Alla ricerca di un.... dimmer? Aiutino hardware

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Buonasera,
sto lavorando ad un altro progettino diventato "urgente" nella mia testa. Vi spiego tutto.
Con un arduino e due pzem-016 controllo l'energia consumata da casa mia e quella prodotta dal mio fotovoltaico.
Quando sono in esubero di energia (succede spesso) vorrei consumare la mia energia riscaldando acqua tramite una resistenza che assorbe da 1kWh (o 1.5kWh o 2kWh poco importa... la resistenza non l'ho ancora comperata). Lasciando perdere che non è una cosa mega risparmiosa... da arduino vedo quanta energia "avanzo" e quindi tramite un'uscita analogica piloto il (dimmer?) che variando la tensione mi consuma l'energia in più, riscaldando la resistenza e quindi l'acqua ma utilizzando solo l'energia del fotovoltaico senza prelevare dalla rete.

Quello che sto cercando (e non trovo) è un dimmer che in ingresso abbia da 0 a 5v (l'analogico di arduino) e che in uscita abbia una tensione (proporzionale all'ingresso) in modo che la resistenza assorba da 0 a 1kWh (o 1.5 o 2 andrebbe sempre bene)

Ho trovato degli aggegini tipo questo (questo pilota solo 400w) che funzionano in PWM, ma io non credo che con PWM faccia al caso mio... mi spiego e ditemi se dico fregnacce...
Se ad esempio esco da arduino con 2.5V (perché avanzo 200W) dovrebbe uscire dal fantomatico dimmer una tensione di 110V e fare quindi 200Wh. Utilizzando PWM credo invece che faccia 400W per metà tempo. Dico bene? Se è come credo, è vero che in 1H con PWM avrò un assorbimento di 200Wh ma l'assorbimento in 30minuti sarà 400W e quindi (se io avanzo 200Wh) in verità 200W (per mezz'ora) li assorbo dalla rete. Se invece l'oggetto che sto cercando, assorbe 200Wh, dalla rete non preleverò nulla perchè il fotovoltaico riesce a darmi il tutto. Il mio ragionamento è corretto?

Visto che le mie conoscenze in elettronica sono minimali, vi chiedo cortesemente se esiste ed in caso una marca e modello (meglio ancora link) di un oggetto commerciale fatto e finito che faccia al caso mio e che assorba (visto il mio esempio) 200Wh non 400W per mezz'ora (mi serve però che possa fare almeno 1kWh). Io credo che questo oggetto si chiami dimmer ma ho cercato e non ho trovato davvero nulla con queste caratteristiche...

Spero di essermi spiegato bene.
Grazie

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Non parliamo di volts o meglio la tensione è di 22VAC (ocio al regolamento).

Quello che ci vorrebbe è un altro inverter da 1KW a tensione variabile tramite arduino, esistono ma principalmente conosco solo quelli per controllare la velocità di motori trifase.

Quell'aggeggio non si capisce bene se permette la parzializzazione di fase oppure come dici tu ad esempio fa passare n sinusoide si e _n no. Si vede un pin nominato ZC che ad intuito significa "zero crossing detect", cioè sto pin dovrebbe cambiare stato quando la "tensione" AC passa per lo zero.

Con la parzializzazione della fase hai sempre ZC, ricevuto questo segnale avvii una temporizzazione di 10ms ed entro questo tempo devi alzare un pin, pin che funge da trigger (innesco) per il triac, questo resta in on state fino al momento in cui la corrente che lo attraversa si azzera. Occhio che ho colorato in verde di proposito per evidenziare che si tratta di Amper e no Volts. Quando in off state non scorre corrente nel carico e occorre un altro impulso di trigger. Se per ipotesi dai impulsi di trigger ogni 5ms in ritardo su ZC hai il 50% di potenza sul carico.

PS: Il tuo inverter non sarà contento in alcun modo. Filtrando le armoniche la "parzializzazione della fase" pare l'unica strada percorribile, ma serve provare.

Ciao.

Ciao.

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Soprattutto, ciò di cui qui si può parlare deve essere chiuso, con una spina e una presa, e il comando deve essere a bass(issim)a tensione, isolato dalla rete.

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Infatti mi sembra che l'OP stia chiedendo consiglio su cosa comprare di già fatto, pilotabile con i segnali che Arduino può fornire, senza dover mettere lui le mani su circuiti operanti oltre la "bassissima tensione" ... ed è il motivo per cui non ho chiuso il thread ;D

Guglielmo

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Maurotec:
Non parliamo di volts o meglio la tensione è di 22VAC (ocio al regolamento).

Oddio.. non ho capito cosa ho combinato... ho detto qualcosa fuori regolamento?

Ti ringrazio molto per la risposta... ma come avevo premesso le mie conoscenze in elettronica sono scarse... capisco poco... magari lo farò leggere a qualcuno che ci può capire.

Grazie del tuo tempo

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>gaggia: ... nulla, come dovresti sapere il punto 15 del REGOLAMENTO (ed i suoi sottopunti) NON permette discussioni in cui l'utente mette le mani su oggetti che lavorano oltre la "bassissima tensione" (praticamente nulla sopra i 50VAC), però, se ho ben capito, tu NON vuoi mettere le mani su tensioni superiori, ma, come ho scritto sopra (post #3), tu cerchi un oggetto già fatto controllabile con i segnali che Arduino può fornire, oggetto nel quale tu NON devi mettere le mani e che NON ti espone al contatto con tensioni superiori alla "bassissima tensione" :slight_smile:

Guglielmo

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gaggia:
Se ad esempio esco da arduino con 2.5V (perché avanzo 200W) dovrebbe uscire dal fantomatico dimmer una tensione di 110V e fare quindi 200Wh. Utilizzando PWM credo invece che faccia 400W per metà tempo. Dico bene? Se è come credo, è vero che in 1H con PWM avrò un assorbimento di 200Wh ma l'assorbimento in 30minuti sarà 400W e quindi (se io avanzo 200Wh) in verità 200W (per mezz'ora) li assorbo dalla rete. Se invece l'oggetto che sto cercando, assorbe 200Wh, dalla rete non preleverò nulla perchè il fotovoltaico riesce a darmi il tutto.

Hm, anche io ho un fotovoltaico (e sto cercando di misurare correttamente la produzione con Arduino, ma questa è un'altra storia), però questa tua descrizione non è che riesca a seguirla proprio per bene...:wink: Anzi, ci vedo anche qualche problema oltre a non trovarla una cosa molto conveniente.

Intanto, visto che parli di scarse conoscenze di elettronica ed alettricità, sappi che W o kW è una potenza, Wh o kWh è l'energia. Qualcosa che consuma 1kW per un'ora avrà assorbito 1kWh, per mezz'ora fa 500Wh, per 5 minuti fa 83Wh.

Detto questo, non capisco perché tu voglia uscire da Arduino con una tensione variabile (che non hai su Arduino) per passare tramite un qualcosa che traduca la tensione in PWM, quando su Arduino hai già i pin che fanno PWM. Tu misuri la differenza tra produzione del FV e consumo di casa, e se è maggiore o uguale a zero mandi una uscita PWM che rifletta tale differenza. Poi sarà questo pin a controllare "qualcosa" che vada ad alimentare la tua resistenza.
Ma in ogni caso non ho proprio idea di cosa possa -legalmente- fare questa cosa, e farlo in sicurezza. Soprattutto perché parli di una "resistenza da 1Kw" (non kWh :wink: ) che ancora non hai, quindi ci vedo vari pericoli. Mi spiego.

Primo, non ho capito bene questa resistenza cosa (e dove) dovrebbe riscaldare. Un boiler di acqua che devi ancora acquistare?

Secondo, la resistenza immagino che vada alimentata a 220VAC quindi già questo non andrebbe per questo forum.

Terzo, se anche tu avessi qualcosa che alimentasse la resistenza controllata da un segnale TTL (che è l'oggetto che stai cercando) e magari che sia compatibile col PWM, il tutto rischia di diventare una cosa pericolosa: se non vuoi far scoppiare tutto, mica penserai di riscaldare l'acqua presente in un serbatoio o boiler mettendo solo una resistenza, vero? Tu dovresti anche controllare la temperatura dell'acqua così riscaldata, e staccare la resistenza quando raggiunge una certa temperatura, il che significa anche montare un termostato che deve quantomeno interrompere il segnale di controllo da Arduino.

Insomma, non voglio smontarti ma o prima pensi bene a COSA riscaldare (e COME, facendo fare i lavori sulla tensione di rete ad un tecnico esperto che deve darti a disposizione solamente un ingresso TTL/PWM) oppure meglio se lasci stare questa cosa.

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Per il termostato, basta usare un qualsiasi scaldabagno elettrico...

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gpb01:
>gaggia: ... nulla, come dovresti sapere il punto 15 del REGOLAMENTO (ed i suoi sottopunti) NON permette discussioni in cui l'utente mette le mani su oggetti che lavorano oltre la "bassissima tensione" (praticamente nulla sopra i 50VAC), però, se ho ben capito, tu NON vuoi mettere le mani su tensioni superiori, ma, come ho scritto sopra (post #3), tu cerchi un oggetto già fatto controllabile con i segnali che Arduino può fornire, oggetto nel quale tu NON devi mettere le mani e che NON ti espone al contatto con tensioni superiori alla "bassissima tensione" :slight_smile:

Guglielmo

Ah OK non ricordavo...
Si si hai capito bene. Se esiste qualcosa di fatto che io attacco semplicemente ai filini di arduino e ai filoni della rete+carico :slight_smile: Non ho la minima intenzione di mettere mani... non ho la competenza.

Buona giornata

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docdoc:
Hm, anche io ho un fotovoltaico (e sto cercando di misurare correttamente la produzione con Arduino, ma questa è un'altra storia),

Questo è facile da fare. Cerca pzem-016 è un oggettino già bello fatto con la pinzettina amperometrica (occhio a prendere la versione giusta). Tramite modbus leggi da arduino tensione, corrente, potenza, energia, frequenza e fattore di potenza... facile facile.
Qui un codice dove prendere spunto
Già fatto. funziona che è una meraviglia. Puoi anche mettere in cascata più meter...

docdoc:
Intanto, visto che parli di scarse conoscenze di elettronica ed alettricità, sappi che W o kW è una potenza, Wh o kWh è l'energia. Qualcosa che consuma 1kW per un'ora avrà assorbito 1kWh, per mezz'ora fa 500Wh, per 5 minuti fa 83Wh.

Fino qui circa ci sono ... ogni tanto scrivo male le unità di misura ... azzz... ma capisco questa differenza :slight_smile:

docdoc:
Detto questo, non capisco perché tu voglia uscire da Arduino con una tensione variabile (che non hai su Arduino)

Come no... le porte analogiche sono sia in in che in out... o sbaglio? Con quelle si riesce.

docdoc:
per passare tramite un qualcosa che traduca la tensione in PWM, quando su Arduino hai già i pin che fanno PWM.

Allora mi sono spiegato male. Utilizzare il PWM è proprio quello che NON voglio fare perchè tramite PWM non riuscirei a consumare solo energia del fotovoltaico. Per come funziona il PWM (per quello che so io) preleverei comunque qualcosa dalla rete. Se la mia resistenza assorbe 1kWh e il mio sistema ha un esubero costante di 200Wh (per capie l'esempio) se uso PWM, la resistenza assorbirà 1kW per 12 minuti. Dico bene? Il fotovoltaico in quei 12 minuti non fornisce 1kW ma sempre 200W quindi preleva dalla rete 800W per 12 minuti che sono 160Wh. Quindi usando PWM e fornendo 200Wh consumo 160Wh dalla rete. Quindi per questo scopo PWM non va bene. Il mio affare (che sia questo TTL?) deve alimentare ad una tensione più bassa la resistenza 220/5= 44V così i 200Wh richiesti dalla resistenza sono tutti coperti dal fotovoltaico.

docdoc:
Soprattutto perché parli di una "resistenza da 1Kw" (non kWh :wink: ) che ancora non hai, quindi ci vedo vari pericoli.

Allora, molti boiler dell'acqua (utilizzati per l'acqua calda sanitaria), che siano del solare termico o normali, hanno la possibilità di infilare una resistenza di valore variabile (1, 1.5, 2, ... kWh di assorbimento) per riscaldare l'acqua (anche un semplice scaldabagno elettrico come dice Datman, stesso principio). Queste resistenze hanno un loro termostato e vengono alimentate a 220v. Quando l'acqua raggiunge la temperatura stabilita, anche se la resistenza è alimentata questa rimane spenta. Quindi non c'è pericolo di nessun genere, basta infilare la spina nel muro o in una ciabatta comandata dall'affare che sto cercando.

docdoc:
Secondo, la resistenza immagino che vada alimentata a 220VAC quindi già questo non andrebbe per questo forum.

Anche quando si parla di accendere una lampadina con i relè comandati da arduino si parla di 220v... il cuore del progetto è arduino e lungi da me toccare il 220v...

Esiste un oggettino che in qualche modo fa esattamente quello che cerco (tutto completo eccolo) (ho riletto il regolamento e posso mettere il link non faccio pubblicità... panico...) . Misura consumo e produzione e se si "avanza" qualcosa scalda l'acqua (piuttosto che regalarla all'enel...)
La cosa da realizzare è semplicissima se trovo l'oggetto. Basta collegare due fili all'arduino e due alla ciabatta dove è inserita la presa della resistenza... nessun pericolo... chiaro che se non esiste il pezzo già bello e fatto il discorso è un altro... a quel punto sarei obbligato a comperare quel giocattolino del link che costa un rene e non recupererei più il suo costo a riscaldare un po' d'acqua... se riesco a fare tutto a prezzo tendente a zero bene altrimenti pace.

Spero ora siano più chiari i miei intenti

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gaggia:
Cerca pzem-016 è un oggettino già bello fatto con la pinzettina amperometrica

Interessante, grazie. Per ora sto "litigando" con un semplice SCT-013-03 che mi dà delle letture "ad minchiam" (QUI trovi i miei problemi..), se dovessi stufarmi di cercare il motivo magari valuterò quello. Anche se dialoga in Modbus quindi dovrei aggiungere una intrfaccia modbus e relativa libreria, cosa che mi complicherebbe sia la parte hardware (il tutto è già cablato in una scatola impermeabile e non ho molto spazio...) sia quella software (l'attuale programma è al 70% di RAM e non vorrei appesantirlo con altre librerie).

Come no... le porte analogiche sono sia in in che in out... o sbaglio? Con quelle si riesce.

No, analogWrite() si fa sui pin digitali per generare un PWM (solo sui pin abilitati a questo). I pin analogici sono solo di input.

Per come funziona il PWM (per quello che so io) preleverei comunque qualcosa dalla rete.

In parte hai ragione, ma mi spiego tra poco.

Se la mia resistenza assorbe 1kWh

1kW. :wink:

e il mio sistema ha un esubero costante di 200Wh

200W. :wink:

Hehehe, dai, scherzo, ma diciamo che per la teoria mi sembra che tu continui a fare confusione tra potenza ed energia, ma solo con questi criteri puoi capire meglio se il PWM sia utilizzabile o meno, e come. L'energia è l'integrale della potenza sul tempo, quindi se la potenza è costante, l'energia sarà pari al prodotto della potenza per l'intervallo di tempo (banalmente l'area di un rettangolo..). Se invece la potenza non è costante, devi sommare le aree in cui la potenza è costante. Diciamo che se fai mezz'ora a 1kW e mezz'ora a 500W, avrai una energia totale pari a 1/2+0.5/2=0.75 ossia 750Wh.

Detto questo, parlando ora, ma sempre genericamente, del PWM tu hai una forma ad onda quadra con un "duty cycle" variabile, ossia se fai ad esempio "analogWrite(7, 128)" avrai sul pin D7 un duty-cycle del 50% ossia per metà onda hai +5V e per metà 0V. Questo significa che tenere acceso un "qualcosa" con quel PWM avrai una energia totale pari alla metà di quella massima, d'altronde se fai due prove con un LED potrai accorgertene anche ad occhio visto che la luminosità è (più o meno) proporzionale all'energia.

Arrivando quindi ora alla tua resistenza, come dicevo hai in parte ragione, nel senso che immaginando di avere una resistenza esattamente e direttamente controllata dalla forma d'onda PWM, quando il PWM è a +5V la resistenza (comandata da questo "qualcosa") assorbirà 1kW, e se in quel momento tu stai producendo 200W (sul massimo di 1kW) avresti un duty-cicle del 20%, e per quel breve periodo avrai un surplus di energia pari a 800W che preleveresti dalla rete. Ma tutto questo è comunque puramente teorico.

Per avere invece un livello di tensione "programmabile" partendo da un circuito digitale ci sono in genere due modi: o trasformare il segnale PWM in un livello più o meno continuo con una manciata di componenti passivi (essenzialmente un condensatore, qualche resistenza ed un operazionale), o con un apposito convertitore PWM-analogico 5V, oppure usando qualche pin di Arduino per una conversione digitale-analogico come un semplice partitore resistivo R/2R (puoi usare 3 pin per ottenere 8 livelli tra 0 e 5V).

Quindi se l'apparecchio che hai trovato ti va bene e si controlla in tensione, ok (purché tu faccia installare quella roba da un tecnico :wink: ).

PS: comunque sia, anche se io ho il "vecchio" secondo conto energia, non hai pure tu lo scambio sul posto? D'accordo che non ti pagano quanto vale realmente l'energia immessa, ma è abbastanza comodo perché è quasi come una sorta di accumulo (senza il costo dell'accumulo). Fare questa cosa del riscaldamento dell'acqua non la vedo alla fine particolarmente conveniente... :wink:

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docdoc:
"litigando" con un semplice SCT-013-03

Si ci avevo provato anch'io. Mi ero pure fatto fare dal costruttore le pinzettine col corrente massima 20A e 0-5v in uscita, che all'epoca non erano a catalogo (ora non so). Pensa che le avevo pagate meno di comperare qui quelle che c'erano già di catalogo.
Restituivano valori corretti solamente sopra ad un certo assorbimento (non ricordo quale), sotto sballavano... mi avevano spiegato anche perchè i costruttori: Mi sembra che fino ad una certa corrente non andavano in conduzione dei zener... o qualcosa del genere non ricordo bene).
Poi quando ho trovato sti oggettini ho messo le pinze amperometriche nel cassetto.

docdoc:
Quindi se l'apparecchio che hai trovato ti va bene e si controlla in tensione, ok (purché tu faccia installare quella roba da un tecnico :wink: ).

Lo avessi trovato non avrei posto la domanda ;). Cioè non avrei posto questa domanda... avrei chiesto come avere la tensione variabile in uscita da arduino quando mi accorgevo che gli analogici sono solo in ingresso...

docdoc:
PS: comunque sia, anche se io ho il "vecchio" secondo conto energia, non hai pure tu lo scambio sul posto? D'accordo che non ti pagano quanto vale realmente l'energia immessa, ma è abbastanza comodo perché è quasi come una sorta di accumulo (senza il costo dell'accumulo). Fare questa cosa del riscaldamento dell'acqua non la vedo alla fine particolarmente conveniente... :wink:

Infatti lo avevo messo nella premessa ;)... quella frase "Lasciando perdere che non è una cosa mega risparmiosa..." si riferiva proprio a questo.
Ho il secondo conto energia con lo scambio sul posto, ma per principio preferirei consumare il 100% dell'energia, anche se per assurdo ci perdo soldi (che i contribuenti pagano).
In verità non vi ho detto tutto perchè non lo ritenevo importante... Sto per installare una pompa di calore per riscaldamento e raffreddamento, che ha un contatto pulito per il discorso fotovoltaico. Quando mi accorgo che produco più di quello che consumo, come prima cosa accendo la PDC per fare acqua calda sanitaria alla max temperatura consentita (e li risparmio di sicuro), ma se ancora avanzo qualcosa volevo riscaldare l'acqua di un secondo boiler che è un puffer inerziale che la PDC utilizza per il riscaldamento (chiaramente solo in inverno). Purtroppo col contatto pulito non si può riscaldare l'acqua del puffer con la pdc.
Poi devo anche dire che il mio impianto fotovoltaico ha 14anni... quindi lo scambio sul posto non dura ancora molto :wink:

Buona giornata e grazie ancora del tuo aiuto