannt werden. Dazu verwendet man die LC-Anzeige, die jede Sekunde den Zählerstand aktualisiert.
  2. Das Poti mit 100k braucht man, umd die Uhrzeit und das Datum einmalig manuell einzustellen. In diesem Fall drückt man die Forward-Taste einmal und stellt mit dem Poti das Jahr ein. Wenn das fertig eingestellt ist, drückt man die Forward-Taste ein weiteres Mal und stellt dann den Monat ein. Mit der Backward-Taste kommt man zurück zur letzten Eingabe. Ist alles fertig eingegeben, dann drückt man die Forward-Taste ein letztes Mal. Ab jetzt beginnt dann beim nächsten 15-Minuten-Intervall die Aufzeichnung.
  3. Der angeschlossene Vierer-Akku-Pack versorgt das Ganze mit Strom. Man kann die Lebensdauer des Akkus erheblich verlängern, wenn man die Hintergrundbeleuchtung der LCD während der Aufzeichnung abschaltet.
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3 Aufbau

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4 Software

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5 Algorithmen

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5.1 Datum und Uhrzeit

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5.2 Zähler

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5.3 Datumsstempel

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5.4 Datums- und Uhrzeit-Einstellung

TBD

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