CHESTER Current

Tento článek popisuje základní funkce, popis hardwaru, výchozí konfiguraci, ukázkovou JSON zprávu a kalibraci kanálů katalogové aplikace CHESTER Current.

Pozor: Některé základní informace zde nejsou uvedeny, protože jsou společné pro všechny katalogové aplikace CHESTER. Podívejte se prosím na:

První kroky – jak připojit zařízení do Cloudu.

Společná funkcionalita – jak fungují LED, tlačítko a konfigurace sítě.

Správa platformy – jak pracovat s interaktivní konzolí.

Přehled aplikace

Aplikace cílí především na neinvazivní měření proudu pomocí takzvaného DC Current "Transformer" (DCCT). Umí měřit až 4 kanály střídavého i stejnosměrného proudu. Proudové sondy jsou kleště kolem měřeného vodiče, které převádějí magnetický tok (úměrný elektrickému proudu) na diferenciální výstupní napětí.

Tip: Proudové sondy vyžadují během měřicího cyklu napájení 5 V (generované pomocí boost měniče na modulu CHESTER-K1). Boost měnič i napájecí větve jednotlivých kanálů jsou softwarově řízené, takže zařízení CHESTER Current může fungovat jako nízkopříkonové zařízení napájené z baterie. Interval měření pochopitelně hraje klíčovou roli v životnosti baterie.

Kromě měření proudu lze zařízení nakonfigurovat (na vyžádání) i pro měření až 4 napěťových kanálů (v single-ended režimu). Měření proudu a napětí lze kombinovat (celkový počet kanálů nikdy nepřesáhne 4).

Varianty aplikace

Zařízení CHESTER Current lze objednat v jedné z těchto variant:

CHESTER Current

Katalogový hardware CHESTER Current se skládá z těchto objednacích kódů:

CHESTER-M-CGLS - Standardní základní deska
CHESTER-K1-C1-C2-C3-C4 - 4x diferenciální vstup + 5 V boost
CHESTER-E2-LP - Krabička s SMA pigtailem

Více informací najdete v kapitole Objednací kódy.

Varianta sestavení firmwaru: west chester-update current --variant "CHESTER Current"

CHESTER Current Z

Katalogový hardware CHESTER Current Z se skládá z těchto objednacích kódů:

CHESTER-M-CGLS - Standardní základní deska
CHESTER-K1-C1-C2-C3-C4 - 4x diferenciální vstup + 5 V boost
CHESTER-Z1 - Zálohovací modul
CHESTER-E2-LP - Krabička s SMA pigtailem

Více informací najdete v kapitole Objednací kódy.

Varianta sestavení firmwaru: west chester-update current --variant "CHESTER Current Z"

CHESTER Current 1W

Katalogová aplikace CHESTER Current 1W podporuje více externích teplotních senzorů DS18B20 na sběrnici 1-Wire.

Hardware této aplikace se skládá z těchto objednacích kódů:

CHESTER-M-CGLS - Standardní základní deska
CHESTER-K1-C1-C2-C3-C4 - 4x diferenciální vstup + 5 V boost
CHESTER-E2-LP - Krabička s SMA pigtailem

Více informací najdete v kapitole Objednací kódy.

Varianta sestavení firmwaru: west chester-update current --variant "CHESTER Current" (podpora DS18B20 1-Wire je součástí základního firmwaru CHESTER Current)

Sondy

Můžete zvolit až 4 proudové sondy s následujícími proudovými rozsahy:

Maximální proud 10 A
Maximální proud 100 A
Maximální proud 300 A
Maximální proud 1 000 A
Maximální proud 1 500 A

Pozor: Proudový rozsah je uveden pro stejnosměrný proud. Pokud navrhujete systém pro střídavý proud, musíte maximální očekávaný střídavý proud vynásobit koeficientem 1.42 (druhá odmocnina ze dvou), abyste zjistili, zda se proudová sonda vejde do limitu.

Chování aplikace

Schéma zapojení pro CHESTER Current najdete v popisu svorkovnice rozšiřujícího modulu CHESTER-K1. Rozšiřující modul CHESTER-K1 využívá oba sloty A i B. Používáte tedy odpovídající svorky A1 až A8 a B1 až B8.

Analogové vstupy

Analogové hodnoty se vzorkují periodicky (parametr interval-sample). Tyto hodnoty se ukládají do bufferu vzorků.
Nasbírané vzorky se periodicky agregují (parametr interval-aggreg). Z uložených vzorků se vypočítá minimum, maximum, průměr a medián. Tyto agregované výsledky se označují jako měření.
Každé měření má přiřazenou časovou značku. Buffer měření se pravidelně přenáší jako časová řada (parametr interval-report).

Zálohování

Zařízení CHESTER Current Z (vybavené modulem CHESTER-Z1) může navíc hlásit informace o záložní baterii a stavu externího DC napájení.

Aktuální napětí baterie a externí DC napětí se odesílají v každém reportu.
Při změně stavu DC napájecího vstupu se uloží časová značka události spolu se stavem připojeno/odpojeno, tato informace se ukládá do bufferu a buffer událostí se odešle (nejpozději) s pravidelným reportem (parametr interval-report).
Volitelně lze změny DC napájecího vstupu na stav připojeno (parametr backup-report-connected) nebo odpojeno (parametr backup-report-disconnected) hlásit okamžitě nebo s nastavitelným zpožděním (parametr event-report-delay), což umožňuje zachytit více po sobě jdoucích změn vstupu.
Maximální počet reportů za hodinu je konfigurovatelný (parametr event-report-rate). Omezení událostí šetří komunikační pásmo a prodlužuje životnost baterie.

Pozor: Interval dalšího reportu se počítá na začátku vysílacího cyklu jako parametr interval-report (zadaný v sekundách) ±20 % rozptyl. Tento rozptyl je záměrně náhodný, aby se zabránilo překrývání vysílání více zařízení provozovaných na stejném místě (např. napájených z místní DC linky). Kdyby takový rozptyl nebyl implementován, mohlo by se vysílání zařízení synchronně překrývat.

Výchozí konfigurace

Toto je výchozí konfigurace (vypsaná pomocí příkazu app config show):

app config interval-sample 60
app config interval-aggreg 300
app config interval-report 900
app config interval-poll 0
app config downlink-wdg-interval 129600
app config event-report-delay 1
app config event-report-rate 30
app config backup-report-connected true
app config backup-report-disconnected true
app config channel-active-1 false
app config channel-active-2 false
app config channel-active-3 false
app config channel-active-4 false
app config channel-differential-1 false
app config channel-differential-2 false
app config channel-differential-3 false
app config channel-differential-4 false
app config channel-calib-x0-1 0.00
app config channel-calib-x0-2 0.00
app config channel-calib-x0-3 0.00
app config channel-calib-x0-4 0.00
app config channel-calib-x1-1 0.00
app config channel-calib-x1-2 0.00
app config channel-calib-x1-3 0.00
app config channel-calib-x1-4 0.00
app config channel-calib-y0-1 0.00
app config channel-calib-y0-2 0.00
app config channel-calib-y0-3 0.00
app config channel-calib-y0-4 0.00
app config channel-calib-y1-1 0.00
app config channel-calib-y1-2 0.00
app config channel-calib-y1-3 0.00
app config channel-calib-y1-4 0.00
app config channel-calib-mode-1 "rms"
app config channel-calib-mode-2 "rms"
app config channel-calib-mode-3 "rms"
app config channel-calib-mode-4 "rms"
app config w1-therm-interval-sample 60
app config w1-therm-interval-aggreg 300
app config mode "lte"

Specifické příkazy

Info: Celou stromovou strukturu příkazů můžete snadno prozkoumat – začněte příkazem help.

Příkazy

Příkaz pro okamžité spuštění vzorkování (a uložení výsledku do bufferu vzorků):

sample

Příkaz pro okamžité odeslání dat (a vyprázdnění agregovaných měření):

send

Reportování

Tímto příkazem nastavíte interval reportu (v sekundách):

app config interval-report <value>

Zálohování

Tímto příkazem nastavíte krátké zpoždění (v sekundách) mezi událostí zálohování a jejím reportováním:

app config event-report-delay <value>

Tip: Tato funkce je užitečná v systémech, kde může krátce po první změně přijít další.

Tímto příkazem omezíte počet asynchronních reportů událostí zálohování v jednohodinovém okně:

app config event-report-rate <value>

Tip: Tato funkce pomáhá šetřit energii u zařízení napájeného z baterie a optimalizuje objem přenesených dat. Pravidelné (periodické) reporty nastavené parametrem interval-report se do tohoto limitu nepočítají.

Těmito příkazy zapnete/vypnete reportování událostí připojení/odpojení napájecího vstupu zálohovacího modulu:

app config backup-report-connected <true/false>
app config backup-report-disconnected <true/false>

Analogové kanály

Příkaz pro zapnutí/vypnutí kanálu n (index 1-4):

app config channel-active-<n> <true/false>

Příkaz pro přepnutí mezi režimy single-ended/diferenciální na kanálu n (index 1-4):

app config channel-differential-<n> <true/false>

Příkaz pro nastavení kalibračního bodu X0 (vstup) na kanálu n (index 1-4):

app config channel-calib-x0-<n> <value>

Příkaz pro nastavení kalibračního bodu Y0 (výstup) na kanálu n (index 1-4):

app config channel-calib-y0-<n> <value>

Příkaz pro nastavení kalibračního bodu X1 (vstup) na kanálu n (index 1-4):

app config channel-calib-x1-<n> <value>

Příkaz pro nastavení kalibračního bodu Y1 (výstup) na kanálu n (index 1-4):

app config channel-calib-y1-<n> <value>

Příkaz pro nastavení kalibračního režimu na kanálu n (index 1-4):

app config channel-calib-mode-<n> <avg/rms>

Režim	Popis	Použití
`avg`	Střední (průměrná) hodnota	Stejnosměrné signály, pomalu se měnící hodnoty
`rms`	Efektivní hodnota (Root Mean Square)	Střídavé signály, proudové transformátory

Příkazy kanálů

Následující shell příkazy umožňují interaktivní kalibraci a čtení kanálů. <n> je číslo kanálu 1-4.

Příkaz	Popis
`current channel-<n> read`	Načtení surové a kalibrované hodnoty
`current channel-<n> calib set-0 <value>`	Zachytí aktuální surovou hodnotu jako X0, nastaví Y0 na `<value>`
`current channel-<n> calib set-1 <value>`	Zachytí aktuální surovou hodnotu jako X1, nastaví Y1 na `<value>`
`current channel-<n> calib show`	Zobrazí kalibrační parametry
`current channel-<n> calib reset`	Obnoví výchozí kalibraci
`current channel-<n> calib mode [avg\|rms]`	Načte/nastaví kalibrační režim

Teploměr 1-Wire

Příkaz pro nastavení intervalu vzorkování teploměru 1-Wire v sekundách:

app config w1-therm-interval-sample <1-86400>

Příkaz pro nastavení intervalu agregace teploměru 1-Wire v sekundách:

app config w1-therm-interval-aggreg <1-86400>

Firmware

Nejnovější firmware je k dispozici v kapitole Firmware katalogových aplikací.

Firmware v3.5.1

Varianta	Verze	Odkaz
CHESTER Current	v3.5.1	Stáhnout
CHESTER Current Z	v3.5.1	Stáhnout

Ukázková JSON zpráva

LTE

Zobrazit ukázku JSON

{
  "message": {
    "version": 1,
    "sequence": 42,
    "timestamp": 1738627200
  },
  "system": {
    "uptime": 86400,
    "voltage_rest": 3.65,
    "voltage_load": 3.42,
    "current_load": 28
  },
  "network": {
    "parameter": {
      "eest": 7,
      "ecl": 0,
      "rsrp": -89,
      "rsrq": -10,
      "snr": 12,
      "plmn": 23003,
      "cid": 1234567,
      "band": 20,
      "earfcn": 6300
    }
  },
  "thermometer": {
    "temperature": 23.45
  },
  "accelerometer": {
    "accel_x": 0.012,
    "accel_y": -0.008,
    "accel_z": 1.002,
    "orientation": 2
  },
  "analog_channels": [
    {
      "channel": 1,
      "raw_rms": {
        "measurements": [
          { "timestamp": 1738627200, "period": 300 },
          { "min": 70.12, "max": 72.45, "avg": 71.28, "mdn": 71.30 },
          { "min": 69.88, "max": 73.01, "avg": 71.45, "mdn": 71.42 }
        ]
      },
      "raw_mean": {
        "measurements": [
          { "timestamp": 1738627200, "period": 300 },
          { "min": 49.50, "max": 51.20, "avg": 50.35, "mdn": 50.32 },
          { "min": 49.22, "max": 51.55, "avg": 50.38, "mdn": 50.40 }
        ]
      },
      "calibration": {
        "mode": 1,
        "measurements": [
          { "timestamp": 1738627200, "period": 300 },
          { "min": 9.85, "max": 10.18, "avg": 10.01, "mdn": 10.02 },
          { "min": 9.82, "max": 10.25, "avg": 10.03, "mdn": 10.04 }
        ]
      }
    }
  ]
}

Info: Struktura payloadu pro analogové kanály se ve verzi v3.5.1 změnila:

raw_rms - Obsahuje měření efektivní hodnoty v mV

raw_mean - Obsahuje měření střední (průměrné) hodnoty v mV

calibration - Obsahuje kalibrované hodnoty podle zvoleného režimu (0=avg, 1=rms)

LoRaWAN

Zařízení CHESTER Current podporuje binární kódování LoRaWAN payloadu. Příklad s baterií + teploměrem + aktivním kanálem 1:

Hlavička: 0x25 0x00 (bity: BATT=1, ACCEL=0, THERM=1, W1=0, BACKUP=0, CH1=1)

Surové bajty (hex):

25 00 45 0E 5A 0D 1C 29 09 00 47 00 48 E4 49

Dekódováno:

Offset	Bajty	Pole	Hodnota
0-1	`25 00`	Hlavička	0x0025 (BATT + THERM + CH1)
2-3	`45 0E`	voltage_rest	3653 mV
4-5	`5A 0D`	voltage_load	3418 mV
6	`1C`	current_load	28 mA
7-8	`29 09`	temperature	23.45 °C (2345 / 100)
9-10	`00 47`	ch1_rms	71.5 mV (float16)
11-12	`00 48`	ch1_mean	50.3 mV (float16)
13-14	`E4 49`	ch1_calib	10.02 A (float16)

Celkem: 15 bajtů

Kalibrace kanálů

Nebezpečí: Při aktualizaci firmwaru z verze v1.x.x na verzi v2.0.0 a novější je nutné zálohovat konfiguraci. V případě zařízení CHESTER Current také kalibrační data.

Pozor: Následující sekce je uvedena pouze pro referenci. Zařízení CHESTER Current se obvykle objednávají společně s proudovými sondami a HARDWARIO v takovém případě provádí kalibraci kanálů za zákazníka.

Přehled kalibračního systému

Kalibrační systém používá dvoubodovou lineární interpolaci pro převod surových hodnot v mV na kalibrované hodnoty (např. ampéry, watty nebo jakoukoli fyzikální jednotku).

Tip: Lineární interpolace je pro výpočet výstupu definována tímto vzorcem:

calibrated = (y0 × (x1 - raw) + y1 × (raw - x0)) / (x1 - x0)

Kde:

x0, x1 = Surové hodnoty v mV v kalibračních bodech

y0, y1 = Skutečné fyzikální hodnoty v kalibračních bodech

raw = Aktuální surová hodnota v mV

Konfigurační parametry

Parametr	Typ	Rozsah	Výchozí	Popis
`channel-active-<1..4>`	bool	true/false	false	Zapnutí kanálu
`channel-differential-<1..4>`	bool	true/false	false	Diferenciální režim
`channel-calib-x0-<1..4>`	float	-10000..10000	0.00	Surové mV v bodě 0
`channel-calib-x1-<1..4>`	float	-10000..10000	0.00	Surové mV v bodě 1
`channel-calib-y0-<1..4>`	float	-10000..10000	0.00	Skutečná hodnota v bodě 0
`channel-calib-y1-<1..4>`	float	-10000..10000	0.00	Skutečná hodnota v bodě 1
`channel-calib-mode-<1..4>`	enum	avg/rms	rms	Kalibrační režim

Postup kalibrace

Předpoklady

Připojte proudový senzor (např. CT kleště) ke kanálu CHESTER-K1
Připojte se k zařízení CHESTER přes RTT shell nebo USB konzoli
Mějte připravené referenční měřidlo (multimetr, klešťový ampérmetr)

Kalibrace krok za krokem

1. Zapnutí kanálu

app config channel-active-1 true

2. Nastavení kalibračního režimu

Zvolte rms pro střídavé proudové transformátory nebo avg pro stejnosměrné senzory:

current channel-1 calib mode rms

3. Ověření surové hodnoty

Načtěte aktuální surovou hodnotu v mV:

current channel-1 read

Ukázka výstupu:

Channel 1: avg=0.5 rms=1.2 mV (mode=rms, no calibration)

4. Kalibrační bod 0 (nulový/nízký bod)

Přiveďte známý nízký proud (např. 0 A) a nastavte kalibraci:

current channel-1 calib set-0 0

Tím se aktuální surová hodnota v mV zachytí jako x0 a nastaví se y0 = 0.

Výstup:

Channel 1: avg=0.5 rms=1.2 (using rms), point 0 set (x0=1.20, y0=0.00)

5. Kalibrační bod 1 (vysoký bod)

Přiveďte známý vysoký proud (např. 10 A) a nastavte kalibraci:

current channel-1 calib set-1 10

Tím se aktuální surová hodnota v mV zachytí jako x1 a nastaví se y1 = 10.

Výstup:

Channel 1: avg=50.3 rms=71.5 (using rms), point 1 set (x1=71.50, y1=10.00)

6. Ověření kalibrace

Načtěte kanál a zkontrolujte kalibrovaný výstup:

current channel-1 read

Výstup:

Channel 1: avg=50.3 rms=71.5 mV (mode=rms, calibrated: 10.00)

7. Zobrazení kalibračních parametrů

current channel-1 calib show

Výstup:

Channel 1 calibration: x0=1.20 y0=0.00, x1=71.50 y1=10.00, mode=rms

Reset kalibrace

Pro vymazání kalibrace a návrat k surovému výstupu v mV:

current channel-1 calib reset

Kalibrace Hallova senzoru

Tato sekce popisuje, jak nakonfigurovat firmware pro měření proudu pro Hallovy senzory (např. YHDC HSTS30). Pro zajištění přesných hodnot musí být systém nastaven na lineární aproximaci a diferenciální režim vstupu.

Logika kalibrace

Standardní senzor (300 A / 2,5 V ± 0,625 V) používá referenční střed 2,5 V. Při jmenovitém proudu 300 A se výstupní napětí od tohoto středu vychýlí o 625 mV.

Zapnutím diferenciálního režimu (měření INP proti INM, kde INM je referenční napětí senzoru 2,5 V) izolujeme relevantní signál a odstraníme stejnosměrný offset.

Výpočet citlivosti:

Sensitivity = 625 mV / 300 A = 2.0833 mV/A

Teoretické parametry

Firmware CHESTER používá pro definici lineárního škálování dva body [x, y], kde x je napětí (mV) a y je fyzikální hodnota (A).

Parametr	Hodnota	Popis
x0	0	Vstup 0 mV (nulový offset)
y0	0	Naměřeno 0 A
x1	625	Vstup 625 mV (plný rozkmit)
y1	300	Naměřeno 300 A

info

Před použitím této konfigurace se ujistěte, že fyzikální hodnoty na štítku senzoru odpovídají výše uvedeným teoretickým hodnotám.

Konfigurační příkazy CLI

Nahraďte <n> číslem cílového kanálu (1–4):

# Define linear approximation points
app config channel-calib-x0 <n> 0
app config channel-calib-y0 <n> 0
app config channel-calib-x1 <n> 625
app config channel-calib-y1 <n> 300

# Set measurement mode to RMS (Root Mean Square)
app config channel-calib-mode <n> rms

# Enable differential input mode
app config channel-differential <n> true

caution

Pokud má váš senzor jiný rozsah (např. 100 A / 1 V), musíte pro zachování přesnosti nastavit x1 na 1000 a y1 na 100.

Původní metoda kalibrace

Ve firmě HARDWARIO máme kalibrační sadu pro CHESTER Current složenou z několika vzduchových cívek s 10/50/100 závity.

Příklad kalibrace proudu (původní metoda)

Změřte offsety při nulovém proudu a zapište je pro každý kanál jako parametr x0.

Tip: Pro spuštění měření použijte příkaz sample.
Předpokládejme kalibraci proudové sondy 100 A a zvolme cívku se 100 závity.
Nastavte proudové omezení laboratorního zdroje na 900 mA a zdroj připojte k cívce.
Nasaďte proudovou sondu na kalibrační cívku.
Ověřte proud protékající cívkou pomocí multimetru zapojeného do série.
Změřte kanál a naměřenou hodnotu zapište jako hodnotu x1.
Nastavte parametr y1 na hodnotu 90000.

Info: Hodnota představuje součin počtu závitů cívky a proudového omezení zdroje – v tomto příkladu 90000.
Protože jsme předpokládali bod s nulovým proudovým offsetem, můžeme parametr x0 ponechat nastavený na 0.
Uložte konfigurační data (příkazem config save) a ověřte použité kalibrované hodnoty.

Seznam změn

v3.5.1 — 2025-12-08

Přidáno: Shell příkazy pro kalibraci jednotlivých kanálů v reálném čase – interaktivní nastavení nulového bodu a rozsahu
Přidáno: Downlink watchdog – detekuje ztrátu komunikace s cloudem
Vylepšeno: Spolehlivost a kódování LoRaWAN
Opraveno: Validace kalibračního rozsahu

v3.5.0 — 2025-12-03

Přidáno: Nové varianty – CHESTER Current Z (se zálohovacím modulem CHESTER-Z1) a CHESTER Current 1W (s externími teplotními senzory DS18B20 na 1-Wire)
Přidáno: Podpora LoRaWAN – jediný binární firmware pro LTE i LoRaWAN; režim se volí pomocí app config mode lte / app config mode lrw
Změněno: Přechod na protokol Cloud v2 (kódování CBOR, nové API endpointy); předchozí firmware pro Cloud v1 zůstává k dispozici samostatně

info

Kompletní přehled všech změn platformy najdete v seznamu změn CHESTER.

Přehled aplikace​

Varianty aplikace​

CHESTER Current​

CHESTER Current Z​

CHESTER Current 1W​

Sondy​

Chování aplikace​

Analogové vstupy​

Zálohování​

Výchozí konfigurace​

Specifické příkazy​

Příkazy​

Reportování​

Zálohování​

Analogové kanály​

Příkazy kanálů​

Teploměr 1-Wire​

Firmware​

Firmware v3.5.1​

Ukázková JSON zpráva​

LTE​

LoRaWAN​

Kalibrace kanálů​

Přehled kalibračního systému​

Konfigurační parametry​

Postup kalibrace​

Předpoklady​

Kalibrace krok za krokem​

1. Zapnutí kanálu​

2. Nastavení kalibračního režimu​

3. Ověření surové hodnoty​

4. Kalibrační bod 0 (nulový/nízký bod)​

5. Kalibrační bod 1 (vysoký bod)​

6. Ověření kalibrace​

7. Zobrazení kalibračních parametrů​

Reset kalibrace​

Kalibrace Hallova senzoru​

Logika kalibrace​

Teoretické parametry​

Konfigurační příkazy CLI​

Původní metoda kalibrace​

Příklad kalibrace proudu (původní metoda)​

Seznam změn​

v3.5.1 — 2025-12-08​

v3.5.0 — 2025-12-03​

Přehled aplikace

Varianty aplikace

CHESTER Current

CHESTER Current Z

CHESTER Current 1W

Sondy

Chování aplikace

Analogové vstupy

Zálohování

Výchozí konfigurace

Specifické příkazy

Příkazy

Reportování

Zálohování

Analogové kanály

Příkazy kanálů

Teploměr 1-Wire

Firmware

Firmware v3.5.1

Ukázková JSON zpráva

LTE

LoRaWAN

Kalibrace kanálů

Přehled kalibračního systému

Konfigurační parametry

Postup kalibrace

Předpoklady

Kalibrace krok za krokem

1. Zapnutí kanálu

2. Nastavení kalibračního režimu

3. Ověření surové hodnoty

4. Kalibrační bod 0 (nulový/nízký bod)

5. Kalibrační bod 1 (vysoký bod)

6. Ověření kalibrace

7. Zobrazení kalibračních parametrů

Reset kalibrace

Kalibrace Hallova senzoru

Logika kalibrace

Teoretické parametry

Konfigurační příkazy CLI

Původní metoda kalibrace

Příklad kalibrace proudu (původní metoda)

Seznam změn

v3.5.1 — 2025-12-08

v3.5.0 — 2025-12-03