Warum wird hier gemessen?
Für meine Diplomarbeit über die Untersuchung des Zusammenhanges der Netzfrequenz und der eingesetzten (Sekundär)Regelleistung wurden Werte zur Netzfrequenz benötigt. Da ich keine Quelle gefunden habe und (zum damaligen Zeitpunkt) auch keine Geräte, die für so eine Netzfrequenzmessung geeignet waren, wurde das Netzfrequenzmessgerät kurzerhand einfach selber entwickelt.

Hardware für die Messung
Gemessen wird die Netzfrequenz mit einem selbstentwickelten Messgerät auf Basis eines AVR ATMega8. Das Netzfrequenzmessgerät ist sehr einfach aufgebaut: Zuerst wird die Spannung aus der Steckdose über ein handelsübliches AC-Netzteil auf ca. 9V heruntertransformiert. Die Frequenz bleibt dabei erhalten. Um Störungen herauszufiltern und um die Flanken über den Interupt-Pin des ATMega messen zu können, wird die Sinuskurve der Netzfrequenz über einen Tiefpass, Zenerdioden, einen Optokoppler und einem Operationsverstärker in ein Rechtecksignal umgewandelt. Der Mikrocontroller zählt die Anzahl der Flanken innerhalb einer Sekunde, errechnet daraus die Frequenz und gibt diese sekündlich über eine serielle Schnittstelle (RS232) aus. Die langfristige Messgenauigkeit liegt unter einem mHz, einzelne Werte können etwas stärker abweichen. Wobei die Aussagen dazu etwas schwierig sind, da es an Referenzwerten mangelt. Rechnerisch müsste die Abweichung höher liegen, da der verwendete Quarz für den Takt des Mikrocontrollers eine Abweichung von <50ppm hat.

Speicherung der Daten
Um das weitere kümmert sich ein angeschlossener Computer (bzw. auch ein Router, welcher mit OpenWrt ausgerüstet wurde). Hier werden die Messwerte mit einem Zeitstempel versehen, gespeichert und zusätzlich an zwei verschiedene Server im Internet geschickt, wo sie in einer Datenbank gespeichert werden. Jeder Wert ist mit zwei Zeitstempeln versehen. Einmal der „current Timestamp“, also der Zeitpunkt, wann der Wert in die Datenbank eingetragen wurde und dann noch der Zeitstempel zum Zeitpunkt der Messung. Diese Zeiten können je nach Laufzeit der (Internet)Übertragung leicht differieren.

Darstellung der Netzfrequenz
Für die Echtzeitanzeige auf der Webseite wird der jeweils letzte Wert aus der Datenbank genommen (current Timestamp und Netzfrequenz). Dabei kann es vorkommen, dass der zuletzt angezeigte Wert nicht unbedingt der zuletzt gemessene ist (siehe oben).
Dieser Effekt kann teilweise bei der gleichzeiten Anzeige beider Messgeräte auftreten. Laufen hier die Kurven nicht synchron, dann liegt es nicht an verschiedenen Frequenzen in den Übertragungsnetzen von 50Hertz und Tennet, sondern an einer Störung der Internetverbindung, wodurch die gepufferten Werte mit einer Verzögerung übertragen werden.

Warum die Darstellung im Internet?
Aus Spaß an der Freude. 😉
Für die Diplomarbeit war die Darstellung der Netzfrequenzmessung im Internet nicht notwendig. Aus technischen Gründen wurde die Werte aber auf einem Server im Internet gespeichert – und wenn sie schon da sind, können sie auch angezeigt werden. 😉

Warum wird immer noch gemessen?
Auch hier wieder: Aus Spaß an der Freude. 😉
Die Diplomarbeit ist mittlerweile schon lange fertig, von daher könnten die Geräte zur Netzfrequenzmessung eigentlich wieder abgebaut werden. Aber ich finde das Thema spannend und beschäftige mich deswegen weiterhin damit. Und ich habe noch ein paar Ideen, die nicht einfach so versauern sollen und die ich hier gerne veröffentlichen möchte. Leider fehlt mir meistens etwas die Zeit…