Den eigenen Energieverbrauch mit einer hohen zeitlichen Auflösung zu messen, hilft beim Energiesparen – und ist natürlich wichtig, um die Wirtschaftlichkeit seiner Anlage besser einschätzen und optimieren zu können. Hierfür sind verschiedene Lösungen am Markt erhältlich – oder lassen sich als technisch versierter Nutzer kostengünstig selbst realisieren.
Erfahrungsbericht von Martin Mades
Moderne, digitale Stromzähler („Intelligente Messsysteme“, „Smart Metern), wie sie in neuen Häusern eingebaut werden (müssen), verfügen neben einer digitalen Anzeige auch über eine sogenannte Infrarot Schnittstelle („S0-Ausgang“).
Die digitale Anzeige zeigt abwechselnd verschiedene Daten an, in der Regel „ab Werk“ den Gesamtverbrauch und ggf die Gesamteinspeisung in das Netz (bei vorhandener Solaranlage).
Diese Daten werden auch in digitaler Form am Infrarot-Ausgang ausgegeben (für Menschen so nicht sichtbar).
Zählermodel, Zählernummer, Verbrauchsdaten und ggf noch weitere Informationen werden vom Zähler über diese Schnittstelle in Form von Infrarot-Lichtimpulsen nach außen gesendet.
Der Bereich am Zähler, wo die dafür zuständige IR-Diode montiert ist, ist metallisch ausgeführt, so dass dort ein sogenannter „Lesekopf“ mittels Magnet leicht montiert werden kann.
Die Übertragung der Informationen vom Zäher zum Lesekopf erfolgt also Kontaktlos, es müssen keinerlei Arbeiten im Zählerschrank ausgeführt werden!
Erweiterte Daten Freischalten:
Jeder Hauseigentümer kann bei seinem Messstellenbetreiber einen sogenannten „Freischalte-Pin“ anfordern, in der Regel kostenlos
Bei den meisten Stromzählern kann man diesen Pin dann mit einer Taschenlampe über die Infrarot-Schnittstelle „eingeben“ (hell-dunkel Signale).
Wie der eigene Stromzähler freigeschaltet werden kann sollte eine kurze Suche im Internet zeigen.
Ist der Stromzähler dann freigeschaltet, zeigt das Display schon mehr Information an.
Über die im Stromzähler verbaute IR-Schnittstelle stehen diese Informationen dann auch in Echtzeit zur Verfügung, so auch der aktuelle Stromverbrauch.
Aber ohne entsprechende Hardware sind diese Daten zwar am Display des Stromzählers ablesbar, aber können nicht an ein anderes System (Handy, Smarthome, …) weitergeleitet werden.
Daten nutzen:
Die Ausgabe der IR-Sendediode vom digitalen Stromzähler erfolgt im standardisiertem SML-Protokoll.
Ein am Zähler fixierte IR-Lesekopf kann diese Daten („00010101110011011…. „) empfangen und an ein entsprechenden Modul (Mikrocomputer, ESP86) weiterleiten, dieser „entschlüsselt“ diesen Datenstrom dann.
Die nun wieder für Menschen lesbare Daten („Modell: DWS7612, Zählerstand Strombezug: 75643.23, …“) kann das Modul dann zur Verfügung stellen. Meistens sendet diese angeschlossene Modul diese Daten dann mittels WLAN in das heimische Netzwerk, wo entsprechende Apps (oder das eigene SmartHome) diese Daten dann anzeigen und auswerten können.
Es gibt fertige Plug&Play Geräte (ab ca. 120€), wo das gesamte Modul (Lesekopf, Auswerteelektronik, WLAN-Modul) mittels Magnetunterstützung direkt am Lesekopf montiert wird.
Da der Zählerschrank aus Metall ist gilt es hier zu beachten und sicherzustellen, das die notwendige WLAN Verbindung zum heimischen Router trotzdem sichergestellt ist.
Empfehlenswerter sind Lösungen, wo nur der einzelne, kleine Lesekopf im Zählerschrank „montiert“ wird und mittels dünnem (zumeist 4-adriger Litze) mit dem eigentlichen Modul verbunden wird.
Dieses Modul (incl. WLAN) kann dann außerhalb und auch paar Meter neben dem Zählerschrank aufgestellt werden. Auch ein Aufstellen in einem Nebenraum, wo besserer WLAN-Empfang vorhanden ist, ist denkbar.
Thema Eigenbau:
Wer am Eigenbau Interesse hat findet im Internet dazu viele Ansätze und Beschreibungen.
Empfehlenswert ist als Auswerteelektronik ein sogenannter „ESP8266 Mikrocomputer“ (Preis ca. 8€), dieser verfügt über entsprechende Eingänge zum anschließen des IR-Lesekopfes und hat ein integriertes WLAN-Modul. Als Stromversorgung genügt ein einfaches 5V USB-Netzteil. Den notwendigen IR Lesekopf selbst gibt es fertig mit Gehäuse und Magnet ab ca. 35€ Eine empfehlenswerte Software (genauer: Firmware) für den Betrieb des ESP8266 ist die freie Software „Tasmota“. Diese steht kostenlos zur Verfügung und kann einfach mittels USB-Kabel auf den ESP8266 übertragen („geflashed“) werden.
Über die eigene Tasmota-Weboberfläche erfolgt dann die notwendige Konfiguration der Software:
- Zu nutzendes WLAN
- Anschluss-Nr. wo der Lesekopf angeschlossen wurde
- Eingabe des Lesescripts (copy&paste, passende Scripte stehen für fast alle Stromzähler zur Verfügung)
- Angabe wie die Daten in das Heimnetz übertragen werden sollen (MQTT)
Ist dies erfolgreich geschehen, läßt sich an der Weboberfläche (aufrufbar am Handy oder PC im eigenen Netzwerk) neben dem Gesamtwert für den Strombezug und Einspeisung auch der aktuelle Stromverbrauch (bzw. Einspeisung) in Echtzeit ablesen. Je nach Zähler können auch noch andere Daten zur Verfügung stehen. Zusätzlich werden diese Daten auch in das heimische „Netz“ gesendet, wo es dann entsprechend weiter verarbeitet und genutzt werden kann (Stichwort: Smarthome)
