Eine Smartmeter-FAQ zum Thema Auslesen des eigenen Stromzählers mittels eines Raspberry Pi und einem billigen USB-Lesekopf.

Grundsätzliches

Was ist ein Smartmeter?
Antwort: Ein Smartmeter (auch intelligenter Stromzähler genannt) ist ein elektronischer Stromzähler, der in Echtzeit Verbrauchsdaten sammelt und an den Energieversorger überträgt. Es ermöglicht eine genauere Überwachung des Energieverbrauchs und kann dazu beitragen, den Energieverbrauch zu optimieren und den Übergang zu erneuerbaren Energiequellen zu unterstützen.

Darf ich selbst die Daten eines Stromzählers auslesen?
Antwort: In Deutschland sollten die meisten neueren Stromzähler mit einer Infrarot-Schnittstelle ausgestattet sein, die die aktuellen Verbrauchsdaten und die Zählerstände mittels des SML-Protokolls übermitteln.

Was ist ein „geeigneter Stromzähler“?
Antwort: Ein geeigneter Stromzähler ist einer mit einer Infrarot-Schnittstelle, unter anderem einer aus der eHZ-Serie (Generation K) von EMH, welcher über die D0-Schnittstelle alle relevanten Daten im Klartext liefert.

Kann man auch einen Stromzähler ohne Infrarot-Schnittstelle verwenden?
Antwort: Ja, durch ein selbstentworfenes Gehäuse auf dem Stromzähler kann eine Lösung benutzt werden, allerdings ist dabei mehr Bastel- und Konfigurationsaufwand verbunden.

Ist das auch legal?
Antwort: Ja, zu 100 %. Die IR-Schnittstelle ist für den Kunden nach Eingabe einer PIN zugänglich.

Mein Zähler liefert aber keine Daten!
Antwort: Du musst mit der Zählernummer beim Energieversorger die PIN erfragen. Das geht unkompliziert und schnell mittels eines einfachen Telefonanrufes.

Wie kann ich die Daten vom Lesekopf auswerten?
Antwort: Es gibt mehrere Lösungen, um Daten vom Lesekopf auszuwerten. Die erste ist eine komplette Eigenentwicklung, bei der die Daten vom USB-Port des Lesekopfes in eine Datei geschrieben und dann von einem php-Skript in eine MySQL-Datenbank eingetragen werden. Die zweite Lösung verwendet das Tool Volkszähler, das nützliche Auswertungsseiten und Exportmöglichkeiten bietet, eine einfachere Lösung besteht darin, einen Rapberry Pi oder eine Alternative mit seiner Samrthome-Zentrale zu verbinden. Die mit Abstand einfachste Lösung ist aber der Einsatz eines Powerfoxes.

Kann Volkszähler auch als Stand-Alone-Lösung verwendet werden?
Antwort: Ja, Volkszähler kann auch als eigenständige Lösung ohne Anbindung an einen Home Automation Server verwendet werden.

Was ist bei der Verwendung von Volkszählern zu beachten?
Antwort: Bei der Verwendung von Volkszähler sollte man sehr viel Zeit und Geduld mitbringen, da das Tool eine lange Einarbeitungszeit erfordert. Die Dokumentation ist nicht sonderlich übersichtlich oder gar vollständig.

Warum keinen Volkszähler installieren?
Antwort: Die Doku zum Volkszähler ist unvollständig und Du bekommst als Endnutzer trotzdem unnötige Infos, was zusätzlich verwirrend ist.

Kann ich mehrere Stromzähler auslesen?
Antwort: Ja, Du kannst mehrere Stromzähler auslesen, wenn diese über einen IR-Ausgang verfügen.

Stromzähler

Können mehrere Stromzähler gleichzeitig ausgelesen werden?
Antwort: Ja, das ist möglich. Es können mehrere Stromzähler an den Raspi angeschlossen werden, da noch freie USB-Ports vorhanden sind.

Wie kann man einen Zweirichtungszähler an den Raspi anschließen?
Antwort: Man kann den Zweirichtungszähler über einen IR-Lesekopf, der über USB angeschlossen wird, an den Raspi anschließen.

Kann man auch S0-Ausgänge von Unterzählern an den Raspi anschließen?
Antwort: Ja, man kann die S0-Ausgänge von Unterzählern an den Raspi anschließen.

Funktioniert die Auslesung mit einem bidirektionalen Zähler?
Antwort: Ja, die Auslesung funktioniert mit einem bidirektionalen Zähler.

Die Heimautomation zeigt nur den Gesamtverbrauch an und nicht den aktuellen Verbrauch, obwohl der Zähler diesen anzeigt.
Antwort: Manche Stromzähler (z.B. ein EFR SGM-C4) geben nur reduzierte Daten über die Schnittstelle aus. Dies kann durch einen Blick in das Handbuch überprüft werden.

Wie werden die Daten bei einem Zweirichtungszähler ausgelesen?
Antwort: Die Daten eines Zweirichtungszählers können über den Datensatz der positiven Wirkenergie ausgelesen werden.

SML? D0?

Was ist das SML-Protokoll?
Antwort: SML (Smart Message Language) ist ein Protokoll zur Übertragung von Messdaten und Steuerbefehlen in intelligenten Stromnetzen. Es wird verwendet, um Daten zwischen Smart Meters und übergeordneten Systemen wie Energiemanagementsystemen im Smart Grid oder Datenzentralen zu übertragen. Das SML-Protokoll ist ein standardisiertes Protokoll, das die Übertragung von Daten in Echtzeit ermöglicht und eine zuverlässige und sichere Datenübertragung gewährleistet. Es trägt dazu bei, die Effizienz und Integrität des Stromnetzes zu verbessern und den Übergang zu erneuerbaren Energien zu unterstützen.

Aber das SML-Protokoll ist doch verschlüsselt?
Antwort: Korrekt, aber nicht auf der dem Kunden zugänglichen Infrarot-Schnittstelle!

Was ist die D0-Schnittstelle?
Antwort: Die D0-Schnittstelle ist eine Infrarot-Schnittstelle, die von einem Elektrizitätszähler zur Datenübertragung verwendet wird. Die D0-Schnittstelle stellt alle relevanten Daten im Klartext zur Verfügung.

Wie lässt sich der Stromzähler freischalten?
Antwort: Die Zählernummer muss aufgeschrieben und beim Energieversorger angerufen werden. Dann wird man den Freischaltcode am Telefon erhalten und diesen mit einer Taschenlampe oder einer App für das Handy eingeben.

Wie kann man den Freischaltcode eingeben?
Antwort: Man kann den Freischaltcode mit einer Taschenlampe eingeben, indem man auf die IR-LEDs mit der Taschenlampe leuchtet, bis im Display „PIN“ steht. Danach müssen die Zahlen mittels Morsezeichen eingegeben werden.

Was benötige ich?

Was wird benötigt, um den Stromzähler auszulesen?
Antwort: Um den Stromzähler auszulesen, benötigt man einen Lesekopf, einen Raspberry Pi Zero, eine micro-SD-Karte 8 GB, einen Micro-OTG-Adapter, ein Micro-USB-Netzteil und ein Gehäuse. Oder bei Verwendung des brandneuen WiFi-Tasmota Lesekopfes nur noch den Lesekopf und ein USB-Netzteil.

Braucht es teure Gerätschaften, um den Stromzähler auszulesen?
Antwort: Nein, es braucht keine teuren Gerätschaften, um den Stromzähler auszulesen. Wer „professionelle“ Adapter für den Stromzähler kaufen will, kann leicht einen hysterischen Lachanfall bekommen, denn die rufen deutlich dreistellige Summen auf.

Was benötigt die DIY-Lösung für das Auslesen des Stromzählers?
Antwort: Eine DIY-Lösung für das Auslesen des Stromzählers beinhaltet den Einsatz eines Lesekopfes, eines Raspberry Pi Zero, einer micro-SD-Karte 8 GB, eines Micro-OTG-Adapters, eines Micro-USB-Netzteils und eines Gehäuses.

Kann die DIY-Lösung das Auslesen des Stromzählers effektiv bewältigen?
Antwort: Ja, die DIY-Lösung ist eine effektive Möglichkeit, den Stromzähler auszulesen.

Was ist der Tasmota-WiFi-Lesekopf?
Antwort: Der Tasmota-WiFi-Lesekopf ist eine brandneue Variante des Lesekopfes, die nur den Lesekopf und ein USB-Netzteil benötigt. Einen Raspberry Pi benötigt man nicht mehr.

Kaufen

Wo kann ich den USB-Smartmeter-Lesekopf von Hichi kaufen?
Antwort: Du kannst den USB-Lesekopf auf Ebay kaufen: Hichis Shop. Dort gibt es ebenfalls Selbstbausätze und auch eine autarke Lösung mit Tasmota.

Warum werden die Leseköpfe bei Ebay zerlegt gezeigt?
Antwort: Die Leseköpfe werden zerlegt gezeigt, um Bastlern zu zeigen, was sich im Inneren befindet.

Was bekommt man für einen normalen Lesekopf?
Antwort: Bei einem normalen Lesekopf erhält man einen zusammengebauten Lesekopf mit aufgesetztem Tasmota.

Alternativen

Ich kaufe doch nicht das erstbeste Gerät! Gibt es Alternativen?
Antwort: Ja! Du kannst den AIO-WiFi-Lesekopf mit Tasmota benutzen, oder aber den noch sehr viel einfacherer zu konfigurierenden Lesekopf von Powerfox kaufen.

Das ist mit zu kompliziert. Kann ich nicht etwas haben, das ich einfach nur aufstecken kann und es funktioniert einfach?
Antwort: Ja, klar. Es gibt einen Lesekopf von Powerfox, für den man nichts weiter wissen muss, als wo sich der Stromzähler befindet und wie man ein Handy bedient.

Installation

Wie kann man den magnetischen Lesekopf anbringen?
Antwort: Die IR-Schnittstelle des Zählers hat eine eingebaute Metallplatte, sodass man einen magnetischen Lesekopf bequem anbringen kann.

Wie wird der magnetische Lesekopf befestigt?
Antwort: Der magnetische Lesekopf wird an den Stromzähler befestigt, sodass die Sende- und Lese-Infrarot-Dioden über denen am Zähler liegen.

Ich erhalte keine Daten!
Antwort: Überprüfe die Ausrichtung des Lesekopfes auf dem Stromzähler. Die IR-Lese- und Sende-Dioden müssen übereinander liegen. Drehe den Kopf testweise um 180 Grad herum.

Wie installiere ich ioBroker auf einem Raspberry Pi?
Antwort: Um ioBroker auf einem Raspberry Pi zu installieren, musst du erst das Raspian Lite-Image auf eine Micro-SD-Karte zurückspielen, SSH einrichten und dann Node.js mit „curl -sLf https://deb.nodesource.com/setup_12.x | sudo -E bash – sudo apt-get install -y nodejs“ installieren. Danach kannst du ioBroker mit dem Befehl „curl -sLf https://iobroker.net/install.sh | bash -“ installieren.

Wie richte ich SSH auf einem Raspberry Pi ein?
Antwort: Du kannst SSH auf einem Raspberry Pi über den Befehl „raspi-config“ einrichten.

Wie kann ich auf einen Raspberry Pi remote zugreifen?
Antwort: Du kannst remote auf einen Raspberry Pi zugreifen, indem Du Dich über ssh mit „ssh USER@IPADRESSE DES RASPIS“ oder über PuTTY unter Windows verbindest.

Wie kann ich ioBroker als Master konfigurieren?
Antwort: Um ioBroker als Master und einen Stromzähler als Slave zu konfigurieren, musst Du auf dem Master den Befehl „sudo iobroker multihost enable“ ausführen.

Wie kann ich den Raspberry als Slave konfigurieren?
Antwort: Mit diesen einfachen Befehlen: sudo iobroker multihost browse sudo iobroker multihost connect

ioBroker

Wie kann ich auf die Weboberfläche des ioBrokers zugreifen? 
Antwort: Du kannst auf die Weboberfläche des ioBrokers über Deinen Browser unter der IP-Adresse Ihres Raspis und dem Port 8081 zugreifen.

Wo ist der Smarmeter-Adapter?
Antwort: Es kann sein, dass der Smartmeter nach der Erstinstallation fehlt. Dann musst Du ihn nachinstallieren.

Wie installiere ich den Adapter „Smartmeter devices support“?
Antwort: Du kannst den Adapter „Smartmeter devices support“ über die Weboberfläche des ioBrokers installieren, indem Du seinen Namen in die Suchleiste eingibst, auf die drei Punkte klickst und das +-Symbol auswählst.

Warum ändert sich der Installationsumfang des ioBrokers immer wieder?
Antwort: Der Installationsumfang ändert sich immer wieder, da an dem Installscript von ioBroker ständig gearbeitet und es immer wieder optimiert wird.

Wie kann ich die ioBroker Visualisierung nutzen?
Antwort: Du musst eine kostenlose Lizenz bekommen und sie im Adapter eintragen. Stell auch sicher, dass der Adapter läuft und der Port offen ist.

Wie richte ich die Flot-Visualisierung ein?
Antwort: Stell sicher, dass der Flot-Adapter installiert ist und du Zugriff auf „ip address:8082/flot/edit.html“ hast.

Wie wird der History-Adapter konfiguriert?
Antwort: Der History-Adapter wird konfiguriert, indem man auf den Schraubenschlüssel neben dem Start-Button klickt.

Was ist der Zweck der Konfiguration des History-Adapters?
Antwort: Der Zweck der Konfiguration des History-Adapters ist, um alle Daten aufzuzeichnen.

Was sind die interessanten Daten, die vom Stromzähler ausgegeben werden?
Antwort: Die interessanten Daten, die vom Stromzähler ausgegeben werden, sind der Zählerstand und die momentan abgerufene Leistung.

Kann ein langsamer Rechner Probleme verursachen?
Antwort: Ja, ein langsamer Computer auf dem ioBroker läuft kann das Problem verursachen, daher ist es sinnvoll einen Raspberry oder eine Raspberry Pi Alternative zu verwenden, die sich nur um die Datenerfassung und Zwischenspeicherung kümmert.

Wo kann man die aufgezeichneten Daten finden?
Antwort: Die aufgezeichneten Daten kann man im Reiter „Tabelle“ finden.

Wie kann ich die Daten aus dem ioBroker auswerten?
Antwort: Du kannst die Daten auswerten, indem Du sie im ioBroker sammest, exportierst und ggf. visualisierst. Es gibt viele Möglichkeiten im ioBroker und man kann sich im ioBroker-Forum mit anderen Leuten, die ähnliche Projekte haben, austauschen und gute Ideen bekommen.

Wozu ist eine Backup-Lösung sinnvoll?
Antwort: Eine Backup-Lösung ist sinnvoll, um sicherzustellen, dass die gesammelten Daten nicht verloren gehen, falls die SD-Karte des Raspi abstürzt.

Wie kann ich node.js Version 18 installieren?
Antwort: Einfach „12“ durch „18“ im Installationsbefehl ersetzen und los geht’s!

Warum muss ich node.js 18 installieren?
Antwort: Weil node.js Version 12 nicht mehr unterstützt wird, deshalb installierst du node.js 18.

Was soll ich machen, wenn bei der node.js-Installation Probleme auftreten?
Antwort: Wenn es Probleme gibt, einfach den Installationsbefehl anpassen, dann sollte es funktionieren.

Wie groß wird die Datei bei bestimmten Einstellungen (5 Sekunden Ausleseintervall)?
Antwort: Die Größe der Datei kann ich nicht beantworten, da ich jetzt den Powerfox verwende, der in der Cloud speichert.

Was ist die sicherste Methode zur Speicherung der Daten?
Antwort: Die sicherste Art der Datenspeicherung ist die Speicherung in einer Datenbank, da offene Dateien bei einem Stromausfall oder Systemabsturz verloren gehen können.

Gibt es Support für ioBroker?
Antwort: Klar, Du kannst Support für ioBroker im ioBroker-Forum bekommen. Hier kannst Du Dich registrieren: https://forum.iobroker.net

Datenübertragung

Welche Baudrate muss am Zähler eingestellt werden?
Antwort: Die Baudrate muss mit der Impulsrate des Zählers übereinstimmen.

Was ist die Impulsrate des Zählers auf dem Foto?
Antwort: Auf dem Foto des Zählers ist 10.000 Impulsen/kWh angegeben.

Wie lauten die Übertragungsparameter für die serielle Datenschnittstelle?
Antwort: Das Übertragungsprotokoll für die serielle Datenschnittstelle ist 9.600 8N1.

Was überträgt der Stromzähler?
Antwort: Der Stromzähler sendet den aktuellen Zählerstand und den Verbrauch, aber keine Impulse.

Raspberry Pi Zero

Warum konnte das iobroker Installationsskript Node nicht finden?
Antwort: Das ioBroker Installationsskript konnte Node.js nicht finden, weil es eine Bogus-Version installiert hat, anstatt den neu installierten Node.js zu erkennen.

Was ist das Problem bei der Installation von Node.js auf dem Raspberry Pi Zero?
Antwort: Das Problem bei der Installation von Node auf dem Raspberry Pi Zero ist, dass Node die Unterstützung für die arm6-Version entfernt hat und als experimentell eingestuft ist. Daher kann es nicht mit dem normalen curl-Skript installiert werden.

Wie kann ich Node.js trotzdem auf dem Raspberry Pi Zero installieren?
Antwort: Um Node-js auf dem Raspberry Pi Zero zu installieren, muss man den neu installierten Node.js (im Home-Verzeichnis) über einen symbolischen Link nach /usr/bin verknüpfen, um Node systemweit sichtbar zu machen.

Wo finde ich weitere Informationen zur Installation von Node auf dem Raspberry Pi Zero?
Antwort: Weitere Informationen zur Installation von Node.js auf dem Raspberry Pi Zero findest Du hier.

Sonstiges

Kann ich mit dem Raspberry PI 3 Modell B auch Wasserzähler auslesen?
Antwort: Du kannst nur teure Wasseruhren mit einem Reed-Relais auslesen. Standardwasseruhren haben keinen IR-Ausgang, weil sie nicht an das Stromnetz angeschlossen sind und auch meist keinen Magnetkontakt. Nutze für diese Wasserurhen, diese sehr günstige Lösung.