Uitlezen en aansturen groepen meterkast, hoe?

[drocona]

Hi Tweakers!

Na vele jaren rondgekeken en gelezen te hebben moet ik nu toch echt zelf een vraag stellen en heb ik een account aangemaakt.

Ik ben op dit moment bezig met het plannen en "architecten" van mijn nieuwe (bestaande, 1989) woning. Het is de bedoeling dat dit een huis van de toekomst wordt met alles er op en er aan. Één van de problemen waar ik nu tegenaan loop is de meterkast.

De volledige meterkast wordt vervangen van de binnenkomende fase (1x50A naar 3x25A) tot aan de groepen/stoppen (nu 4 groepen met oude ronde zekeringen).
Het hele groepenplan en alle benodigdheden om de basis op te zetten is al compleet (er komen 15 groepen in totaal) en besproken met de elektricien.

Ik heb echter als wens om elke groep afzonderlijk uit te kunnen lezen met een DIN onderdeel om het netjes te houden, én ik wil de mogelijkheid hebben om per groep in/uit te kunnen schakelen (dus 15x).
De uitgelezen waarden gaan een database in om met iets als grafana of een ander dashboard statistieken te kunnen laten zien. Het in/uitschakelen wil ik via een centrale intelligentie laten doen in gevallen waar nodig.

Ik heb geen flauw idee waar ik moet beginnen om dit voor elkaar te krijgen en heb geen verstand van de elektro wereld en de mogelijkheden. Mijn vele zoekopdrachten komen altijd uit bij DIN moduletjes die alleen KWh uitlezen met een S0 bus, hiermee kan ik niet schakelen.

Heeft iemand suggesties om dit aan te pakken, of in iedergeval een richting waar ik in kan zoeken?
Het gebruik van Arduino of Pi's wil ik ten alle tijden voorkomen!

Mocht er aanvullende informatie nodig zijn vul ik het graag aan!

[AUijtdehaag]

Lijkt me niet handig dit per groep te doen....
Vaak zit er op een groep, een slaapkamer, zolder, badkamer verlichting. (als voorbeeld)
Als je dat allemaal tegelijk meet, weet je nog niks.

Ik meet (en schakel) hier, het benodigde via fibaro zwave tussenstekkers. Ook een qubino flush 2 relays (verlichting) heeft energiemeting.

Verder meet ik:
opwek + verbruik apart via 2 m-bus (meterbus) Finders kWh meters en een pi
Warmtepomp verbruik + heater via 2 m-bus finders kWh meters en een pi
SMA omvormer via modbus TCP/IP en een pi
Slimme meter via P1 en een pi
Watermeter via sensor en een pi
Luchtvochtigheid, temperatuur, co2, geluidsterkte via netatmo weatherstation en een pi

Meer dan genoeg info....zonder de groepenkast te voorzien van teveel metertjes.

[Voor 16% gewijzigd door AUijtdehaag op 26-09-2018 22:44]

[SlinkingAnt]

De eerste, en waarschijnlijk belangrijkste vraag, wat is je budget?

Voor het per groep uitlezen van het verbruik heb je de Setra Power Squad icm de Setra Split core sensor.

Dan heb je het alleen nog maar voor het uitlezen over een $1800 voor de basismodule, en +$40 voor elke sensor.

[Femme]

Je zou drie Eastron SDM630MCT-2L dubbele 3-fase meters met externe split-core CT's kunnen gebruiken. Je kunt dan in totaal 18 fases meten (15 groepen en de hoofdaansluiting). Dit kost je denk ik zo'n 400 euro aan meters en CT's. De meters kunnen afgelezen wordenop de display en je kunt ze uitlezen via modbus. Dat zou je kunnen doen met behulp van domoticaserver op een single board computer. Ik weet dat er in ieder geval modules zijn voor IP-Symcon om Eastron-meters uit te lezen (zelf heb ik er ook een gebouwd maar mijn code is niet openbaar). Er zijn vast ook wel mogelijkheden om de data in een database te krijgen en het te visualiseren met Grafana.

[Xiphalon]

Hager heeft oa hulpelementen voor in ieder geval meten of je groep is afgeschaleld en om je groep uit te schakelen. Of je er ook mee kan aanzetten is een 2e.

Maar: ik zou je groepen zelf niet uitschakelen, maar daarvoor magneetschakelaars of installatierelais voor gebruiken.

[jeroen3]

Schakelen op de MCB wil je niet. Dat kost een vermogen aan ruimte.
Zoek maar op: Eaton Z-FW-LPD/MO of Schneider Electric ARA A9C70342.

Als je wilt schakelen moet je relais toevoegen. Je schakelt dan alleen fase.

[Domba]

jeroen3 schreef op vrijdag 28 september 2018 @ 07:56:
Schakelen op de MCB wil je niet. Dat kost een vermogen aan ruimte.
Zoek maar op: Eaton Z-FW-LPD/MO of Schneider Electric ARA A9C70342.

Als je wilt schakelen moet je relais toevoegen. Je schakelt dan alleen fase.

Er zijn van diverse fabrikanten wel compactere oplossingen van 1 module breed (E-meter + relais) zoals oa deze met zigbee

[drocona]

Bedankt allemaal voor het meedenken!

De Develco e-meter + relais is qua functies precies waar ik naar op zoek ben.
Kan alleen nergens een oplossing vinden die "aftermarket" is en klaar is voor gebruik met een home automation systeem.
Ethernet, Z-Wave, Zigbee, WiFi zijn allemaal te koppelen.

@AUijtdehaag Alle kamers krijgen een eigen groep waardoor ik uiteindelijk ook bij deze vraag aan ben gekomen. Hartelijk dank voor een kijkje in jouw setup.
Naast de groepen voor de kamers komen er nog aparte groepen voor serverruimte/zonnepanelen/warmtepomp/keuken/witgoed.

@SlinkingAnt Budget is altijd lastig, uiteraard zo voordelig mogelijk, maar het moet goede kwaliteit zijn. Laten we zeggen dat ik ergens tussen de 500 en 1000 euro over heb voor deze functionaliteit.

@Xiphalon Het is niet de bedoeling om de groep zelf met de zekering uit te schakelen (als ik je goed begrijp). Ik had het volgende in mijn hoofd: Binnenkomst elektra --> 3 fase aansluiting --> zekering van groep --> schakelaar+lezer --> kamer.

[Josk79]

Waarom zou je iedere groep apart willen kunnen in/uitschakelen? Zou je niet liever gerichter aan de gang willen gaan?

Ik noem maar wat: koelkast, warmtepomp, internetmodem, magnetron/oven (met klokje), verlichting. Waarom zou je deze per groep willen kunnen uitschakelen? Heb je hier al goed over nagedacht?

[drocona]

Josk79 schreef op zaterdag 29 september 2018 @ 10:59:
Waarom zou je iedere groep apart willen kunnen in/uitschakelen? Zou je niet liever gerichter aan de gang willen gaan?

Ik noem maar wat: koelkast, warmtepomp, internetmodem, magnetron/oven (met klokje), verlichting. Waarom zou je deze per groep willen kunnen uitschakelen? Heb je hier al goed over nagedacht?

Heb ik zeker over nagedacht. Het gaat mij voornamelijk om de groepen waar alle bovengenoemde niet op zitten. Ik houd echter niet van speciaaltjes en trek daarom alles gelijk.
Verlichting gaat allemaal via Hue en automation.

Het is meer dat ik een echte fysieke onderbreking kan maken op de groepen.

[drocona]

Inmiddels zijn we ruim 2 jaar verder en is een paar maanden geleden de laadpaal + meetapparatuur aangesloten. Ik dacht, misschien toch leuk om even te laten zien wat het uiteindelijk geworden is!

Het per groep schakelen heb ik laten vallen. Het was meer een "gewoon omdat het kan" dingetje om volledige controle te houden ook met oog op de toekomst, maar de prijzen hiervan lagen veel te ver buiten mijn budget.
Uiteindelijk wel alle groepen met kWh meters uitgevoerd.

Korte samenvatting:
Mijn hoofdaansluiting is een 3x25A geworden.
Ik heb een 3-fase omvormer van 7kW max (7440Wp panelen op Oost/West opstelling).
Laadpaal van 3x 16A om 11kW op te kunnen laden (aangesloten/voorbereid op 3x 32A mocht de hoofdaansluiting ooit verzwaard worden)
3 fase inductiekookplaat.
1 fase (20A) warmtepomp (10kW verwarmingsvermogen)

Op de foto links boven zwarte blok is de S0 logger voor de kWh meters en het uitlezen van de P1.
Rechts er naast een DIN 5V voeding van Meanwell t.b.v. de S0 logger en de modbus TCP converter.
Weer rechts daarnaast zit een Modbus TCP converter van USR IOT (USR-DR302) om de laadpaal aan te sturen.
Op de rij daar onder zit alles voor de 3 fase laadpaal (Tesla Wall Connector Gen 2)
De rest spreekt denk ik voor zich, alle meters voor de rest van het huis helemaal aan de rechterkant.



Alle gemeten informatie gaat een InfluxDB in en heb ik een dashboard mee gebouwd welke in bijna realtime laat zien wat er gebruikt of opgeleverd wordt. Zie screenshot, inmiddels zijn de no data meters ook ingeregeld.



Mocht je vragen hebben over hoe dingen werken/ingericht zijn, voel je vrij om te vragen.

[Jesse-]

Tof joh! Hoeveel data heb je inmiddels in je Influxdb verzameld en hoe hou je het enigszins beperkt?

[drocona]

Jesse- schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 13:49:
Tof joh! Hoeveel data heb je inmiddels in je Influxdb verzameld en hoe hou je het enigszins beperkt?

Dat ligt er natuurlijk aan wat je als veel zou bestempelen. Ik denk dat ik flink wat telemetrie in InfluxDB knal, veel meer en vaker dan gemiddeld gedaan wordt met Domotica (maar dat is een gokje).

De database voor het dashboard van de meterkast is na ~2 maanden ongeveer 300MB groot, dat zie ik niet als veel. Ik heb meerdere databases draaien en in totaal over 2 jaar tijd is er nu 15GB aan data opgeslagen.
Qua statistieken, er komen op dit moment, per minuut, gemiddeld 16.300 datapoints voorbij, dus grofweg 270 waarden per seconde. Dat is dan over heel InfluxDB en alle databases genomen.

Wat betreft beperken, ik heb genoeg storage beschikbaar en verwijder of minimaliseer niets. Uiteraard kun je in InfluxDB policies toevoegen om te downsamplen als de data X minuten/uren/dagen/etc oud is, wat al snel 75% van de data grootte kan schelen. Uiteindelijk kun je ook zeggen, ik gooi het helemaal weg want ik kijk er niet meer naar.

EDIT: om verwarring te voorkomen, ik draai dit allemaal niet op een raspberry of een NAS. De reden dat ik er zo makkelijk mee om ga is omdat ik voor ontwikkeling van mijn skills op werk een klein serverpark thuis heb staan (zodoende ook de groepen Server A en Server B )

[Voor 10% gewijzigd door drocona op 27-05-2021 16:26]

[Rimco]

@drocona Ziet er bekend uit met ABB + Eastron



Echter ben ik er nog niet helemaal uit of ik mijn eigen S0 pulscounter ga maken op basis van een ESP of dat er nog een goede standaard module te vinden is. Heb je een linkje naar jouw module? Hij lijkt wel nogal groot. (Niet alle kWh meters hebben S0, ik heb er ook 4 met Modbus, maar dat werd wel erg duur als ik dat voor elke groep zou doen.)

[mcDavid]

@Rimco ik heb het een poosje geprobeerd met een ESP, maar dat vond ik niet stabiel genoeg. Had waarschijnlijk wel meer kunnen proberen om dat te verbeteren, maar uiteindelijk toch maar een RPi opgehangen. De ellende met een s0 puls is dat je echt iedere puls (en bijbehorende timestamp) wilt tellen. Als je wifi even hapert en je mist pulsen, gaat je database scheeflopen.

Heb daarom uiteindelijk een script gemaakt wat de pulsen lokaal cached en iedere paar seconden een poging doet ze te uploaden. Dat werkt top, kan gerust de router resetten zonder gaten in de logging.

[Rimco]

@mcDavid In mijn geval zou ik het ook aan de ESP zelf overlaten om de pulsen te tellen (fysiek en zonder WiFi afhankelijkheid oid). Domoticz zou dan enkel de totalen en het huidige verbruik doorkrijgen. Dat is dan wel met eigen ESP HW+FW, want volgens mij is er nog iets iets wat dat standaard kan (behalve dus dure S0 modules).

In dat opzicht zou een ESP ook een stuk stabieler moeten zijn dan een RPi, mits de implementatie (zoals jouw script) daar dus lokaal op zou draaien.

[drocona]

Rimco schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 18:33:
@drocona Ziet er bekend uit met ABB + Eastron

[Afbeelding]

Echter ben ik er nog niet helemaal uit of ik mijn eigen S0 pulscounter ga maken op basis van een ESP of dat er nog een goede standaard module te vinden is. Heb je een linkje naar jouw module? Hij lijkt wel nogal groot. (Niet alle kWh meters hebben S0, ik heb er ook 4 met Modbus, maar dat werd wel erg duur als ik dat voor elke groep zou doen.)

Nice!

Deze module is voor mij gemaakt door een maat van mij, hij weet nog niet helemaal zeker wat hij precies met de code/design wil doen. Inmiddels heb ik de code ook al flink aangepast maar vind het wel netjes om met hem nog te overleggen hoe en wat. Het liefst maak ik alles wat ik doe publiekelijk beschikbaar. Zeker met dit soort "zeldzame" oplossingen waar je honderden euro's betaalt voor een 8 poorts S0 logger in de winkels. Los van de uren werk heeft dit apparaat nog geen 20 euro aan materiaal gekost.

Hij is inderdaad flink aan de maat maar er is ruimte voor 20 S0 meters en een P1. Dus er moeten 40 kabels en 1x RJ-11 naartoe, echt kleiner dan dit gaat het niet worden als je nog wat aan wil kunnen sluiten.

Ik gebruik een ESP32 op WiFi welke elke puls een berekening over de tijd sinds laatste puls maakt en die uitkomst elke puls naar MQTT stuurt.

[drocona]

mcDavid schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 19:08:
@Rimco ik heb het een poosje geprobeerd met een ESP, maar dat vond ik niet stabiel genoeg. Had waarschijnlijk wel meer kunnen proberen om dat te verbeteren, maar uiteindelijk toch maar een RPi opgehangen. De ellende met een s0 puls is dat je echt iedere puls (en bijbehorende timestamp) wilt tellen. Als je wifi even hapert en je mist pulsen, gaat je database scheeflopen.

Heb daarom uiteindelijk een script gemaakt wat de pulsen lokaal cached en iedere paar seconden een poging doet ze te uploaden. Dat werkt top, kan gerust de router resetten zonder gaten in de logging.

Ik heb met de ESP(32) er bewust voor gekozen om geen timestamps te gebruiken om te loggen, maar alleen intern om de tijd tussen pulsen te kunnen berekenen en daarmee dus het actuele vermogen.
Als er een puls is berekent ie het vermogen en stuurt deze over wifi naar MQTT, Node-Red is hier weer op geabonneerd en injecteert de waarde in InfluxDB. InfluxDB weet de tijd en koppelt dus de correcte timestamp er aan (met veel hogere precisie dan een ESP of Pi dit ooit zal kunnen doen, InfluxDB kan namelijk nanosecond precision uitvoeren).

Draait inmiddels 2 maanden zonder enige vorm van hapering. In het ergste geval dat de wifi een keer niet verbonden is mis ik een aantal actuele vermogen updates.
Dit is voor de digitale kWh meters een iets ander verhaal, maar we zullen zien hoe goed die gelijk blijven lopen.

[ericplan]

Dat is dus direct een punt van aandacht in een ontwerp. Zorg dat je tellerstanden logt, niet alleen de pulsen. Ik doe iets dergelijks, eens per jaar corrigeer ik de standen in m'n database weer voor de gemiste (of extra) pulsen.

[Rimco]

@drocona Dat klinkt heel erg bekend en ook exact de reden dat ik het ook zelf wil maken. Links en rechtsonder heb ik dus ook 2 doosjes zitten speciaal voor een ESP32. Ik kom misschien wat plek tekort voor individuele terminals, maar aangezien ik de signalen toch al heb samengevoegd in 8 aderige kabels gebruik ik desnoods externe connectors.

Je hebt het er trouwens over dat je het vermogen doorgeeft, maar je rept niets over het aantal pulsen. Betekent dit dan ook dat je het aan Node-red oid overlaat om het totale verbruik te berekenen op basis van de vermogens? Zo ja zul je sowieso afwijkingen krijgen omdat je 2 conversies hebt (puls -> vermogen -> puls).

[drocona]

ericplan schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 21:35:
Dat is dus direct een punt van aandacht in een ontwerp. Zorg dat je tellerstanden logt, niet alleen de pulsen. Ik doe iets dergelijks, eens per jaar corrigeer ik de standen in m'n database weer voor de gemiste (of extra) pulsen.

Op dit moment levert de ESP32 elke 5 minuten de hoeveelheid Wh die door elke groep zijn heen gegaan. Vervolgens haal ik de laatste waarde van de kWh meter op uit influxDB, tel ik die nieuwe Wh er bij op en schrijf ik hem weer weg. Dus ik ga inderdaad kijken hoeveel er gemist zijn over een paar maanden en of ik ze weer recht moet trekken.

[Rimco]

@ericplan Zolang het verbruik ofwel het aantal pulsen in de ESP lokaal word bijgehouden maakt de eenheid niet uit, toch? Idealiter is 1 puls gewoon 1 Wh en zolang de ESP zelf geen hiccup heeft zal je nooit iets missen.

[drocona]

@Rimco De ESP32 doet intern de berekening. Als er een puls binnenkomt van een meter dan vergelijkt ie de interne timestamp van de nieuwe puls met de oude puls en berekent daarmee de hoeveelheid Watt dat is.
Dat resultaat schrijft ie bij elke puls naar MQTT voor elke kWh meter.

Node-Red bererekent niets in het vermogen, die zorgt alleen dat de laatste waarde de database in gaat.

Wat betreft kWh standen, zie bericht hier boven als antwoord op ericplan

[Rimco]

@drocona Die zag ik net inderdaad en dan heb je dat niet. Het enige wat ik anders zou doen is dat ik geen delta zou sturen, maar een absolute, altijd oplopende waarde. Het enige risico is dan stroomuitval als de waarde nog niet in NVS staat.

[drocona]

@Rimco Uiteindelijk maakt dat geen verschil of is het een voorkeur, het is net waar je de functies wil uitvoeren en op welke manier. Doordat ik InfluxDB gebruik zijn er een heleboel dingen waar ik niet meer bij na hoef te denken, zoals timestamps meesturen en andere berekeningen die met bijvoorbeeld Postgres, Maria, MSSQL wel benodigd zijn. Voor mij is het dus het makkelijkst om alles zo dom en basaal mogelijk door te geven.

Ik heb er voor gekozen omdat ik een klein apparaatje als een ESP niet vertrouw en alles zo snel mogelijk mijn server cluster op wil hebben, want die gaat niet zo maar plat (high available en UPS backups etc).

Wat dit betreft zijn er vele wegen naar rome, en daar zit ook mijn grootste aanpassing in de code om alles zo veel mogelijk realtime te doen i.p.v. cachen t.o.v. wat mijn maat had geschreven.

[mcDavid]

drocona schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 21:26:
[...]


Ik heb met de ESP(32) er bewust voor gekozen om geen timestamps te gebruiken om te loggen, maar alleen intern om de tijd tussen pulsen te kunnen berekenen en daarmee dus het actuele vermogen.
Als er een puls is berekent ie het vermogen en stuurt deze over wifi naar MQTT, Node-Red is hier weer op geabonneerd en injecteert de waarde in InfluxDB. InfluxDB weet de tijd en koppelt dus de correcte timestamp er aan (met veel hogere precisie dan een ESP of Pi dit ooit zal kunnen doen, InfluxDB kan namelijk nanosecond precision uitvoeren).

Geen timestamp meegeven is waardeloos. Natuurlijk is influxdb ook niet preciezer dan de klok van de host, maar na zoveel middleware en netwerkverkeer is de jitter ordegroottes groter dan de precisie van welke onboard klok dan ook. Ik heb eerder ook geprobeerd het vermogen te berekenen in grafana, mbv enkel pulsen en timestamps, maar dat werkte voor geen meter.

@rimco ja achteraf had ik iets soortgelijks natuurlijk ook op een ESP kunnen doen. Maar had sowieso wat meer netwerktools nodig (wireguard bijvoorbeeld).

@ericplan ja zorg dat je het (initieel) bijhouden van de state zo dicht mogelijk bij de meter zelf doet. Er zijn meerdere wegen naar Rome maar dit is idd essentieel voor een stabiele uitlezing. Idealiter zou je de stand uit de meter zelf uitlezen, maar goed zo kritisch is het gemiddelde dashboard ook weer niet.

[drocona]

mcDavid schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 22:05:
[...]

Geen timestamp meegeven is waardeloos. Natuurlijk is influxdb ook niet preciezer dan de klok van de host, maar na zoveel middleware en netwerkverkeer is de jitter ordegroottes groter dan de precisie van welke onboard klok dan ook. Ik heb eerder ook geprobeerd het vermogen te berekenen in grafana, mbv enkel pulsen en timestamps, maar dat werkte voor geen meter.

De berekening van vermogen gebeurt gewoon met interne timestamp van de ESP32, dus die is voor de ESP exact en correct. Het mooie is echter dat die timestamp alles kan zijn, al staat ie op het jaar 1900, hij gebruikt alleen de delta tussen nieuwe puls en vorige puls.
Het resultaat wat daar uit komt wordt zonder timestamp naar de database gestuurd en krijgt dan een correcte, echte timestamp van de binnenkomst in InfluxDB.
Op die manier klopt de berekening 100% en de echte timestamp voor het dashboarden ook.

mcDavid schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 22:05:
[...]
@ericplan ja zorg dat je het (initieel) bijhouden van de state zo dicht mogelijk bij de meter zelf doet. Er zijn meerdere wegen naar Rome maar dit is idd essentieel voor een stabiele uitlezing. Idealiter zou je de stand uit de meter zelf uitlezen, maar goed zo kritisch is het gemiddelde dashboard ook weer niet.

Met Modbus kWh meters is die netjes uit te lezen, maar die zijn helaas erg duur, zodoende dat ik het maar moet berekenen

[Voor 21% gewijzigd door drocona op 27-05-2021 22:12]

[ericplan]

Rimco schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 21:39:
@ericplan Zolang het verbruik ofwel het aantal pulsen in de ESP lokaal word bijgehouden maakt de eenheid niet uit, toch? Idealiter is 1 puls gewoon 1 Wh en zolang de ESP zelf geen hiccup heeft zal je nooit iets missen.

De eenheid maakt niet uit, maar dat je pulsen gaat missen is zeker. 9 jaar ervaring met een 9-kanaals EMU S0 pulse logger. Ding is nu met pensioen, maar er zaten altijd verschillen in de tellerwaarde van de Finder S0-kWh-meters en de waarde in de EMU.
Wanneer je een tellerstand in je database opslaat is het eenvoudig te corrigeren.

[dannybeuker]

drocona schreef op donderdag 27 mei 2021 @ 10:52:
alle meters voor de rest van het huis helemaal aan de rechterkant.

Gebruik je hier de Eastron SDM120(modbus) meters voor?
Kan het op de foto er niet helemaal uit halen.

[drocona]

@dannybeuker Bijna, het zijn de pulse (S0) versies, de SDM120DB.

[Voor 3% gewijzigd door drocona op 01-09-2021 23:24]