Forfatter Mads Chr. Olesen

29 aug

0 Comments

Grundfos Alpha 2 pumpe går i stykker og flimrer: reparer den med en kondensator til nogle få kr

Af

Som med så mange andre huse fulgte der en Grundfos Alpha 2 cirkulationspumpe med da vi købte et hus. Den pumpede og pumpede, indtil den var blevet 13 år gammel: så begyndte den at flimre når den skulle starte op. Det er jo som sådan en rimelig hæderlig levetid, men også lidt mistænkeligt at det ikke virkede til at være et mekanisk problem.

Flimmer, men ingen pumpning.

Symptomerne er:

  • Pumpen kan køre fint i længere tid
  • Ved længere tids stop kan den ikke starte; nogen gange starter den efter noget tid
  • Ved opvarmning starter pumpen, f.x. med en varmepistol

Det sidste punkt har gjort at der flere steder bliver spekuleret i at der er “kondens” i pumpen.

Det er dog ikke problemet. Problemet er en lille kondensator der holder strøm til lavspændingselektronikken:

47 uF 16 V kondensatoren er problemet.

I Hal9k eksperimenterede vi en smule for at verificere: hvis man køler den ned med f.x. sprit opstår problemet med det samme. Hvis man varmer den op starter pumpen med det samme.

For en udførlig vejledning i hvordan pumpen skilles ad og kondensatoren skiftes har Simon lavet en video:

Men hvad er kilden til problemet så? Kondensatoren får over tid en alt for stor indre modstand, og spændingstabet bliver for stort. Her et par målinger uden og med lidt sprit til ekstra afkøling:

En helt ny kondensator måler under 1 ohms modstand, altså 100 gange så lille indre modstand:

En ny kondensator kan findes ved at søge på “47 uf 16 v smd electrolytic capacitor”, f.x. TME.eu, eller endnu mere lokalt fra el-supply.dk.

Efter erstatning pumper pumpen lystigt.

Så hvad kan man lære af hele denne historie?
Grundfos laver mekanisk gode pumper, men sparer på deres elektronik. Det er trist at tænke på hvor mange pumper der mon er smidt ud lang tid før tid. Man kan nok ikke beskylde Grundfos for “planned obsolence” efter 13 år, men man kunne dog ønske at produktet fejlede i en mere brugbar konfiguration: f.x. at pumpen kører ved et minimum hvis elektronikken fejler.

Gemt under: Extern, HAL9k

Tags: ,

31 jan

0 Comments

Reparation af Aduro-tronic II

Af

Vi har en Aduro 1-2 brændeovn med Aduro-tronic, som vi generelt er rigtig glade for. Den har nu været i drift i 5 år, og har haft omkring 4500 optændinger. Generelt er designet rigtig fornuftigt, og med Aduro-tronic og Smart Response er det rigtig nemt at fyre korrekt. Den eneste anke må være at vi nu 2 gange har oplevet at Aduro-tronic stemplet har givet op:
Første gang købte jeg et nyt, men det viste sig at være ret nemt at reparere. Så da problemet opstod igen reparerede jeg bare det gamle stempel. Aduro-tronic er basalt set en utæt luftcylinder med en fjeder. Stemplet trykkes ind, fjederen bliver spændt og som luften langsomt trækker ud af cylinderen kører stemplet op igen. Hvor utæt cylinderen er justeres med den lille skrue, og dette sætter således tiden spjældet holdes åbent. Problemet opstår når aske, støv og lignende sætter sig inde i cylinderen, og over tid får foringen til at blive utæt. Derved er stemplet for utæt. Løsningen er simpel:
Tag forsigtigt fjederen af ved at trykke holderpladen ned og dreje den 90 grader.
Den øverste plade kan forsigtig tages ud. Jeg brugte en spidstang, og lidt vrikken fra side til side. Derefter kan selve stemplet med gummi-foring tages ud.
Rengør nu cylinderen, og smør stempel og cylinder med en lille smule silikone-spray der hjælper med at forsegle. Saml hele mekanikken igen, tryk stemplet ned og check at det nu bliver nede af sig selv. Når mekanikken igen er monteret på brændeovnen skal tiden nok indstilles forfra.

Gemt under: Extern, HAL9k

Tags:

25 mar

0 Comments

Sniffing Philips Hue Zigbee traffic with Wireshark

Af

I have a Philips Hue gateway at home that is connected to a number of Philips Hue lights, as well as some IKEA trådfri light bulbs, and a couple of OSRAM Lightify light strips. Most of the time the network works quite well, but some of the time a few of the lights become unreachable. I read a rumor online that the Hue lights and the other lights are actually on two different Zigbee networks. Of course, if only I had a way of sniffing the Zigbee traffic I could diagnose these problems. And thus began this quest.

USB TI CC2531 Zigbee sniffer dongle.

I started by buying a Zigbee sniffer, I found that the Texas Instruments CC2531 chip is widely used, and available in a cheap USB package. I purchased this USB CC2531 Zigbee sniffer, but others are probably equally good. After the dongle arrived I spent quite a while thinking that I need to replace the stock firmware, because of various old projects on GitHub (Sensniff, ccsniffpiper, etc.). Fortunately, you do not need to change the stock firmware. The best software package seems to be KillerBee which supports both sniffing and injection; however only sniffing with the CC2531. Installing KillerBee on Ubuntu is quite easy. You need to install scapy, and a few dependencies. The installation instructions are probably more up to date than this blog post.

Starting the sniffing is really easy, if you know the channel the Philips Hue is operating at. I think channel 11 is the default, but it is displayed in the Hue app, under info for the bridge:

sudo zbwireshark -c 11

This will launch a background process, and an instance of Wireshark that is monitoring the channel. At this point you can see the traffic; but everything is encrypted…

Encryption… Encryption everywhere!

A very incomplete intro to Zigbee encryption

Zigbee traffic can be encrypted with AES-128, which is a symmetric encryption scheme. This means the key to encrypt and decrypt is the same. There is a number of keys that can be used to encrypt a single packet payload:

  1. The Network Key, which is unique to this Zigbee network. This is what we will ultimately need to find. It is generated by the gateway, and shared by all the devices on the network. How does a new device join the network then? It uses the…
  2. The Key-Transport Key which is a pre-shared secret. Apparently there is a number of these, depending on the class of devices and type of network. These are apparently a well-kept secret or something, although widely available on the internet:
    1. “default global trust center link key” which is 5A:69:67:42:65:65:41:6C:6C:69:61:6E:63:65:30:39
    2. “light link master key” which is 9F:55:95:F1:02:57:C8:A4:69:CB:F4:2B:C9:3F:EE:31
    3. “light link commissioning key” which is 81:42:86:86:5D:C1:C8:B2:C8:CB:C5:2E:5D:65:D1:B8

You can add these keys to Wireshark, and the Zigbee dissector will then try to decrypt traffic using them. Go to Edit -> Preferences -> Protocols -> ZigBee and edit the pre-configured keys:

The Key-Transport Key is used whenever a new device joins the network with the sole purpose of encrypting the network key. So, to find the network key we need to know the Key-Transport Key, and observe the traffic when a device joins. So this is what I did: I found an IKEA Trådfri lightbulb and spent the frustrating time needed to get it to join the Philips Hue gateway (resetting the bulb, searching for new lights). Finally, it suceeded!

Hitting gold!

Now, by adding the transport key to the list of keys in Wireshark all the traffic on the network was able to be decrypted!

Decrypted traffic

The next step will be to analyze the traffic, and understand the routing. Very initial probes using zigbee-viewer indicates that there is indeed three distinct routings:

Zigbee routing.

Gemt under: Extern, HAL9k

Tags:

01 feb

0 Comments

Dør jeg af partikelforurening fra min moderne brændeovn?

Af

Vi har en fin moderne brændeovn derhjemme (en Aduro 1-2), som vi bruger ret intensivt til opvarmning af vores gamle stuehus. Et meget relevant spørgsmål er derfor: hvor meget bidrager sådan en moderne brændeovn til partikelforureningen i vores stue?

Partikelforurening er små partikler af støv og sod, der bl.a. fremkommer ved afbrænding af fossile brændsler, som olie og træ. De kan forårsage forskellige slags sundhedsproblemer, bl.a. kræft. På et interaktivt partikelkort kan man se hvilke niveauer der (beregnet) var i Danmark i 2012, og f.x. forskellen mellem land og by; årsgennemsnittet for PM2.5 lå på 5.3 – 11.9 μg/m3.

Det er et ganske egoistisk projekt jeg har gang i: jeg har ingen data for hvor stor partikelforureningen er udenfor huset, men kun inde i selve stuen. Der er en del kilder til partikelforurening som jeg kender til, eller har observeret:

  • Vi har et pillefyr, der står i nærheden, der også kører i den kolde tid
  • Vi bor i kort afstand fra en lettere befærdet vej
  • Madlavning, specielt med en gammel emhætte, kan bidrage betydeligt
  • Den generelle baggrundsvariation kan være betydelig

For at undersøge det har jeg opsat en partikel sensor (en Honeywell HPMA-1150S0) i stuen, ca. 3 m fra brændeovnen. Samtidig registrerer jeg brændeovnens temperatur, via en Aduro Smart Response sensor. Dette har jeg nu gjort i lidt over et år, og kan dermed lave en data analyse på et års data.

Til brug for analysen er der registreret PM10 og PM2.5 værdier, ifølge databladet i μg/m3. Sensoren skulle desuden være “fully calibrated”, og kunne køre i mindst 20.000 timer, så et års data burde man kunne stole på. Usikkerheden er dog angivet til +/- 15 μg/m3, eller +/-15% alt efter målingen; i praksis virker den dog til at være ret stabil i værdierne. Sensoren beregner PM10 værdier ud fra PM2.5 værdier, så jeg vil primært fokusere på analyse af PM2.5 værdierne. Data er optaget med et interval på 5 minutter, men med sensor læsninger ca. hvert 6 sekund der så er aggregeret ved gennemsnit (Der er brugt HPMA-1150S0 sensorens “auto-send”).

Sensoren opfanger partikler mindre end 2.5 μg med en laser.

Brændeovnens temperatur er målt som foreskrevet af Aduro Smart Response, dvs. i den øvre del af brændkammeret på vej mod røgrøret. Aduro sensoren sender data i ca. 4 timer. Jeg har defineret at brændeovnen er i brug, hvis temperaturen er registreret, dvs. afkøling også er talt med.

Data der er opsamlet er bl.a. PM10, PM2.5, brændeovnens temperatur, og strømforbrug på de 3 faser.

Vi bruger vores brændeovn en hel del i de kolde måneder. Faktisk helt op til halvdelen af tiden:

Det passer meget godt med at vi bruger brændeovnen næsten alt tid vi er hjemme, i de kolde måneder.

Vi tænder op efter forskrifterne og bedste evne; genindfyring sker typisk ved 175C eller 150C ved at lægge 2-3 stykker brænde ind, og åbne spjældet (der så ved Adurotronic lukker over ca. 6 minutter). Der er naturligvis stor variation i præcis hvornår der lige bliver genindfyret. Og en sjælden gang imellem glipper optændingen, og giver røg i stuen. Men generelt opleves fyringen som ganske uproblematisk.

Gennem året har jeg lavet lidt observationer, og min subjektive vurdering for partikelforureningen er ca.:

  • Der er normalt meget lille partikelforurening, 2-3 μg/m3
  • Ved god optænding stiger forureningen med 1-2 μg/m3
  • I nogle perioder er baggrundsforureningen højere, lige under 20 μg/m3
  • Ved uheldig opførsel stiger partikelforureningen drastisk – helt op til 900 μg/m3; det kan f.x. være ved dårlig optænding, eller ved madlavning.

Målinger

PM2.5 koncentrationer, ifht. årets måneder.

Som det kan ses er der en del variation imellem månederne. Der er også en hel del outliers, der trækker gennemsnittet op, mens medianen for alle måneder ligger under 5 μg/m3.

PM2.5 koncentrationer, ifht. brændeovnens temperatur; røde cirkler angiver gennemsnit, rød linje angiver kubisk tendenslinje.

Mere interessant er det om partikelforureningen påvirkes af brændeovnens temperatur, og dermed dens brug. Det ser det bestemt ud til! Selvom median værdierne ikke stiger meget stiger specielt 3. kvartil. Gennemsnitsværdierne stiger også, helt op til 12.37 μg/mfor intervallet [250, 300). En tolkning af dette kunne være at der normalt (median) ikke er ret meget mere partikelforurening, men det sker hyppigere at der er store koncentrationer til stede.

Det bør noteres at der ikke er særlig mange målinger over 350C, som det kan ses af histogrammet for hvilke brændeovnstemperaturer der er registreret:

Fejlkilder

Der er et par fejlkilder i målingerne:

  • Der mangler en uges data i september, hvor en strømforsyning stod af mens vi var på ferie.
  • Partikelsensoren giver nogle meget højere målinger i et enkelt punkt, engang imellem. Checksummen fra sensoren ser ud til at passe, så hvad præcist problemet er ved jeg ikke. Jeg har først filtreret åbenlyst forkerte målinger (<0 eller >1000) fra i databehandlingen, men pga. gennemsnittet over de 5 min kan nogle åbenlyst forkerte målinger stadig være talt med.
  • Brændeovnssensor har nok manglet batteri en dag eller to, det kan jeg ikke helt huske.

Analyse

PM2.5
Årligt gennemsnit5.44 μg/m3
– Årligt gennemsnit, brændeovn i brug9.28 μg/m3
– Årligt gennemsnit, brændeovn ikke i brug4.49 μg/m3

Alle værdier er under EU’s grænseværdi, på 25 μg/m3 PM2.5. Hvis vi antager at målingerne mens brændeovnen ikke er i brug er repræsentative for hele året, så har brændeovnen bidraget med 0.95 μg/m3 PM2.5 til års gennemsnittet.

Hvor farligt er det så?

Et studie fra 2013 af sammenhængen mellem partikelforurening og lungekræft fandt (eftersigende, jeg har ikke adgang til artiklen men kun til resuméet på Videnskab.dk) at selv små stigninger i partikelforurening giver øget risiko for lungekræft.

For småkornet luftforurening [PM2.5] stiger risikoen for lungekræft med 18 procent per fem ekstra mikrogram svævestøv, men det resultat var ikke statistisk signifikant. Det var alle resultaterne for risikostigning under det tilladte niveau heller ikke.

Videnskab.dk: Små mængder forurening øger faren for kræft

Hvis vi antager at det resultat holder, og at virkningen er lineær, vil den øgede forurening på 0.95 μg/m3 PM2.5 øge risikoen for lungekræft med 3.42%.

Enkeltstående tilfælde

Et andet problem kunne være hvis enkeltstående tilfælde af høj luftforurening var specielt sundhedsskadeligt, som indikeret af at EU for PM10 også har en daglig grænseværdi (50 μg/m3), og et antal tilladte overskridelser per år (35). Der er 0 dage hvor den daglige PM10 grænseværdi har været overskredet. Jeg har alligevel analyseret de 35 dage med det højeste gennemsnit, og forsøgt at klassificere de årsager (primær og sekundære) til de høje værdier. Det har jeg gjort ved at kigge på brændeovnstemperaturen, strømforbruget, tidspunket på dagen, osv. Disse tal må derfor siges at være min subjektive vurdering.

Primær årsagSekundær årsag
Madlavning193
Baggrund111
Brændeovn315
Ukendt20

De primære årsager til høje målinger ser ud til at være madlaving og baggrund, mens brændeovnen bidrager til halvdelen af de høje dagsgennemsnit.

Konklusion

Vores moderne brændeovn bidrager med 0.95 μg/m3 PM2.5 til års gennemsnittet, og øger dermed vores risiko for lungekræft med 3.42%. Hvis vi f.x. flyttede til en større by som København ville vi opleve en væsentlig højere forøgelse til måske 10 μg/m3, ifølge modelberegningen, hvilket ville øge risikoen for lungekræft med 16%.

Hvis man ser på PM2.5 koncentrationer ifht. brændeovnens temperatur, ser det ud til at brændeovnen for det meste (målt på medianen) ikke udleder ret mange partikler, men bidrager til at høje forureningskoncentrationer optræder oftere (som set på de øgede gennemsnitsværdier, og forøgede 3. kvartil).

Brændeovnen bidrager til 18 af de 35 højeste dagsmålinger, mens de primære årsager til høje dagsmålinger er madlavning og baggrundsforurening.

Gemt under: Extern, HAL9k

Tags: ,

29 sep

0 Comments

18650 Lithium-ion battery packs – 1S80P

Af

This is the considerations I did when building 1S80P 18650 battery packs, for a DIY powerwall.

My design will go for 14 of these packs in series, for a nominal 48V system.

I wanted a design that was:

  • Very hard to short circuit, individual cell fuses, and generally as safe as possible
  • Mechanically stable
  • Balanced as much as possible
  • Expandable

The design is basically 4 4×5 18650 holders for the top and bottom. The cells I used were all tested for capacity (all above 2000 mAh) and self-discharge (all above 4,1V after several weeks/months), and are all Samsung cells. When assembling the packs I tried to mix the cells as much as possible: this should mean that on average the packs will be approximately the same capacity.

The packs have all the positive metal on the top, and the negative on the bottom. This means that any metal would have to touch both the top and the bottom, to short circuit the pack; this is not possible with a straight piece of metal. The connectors are going out on each side: if they went out the same side it would be possible to short-circuit them. Also, this will ensure that all the cells are discharged at the same rate: if they went out the same side the cells closest to the connectors would be loaded harder than the ones further away. This layout will not be a problem when they are put in series, they will just be alternating up-down. The busbars are shrink-wrapped on both ends, so only the connector is connected.

This means that the packs are impossible to short-circuit by themselves.

The packs are held together by 6 zip-ties: 2 at each end, and 2 in the middle. 5mm holes are drilled in the holders. The zip-ties go through the packs and around the busbars on each side.

The busbars are 4 wires of 2.5mm² wires, that are extracted from a standard AC cable. They are twisted together using a bench vise, and a cordless drill. They are then pre-bent using a template.

The connectors are 25mm² cable lugs. The two ends of the busbar go into the lug, meaning 8 wires of 2.5mm², or 20mm² in total. Depending on the exact calculations, this should be good up to 80A-160A. I intend to load the packs with at most 80A, and normally much less, so this should be fine.

The cells are connected to the busbars by fuse-wires. I used legs from 1/8W resistors, from a batch I tested beforehand. The resistor legs blows at 5A after some time, and in a few seconds at 6A. This should be well within spec, since the fuse-wires are mainly intended to isolate cells that go short-circuit: in this case the other 79 cells will be delivering current to the one bad cell, and the fuse wire should blow very quickly. This is another reason to not build too small packs: you need enough current available that the fuses will blow quickly.

The fuse wire is soldered to the cells, and soldered to the busbars. I used good lead-based solder, I tried crappier and lead-free solder but the results were poor. The positive side is soldered at about 340C, while the negative needs a bit more heat at 350C. For soldering to the busbars I go up to 380C, and move around in a circle since heat management is very much needed.

One concern I have heard from several people is that the cells are losing capacity by soldering. I did a test by soldering a few cells, and leaving a few control cells unsoldered. Then I capacity tested all the cells for a few cycles to check if any capacity is lost. I was unable to find any capacity loss on the soldered or unsoldered cells, so for me that is “myth busted”.

The packs are prepared for a future extension to 1s160P or similar. The holders are all oriented in the same way, and in such a way that 2 80P packs should be able to click together side by side:

Each pack (or set of 2 packs if expanded) will get one Batrium LongMon. It should be fully capable of balancing such a system.

If the hivemind has any ideas or things I missed, I’m very interested in hearing about it!

Gemt under: Extern, HAL9k

Tags: