- DigitalSTROM
-
Dieser Artikel wurde aufgrund von inhaltlichen Mängeln auf der Qualitätssicherungsseite des Portals Elektrotechnik eingetragen. Dies geschieht, um die Qualität der Artikel aus dem Themengebiet auf ein akzeptables Niveau zu bringen. Dabei werden Artikel gelöscht, die nicht signifikant verbessert werden können. Bitte hilf mit, die inhaltlichen Mängel dieses Artikels zu beseitigen, und beteilige dich bitte an der Diskussion! digitalSTROM ist ein Bus-System zur Steuerung und Überwachung elektrischer Verbraucher über das vorhandene Stromnetz. Kernstück ist ein, in den jeweiligen Verbraucher integrierter, kostengünstiger, integrierter Schaltkreis der direkt an Netzspannung betrieben wird (so genannter „Hochvolt-Chip“). Das System befindet sich mit Stand Februar 2009 vor der allgemeinen Markteinführung, die für Anfang 2010 geplant ist.
Inhaltsverzeichnis
Geschichte
Die Technik beruht auf einem von Wilfried Beck und Ludger Hovestadt erfundenen und 2006 patentierten [1][2] Übertragungsverfahren. Im Jahre 2007 gründete sich an der ETH Zürich die digitalSTROM Alliance, eine Non-Profit-Organisation, die daran arbeitet dieses Übertragungsverfahren zu einem weltweiten Standard zu entwickeln. Die von den Erfindern gegründete Firma aizo ag entwickelt und vermarktet die Systemkomponenten basierend auf diesem Übertragungsverfahren.
Technik
Datenübertragung
digitalSTROM überträgt die Daten direkt über die Stromleitung ohne weitere Leitungen zu benötigen.
Das Nutzsignal wird seitens Slave aufmoduliert, indem bei der sinusförmigen Netzspannung die Wirkleistung des angeschlossenen Verbrauchers für einige Mikrosekunden in der Nähe des Nulldurchgangs erhöht oder vermindert wird.
Das Nutzsignal wird vom Busmasters durch Kurzschlüsse für wenige Mikrosekunden realisiert, die wiederum in der Nähe des Nulldurchgangs erfolgen.
Bisherige Datenübertragungssysteme die die Stromleitung nutzen modulieren ein hochfrequentes Signal auf die Netzspannung auf, digitalSTROM moduliert im Gegensatz dazu den elektrischen Strom. Vereinfacht ausgedrückt wird bei digitalSTROM die Menge an fließendem Strom gemessen und ausgewertet, während bisherige Verfahren die Höhe der Spannung auswerten. Daher beeinflussen sich, nach Angaben der Erfinder, beide Verfahren nicht und können ohne gegenseitige Störung im gleichen Stromkreis betrieben werden.
Buszugriff
Jeder Busteilnehmer verfügt von Werk aus über eine weltweit eindeutige ID (dSID), die ähnlich einer MAC-Adresse eines Ethernetsgeräts zu sehen ist. Er bekommt vom Master in einen DHCP-ähnlichen Anmeldeverfahren eine lokal gültige Adresse, mit der er dann kommuniziert.
Architektur
digitalSTROM verwendet eine Master/Slave Architektur. Das System besteht aus folgenden Komponenten:
- dSM digitalSTROM-Meter
- Busmaster, im Prinzip ein genauer Strommesser. Ein Busmaster ist für jeden Stromkreis erforderlich. Der Busmaster hat eine Bauform zur Hutschienenmontage in der Elektroverteilung mit der Größe einer Teilungseinheit.
- Der Busmaster dSM kommuniziert über das proprietäre digitalSTROM-Protokoll über die der Netzleitung mit den Slaves im Stromkreis und über dS485, eine Modifikation von EIA-485, mit anderen dSM sowie mit dem dSS.
- Jeder dSM wird pro Phase in einen Stromkreis eingebaut und kommuniziert nur mit den Slaves, die in dieser Phase angeschlossen sind. L und N werden durchgeschleift.
- dSID digitalSTROM-Identification-Device
- Slave, jeder dSID enthält eine eindeutige 96 Bit lange Identifikationsnummer nach dem EPC Standard. In jedem Stromkreis können bis zu 1008 Slaves vorhanden sein. Der Slave ist als Hochvolt-Chip ausgelegt, der bei Netzspannung betrieben wird. Er hat eine Baugröße von ca. 6 x 4 mm.
- Jeder dSID wird mit nur L und N des Stromkreises verbunden. Wenn er mit einen Sensor verbunden, so werden keine weiteren Leitungen angeschlossen. In der Rolle als Aktor verfügt ein entsprechender dSID über einen L und N Ausgang, der ebenfalls durch den Chip geschaltet wird. Des Weiteren verfügt der dSID über einen seriellen Ausgang.
- dSS digitalSTROM-Server
- Server, der die einzelnen digitalSTROM-Meter vernetzt und die Verbindung zu anderen Applikationen bereitstellt. Der dSS hat eine Bauform zur Hutschienenmontage mit der Größe einer Teilungseinheit. Er kommuniziert über dS485 mit den angeschlossenen dSM(s) sowie über TCP/IP mit anderen Applikationen.
- Der digitalSTROM-Server ist für ein funktionsfähiges digitalSTROM System nicht zwingend erforderlich; seine Rolle ist eher die eines Gateways bzw. Webserver für Visualisierungen.
Siehe auch
Weblinks
Quellen
- ↑ (WO/2006/034866) Patent: DATA TRANSMISSION METHOD AND DEVICE FOR A/C SYSTEMS
- ↑ Patent (Europa): EP1794895 (A1)
Wikimedia Foundation.
