Kai Deng GTI300W Grid tie inverter reverse engineering

[microsolar]

Hi PetriK,

I have found the reference design & installed the code on my PC.

Kannst du einen Link abgeben?

Viele Grüße

[vasonline]

Hi,

Here:
http://www.microchip.com/stellent/idcpl ... e=en551429

Will probably buy a new scope. (also for other projects)
Thinking of the Rigol DS1052.
http://www.batronix.com/shop/oscillosco ... 1052E.html

Found so far:

RB5: is also a PWM output. Looks the same frequency as RB3 but at full duty cycle the whole time.
grid = RB5 ON no grid = RB5 OFF

RA1:
1,05V start up voltage // 10,5V
2,95V shutdown voltage // 28V

I am unable to measure anything "good" at RA2 and RA3 with my current scope.
They seem to be increasing as the dc amps increase... If someone other can find anyting about them.

Tough I'm not complaining: my scope was free and it was nice to start with

[vasonline]

Got my ordered PIC last week

Made a breadboard with it. Got it running and wrote a flashing LED program.
(I am a total newbie at PIC programming)

Will use HI-Tech C compiler.
Not quite yet a grid tie inverter software
But we'll see how far we get

[microsolar]

Hallo,

Die letzten Tage hatte ich etwas Zeit und meinen GTI200W mal wieder angeschlossen. Bis heute Mittag lief er, nun ist er erneut defekt. Auf jeden Fall ist der 78M12 diesmal defekt. Muss erst mal Ersatz dafür besorgen.

(19.04.2013) Ich habe provisorisch die 12V über ein kleines Schaltnetzteil zugeführt und der GTI200W geht wieder. Allerdings leuchtet nun die Rote LED immer.

Viele Grüße,

microsolar

[vasonline]

Hi Microsolar.

On my unit I had a broken 12V regulator too.
Since I bought it second had, I cannot say how it got broke.

My Rigol arrived
Have found some new things:

I believe RB3 is used as a digital input for grid detection:
Not one of the analog inputs as I tought before. (there is nothing interesting to see on them as far as the grid goes)

Signal on RB3:



And here some code on my PIC experiment.
I would not call it a grid tie inverter firmware yet: it only flashes led's and detects 10,5-28V DC input.
DO NOT flash in your grid tie inverter

Code: Alles auswählen

#include <htc.h>

__CONFIG (FOSC_HS & WDTE_OFF);         // Instellen PIC 16F716 Externe Oscillator Kristal en Watchdog af momenteel. Kan ook met GUI -> Configure -> Configuration bits

#define _XTAL_FREQ 16000000           // 16Mhz kristal op de PIC/GTI.

// Functies

void CheckVolt(void);
void CheckGrid(void);
void DoeMPP(void);
void StartOp(void);
void ADCInit(void);
void Show(void);
void PWMInit(void);
unsigned char ADCLees(unsigned char ch);


// Variabelen
unsigned char LeesVolt;
unsigned char VoltOk;


void main()
{

StartOp();
ADCInit();
PWMInit();
Show();
 

for (;;)
   {
   CheckVolt();
   DoeMPP();
   }


}


/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


void StartOp(){

   TRISA=0b11111111; // declare porta als input  RA0-RA3
   TRISB=0b00000000; // declare portb als output  RB0->RB7
}

void DoeMPP(){

   if (VoltOk == 1)
      {
      RB1=0;    // Groene LED
      __delay_ms(200);
      RB2=0;   // Rode LED
      __delay_ms(200);
      RB1=1;    // Groene LED
      __delay_ms(200);
      RB2=1;   // Rode LED
      }
   else
      {
      RB2=1;   //Rode LED
      RB1=0;    // Groene LED
      __delay_ms(2000);
      }

}

void CheckVolt(){

   LeesVolt= ADCLees(1);   //RA1 Lezen
   //        ACD = Binair 76543210. Max 255, min 0 (byte 0b00000000)
   //      53 = 1.05V = 10.5V
   //      150 = 2.95V = 28V   
   if (LeesVolt >= 53 & LeesVolt <= 150 )
      {
      VoltOk=1;   
      }
   else
   {
      VoltOk=0;
   }


}

void Show() {

   RB1=1;    // Groene LED AAN
   RB2=1;   // Rode LED AAN
   __delay_ms(4000);        // wachten bij het opstarten.
   RB4=1;   // Shutdown UCC AAN.

}


void PWMInit(){
   // Datasheet p. 49. Na te kijken.
   CCP1CON = 0b00111100 ;

}



void ADCInit(){
   //         76543210
   ADCON0 = 0b10000000; // P.43 van de datasheet. Fosc/32
   ADCON1 = 0b00000000; // P.44 van de datasheet: Referentievoltage van Vdd gebruiken (5V) RA0->RA3 allemaal analoog.
}



unsigned char ADCLees(unsigned char ch)         //Fuctie om ADC te lezen: RA0-RA4 Zie datasheet voor CHS waarden
{
   if(ch>4) return 0;  // Ongeldige invoer: Tusssen 0 en 4

      switch(ch){
      case 0: CHS2=0b0;CHS1=0b0;CHS0=0b0;   //RA0
         break;
      case 1: CHS2=0b0;CHS1=0b0;CHS0=0b1;   //RA1
         break;
      case 2: CHS2=0b0;CHS1=0b1;CHS0=0b0;   //RA2
         break;
      case 3: CHS2=0b0;CHS1=0b1;CHS0=0b1;   //RA3
         break;
      case 4: CHS2=0b1;CHS1=0b0;CHS0=0b0;   //RA4
         break;
   }


   ADON=1;  // ADC Module aanzetten
   __delay_us(5); // Wachten tot de condensator geladen is. P43 datasheet

   GO_DONE=1;  //Start conversie
         while(GO_DONE); // Wachten op de het meetresultaat. GO_DONE gaat terug op nul als de pic klaar is met meten.
      
   ADON=0;  //switch off adc

   return ADRES;
}




[vasonline]

This is what comes out of the optocoupler:



After passing transistor Q3 we get a 5V on/off I believe: (RB5)



And here we get RB3's output vs RB5's input.
That reveals something...



Zoomed in:

It's Sine PWM my guess.




50hz reference, "math" me learning some of the special functions of a DSO:


Apperantly wer're not using the begin of the sinewavein the KD firmware.

[vasonline]

Progress so far:
I have made some fancy grid detection code that actually works quite well

Many thanks to Bernhard and Jorg, for the code of the Powerjack inverter: I found it very inspiring.

Please DO NOT flash into you grid inverter: it's not yet ready (You'll blow your FET's with it probably!)

Code: Alles auswählen

#include <htc.h>

__CONFIG (FOSC_HS & WDTE_OFF);         // Instellen PIC 16F716 Externe Oscillator Kristal en Watchdog af momenteel. Kan ook met GUI -> Configure -> Configuration bits

#define _XTAL_FREQ 16000000           // 16Mhz kristal op de PIC/GTI.

// Functies

void CheckVolt(void);
void NetInit(void);
void DoeMPP(void);
void StartOp(void);
void ADCInit(void);
void Show(void);
void PWMInit(void);
unsigned char ADCLees(unsigned char ch);


// Variabelen
unsigned char LeesVolt;
unsigned char VoltOk;
unsigned char LeesGrid;
unsigned char GridOk;
unsigned char PwmAan;
unsigned char PulsBreedte;
unsigned char GridVorigeWaarde;
unsigned char GridPeriodeTeller;


// #define PulsBreedte  1      //Breedte van de puls, te vermenigvuldigen met de basissinus.


// 'Sinustabelle' voor de modulatie van de pulsbreedte // Gebaseerd op GTI_LCD_EE.c // Based on GTI_LCD_EE.c
const unsigned int Sine[100] = {   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
                             10,  20,  30,  40,  50,  60,  70,  80,  89,  99,
                            108, 117, 126, 135, 143, 152, 160, 167, 175, 182,
                            189, 196, 202, 208, 214, 219, 224, 229, 233, 237,
                            240, 243, 246, 249, 251, 252, 253, 254, 255, 255,
                            255, 255, 254, 253, 252, 251, 249, 246, 243, 240,
                            237, 233, 229, 224, 219, 214, 208, 202, 196, 189,
                            182, 175, 167, 160, 152, 143, 135, 126, 117, 108,
                             99,  89,  80,  70,  60,  50,  40,  30,  20,  10,
                              0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0 };

unsigned char SineIndex = 0;        // sine table index, 0..100   

void main()
{

StartOp();
Show();
ADCInit();
NetInit();
PWMInit();

 

for (;;)
   {
   CheckVolt();
   DoeMPP();
   }


}


/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


void StartOp(){
   //    XX  XX  XX  RA4 RA3 RA2 RA1 RA0
   TRISA=0b11111111; // declare porta als input  RA0-RA3
   //    RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0
   TRISB=0b00101000; // opgeven portb als output  RB0->RB2, RB4-RB7. RB5 input = NET. RB3 input omdat bij output de PWM start na de PWMInit().
   GIE=1;        //Enable Global Interrupt
   PEIE=1;      //Enable Peripal Interrupts   The PIR registers contain the interrupt flags for the “peripheral” interrupt sources, which include: The ADC, UART, CCP, USB, TMR3, TMR2, TMR1, and TMR0 modules.
}



// Main Interrupt Service Routine (ISR)
void interrupt isr(void){

   if (TMR2IF == 1) {

         CCPR1L = ( PulsBreedte * Sine[SineIndex++]) /255 ;    // Installeer de volgende pulsbreedte uit de sinus constante * PulsBreedte. Delen door 255 om te kunnen varieëren (255 stappen, 8 bits)
         if(SineIndex == 100) SineIndex = 0;        // reset index at end-of-period.   

      TMR2IF = 0;          // clear TMR2 interrupt flag  Om TMR2 interrupt vlag actief te zetten.
   }
   
   if (TMR1IF == 1) {

      //RB4 = 0;

      GridVorigeWaarde = LeesGrid;
      LeesGrid = RB5;       // Lees de huidige waarde van de netinvoer op RB5 (digitale puls) in.

       if (GridVorigeWaarde > LeesGrid) {
      // 1 vs 0  ---___
      GridOk = 1;
      GridPeriodeTeller = 0;      // Begin van een nieuwe lage periode.
      RB4 = 1;                  // Controle
      }

       if (GridVorigeWaarde < LeesGrid) {
      // 0 vs 1  ___---
      GridOk = 1;
      GridPeriodeTeller = 0;      // Begin van een nieuwe hoge periode.
      RB4 = 0;               // Controle
      }
   
      if (GridVorigeWaarde == LeesGrid) {

      // 0 vs 0 ______ of 1 vs 1 ------
      // Tellen of het niet langer dan 10ms duurt, want anders hebben we geen grid (!) Dan onmiddelijk uitschakelen.
      // Anders Ok. 100µs * 10 = 1ms * 10 = 10 ms = 1 puls ? Proefondervindelijk op 55 gezet. = Ok!
   
      GridPeriodeTeller++;
         if (GridPeriodeTeller > 55) {
         GridOk = 0;
         RB4 = 0; // UCC shutdown // Controle      
         GridPeriodeTeller = 0;
          }

      }




      TMR1IF = 0;          // Wis de TMR1 interuupt vlag. Om de TMR1 interrupt vlag terug actief te zetten.
         TMR1L = 112;         // Timer1 LSB register terug instellen. Deze onthoud dit niet na een succesvolle timer overflow. (16  bit teller, deel 2, 8 bit)
         TMR1H = 254;         // Timer1 MSB register. Deze onthoud dit niet na een succesvolle timer overflow.  (16 bit teller, deel 1, 8 bit)   
   }


}



void DoeMPP(){

   if (VoltOk == 1)
      {

        TRISB3 = 0;  // Zet RA3 als output (PWM aan)

      RB1=0;    // Groene LED
      __delay_ms(200);
      RB2=0;   // Rode LED
      __delay_ms(200);
      RB1=1;    // Groene LED
      __delay_ms(200);
      RB2=1;   // Rode LED


       PulsBreedte++;         // Pulsbreedte verhogen (hier moet een echte mmp tracker komen)


      }
   else
      {
        PulsBreedte = 0;  // Pulsbreedte af.
         TRISB3 = 1;  // Zet RA3 als input (PWM volledig uit)

      RB2=1;   //Rode LED
      RB1=0;    // Groene LED
      __delay_ms(2000);
      }

}

void CheckVolt(){

   LeesVolt= ADCLees(1);   //RA1 Lezen
   //        ACD = Binair 76543210. Max 255, min 0 (byte 0b00000000)
   //      53 = 1.05V = 10.5V
   //      150 = 2.95V = 28V   
   if (LeesVolt >= 53 & LeesVolt <= 150 )
      {
      VoltOk=1;   
      }
   else
   {
      VoltOk=0;
   }

}

void NetInit() {         // Na te kijken.


   // **** Timer 1 ***, Elke 100µS

   TMR1L = 112;         // preset for timer1 LSB register  (16  bit teller, deel 2, 8 bit)
   TMR1H = 254;         //preset for timer1 MSB register  (16 bit teller, deel 1, 8 bit)

   TMR1CS = 0;            // Teller mode. Interne klok.
   TMR1IF = 0;            // Timer1, op nul zetteb. Deze komt op 1 van zodra CCPR1(L) = TMR1.
   TMR1ON = 1;            // Timer1 aan.
   TMR1IE = 1;            // Timer1 interrupt aan.


}

void Show() {

   RB1=1;    // Groene LED AAN
   RB2=1;   // Rode LED AAN
   __delay_ms(4000);        // wachten bij het opstarten.
   RB4=1;   // Shutdown UCC AAN.

}


void PWMInit(){

   // *** PWM gedeelte van de CCP module ***

   PR2 = 250-1;              // PWM Periode 250 x prescale 4 = 1000 instruct cycles   
   CCP1CON = 0b00001100;     // '00------' unimplemented bits   
                             // '--00----'   DC1B1:DC1B0 duty cycle bits   
                             // '----1100' active hi PWM mode P1A B C en D actief, we hebben alleen A nodig. Aan te passen? Zie datasheet.
   // CCPR1L = 0b00001111;      // De PWM duty cyclus. De 2 andere bits zijn te vinden in CCP1CON: bit DC1B1 & DC1B0.
   TMR2IF = 0;             // TMR2IF wissen, op nul zetten. Deze komt op 1 van zodra PR2 = TMR2. (één PWM puls)
   TMR2IE = 1;             // Timer2 interrupt aan.
   T2CON = 0b00000101;       // '0-------' unimplemented bit   
                             // '-0000---' TOUTPS<3:0>, postscale 1   
                             // '-----1--' TMR2ON, turn Timer 2 on   
                             // '------01' T2CKPS<1:0>, prescale 4
   PulsBreedte = 0;

   
}
                                                                                                                 


void ADCInit(){
   //         76543210
   ADCON0 = 0b10000000; // P.43 van de datasheet. Fosc/32
   ADCON1 = 0b00000000; // P.44 van de datasheet: Referentievoltage van Vdd gebruiken (5V) RA0->RA3 allemaal analoog.
}



unsigned char ADCLees(unsigned char ch)         //Fuctie om ADC te lezen: RA0-RA4 Zie datasheet voor CHS waarden
{
   if(ch>4) return 0;  // Ongeldige invoer: Tusssen 0 en 4

      switch(ch){
      case 0: CHS2=0b0;CHS1=0b0;CHS0=0b0;   //RA0
         break;
      case 1: CHS2=0b0;CHS1=0b0;CHS0=0b1;   //RA1
         break;
      case 2: CHS2=0b0;CHS1=0b1;CHS0=0b0;   //RA2
         break;
      case 3: CHS2=0b0;CHS1=0b1;CHS0=0b1;   //RA3
         break;
      case 4: CHS2=0b1;CHS1=0b0;CHS0=0b0;   //RA4
         break;
   }


   ADON=1;  // ADC Module aanzetten
   __delay_us(5); // Wachten tot de condensator geladen is. P43 datasheet

   GO_DONE=1;  //Start conversie
         while(GO_DONE); // Wachten op de het meetresultaat. GO_DONE gaat terug op nul als de pic klaar is met meten.
      
   ADON=0;  //switch off adc

   return ADRES;
}




[vasonline]

Lot's of code updates.
For the first time, it's flashed into a "real" GTI300W. (instead of my breadboard, picture below)




As always: it's still very beta: do not flash into your GTI300W.
(there is no active mpp tracker at this point...) Just testing.

[vasonline]

This code has run for the very first time succesfully on a real GTI300W.

No major probem so far:
Was really shaking hand(s) when tryiing this for the first time

Bugs:

- Wdt is not working
- A first try to write a mppt tracker is included. But at this point it's untested & commented out. It just increases current every 1.2s.
- Will bit shift the CCPR1L formala one bit further. Step size is still a bit to big for my liking. (~200mA per step currently)
- I'm not quite sure how often the dc voltage should be checked. I'l just let it check continually, after timer0, timer1 & timer2 have done their things.

[vasonline]

+ A first try mpp "tracker" added.
Has run for 10 minutes this evening