Sähkönkulutuksen seurantaa itse tehdyn pulssianturin avulla

Sähkönkulutuksen seurantaa itse tehdyn pulssianturin avulla

Etäluettava sähkömittari löytyy tätä nykyä käytännössä jokaisesta taloudesta. Niiden ansiosta moni sähköyhtiö tarjoaa myös mahdollisuuden sähkönkulutuksen seurantaan nettisivuillaan. Tiedot näissä palveluissa päivittyvät yleensä kerran vuorokaudessa, joten täysin reaaliaikaisesta seurannasta ei voida puhua.

Sähkömittari
Sähkömittari

Fortum tarjosi aiemmin omassa verkkokaupassaan sähkönkulutuksen reaaliaikaisen seurannan mahdollistavaa Fortum Kotinäyttöä suolaiseen, lähes 200€ hintaan. Laitteisto koostui sähkömittarin kulutuslediin kiinnitettävästä langattomasta lähettimestä sekä näytöstä, josta kulutusta voi seurata. Erillinen näyttö on mukava ominaisuus, mutta toisaalta suljettua järjestelmää ei saa kovinkaan helposti integroitua kotiautomaatiojärjestelmään.

Oman taloni sähkömittari on ulkona n. 10m päässä talosta, erillisessä metallisessa kaapissa. Langallinen anturi ei siis tullut kyseeseen. Lisäksi mittarin etäisyys talosta ja metallinen kotelo aiheutti haasteita langattomalle tiedonsiirrolle. Testasin yhteyttä laittamalla langattoman Sonoff -kytkimen kaappiin. Yhteys lakkasi toimimasta heti kun sähkökaapin oven laittoi kiinni.

Aikani vaihtoehtoja selviteltyäni löysin mysensors.org -sivuston ja sieltä artikkelin sähkömittarin valopulssien laskemiseksi. Tarvittavan fotodiodilla toimivan anturin tilasin tällä kertaa Suomesta. Kehitysalustaksi valitsin Wemos D1 mini Pro:n koska siinä on liitin ulkoiselle antennille paremman lähetystehon saavuttamiseksi.

LM393 Valoanturi
LM393 Valoanturi

Oletuksena Wemos D1 mini Pro käyttää piirilevyllä olevaa keraamista antennia. Jotta ulkoisen antennin saa käyttöön, täytyy piirilevyllä oleva pieni 0Ω pintaliitosvastus juottaa irti ja kääntää 90 astetta. Komponentin sai kolvin ja pinsettien avulla irti, mutta sen juottamista takaisin en edes yrittänyt, vaan juotitin tinasillan piirilevyn kontaktien väliin.

Wemos D1 mini Pro ja ulkoinen antenni
Wemos D1 mini Pro ja ulkoinen antenni

Wemosiin ladataan tarvittava ohjelma Arduino IDE:llä. Ohjelma on MySensors Energy Meter 1.0 muokattuna niin että tiedot lähetetään Home Assistantin MQTT-palvelimelle. Home Asissistantin configuration.yaml -tiedostoon lisätään rivit:

mysensors:
  gateways:
    - device: mqtt
      persistence_file: '/home/homeassistant/.homeassistant/mysensors.json'
      topic_in_prefix: 'mygateway1-out'
      topic_out_prefix: 'mygateway1-in'
  version: '2.0'

Virtansa laite saa USB-laturista, jolle löytyi pistorasia sähkökaapin sisältä. Koko komeuden koteloin tavalliseen kannelliseen IP65 kalvorasiaan. Rasian pohjalle liimasin pari supermagneettia, joiden avulla rasian sai kiinnitettyä sähkökaapin yläosaan. Anturin fotodiodin juotin irti piirilevyltä, jotta sen sai parinkymmenen sentin pituisen johdon päähän ja sijoitettua sähkömittarin ledin eteen. Laitteen ulkoisen antennin vedin sähkökaapin seinän läpi sen ulkopuolella olevaan muovikoteloon, johon sähkömittarin omakin antenni oli vedetty.

Kuva asennuksesta
Kuva asennuksesta

Laitteen kuuluvuus ulkoisella antennilla on reitittimen mukaan erinomainen. Laite lähettää hetkellisen tehon ja kumulatiivisen kulutuksen 20 sekunnin välein Home Assistantille. Kumulatiivinen sähkönkulutus lasketaan laitteen kytkemisestä alkaen, mikä ei ole sellaisenaan kovin käyttökelpoinen. Erillisellä skriptillä lasketaan päivän kulutus ja tallennetaan se kerran päivässä tietokantaan. Tietokannasta voidaan tämän jälkeen hakea esimerkiksi edellisen päivän, viikon tai kuukauden kulutustiedot.

Sähkön kulutus
Sähkön kulutus

11 thoughts on “Sähkönkulutuksen seurantaa itse tehdyn pulssianturin avulla

  1. Kiitos, aivan mahtava ja inspiroiva blogi! Oletko mahdollisesti julkaissut tai voisitko julkaista MySensors Energy Meteristä muokkaamaasi versiota?

      1. Kiitos kirjoituksesta ja koodista! Totesin että uusimmassa ESP core versiossa koodi vaatii ”ICACHE_RAM_ATTR” käskyn, muuten tulee erroria. Laitoin pull requestin githubissa.

        1. Eipä tuota koodia ole tullut päivitettyä käyttöönoton jälkeen. Täytyypä testata ja hyväksyä tuo muutos. Kiitos!

  2. Vahvistan Mikon havainnon, ICACHE_RAM_ATTR on tarpeen täälläkin. Kiitos Mikko!

    1. Tämä muutos on nyt viimein hyväksytty. Itsellä oli sen verran vanhat kirjastot vielä käytössä ettei herjaa aiemmin tullut.

  3. Moi

    Eihän sulla ole kuvia tästä setupista. Näkis vähän kiinnityksiä jne..

    Pitäs itellekkin viritellä 2 kpl toinen ilpin pulssiseurantaa varten ja toinen sitten kokonais sähkökulutusta varten.

    1. Lisäsin juttuun kuvan asennuksesta. Klikkaamalla kuva aukeaa isommaksi. Fotodiodi on reikävanteesta taivutetun varren päässä olevan kumiholkin sisässä. Reikävanne on kiinni sähkökaapin kyljessä supermagneetilla.

  4. Kiitos, tämä inspiroi minuakin rakentamaan samanlaisen mittausanturin. Huomasin pitkän ihmettelyn seurauksena, että MySensorsin 2.3.2 versiossa Energy Meter 1.1 ei toimikaan enää suoraan. Home Assistant huomaa yhteyden muodostamisen ja ottaa sanomaakin vastaan, mutta ei tee käyttöliittymään uutta laitetta, koska lähtoarvoja ei välitetä koodissa. Tämä korjautuu sillä, että lisää kaikkien kolmen välitettävän viestin lähetykset 0 arvoilla Presentation() funktioon.

    1. Kiitos kommentista ja huomiosta! Itsellä tätä juttua kirjoitettaessa ollut jokin vanhempi MySensorsin versio vielä käytössä. Hyvä vinkki muistaa tämä jos tulee jossain vaiheessa MySensors päivitettyä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *