Strom­zäh­ler für 25 Euro smart machen

Lese­dau­er 8 Minu­ten

Um unse­ren Strom­zäh­ler aus­zu­le­sen, braucht es nicht viel. Vor allem braucht es kei­ne teu­ren Gerät­schaf­ten. Wer „pro­fes­sio­nel­le” Adap­ter für den Strom­zäh­ler kau­fen will, bekommt leicht einen hys­te­ri­schen Lach­an­fall, denn die rufen satt drei­stel­li­ge Sum­mern auf. Das kann ich vor mir selbst nicht finan­zi­ell dar­stel­len, also kommt eine DIY-Lösung zu Ein­satz. Aber hat die auch Taug? 

Ein­kaufs­lis­te

Gene­rell benö­ti­gen wir fol­gen­de Dinge:

  • Lese­kopf
  • Raspber­ry Pi Zero
  • micro-SD-Kar­te 8 GB
  • Micro-OTG-Adap­ter
  • Micro-USB-Netz­teil
  • Gehäu­se

Die Pake­te

Ich habe da mal was vor­be­rei­tet, dann müsst Ihr Euch nicht Eurer Wunsch­pa­ket zusam­men­su­chen. Für die Arbeit habe ich mir erlaubt, Affi­lia­te-Links zu set­zen. Das bedeu­tet, dass sich für Euch am Preis nichts ändert, ich aber eine ganz klei­ne(!) Pro­vi­si­on erhal­te. Bestellt Ihr dar­über, so helft Ihr mir auch künf­tig sol­che Anlei­tun­gen schrei­ben zu können.
Dan­ke für Eure Unterstützung!


Zero-Set für Bast­ler (24,50 Euro)

Du bist Bast­ler und Dei­ne Schub­la­den sind mit Spei­cher­kar­ten, Adap­tern und Netz­tei­len gefüllt? Du druckst Dir Dei­ne Gehäu­se mit dem 3D-Dru­cker selbst aus? Pri­ma, das wird billig!

Gesamt: 24,50 Euro

Du benö­tigst aber noch: 

  • microSD-Kar­te 8 GB
  • Micro-OTG-Adap­ter
  • Micro-USB-Netz­teil
  • Gehäu­se

Zero-Set für Anfän­ger (40,50 Euro)

Du hast kei­ne Schub­la­de mit ganz grund­sätz­li­chen Elektronik-Brocken?

Gesamt: 40,50 Euro

Die micro-SD-Kar­te kann auch 8 GB groß sein, das reicht dicke. Nur so was neu zu bekom­men, ist kniff­lig. Wir haben hier 16 Euro Auf­preis, dafür aber auch alles, um gleich los­le­gen zu können.


Zero-Set Rund­um-sorg­los (58,50 Euro)

Gesamt: 58,50 Euro

Ja, 18 Euro Auf­preis im Ver­gleich zum Kauf der Ein­zel­kom­po­nen­ten. Soll­ten Sets nicht güns­ti­ger sein? Nun ja, dafür ist hier noch ein mico-HDMI-Adap­ter dabei.


Upgrades durch Engpässe

Durch Coro­na stei­gen die Prie­se nicht nur für Bau­stof­fe, son­dern auch für Halb­lei­ter. Die o. a. Prei­se kön­nen bereits viel höher liegen.
Der Zero ist oft auch ver­grif­fen. Das nächst grö­ße­re, noch lie­fer­ba­re Modell ist der 3A+. Schau­en wir mal, was wir hier bezah­len müssen.


3A+ für Bast­ler (43,50 Euro)

Gesamt: 43,50 Euro

Du benö­tigst aber noch: 

  • micro-SD-Kar­te 8 GB
  • Micro-OTG-Adap­ter
  • Micro-USB-Netz­teil
  • Gehäu­se

19 Euro Auf­preis zum Zero? Kna­ckig, aber dafür bekommt man doch erheb­lich mehr Bang for the Bucks, um damit noch vie­le ande­re Pro­jek­te zu rea­li­sie­ren. Mico­NAS? Wet­ter­sta­ti­on? ioBro­ker-Ser­ver? Klar, das ist kein 4er, aber auch der 3er kann schon was.


3A+ für Anfän­ger (67,50 Euro)

Gesamt: 67,50 Euro

Das ent­spricht im Ver­gleich zum Zero-Anfän­ger-Paket einen Auf­preis von 27 Euro. Hap­pig! Dafür gibt es aber eine deut­lich höhe­re Leis­tung, sodass man pro­blem­los meh­re­re Strom­zäh­ler aus­le­sen kann. Pro­blem­los ist es auch, auf dem Raspi noch einen ioBro­ker zu instal­lie­ren, der die Last vom Haupt­rech­ner nimmt und even­tu­ell sogar noch die Daten des Was­ser­zäh­lers mit speichert.


4B Hut­schie­nen-Set (125,50 Euro)

Geld spielt kei­ne Rolex! Was lacos­tet die Welt? Speed and Power! Zukunfts­ori­en­tier­te Leis­tung! Der Raspi muss im Zäh­ler­schrank ver­baut sein! (Ob das WLAN da noch funk­tio­niert, bezwei­fe­le ich arg). Du gibst ger­ne 100 Euro mehr aus, ein­fach, weil Du das Geld hast?
Bit­te sehr, bit­te gerne:

Gesamt: 125,50 Euro

Das Pro­fi-Paket zum Pro­fi-Preis. Vor­teil: Das sieht echt pro­fes­sio­nell im Zäh­ler­schrank aus. Hät­te ich auch ger­ne, aber ich bin halt ein aus­ge­wie­se­nes Sparbrötchen. 🙁

Mit der Leis­tung de Pi 4B kannst Du so ziem­lich alles machen, was Dir ein­fällt, das Ding ist ein klei­ner Ser­ver mit rich­tig Leistung.


2B-Spar­bröt­chen-Bast­ler-Set (38,50 Euro)

Gebraucht ist güns­ti­ger. Gebraucht ist nach­hal­tig und umwelt­freund­lich! Her­vor­ra­gend funk­tio­niert zum Bei­spiel bereits ein Raspi 2, den man gebraucht mit etwas Glück für nicht mal einen Zwan­ni bekommt. Meis­tens mit Gehäuse.

Mit dem Raspi 2 spart man sich auch den USB-OTG-Adap­ter und kann auch gleich meh­re­re IR-Köp­fe oder ande­re USB-Sen­so­ren an das Ding anschlie­ßen. Für einen zusätz­li­chen Wär­me­strom­zäh­ler, oder gleich für die gan­ze Nach­bar­schaft in einem Mehrfamilienhaus.

Nach­teil am 2er ist: kein WLAN, kein Blue­tooth. Die Erspar­nis zu einem neu­en 3A+ liegt auch gera­de mal bei fünf Euro. Hast Du ein LAN-Kabel am Zäh­ler­schrank: gut. Wenn nicht: nimm den Raspber­ry­Pi 3A+(1) für 25 Euro (oder das o.a. Set).

Gesamt: 38,50 Euro

Du benö­tigst aber noch: 

  • micro-SD-Kar­te 8 GB
  • Micro-OTG-Adap­ter
  • Micro-USB-Netz­teil

2B-Spar­bröt­chen-Anfän­ger-Set (47,50 Euro)

Gesamt: 47,50 Euro


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Geeig­ne­ter Stromzähler

Und natür­lich benö­ti­gen wir auch einen Strom­zäh­ler mit einer Infra­rot­schnitt­stel­le:

Stromzähler
Oben rechts: zwei IR-LEDs

Die Zäh­ler­num­mer auf­schrei­ben, beim Ener­gie­ver­sor­ger anru­fen und sich den Frei­schalt­code am Tele­fon geben lassen.

Die­sen dann (kein Witz!) mit einer Taschen­lam­pe ein­ge­ben. Auf die o.a. LEDs (eine ist eine Foto­di­ode, ist klar, ne?) mit der Taschen­lam­pe leuch­ten, bis im Dis­play PIN steht.

Dann die ers­te Zahl mor­sen, Pau­se, die zwei­te Zahl, Pau­se, usw. Statt auf den Knopf der Taschen­lam­pe zu drü­cken, kann man die auch schwen­ken, das geht schneller.

Es gibt auch Apps für das Han­dy, die den Code mit der Blitz­lich-LED auto­ma­tisch mor­sen kön­nen. Jetzt ist der Zäh­ler bereit, sei­ne Daten aus­zu­ge­ben. War­um das nicht ab Werk so ein­ge­stellt ist, das bleibt das sah­ni­ge Geheim­nis der EVUs.

Waa­aas? Du hast kei­nen Strom­zäh­ler mit IR-Schnitt­stel­le? Kein Pro­blem! Dir kann mit dem smar­ten Was­ser­zäh­ler gehol­fen wer­den, den kann man auch für den Strom­zäh­ler ver­wen­den. Ist halt mehr Bas­tel­ar­beit und die Tür vom Schrank der Unter­ver­tei­lung geht ver­mut­lich auch nicht mehr zu.

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Soft­ware­instal­la­ti­on

Womit bedamp­fen wir jetzt den Raspi?

Volks­zäh­ler: Angelehnt!
Lei­der ist die Doku­men­ta­ti­on auf Volks­zäh­ler his­to­risch gewach­sen. Wich­ti­ge Erläu­te­run­gen feh­len. Dafür ste­hen einen Satz wei­ter völ­lig unin­ter­es­san­te Infor­ma­tio­nen, z. B. wie man die Tas­ta­tur­be­le­gung auf dem Raspi ändert, oder dass der Volks­zäh­ler die Par­ti­ti­on auf die Grö­ße der SD-Kar­te auto­ma­tisch ändert.

Das sind Infor­ma­tio­nen, die man als End­an­wen­der im Prin­zip nicht benö­tigt (zumal die Tas­ta­tur­be­le­gung via SSH völ­lig lat­te ist).

Erläu­te­run­gen zu den Pro­to­kol­len feh­len dafür. Das ist alles von Ent­wick­lern für Anla­gen­elek­tro­ni­ker geschrie­ben wor­den, gewürzt mit Ein­wür­fen zu abso­lu­ten Linux-Noob-Basic, weil die sich selbst schein­bar nicht so gut mit Linux auskennen.

Auf der ande­ren Sei­te wer­den aber zur Feh­ler­su­che Kennt­nis­se des Mini­coms vor­aus­ge­setzt. So einen Kram habe ich das letz­te Mal Anfang der 1990er benutzt.

Abso­lut kein Wort dazu, was das bewir­ken soll und wel­che Para­me­ter man wie ändern soll. Das führt nur zu Frust.

Ich habe mit dem Volks­zäh­ler sinn­los einen Tag Arbeit ver­bla­sen, zumal deren Ser­ver immer wie­der down waren – und damit die Dokumentation.

Fazit: Volks­zäh­ler ist was für Maso­chis­ten mit sehr viel Zeit und Geduld.

 

ioBro­ker: Die Offenbarung!
Und dann instal­lier­te ich ioBro­ker auf dem Raspber­ry. Eine Offen­ba­rung! Was ein Traum! Raspian Lite-Image auf eine Micro-SD-Kar­te wie­der­her­stel­len, Moni­tor und Tas­ta­tur an den Raspi und mit

  raspi-config

kon­fi­gu­rie­ren. Vor allem muss SSH ein­ge­rich­tet wer­den. Wenn das erle­digt ist, kann man remo­te auf das Ding zugrei­fen (ssh USER@IPADRESSEDEINESRASPIS, bzw. unter „Win­dows” via PuT­TY zugrei­fen) und ioBro­ker instal­lie­ren. Zuerst Node.js:

  curl -sLf https://deb.nodesource.com/setup_12.x | sudo -E bash -
  sudo apt-get install -y nodejs


Danach den ioBro­ker installieren:

  curl -sLf https://iobroker.net/install.sh | bash -

Hast Du einen „ech­ten” ioBro­ker am Start, musst nur die­sen noch als Mas­ter und den Strom­zäh­ler als Slave konfigurieren.
Wenn nicht, über­sprin­ge die­sen Schritt.


Auf dem Mas­ter fol­gen­des eingeben:

  sudo iobroker multihost enable


Auf dem Raspi im Zählerschrank:

  sudo iobroker multihost browse 
  sudo iobroker multihost connect

Den Mas­ter aus der Lis­te aus­wäh­len und fer­tig ist die Laube.

Hard­ware­instal­la­ti­on

Wir hän­gen den Raspi in die Nähe des Zäh­ler­kas­tens (der Unter­ver­tei­lung), ste­cken den Ste­cker des IR-Kop­fes in einen USB-Port und hef­ten den magne­ti­schen Kopf an den Strom­zäh­ler, sodass die Sen­de- und Lese-Infra­rot-Dioden über denen am Zäh­ler liegen.

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Die LED und die Foto­di­ode des Lese­kop­fes. Eini­ge Strom­zäh­ler benö­ti­gen wohl immer noch eine Auf­for­de­rung, bevor sie Daten aus­ge­ben. Aber das muss uns nicht kümmern.

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Die IR-Schnitt­stel­le des Zäh­lers hat eine ein­ge­bau­te Metall­plat­te, sodass man einen magne­ti­schen Lese­kopf bequem anbrin­gen kann.
Die­sen Hichi IR v1.1 gibt es auf Ebay((Wer­bung)). Her­vor­ra­gen­de Qua­li­tät und ein Top-Ebay­er. Schnel­le Lie­fe­rung! Ger­ne wie­der! Alles per­fekt.… ich äh… uuups… 😀

Kon­fi­gu­ra­ti­on

Der Raspi ist auch im Kel­ler noch mit dem WLAN oder dem LAN verbunden?
Prima!
Jetzt ist der ioBro­ker unter der IP-Adres­se Eures Ras­pis unter dem Port 8081 im Brow­ser erreichbar.
Dann las­sen wir nun den Raspi allein im dunk­len Keller..

Wir grei­fen über unse­ren Brow­ser, wie oben ange­führt, auf die Web­ober­flä­che des ioBro­kers zu und instal­lie­ren uns den Adap­ter „Smart­me­ter devices sup­port”. Oben in die Such­leis­te ein­ge­ben, auf die drei Punk­te kli­cken und auf das +-Sym­bol. Fertig.

Du benö­tigst alle Adap­ter, die hier blau auf­ge­führt sind. Es soll­te aber nur der Smart­me­ter nach der Erst­in­stal­la­ti­on feh­len. Schein­bar wird aber durch­ge­hend an dem Install­script von ioBro­ker gefeilt, sodass sich der Instal­la­ti­ons­um­fang immer wie­der ändert.

Mei­ne Instal­la­tio­nen waren jeden­falls unter­schied­lich aus­ge­stat­tet. Das kann aber auch an der Hard­ware­leis­tung der Rech­ner lie­gen. Klei­ne­re Sys­te­me bekom­men eine schlan­ke­re Instal­la­ti­on? Kei­ne Ahnung. Das ist auch egal.

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Für das Aus­le­sen des Strom­zäh­lers brau­chen wir nur die­se blau mar­kier­ten Adapter

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Ist der Adap­ter instal­liert, muss er noch kon­fi­gu­riert wer­den. Wir wäh­len das Abfra­ge­inter­vall, hier habe ich 5 Sekun­den ein­ge­stellt und die seri­el­le Schnittstelle.

Ich habe 8N1 und 9600 Baud gewählt, das hat mit mei­nem Zäh­ler funktioniert.

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Nun star­ten wir die Smart­me­ter-Instanz, indem wir auf das rote Play-Sym­bol kli­cken. Nach eini­gen Sekun­den wird das dann grün. So Gott will. 😀

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Um alles auch auf­zu­zeich­nen, müs­sen wir noch schnell den Histo­ry-Adap­ter kon­fi­gu­rie­ren. Dazu auf den Schrau­ben­schlüs­sel neben dem Start­but­ton klicken.

Naja, Du siehst ja mei­ne Ein­stel­lun­gen. Akti­vie­ren, nur Ände­run­gen auf­zeich­nen und kei­ne auto­ma­ti­sche Löschung. Ich will das mal über mehr als zwei Jah­re beobachten.

Ich habe den Spei­cher­ort so gelas­sen. Ist ne Text­da­tei im Default. Mal schau­en, ob ich das irgend­wann mal auf eine ech­te Daten­bank umstel­le, wenn ich noch mehr Daten logge.

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Nun soll­ten wir unter den Objek­ten ein smartmeter.0 entdecken.

Wir klap­pen es auf und schau­en uns an, was der Strom­zäh­ler so aus­plau­dert. Die für uns inter­es­san­ten dürf­ten der Zäh­ler­stand und die momen­tan abge­ru­fe­ne Leis­tung sein.

Auf den klei­nen Schrau­ben­schlüs­sel kli­cken und dort ana­log zum Histo­ry-Adap­ter ein­stel­len. Alles, mit einem blau­en Schrau­ben­schlüs­sel wird aufgezeichnet.

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Neben den Ein­stel­lun­gen fin­den wir nun auch den Rei­ter „Tabel­le”. Da ste­hen alle auf­ge­zeich­ne­ten Daten drin.

Das war es schon so weit.
Ich gehe nicht drauf ein, wie man das visua­li­siert. Es gibt da sehr vie­le Adap­ter. Einer der bekann­tes­ten ist (noch) Flot Diagramme.

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Typi­scher Ver­lauf eines Back­ofens. Erst die Auf­heiz­pha­se und danach immer das stoß­wei­se Auf­hei­zen, um die Tem­pe­ra­tur zu halten.

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Vor dem „Back­ofen” sieht man den enor­men Peak der Wär­me­pum­pe, die bei uns meis­tens auch die­sen typi­schen Ver­lauf aufweist.

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Hier ein Dia­gramm zusam­men mit dem Was­ser­ver­brauch, aber dar­über schrei­be ich noch ein Artikel.

Auch hier sieht man wie­der die typi­schen Ber­ge unse­rer Wär­me­pum­pe, die in der Spit­ze bis auf 8.000 Watt hoch­ge­hen. Die Wär­me­pum­pe hat eine Heiz­leis­tung von 14 Kilowatt.

Auch eine Back­up-Lösung jetzt zu instal­lie­ren, wäre kein Feh­ler. Nicht dass die schö­nen gesam­mel­ten Daten auf ein­mal weg sind, weil die SD-Kar­te im Raspi abraucht, gell?

Viel­leicht wäre das auch für Dich inter­es­sant, wenn Du weit weg, viel­leicht in einem ande­ren Land, eine Feri­en­woh­nung hast und da den Strom­ver­brauch mes­sen willst.

Viel­leicht klaut Dir ja jemand da den Strom? 🙂 Mit ioBro­ker kann man auch E‑Mails ver­sen­den las­sen. Über gan­ze ein­fach Scrip­te kann man sich sel­ber (im Wort­sin­ne!) einen Hand­lungs­ab­lauf zusam­men­kli­cken. Aber auch wie­der ein ganz ande­res Thema…

Und was ist mit der Wasseruhr?

Auch kein Pro­blem: Was­ser­uhr für 20 Euro smart machen.

Hinweise
  1. Wer­bung[][][][][][][][][][][][][][][][][][][][][][][][][]

2 Gedanken zu „Strom­zäh­ler für 25 Euro smart machen“

  1. Hi, top Anlei­tung auch mit der Aus­schwei­fung über den unnö­tig kom­pli­zier­ten Volkszähler.

    Aber Ach­tung du hast einen Feh­ler gemacht. Die Baud­ra­te muss der Imp Rate dei­nes Zäh­lers entsprechen!

    Auf dem Foto des Zäh­lers sind 10.000 Imp/​kWh ange­ge­ben. Daher zu Zählst momen­tan etwas mehr kWh als wirk­lich entstehen. 

    Antworten
    • Hal­lo Peter,

      sor­ry für die spä­te Ant­wort, die Web­site hat­te ich kom­plett neu gemacht und dabei gin­gen eini­ge Kom­men­ta­re qua­si ver­schütt. Dan­ke für die Blu­men und die Kor­rek­tur. Ich dach­te, dass es sich um das Über­tra­gungs­pro­to­koll han­delt. Dabei wären 9.600 8N1 ja ein nor­ma­ler Stan­dard für eine seri­el­le Daten­schnitt­stel­le. Auch eine schnel­le Recher­che im Netz ergab, dass die Leu­te mit genau die­sem Zäh­ler 9.6–8N1 benut­zen. Der Strom­zäh­ler über­mit­telt ja den aktu­el­len Zäh­ler­stand und den Ver­brauch und nicht wirk­lich Impul­se, die man (wie bei einem Tacho) extern zäh­len muss. Wo hast Du die Info her? Wür­de mich ger­ne einlesen.

      Gruß
      Michael 

      Antworten

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