Intelligentes Messsystem mit Sprachbarriere

Mit der Solaranlage ist das (ursprüngliche) Thema Stromverbrauch wieder in den Fokus gerückt. Um eine Idee über das hauseigene Verbrauchsprofil zu bekommen, braucht es Messungen und Daten. Und dafür soll unser “intelligentes Messsystem” mitarbeiten.

Projekt: Really Smart Meter

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link– eigenes Projekt –

Situation:
Wie viele andere Bürger dieses Landes sind wir auch mit einem sogenannten “intelligenten Messsystem” beglückt worden. Bisher ist es mir vollkommen unklar, was nun genau der Vorteil davon sein soll, zumal außer Strombezug und Stromeinspeisung keine weiteren Daten erfasst werden. Ohne Telemodul werden die auch nicht übertragen und Zugriff darauf ist ohnehin nicht geplant. Man hat also einen digitalen 2-Wege-Zähler mit LCD-Display. Eigentlich gibt es wohl auch ein RS-485 Interface, das ist aber verplombt und nicht zugänglich. Die Intelligenz an der Geschichte ist eigentlich der Weg, wie einem die Dinger aufdoktriert werden und man dafür zur Kasse gebeten wird. Für mich ist das Teil zumindest soweit nützlich, als das ich damit keinen anderen Zählertausch wegen der Solaranlage gebraucht habe. Der alte hatte keine Rücklaufsperre und wäre halt völlig regelwidrig gewesen (Stichwort Rückwärtslauf).

Konzept:
Obwohl das Teil, so wie es normalerweise genutzt wird, dumm wie ein Ziegelstein ist, hat es dennoch eine aktuelle IR-Schnittstelle. Die ist zwar nicht so ganz einfach nutzbar, aber zumindest vorhanden. Bei der Übertragung wird wohl SML (Smart Meter Language) verwendet. An sich ein ziemlich komplexes Ding und sicher nichts für Gelegenheitsbastler. Für die Schnittstelle haben sich aber bereits Projekte gebildet, die mit den Daten aus den Kästen eine gewisse Intelligenz reinbringen. Leider scheint es aber sehr abhängig vom Gerät und Betreiber zu sein, was genau verfügbar ist. Das Projekt Volkszähler.org hat hier eine sehr umfangreiche Lösung zur Datenerfassung und Darstellung für verschiedene Zählerschnittstellen und -typen erarbeitet. Die Lösung ist mir aber zu umfangreich. Eine kompaktere Lösung findet sich in smeterd, der die ganze Kommunikation und Erfassung in eine einfach zu verwendende Lösung kapselt. Der notwendige Adapter (IR Sende- und Empfangsdiode) kann inzwischen fertig aufgebaut gekauft werden. Zwar recht teuer, aber dafür kein eigenes Abenteuer. Dazu ein kleiner Raspberry Zero mit WLAN und USB-Schnittstelle, und schon sollte ich die Daten selber erfassen können.

Adaptercheck:
Der Adapter wird per Magnet über dem Interface befestigt und hängt dann recht stabil und leicht entfernbar am Zähler. Er bietet ein USB-Interface und meldet sich als serielles Gerät am Betriebssystem an. Ein Testprogramm hat das Teil auch dabei. Also Testprogramm auf Laptop, alles miteinander verbunden und los geht es. Tatsächlich liefert der intelligente Ziegelstein Zählwerte für Strombezug (OBIS-Nr. 1.8.0) und -Einspeisung (OBIS-Nr. 2.8.0) mit einer Genauigkeit von 1/10 Wh. Dazu noch die ID und Seriennummer und das wars. Naja, wenig genug aber besser als was andere berichten. Die Schnittstelle ist wohl auch manchmal einfach deaktiviert und muss dann erst vom Betreiber freigeschalten werden. Ist dann wohl auch nicht ganz einfach. So gesehen sieht es ja ganz gut aus.

Datenlogger:
Der Raspberry Zero ist ein recht kompakter Genosse und findet viel Platz im Schaltschrank. Vorher hat er ein aktuelles Release von Raspbian bekommen und wurde in den grundlegenden Funktionen eingerichtet. WLAN-Verbindung ist da, SSH-Server und VNC laufen und die aktuellen Updates sind auch drin. Im Schaltschrank ist eine Steckdose drin (manchmal denke ich mit und habe Dinge vorbereitet) und mit einem Powerstrip und ein Paar Kabelbindern ist das Ganze auch recht schnell montiert. Das Stromkabel werde ich bei Gelegenheit noch sauberer führen, aber grundsätzlich passt das so. Der Adapter meldet sich auch ordentlich im Betriebssystem als /dev/ttyUSB0. Und das Beste ist, das WLAN hat ausreichend Dampf um durch das Blech vom Schaltschrank immer noch eine gute Verbindung zu bekommen.

Software:
Mit dem vorhandenen Python-Code der Solaranlage habe ich schon mal die meisten Teile parat, lediglich der Teil mit der Datenerfassung muss geändert werden. Naja, und gefühlte 4.000.000 Konfigurationen, Settings, … geht aber relativ schnell. Die Bibliothek kann per “pip” installiert werden und der erste Versuch sieht auch vielversprechend aus. Eine Debug-Ausgabe des SML-Datenpakets hat schon alle (verfügbaren) Daten schön drinnen. Also das Ganze in mein Programm reingebaut und dann die Abfrage der Datenpunkte dazu, und schon geht nix mehr. Obwohl die Methoden richtig angesprochen werden und das Objekt alle Daten bekommen hat, rückt es die entsprechenden Werte nicht raus (NULL). Also rein in den Code und siehe da, der Einfachheit halber holt sich der Autor die Daten per Regex. Leider hatte aber sein Smartmeter die Daten etwas anders aufgebaut, daher gehen seine Abfragen ins Leere. Mit den Codeschnipseln kann ich aber für mein Smartmeter passende Regex bauen, und damit bekomme ich auch die Daten sauber raus. Das ganze noch aufgeräumt, die Installation als Service angepasst und eingerichtet und schon bekomme ich nun alle 5 Sekunden den aktuellen Stand der Dinge in eine lokale SQLite Datenbank. Das Programm ergänzt die Daten dabei noch um Deltas zum Vorgänger und erlaubt so recht einfache Verdichtungen und Visualisierungen.

Fazit:
Wie immer hat es kleinere Probleme gegeben, aber eigentlich konnte ich das Konzept recht schnell umsetzen. Die Datenerfassung funktioniert und gibt mir nun Optionen, unser Strommanagement wirklich intelligenter zu machen. Eine Verbrauchersteuerung z.B. in Abhängigkeit von Strombezug und Stromerzeugung wäre nun z.B. möglich. Das ist dann aber ein anderes Projekt.

Weiterer Ausblick:
Vorerst werden erst mal weiter Verbrauchsdaten erfasst. Ich werde wohl demnächst sowohl für das Smartmeter als auch die Solaranlage die aktuellen Messpunkte zum MQTT-Server senden. Als einer der dann nächsten Schritte soll eine Visualisierung sowohl von der Solaranlage als auch vom Smart Meter zusammenfassen und Vergleiche erlauben. Da muss ich aber erst mal drüber nachdenken wie ich das wirklich machen möchte. Bin mal gespannt wie bei uns der Verbrauch über den Tag wirklich aussieht, und wie der Ertrag der Solaranlage dazu passt.

Überlegungen:
Nachdem die Solaranlage detaillierte Daten liefert, wäre es doch auch sinnvoll zu wissen wie es beim Hausanschluss aussieht. Und eigentlich habe ich dafür ja ein geeignetes Gerät eingebaut bekommen.

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