UN RPI HAT para mediciones sincronizadas

Un equipo del Instituto para la Automatización de Sistemas de Energía Complejos (ACS) de la Universidad RWTH de Aquisgrán ha estado trabajando durante un tiempo en el análisis de sistemas de energía ampliamente distribuidos. En un intento por alejarse de las plataformas electrónicas altamente especializadas (y costosas), han producido algunos instrumentos diseñados para operar con la plataforma Raspberry Pi y una pila de software de código abierto. Llaman a la plataforma la SMU (Unidad de Medida Sincronizada). La SMU consta de un HAT colocado en un RPi3, dentro de una caja impresa en 3D que está diseñada para conectarse a un riel DIN. Después de todo, se supone que esto es una plataforma industrial. En cuanto al hardware, la estrella del espectáculo es Texas Instruments. ADS8588S que es un ADC de muestreo simultáneo de 8 canales y 16 bits. Este es un dispositivo bastante bueno, con un rendimiento de 200 kSPS y un front-end programable por canal, empaquetado en un QFP de 64 pines apto para piratas informáticos. Sin embargo, lo que hace que este proyecto sea interesante es cómo resolvieron el problema de controlar la adquisición y sincronización de datos muestreados.
Los flancos 1-PPS y BUSY se convierten en niveles, luego se hacen OR para activar el DMA Al programar el ADC en modo paralelo de bytes, luego usar el bloque de interfaz de memoria secundaria (SMI) BCM2837 junto con el DMA, las muestras se transfieren a la memoria con mínima sobrecarga de la CPU. un a bordo Módulo U-Blox Max-M8 GNSS proporciona una señal de 1PPS (parte superior del segundo pulso), que se combina con la señal de ocupado del ADC de una manera muy sencilla, lo que permite tanto el control de la frecuencia de muestreo como la sincronización entre varias unidades repartidas en una instalación. Consideran que pueden sincronizar dentro de los 180 ns de la parte superior del segundo, lo que debería ser suficiente para medir sistemas de energía que cambian relativamente lentamente. El PCB HAT fue creado en KiCAD y se puede encontrar en el Sección de hardware SMU GitHub, lo que facilita la modificación según sus necesidades, o al menos ajusta el diseño para que coincida con las piezas que realmente puede tener en sus manos. En cuanto al software, el se proporciona la pila completa desde el módulo del kernel que se ocupa de las cosas de bajo nivel, ofreciendo /dev/SMU, hasta el demonio de administración y una GUI basada en QT. Se puede encontrar una descripción completa del nivel del sistema en el Artículo de acceso abierto. Vemos muchos proyectos de monitores de energía en Hackaday, ya que un poco más de conocimiento sobre el uso de energía puede ahorrarle a largo plazo. Aquí hay otro proyecto RPi HAT, solo para este propósito. Por supuesto, no tienes que ser tan inteligente, si tienes un medidor de electricidad apropiado, podrías solo cuenta parpadeos y llámalo un día.