Business Joomla Templates
Banner
Banner
Banner
Emlog - Easymeter Q3C
( 24 Votes )

kaufenKaufen Sie jetzt den Emlog - Easymeter Q3C Datenlogger und überwachen
Sie Ihre Stromkosten.
EMLOG 02 EMLOG 01
EMLOG 03 EMLOG 04

Was ist Emlog - Easymeter Q3C?
Emlog ("electronic meter log") ist ein Datenlogger für das Stromzähler Modell Easymeter Q3C.

Was kann Emlog - Easymeter Q3C?
Emlog zeichnet im Minutentakt den Stromverbrauch im Haushalt auf und lässt sich über eine Software per Knopfdruck in Echtzeit auswerten.

Es bietet folgende Features:
- Überwachen Sie Ihre(n) Stromkosten/Stromverbrauch (stündlich, täglich, monatlich, jährlich).
- Finden Sie Stromfresser im Haus und reduzieren Sie so Ihre Stromkosten.

Im August 2014 war es endlich soweit. Ich durfte in mein neu gebautes Haus einziehen. Schon von Beginn an wusste ich, dass mein Haus definitiv ein paar elektronische Spielereien beinhalten wird. Als ich das erste mal meinen Stromkosten im Haus öffnete, fiel mir sofort der elektronische Stromzähler Easymeter Q3C mit einer optischen IR-Schnittstelle auf. Im offiziellen Datenblatt bekam ich die Information, dass der Stromzähler über diese Schnittstelle den aktuellen Zählerstand elektronisch übermitteln kann.

Sofort kam mir die Idee, meinen Stromverbrauch aufzuzeichnen. Wer kennt das nicht. Jedes Jahr kommt die Jahresabrechnung und man hofft nicht nachzahlen zu müssen. Mit einem Datenlogger kann ich jederzeit meinen Stromverbrauch/Stromkosten überwachen und ggf. reduzieren. Somit entfällt das böse Erwachen bei der Jahresabrechnung.

Im Netz findet man bereits ein paar Hinweise zum Auslesen eines elektronischen Stromzählers. Leider gibt es nur Bastlerlösungen (volkszaehler.org) oder kommerzielle Lösungen, die zuviel Kosten und etwas unkomfortabel sind. Viele Datenlogger speichern ihre Daten auf eine SD-Karte. Zum Auswerten muss dann die Karte erst in den Pc eingelesen werden. Aus diesem Grund habe ich mich für eine Eigenentwicklung entschieden, welche am Ende kinderleicht zu bedienen ist und in Echtzeit eine Auswertung ermöglicht. Das Gerät ist über meinen Webshop erhältlich.

Hardware
Die Hardware besteht aus zwei Geräten. Als erstes ein Lesekopf, welcher die IR Signale der Schnittstelle wandelt und per USB zugänglich macht. Als zweites einen Minicomputer (Raspberry Pi B+), welcher die Daten per USB empfängt und in eine Datenbank (MySQL) speichert.

Software
Die Software besteht auch aus zwei Programmen. Ein Programm welches auf dem Raspberry Pi rund um die Uhr läuft, die Daten per USB empfängt und diese in eine MySQL Datenbank speichert. Die zweite Software ist ein Windows .NET Programm, welches die Daten per Netzwerk (LAN oder WLAN) in Echtzeit am Raspberry Pi auslesen und auswerten kann. Später ist noch eine Auswertung per Smartphone/Tablet geplant.

IR Schreib/Lesekopf
Der Schreib/Lesekopf ist hardwaretechnisch gar nicht so aufwendig. Benötigt wird eine kleine Schaltung, welche zuerst über eine Infrarot Leuchtdiode (SFH487) die Daten anfordert und über einen Fototransistor (SFH309FA) die IR Signale in TTL Pegel (5V) wandelt. Um die Daten per USB an den Raspberry Pi weiterzuleiten, verwende ich den MCP2200 UART to USB IC von Microchip.

Ein passendes Gehäuse habe ich aus 8mm dickem ABS gefräst.


EMLOG 08 EMLOG 07
EMLOG 09 EMLOG 10
EMLOG 11 EMLOG 12
EMLOG 13 EMLOG 14
  
Hier das Layout und der Schaltplan. Das komplette Paket Eagle Layout Schaltplan und Software steht weiter unten im Beitrag als Download bereit.

Stückliste:
Bauteil Wert Beschreibung/Bauform/Conrad Link/Reichelt Link
C8 22pF Kondensator C0805
C9 22pF Kondensator C0805
C10 100nF Kondensator C0805
C4 100nF Kondensator C0805
C12 10uF SMD-Tantal-Kondensator
IC1 MCP2200 USB-zu-UART-Konverter SOIC-20
LED1 LED GREEN CHIP-Leuchtdioden, Bauform G1206, grün
LED2 SFH309FA Fototransistor
Q1 BC817 NPN Transistor
Q2 12 MHz SMD-Quarz
R1 220R Widerstand R1206
R3 10K Widerstand R1206
R4 10K Widerstand R1206
R5 10K Widerstand R1206
R6 10K Widerstand R1206
R7 220R Widerstand R1206

Firmware und Layout:
Eagle Layout und Schaltplan Emlog_Layout.zip
 

Montage IR Schreib/Lesekopf
Der Easymeter Q3C Stromzähler bietet zwei IR Schnittstellen. Eine befindet sich auf der Oberseite des Gerätes und ist standardmäßig mit einem Aufkleber versiegelt. Diese Schnittstelle erlaubt der Energieversorger meistens nicht auszulesen. Das ist schade, da diese Schnittstelle nicht nur den Zählerstand mit 7 Nachkommastellen, sondern auch die aktuelle Leistung übermittelt. Da aber über diese Schnittstelle theoretisch der Stromzähler auch programmiert werden kann, ist diese leider nicht erlaubt zu nutzen. Die zweite Schnittstelle befindet sich auf der Vorderseite und darf benutzt werden. Über einen SML Befehl kann hier der aktuelle Zählerstand mit 2 Nachkommastellen ausgelesen werden. Den Leistungsverlauf berechnen wir später anhand des Zählerstandes.


EMLOG 15  

Auf die Schnittstelle kann ein Schreib/Lesekopf ohne Schrauben und Kleben montiert werden. Die Halterung ist magnetisch. In mein ABS Gehäuse habe ich extra Platz für einen kleinen Magneten gelassen.  Der Kopf wird einfach aufgesetzt und hält durch den Magneten einwandfrei am Stromzähler.

EMLOG 17 EMLOG 18
 
Unser Schreib/Lesekopf sitzt nun perfekt und ist für die Kommunikation einsatzbereit. Weiter geht es mit dem Raspberry Pi.  

Datenaufzeichnung mit dem Raspberry Pi
Für die Datenaufzeichnung verwende ich einen Raspberry Pi B+ mit einer Sandisk 8 GB SD-Karte. Dieser kleine Minicomputer eignet sich hervorragend für diese Aufgabe und 8GB Speicherplatz bietet uns Platz für bis zu 10 Jahre Datenaufzeichnung. Er verbraucht auch nur ca. 5 Watt (ca. 13€ im Jahr) und trägt somit nicht großartig zum Stromverbrauch bei. Das Programm zur Datenaufzeichnung habe ich in Gambas3 geschrieben. Gespeichert werden die Messwerte minütlich in eine MySQL Datenbank. Das Betriebssystem Raspbian habe ich wie in meinem Beitrag „Raspberry Pi Grundlagen“ installiert. Es wird ein minimaler Desktop hochgefahren, welcher nur das Emlog Programm anzeigt. Der Raspberry Pi ist bei mir über Netzwerkkabel am Heimnetz angeschlossen. Da in meinem Haus in jedem Raum eine Netzwerkdose verlegt wurde und der Netzwerk-Switch sich direkt neben meinem Stromkasten befindet, war eine Netzwerkverbindung über Kabel die beste Lösung. Der RP lässt sich aber auch problemlos mit einen USB WLAN Stick in das Heimnetz integrieren. Wir benötigen eine Netzwerkverbindung, um mit unserer Auswertesoftware auf das Gerät und die Daten zugreifen zu können. Des Weiteren benötigt der RP einen Internetzugang um Datum und Uhrzeit automatisch aktuell halten zu können. Ansonsten kann es vorkommen, dass uns Daten für das Jahr 1970 aufgezeichnet werden oder die Uhrzeit sich verstellt. Das Gerät kommt natürlich auch mal ohne Internet aus, sollte aber ab und zu mal Datum und Uhrzeit synchronisieren können. Da in jedem Haushalt mittlerweile ein Router (Fritzbox, Speedport,...) vorhanden ist, lässt sich der Raspberry Pi per DHCP einfach ins Netzwerk integrieren. Er muss einfach nur per Kabel oder WLAN angeschlossen werden und meldet sich automatisch unter dem Hostnamen „Emlog“ im Netzwerk an.


EMLOG 20 EMLOG 19

Das Emlog Programm sendet eine Anfrage an den Stromzähler und empfängt nun über USB die Daten von Easymeter Q3C. Das Protokoll war anfangs etwas schwierig zu verstehen, aber durch mehrere Hinweise im Netz konnten die Daten schnell verstanden werden. Folgende Daten werden empfangen:

 
Zählerstand T0 Der Gesamtzählerstand in kWh
Tarifregisterstand T1 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen
Tarifregisterstand T2 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen 
Tarifregisterstand T3 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen 
Tarifregisterstand T4 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen
Tarifregisterstand T5 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen
Tarifregisterstand T6 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen
Tarifregisterstand T7 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen
Tarifregisterstand T8 Ein weiterer Zählerstand bei mehreren Tarifen/Zählerständen

In einem normalen Haushalt interessieren wir uns nur für den Gesamtzählerstand T0. Diese Information liefert uns alles was wir brauchen. Trotzdem werden alle Zählerstände aufgezeichnet. Der Easymeter Q3C kann bis zu 8 verschiedene Tarifzählerstände verwalten.

Da unser Emlog Programm täglich 1440 Datensätze aufzeichnet, geht die Performance der MySQL Datenbank schnell etwas in die Knie. Ich habe bis zu 10 Jahre Daten simuliert und festgestellt, dass die Datenbank immer langsamer wird. Das Abholen der Daten kann dann bis zu einer Minute dauern. Aus diesem Grund wird für jedes Jahr eine neue Datentabelle angelegt. Somit verteilt sich die Datenmenge auf mehrere kleinere Dateien von ca. 60 MB. Des Weiteren habe ich eine Tabelle angelegt, in der immer nur der kleinste und höchste Zählerstand im Monat aufgezeichnet wird. Somit lässt sich der monatliche Verbrauch blitzschnell berechnen. Möchte man eine detaillierte Tagesauswertung mit 1440 Datensätzen, dann dauert die Datenübertragung im schlimmsten Fall 10 Sekunden. Als letztes habe ich eine Tabelle erstellt in welcher ich die Kostensätze für jeden Zählerstand und pro Jahr festlegen kann. Aktuell kostet mich mein Stromtarif 0,3011€ pro kWh.

Fertig ist der Datenlogger. Der kleine Computer läuft bereits zuverlässig und ohne einen Absturz seit Mitte Oktober 2014 durch.

Emlog Download
Emlog Gambas3 Sourcecode V.1.00
emlog_V100.zip
 

Die Auswertesoftware Emviewer
Was fehlt uns jetzt noch? Richtig, eine komfortable Software zur Auswertung. Das Programm habe ich Emviewer genannt und in VB.NET 2010 geschrieben. Über Emviewer können wir ein paar Konfigurationen (WLAN, Hostnamen) am Emlog Gerät vornehmen und unsere Messdaten schnell und unkompliziert auswerten.

EMLOG 21 EMLOG 03

Die Software ist in zwei Reiter aufgeteilt. Im ersten Reiter sehen wir eine Gesamtübersicht (Jahresauswertung). Hier lässt sich blitzschnell der aktuelle Stromverbrauch und die Stromkosten anzeigen. Eine kleine Grafik veranschaulicht das alles noch etwas. Wie auf den Screenshots zu sehen ist, sind bisher nur zwei Monate aufgezeichnet. Man sieht aber schon, dass mein Stromverbrauch garnicht so hoch ist. Im Nov/Dez 2014 lag dieser noch höher bei fast 70€ pro Monat. Durch Emlog konnte ich z.B. schnell erkennen, dass der Umstieg von Halogen auf LED Lampen eine große Einsparung war.


EMLOG 04 EMLOG 05

Im zweiten Reiter können wir eine detaillierte Auswertung für bis zu 31 Tage machen (aus Performancegründen habe ich diese Auswertung auf max. 31 Tage limitiert). In dieser Auswertung können wir uns einen bestimmten Tag und Zeitbereich grafisch aufzeichnen lassen. Wählen wir den Zählerstand T0, so sehen wir wie sich unser Gesamtzählerstand über den Zeitbereich erhöht hat. Es lässt sich hier schon gut erkennen zu welchen Uhrzeiten mehr Strom verbraucht wird. Tagsüber befinde ich mich in der Arbeit. Hier ist der Verbrauch geringer und steigt wieder am Feierabend. Wer es noch detaillierter haben möchte, kann sich im Reiter „Datenansicht“ die einzelnen Messwerte anschauen.
 

EMLOG 22 EMLOG 23

Wechseln wir nun den Messwert auf „Verbrauchshistorie“. Jetzt zeigt die Grafik uns an, wieviel Watt alle 10 Minuten im Durchschnitt verbraucht wurde. Hier fällt sofort eine Kaffeemaschine, Waschmaschine, Herdplatte, Kühlschrank und sonstiges auf. Stromfresser können somit sehr einfach ausfindig gemacht und eventuell reduziert werden.

Das Projekt ist erfolgreich abgeschlossen und über meinen Webshop erhältlich!


kaufen

Emviewer Download / Datenblatt / Installation
Emlog - Easymeter Q3C Datenblatt Emlog - Easymeter Q3C Datenblatt.pdf
Emlog - Easymeter Q3C Installation Emlog - Easymeter Q3C Installation.pdf

 
 
 
 


WERBUNG

Facebook