Начинающий, управление "питанием" квартиры и о другом...

[nuclearcat]

Всем привет. Пост не только тут, но надеюсь пост на другом форуме кросс-постом не считается

Снова начинаю практиковать (в прошлом ограничился вольтметром на макетке и еще парой простейших вещей). Просьба ногами не пинать, я в данной теме совсем зеленый
Специфика моего местонахождения в том, что "на месте" (Ливан), можно найти только простейшую комплектуху, и даже у той выбор ограничен. Планирую заниматься коммутацией силовых цепей и сбором телеметрии, и возник вопрос минимального "джентельменского набора", который должен быть под рукой, который я закажу в вышеуказанных источниках (важно, чтоб у одного поставщика был большой выбор, ибо несколько посылок, таможня = гемор и одна-две недели ожидания, оплата wire transfer, тоже уйдет неделя).

Симистор BTA225 (до 25а), плюс MOC3083 для резистивной, и MOC3052 для индуктивной нагрузки. Может еще какой-то симистор помощнее найду, хз.
Для низковольтной постоянки и прочего - IRFP3077, как драйвер для небольшой нагрузки ULN2003
Для возможного "интерфейсинга" схем с микроконтроллерами в USB - MCP2200. Ethernet ENC28J60.
Для радио - что-то типа MRF49XA-I/ST ? nRF2401A ? Еще не решил. Будет еще готовый модуль XBee, с ардуиновского набора, на "пощупать".
Температурные сенсоры (на пробу) AD592, сенсор холла до 30А Tamura L18P030D15 (очень хочется мерять потребление квартиры близко к реалтайму),
Еще не определился с операционниками, т.к. возможно будут термопары и т.п., но возможно что-то и здесь найду... прошу подсказать самые ходовые

Пара плат AVR ARDUINO BOARD MEGA2560, и 3 Arduino nano.

Самое грустное - с химией здесь очень туго, т.е. к примеру то же хлорное железо оооочень тяжело найти, так что макетки все наше (solderless и перфорированные), а с готовыми платами будет как у сапера, заказывать уже готовые (за относительно немалую цену), и ждать неделю-две пока доставят. И если ошибка - будет грустно. Программатор - есть, логический анализатор и осциллограф тоже есть, паяльная станция, фен, и т.п. тоже есть.

Из первых заданий - коммутация квартиры, в Ливане очень большие проблемы с электроэнергией, потому у меня:
1)Основное питание, от гос-ва, в наличии 20А, но оно бывает по 12-16 часов в день.
2)Районный резервный генератор, обычно запускается через минуту-пять после пропадания основного, 10А на мою квартиру(пакетник в подвале), но вообще на у владельца генератора куплено 15А, 5А уходит коллеге в соседний дом. Схема ненадежная, т.к. "шарим" через два пакетника, время срабатывания у них хуже чем у "столбового", в итоге беготня к столбу обеспечена, плюс коллеге его 5А не всегда нужны, т.к. у него еще собственный придомовой генератор.
3)ИБП в подвале на 2кВт, 4 x 12В батареи на 100 Ач, от него запитана отдельная комната в квартире (дополнительный ввод в квартирный щиток).

Сейчас переключение с генератора на основное выполнено на базе переключающегося реле, с запиткой от того же 220В, типовая схема для местных, но решение здорово глючит, и иногда видимо встречкой вышибает все пакетники. Хотя реле двухконтактное, видимо дуга вознигает, или какое-то промежуточное состояние. Первоначально схему делал не я, мне сделали так, что реле запитывалось от основной сети, в итоге вероятность "встречки" была велика (генератор еще включен, и сеть появилась и перекинула реле на себя), перекинул питание реле на генератор, стало значительно лучше.
Но в любом случае остается проблема, 10А для современной квартиры мало, включил стиралку с сушилкой, и забывшись микроволновку, и все... шлепаем в подвал.

Вобщем хорошего в такой топорной схеме нет совершенно и надо срочно менять... в идеале повесить ардуино, датчик тока (холла или трансформатор тока), и при превышении тока отключать SSR до того как пакетник хлопнется вниз нагрузку секунд на 30, и осторожно включать снова. Зачем ардуино? В будущем буду проверять, нужны ли в данный момент 5А соседу, и если нет - потреблять их тоже А может и на квартиру как-то данные отправлять, и не давать там включать большую нагрузку, когда сижу "на генераторе".

Наврядли в такую смешанную нагрузку(квартиру) можно воткнуть симистор, даже со снаббером, поэтому присматриваюсь к SSR. Но в чем может быть подвох в SVAA/3V50 за 40$?

Вторая задача мониторинг состояния батарей в подвальной подсобке, т.к. недавно коротнуло несколько банок в одном из аккумов, и все они превратились в кипятильник... хорошо принудительная вентиляция в подвале есть. Но блин 4 новых AGM аккума $1400+

Буду премного благодарен за советы любого рода Извиняюсь, если слишком сумбурно.
И возможно у меня вообще подход неправильный, к началу "работы"?

[pyzhman]

Видится так:


По сигналам с U1 и U2 определяем, где есть напруга. Приоритет, естественно, у государственной линии. Если там есть, то отключаем дизель, подключаем гос. Если на гос пропала, то ждем, какая появится и ее подключаем. По датчику тока определяем потребление и при превышении, если запитываемся от дизеля, отрубаем КМ2 и подаем сигнал.

[nuclearcat]

pyzhman, спасибо! только реле наверное лучше переключающее, т.к. если крыша сьедет у контроллера или помеха - могут оба включиться и будет весело генератору. Ну или отдельно оставлю переключающее текущее, и просто добавлю SSR для отключения.

Но вот возникают нюансы, как снимать ток? Датчик холла? Трансформатор тока? готовый модуль который выдает 0-5V?
Если снимать с холла, это надо операционник, и не факт, что на макетке такой фокус вообще пройдет, хотя точность вроде не очень высокая нужна (8 бит для 0-30A хватит с головой, причем нижний диапазон до 3-4А вообще не очень важен).

И кстати есть ли относительно простые способы передачи данных по силовым сетям? хотя бы бод 300, можно даже меньше. Как развязаться и детектить? Я немного имел дело на уровне готовых схем с дайсеком(спутниковое оборудование), но там совершенно другое, и в линии тишина, и напряжения намного меньше

И еще т.к. основной распредщиток в подвале, генератор и UPS там же, а если передавать инфу в квартиру, то лучше сразу по силовой сети, чтоб не вести новые провода. Конечно можно попытаться радиомодулями пробить (у меня 1-й этаж), но если кто-то еще попросит подобное, и он уже дальше от подвала - можно обломаться Т.е. к примеру я знаю, что текущее усредненное потребление 3А, пиковое 4А, передаю "наверх", и если я включу нагреватель - он заработает (на нем тоже модуль), если ток выше нужного - потребители отключаются по приоритетам, и модули не дают включиться новым.

[pyzhman]

По поводу срыва башни - это ж набросок. В реальной схеме задействованы всегда защиты. В данном случае от противовключения пускателей. + механические.
Датчик тока можно даже простейший. Я одно время взял просто транс, снял вторичку, в брешь пропустил силовой провод. Первичку обязательно нагрузить резистором. Все это на АЦП. Параметры, ясен пень, померять ручками. Дешево и сердито.
Данные передавать как удобнее. Но раз нет практики, то тяните провода. Инфа ведь нужна наверху, приблуда с коммуникацией внизу.

[nuclearcat]

Видел на другом форуме, как человек на металлической гайке трансформатор навертел. В принципе заказать готовые датчики не проблема, но наверное попробую и сам чего-то навертеть, уже даже из интереса стало любопытно сделать. Осталось найти на что вертеть... транс еще найти нужно. В плане битой техники, ввиду отсутствия приличных мастеров - полегче, попробую подергать знакомых, что у кого есть из горелой силовой техники.

[Дмитрий М]

В АВР всегда (!!) используют два пускателя с взаимной механической блокировкой. Любые другие решения приводят к КЗ рано или поздно. Передача сигнала по электросети это например протокол Х10. Всё что описано выше в требованиях типовая задача ( и даже более сложные условия там есть) для систем резервированного питания. Вплоть для перераспределения нагрузки. Так что ничего нового там нет. Я обычно такие вещи закладываю на ПЛК (программируемых логических контроллерах) типа ОМРОН или Сименс ЛОГО. В критичных узлах низкоуровневая автоматика, так надёжнее.

[nuclearcat]

PLC рассматривал, дорого, если делать устройство для конечных потребителей цена выйдет конская, а если надо будет прицепить скажем ethernet...
Кроме того это очень базовый функционал (система команд своя, и не очень гибкая), с AVR функционал можно расширить, скажем сделать отдельно плату управления с выходом в инет, и получим тот же "умный дом", но с более гибким функционалом.
По поводу резервируемого питания, у меня задачи несколько более специфические, если углубиться в детали, особенно в потенциальную бизнес-модель продаж Но они легко реализовываются, если железо "свое". С PLC это банально no-go, даже для себя - я сто раз подумаю, выкидывать ли мне на процессорный модуль, реле, сенсоры и коммуникации под штуку баксов. А если это массовый продукт - тем более.
К примеру на столбе около 20 пакетников, надо все это упхать в минимум денег, т.е. мультиплексируем ADC, на выходные реле к примеру через shift register, или если чуть понадежнее i2c мультиплексор.

Про X10 спасибо, как-то он у меня вылетел из головы, на mouser не натыкался на его модули, пойду посмотрю, что народ делал из DIY, но еще наслышан, что X10 не очень помехоустойчив. если он дешев, то вполне можно извернутся через обратную связь, поллинг и т.п.
Спасибо за ответ!