Stromzähler AS1440 (Stadtwerke Osnabrück) auslesen

Wir haben vor ca. 2 Jahren unseren Neubau bezogen und sind seit dem auch mit einem digitalen Stromzähler gesegnet. Um genau zu sein, sogar mit zwei Exemplaren (Hausstrom & Wärmepumpe). Das Angebot der Stadtwerke Osnabrück, auf die Messwerte zurückzugreifen hat mich aber technisch (sehr altbackene Oberfläche SmartWeb und SmartCockpit) und preislich nicht angesprochen. Daher bin ich auf die Suche nach einer alternativen Lösung gegangen.

Hier der Zähler vom Anbieter Elmess. Die Stadtwerke Osnabrück setzen das gleiche Modell ein.

Da dies unter technikinteressierten Neuimmobilienbesitzern ein häufigeres Problem zu sein scheint, bin ich durch Björn Kaminski und Sören Gödde auf mein jetziges Lösungsszenario aufmerksam geworden. Grob besteht dies aus folgenden Ansätzen:

  • Raspberry PI
  • IR-USB Schnittstelle
  • Volkszaehler OpenSource Projekt
  • (Icinga & Grafana später ElasticSeach & Kibana)

Die Stadtwerke Osnabrück werden ab 2018 alle Haushalte in Osnabrück auf dieses Zählermodell (AS1440 von Elster) umstellen. Ich möchte an dieser Stelle daher meine Erkenntnisse teilen und eine schrittweise Anleitung zum permanenten Auslesen des Zählers bereitstellen.

Benötigte Hardware

Wer bei Null anfängt benötigt folgende Hardware:

Für die Montage der Hardware und des Raspberry PI findet man zahlreiche Anleitungen im Netz. In meinem Fall habe ich den Raspberry PI auch per LAN-Kabel in mein Netzwerk eingebunden. Somit entfiel die Konfiguration des WLAN und der Stromkasten ist sowieso in unmittelbarer Nähe zum Netzwerkschrank.

Die Komponenten werden wie folgt miteinander verbunden:

  • Netzwerkkabel zwischen Raspberry PI und Router
  • Lesekopf mit USB Kabel an einen USB-Port des Raspberry PI und an die passende Stelle am Stromzähler (Siehe Foto)
  • Vorbereitete SD-Karte (beschrieben mit dem Volkszähler Image, (siehe unten)) einstecken.
  • Strom anschließen.

Grundsystem installieren

Der einfachste Weg ist, das vorgefertigte Disk-Image vom Volkszähler-Projekt zu installieren. Eine detaillierte Anleitung dazu ist hier zu finden: https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image. Dort findet ihr auch den Link zum Download der aktuellen Version des Volkszaehler-Images. Diese Anleitung solltet ihr bis zu dem Punkt folgen, an dem ihr euch per SSH auf dem Raspberry PI einloggen könnt.

Das Anlegen der einzelnen Kanäle (Datenquellen) beschreibe ich hier speziell für den von den Stadtwerken eingesetzten AS1440:

Nutzung von Terminal / Putty zum Verbinden mit dem Raspberry PI:

ssh pi@IP_DES_RASPBERRYPI

Passwort lautet: raspberry

Im nächsten Schritt muss herausgefunden werden, unter welchem Port der IR-Lesekopf angesprochen werden kann. Dazu nutzen wir in der aktiven Session den folgenden Befehl:

dmesg |grep USB

In meinem Fall sieht das Ergebnis so aus:

In meinem Fall sind zwei Leseköpfe angeschlossen und werden daher auch beide gefunden. Der Port des ersten Lesekopfes ist /dev/ttyUSB0.

Im nächsten Schritt wollen wir den IR-Kopf entsprechend im System konfigurieren. Dazu legen wir einige Grundeinstellungen für die Schnittstelle fest:

sudo stty -F /dev/ttyUSB0 1:0:9a7:0:3:1c:7f:15:4:5:1:0:11:13:1a:0:12:f:17:16:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0

Mit diesem Befehl senden führen wir eine Grundkonfiguration des IR-Adapters durch und konfigurieren Dinge wie die Baudrate. Da dieser Schritt immer ausgeführt werden muss, bevor Messwerte ausgelesen werden können, fügen wir diesen Befehl zur Bootsequenz (Autostart) des Raspberry PI hinzu. Dazu legen wir uns eine entsprechende Datei im Verzeichnis /etc/init.d an:

sudo touch /etc/init.d/changeCommunication.sh
sudo echo '#!/bin/bash' >> /etc/init.d/changeCommunication.sh
sudo echo 'sudo stty -F /dev/ttyUSB0 1:0:9a7:0:3:1c:7f:15:4:5:1:0:11:13:1a:0:12:f:17:16:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0' >> /etc/init.d/changeCommunication.sh
sudo chmod +x /etc/init.d/changeCommunication.sh

Test der Einstellungen

Damit wir herausfinden können, ob unsere Einstellungen funktionieren. Öffnen wir eine eine zweite Termin-/Putty Session zum Raspberry PI. Auf der einen Session werden wir einen Befehl an den Stromzähler senden, um diesen aufzufordern uns Messwerte zu geben. Über die andere Session werden wir die Rückgabewerte des Stromzählers überwachen.

Dazu öffnen wir also zu unserer bereits bestehenden Session eine weiter. In der einen Session starten wir die Überwachung der Schnittstelle:

sudo cat /dev/ttyUSB0

In der anderen Session senden wir einen initialen Aufruf an den Stromzähler, um Messwerte zurückzugeben:

sudo echo -n -e '\x2F\x3F\x21\x0D\x0A' > /dev/ttyUSB0

Das Ergebnis sah in meinem Fall dann so aus:

Die Aufzählung der Werte ist identisch mit denen, die auch über das Display des Stromzählers ausgelesen werden können.

So, jetzt sind wir schon einmal ein gutes Stück weiter. Der Raspberry PI kann grundlegend Daten vom Stromzähler auslesen und der Volkszähler ist auch installiert. Im nächsten Schritt werden wir nun diese beiden Lösungen zusammenbringen, damit der Volkszähler durchgehend die Daten aus dem Zählwerk ausliest und speichert.

Konfiguration des Stromzählers im Volkszähler

Um dem Volkszähler zu sagen, welche Daten er wirklich speichern soll ist es sinnvoll sich auf die nötigen Werte zu beschränken. Ich habe in meinem Fall nur den jeweils aktuellen Verbrauch speichern wollen. Dieser läuft im Zählwerk unter der Adresse „1-1:1.8.0“ (Siehe Screenshot).

In einer Terminal-/Putty-Session stoppen wir den Volkszähler, um die Konfiguration anzupassen:

sudo systemctl stop vzlogger

In der Datei /etc/vzlogger.conf findet ihr eine Beispielkonfiguration mit Testdaten. Diese Konfiguration kann entweder erweitert oder überschrieben werden. Ich habe diese Datei überschreiben mit dem folgenden Inhalt und entsprechend die Einstellungen für de Adresse im Zählwerk als auch die USB-Schnittstelle berücksichtigt.

{
"retry": 0,
"daemon": true,
"verbosity": 0,
"log": "/var/log/vzlogger.log",
"local": {
"enabled": false,
"port": 8080,
"index": true,
"timeout": 0,
"buffer": 0
},
"meters": [
{
"enabled": true,
"allowskip": false,
"interval": -1,
"aggtime": -1,
"aggfixedinterval": false,
"channels": [
{
"uuid": "6836dd20-00d5-11e0-bab1-856ed5f959ae",
"identifier": "1-1:1.8.0",
"api": "volkszaehler",
"middleware": "http://localhost/middleware.php",
"aggmode": "none",
"duplicates": 0
}
],
"protocol": "d0",
"device": "/dev/ttyUSB0",
"dump_file": "",
"pullseq": "2F3F210D0A",
"ackseq": "auto",
"baudrate": 300,
"baudrate_read": 9600,
"baudrate_change_delay": 500,
"parity": "7e1",
"read_timeout": 100
}
]
}

Solltet ihr mehrere Messwerte Speichern wollen, müsst ihr entsprechend im JSON-File unter channels nach gleichem Schema weitere Messwerte hinzufügen.

Im Anschluss muss die neue ID dieser Messquelle noch in die Datenbank des Volkszählers eingetragen werden. Dazu nutzen wir den folgenden Befehl:

qmysql --user=vz-admin --password=secure -e "INSERT INTO volkszaehler.entities (uuid, type, class) VALUES ('6836dd20-00d5-11e0-bab1-856ed5f959ae', 'electric meter', 'channel');"

Hierbei wird die entsprechende ID „6836dd20-00d5-11e0-bab1-856ed5f959ae“ aus der vzlogger.conf in die Datenbank eingetragen. Solltet ihr mehrere Messwerte ausgewählt haben, wandelt die ID in der JSON entsprechend ab und fügt diese dann jeweils in die Datenbank ein.

Im Anschluss starten wir den Volkszähler wieder:

sudo systemctl start vzlogger

Ausgabe des Messwertes im Volkszähler

Der Messwert wird ab sofort durch den Volkszähler ausgelesen und in der Datenbank gespeichert. Um diesen Wert nun im Volkszähler Webinterface anzeigen zu lassen, muss dies entsprechend in der Weboberfläche des Volkszählers konfiguriert werden.

Dazu muss ein entsprechender Kanal, hier privater Kanal, hinzugefügt werden.  Das ganze sieht dann so aus:

Bitte beachtet dabei, dass ihr die gleiche UUIDs wie zuvor verwendet.

Ab jetzt solltet ihr die Daten auslesen und über die Weboberfläche anzeigen können.

Das Ergebnis im Stromkasten sieht heute so aus:

Raspberry PI erhält Strom und LAN von außerhalb des Stromkastens. Die beiden Zähler sind entsprechend per USB und dem IR-Kopf am Raspberry PI angeschlossen.

Nutzung der Messwerte für Drittsysteme

Ich habe in unserem Haus noch viele weitere Systeme, die mir Messwerte liefern. Da das Volkszähler-System erst später dazugekommen ist, habe ich mich entschieden die bestehenden Werte nicht in den Volkszähler einzubinden sondern die Daten des Volkszählers zu exportieren. Dazu habe ich mir ein entsprechendes PHP-Script geschrieben, welches ich per Cronjob aufrufe. Dieses stellt dann die jeweils aktuellen Messwerte per JSON zur Verfügung.  Das Script kann hier gefunden werden: https://github.com/np4me2k/np4me2k_homekit/blob/master/jsonexport.php

Die Daten werden zukünftig in eine Elastic Search Datenbank geschrieben und dann per Kibana visualisiert.

Erfahrungen mit Wärmepumpe Tecalor THZ 504

Wir sind im Mai 2015 in unser Haus eingezogen und haben im November 2016 unsere zweite Abrechnung der Stadtwerke erhalten. Nach den ersten erschreckenden Erfahrungen des Estrich-Programms des Heizsystems können wir nun auf ein realistisches Verbrauchsjahr schauen.

Neben den Kosten der Wärmepumpe ist hier auch der Hausstrom abgebildet. (Im September waren wir im Urlaub)

Messzeitraum: November 2015 bis November 2016
Verbraucher: 3-Köpfiger Haushalt (2 Erwachsene, 1 Kleinkind) mit 168qm Wohnfläche

Verbrauch Hausstrom: 4.698 kWh bei 0,25€/kWh sind das 97,88€ / Monat
Verbrauch Wärmepumpe: 4.076 kWh bei 0,21€/kWh sind das 71,33€ / Monat

Ich gehe davon aus, dass der Verbrauch in der nächsten Messperiode noch weiter sinken könnte, da diese erste Periode noch den ersten Winter beinhaltet hat, in der das Haus immer noch austrocknet. Bei der Berücksichtigung der Nutzfläche haben wir also laufenden Kosten von ca. 24 kWh/qm p.a. bzw. 0,42€/qm je Monat für Heizkosten ausgegeben.

Wie viele Getränke und Fleisch braucht man für eine Grillparty / Gartenparty?

Wir haben in diesem Sommer eine größere Sause gefeiert und genau mit dieser Frage hatte ich mich währen der Planung vorab beschäftigt. Natürlich ist das ganze sehr stark vom Publikum und vom Wetter abhängig. Von daher kann ich nur aus unserer Erfahrungen berichten.

Wir hatten insgesamt ca. 120 Gäste, davon 15 Kleinkinder und der Rest vom Alter her bunt gemischt. Das Wetter war sehr gut (am Abend noch bei 25°C) und wir konnten bis tief in die Nacht und zum Ende der Party draussen verweilen.

Folgendes haben wir verzehrt (bestellt hatten wir mehr!):

Am Grill

  • 220 Würstchen
  • 80 Nackensteaks je 180gr
  • 80 Putenbrust je 180gr
  • 10 Salate (das hätte mehr sein können)
  • 300 Partybrötchen
  • Senf, Ketchup

Getränke

  • 200l Bier
  • 6 Fl. 0,33 Bier Alkoholfrei (wir hatten sehr viele Radfahrer!)
  • 7 Fl. Wodka
  • 4 Fl. Grüner
  • 3 Fl. Roter
  • 1 Fl. Black
  • 24 Fl. (1l) Coke
  • 5 Fl. (1l) Coke Zero
  • 2 Fl. (1l) Sprite
  • 8 Fl. Weißwein
  • 53 Fl. (1l) Wasser

Stromverbrauch einer Wärmepumpe bei Estrichprogramm

Wir sind nun vor 5 Monaten in unseren Neubau eingezogen und ich habe gestern das erste mal einen Blick auf unseren Stromzähler geworfen.

IMG_7828

Ich war schockiert als ich dort einen Verbrauchswert in Höhe von 8.534 kWh gesehen habe. Da es sich um einen Digitalzähler handelt, konnte ich auch den Wert der letzten 30 Tage und der letzten 3 Vormonate auslesen. Der aktuelle Monatsverbrauch liegt bei 330 kWh (+/- 5%). Das ist wirklich gut, da dies für Heizung & Strom zusammen unter 100€ mtl. sind. Auf der anderen Seite bedeutet dies aber, dass wir vor Einzug bereits einen Stand von ca. 7.000 kWh auf der Uhr hatten. Dies kann nur von dem Estrichprogramm stammen, bei dem der Estrich zum kontrollierten trocknen in der Rohbauphase erst auf- und dann wieder abgeheizt wird. Problem der Wärmepumpe ist, dass diese Heizenergie nur durch den elektrischen Heizstab erzeugt werden kann. Durch entstanden dann  Kosten von ca. 1.500€. Kosten mit denen wir natürlich nicht gerechnet haben und uns auch Niemand von Planen & Bauen angedeutet hat. Das Feedback war, dass Verbräuche bis 5.000 kWh durchaus möglich sein würden. Es sei dann diesmal wohl „mehr gewesen“.

Wir hatten eine schöne Rechnung, wann sich die Anlage rechnet und wie hoch die einmaligen Mehrkosten gegenüber einer Gas-Brennwert-Therme sind. Von diesen Kosten war dort keine Rede.

Für Interessierte einige Grunddaten:

Mittlere Bauphase: Dach, Trockenbau, Heizung, Elektro, Putz

Nach Ende der Weihnachtspause begann das Jahr direkt mit dem Decken des Daches. Dazu gehörte auch die Montage der Dachrinnen, Dachüberstände und der Schindeln. Dazu musste auch erst einmal der Kran abgebaut werden.

Krahnabbau
Der Kran wird abgeholt

 

 

Parallel dazu wurde auch das Dachfenster eingebaut. Das sah schon recht lustig aus, als auf einmal so ein komplettes Loch im vorher geschlossenen Dach war. Seitdem ist es auch schön hell im Eingangsbereich.

DCIM293GOPRO

Parallel wurde auch mit den Arbeiten der Elektro- und Heizungsinstallateure begonnen. Dort habe ich dann das erste mal erlebt, wie viel Arbeit man sich doch einfach sparen könnte, wenn man die vorhandenen Pläne richtig lesen würde. Hier einige Beispiele:
– Alle Dosen und Anschlüsse im 1. OG wurden im ersten Anlauf 13cm zu hoch in/auf die Wände gesetzt, weil die Höhe der Türen falsch angenommen wurde.
– Die Anschlusspunkte für das Waschbecken wurden insg. drei mal montiert
– Die Rohrführung für die Wasserführung wurde neu verlegt, weil die Deckendurchbrüche der Elektriker verwendet wurden
– Anschlüsse für einen Heizkörper und Amaturen für die Badewanne wurden vergessen
– Eine Mauer wurde gemauert, die gar nicht gewollt war
Da kommt schon einiges zusammen. Gut, dass unser Bauleiter dort immer entsprechend reagiert hat.

Elektro - 2
Zu hoch – Alles noch einmal neu
Elektro - 1
Kabelsalat im Keller – Hier kommt ALLES an

 

Außenanschluss Wasser
Außenanschluss für Wasser und eine Steckdose

 

Heizung - 1
Installation im Bad für das Waschbecken

 

Elektro - 3
Elektro und Sanitär im in der Küche

 

Parallel zu den Montagearbeiten der Elektriker habe ich in mehreren Aktionen begonnen meine eigenen Leerrohre (die Orangenen)  für die LAN- und Audio-Verkabelung zu verlegen. Dazu habe ich entsprechend die Dosen auf den beiden Etagen mit dem zentralen Punkt im Keller verbunden und die Leerrohre auf dem Boden mit Schellen befestigt. In einem Weiteren Schritt haben wir dann die Verkabelung durch die Leerrohre geführt. Das war eine ziemliche Scheißarbeit, weil das sehr sehr mühselig war. Beim nächsten mal würde ich das ganze in der Form anders machen, dass ich in das noch nicht befestigte Leerrohre das Kabel einziehe, wenn dies noch schön flexibel ist und danach das bereits gefüllte Leerrohre auf dem Boden befestige. Aber man lernt ja nie aus.

Leerrohre
Genug Material war vorhanden und es ist auch fast nichts übrig geblieben.

 

Im Anschluss sind die Trockenbauer angerückt, die die ganzen Decken und das Dach gedämmt haben und entsprechende Lattung eingebaut haben.

Trockenbau
Die Trockenbauer bei der Arbeit – Schon fast eine zirkusreife Vorführung

 

Im Anschluss sind dann die Handwerker zum Verputzen gekommen. Das war eine ziemlich dreckige Angelegenheit. Dafür ist auch noch einmal ein ganzer LKW mit Sand gekommen, der entsprechend zu Cementputz verarbeitet wurde und mit einer Art Sprühpistole (wie bei der Feuerwehr) erst grob an die Wand gesprüht wurde und dann noch per Hand nachgearbeitet wurde.

Putzarbeiten - 2
Sand für den Cementputz
Putzarbeiten
Putzen – Eine dreckige Angelegenheit

 

Abmauerung Badezimmer
Verputzte Abmauerung im Badezimmer

 

Wohnbereich verputzt
Die Bautreppe wurde im Küchenbereich zwischengelagert

 

Treppenhaus verputzt
Ohne Bautreppe und mit fertig verputztem Treppenhaus / Eingangsbereich

 

Der Eindruck, wie das Ganze am Ende aussieht wurde dadurch immer besser. Nun keine offenen Wände mit der Mauerung zu sehen sondern glatte Wände war wieder eine positive Weiterentwicklung.

Zeitgleich mit den Putzern waren auch die Mitarbeiter der Stadtwerke vor Ort und haben den Hausanschluss für Wasser, Strom und Telekommunikation verlegt. Mit einer Mehrspartenhauseinführung haben wir selbst auch noch eine Verkabelung zum Haus der Schwiegereltern vorbereitet, um diese mit einer Datenleitung anzubinden.

Hausanschluss - 1
Zwei Kernbohrungen für die Mehrspartenhauseinführung

 

Hausanschluss - 2
Wasser, Strom und Telekommunikation

 

Der Boden wurde im Anschluss mit Isolierung ausgelegt und mit Folie wieder abgedeckt. Der nächste Schritt ist nun die Verlegung der Fußbodenheizung.

Isolierung Boden vor Esstrich
Auskleidung der Unebenheiten mit Styropor

 

Aktueller Stand mit Bautür

Esstrich Vorbereitung
Die Bautreppe ist auch wieder da und der Boden schon ausgelegt.

Da nun alle Termine feststehen sind die letzten Wochen des Hausbaus auch schon konkret geplant und das Fertigstellungsdatum steht auch schon fest. Wir werden die Übergabe am 18. Mai machen und am darauffolgenden Wochenende umziehen. Zuvor wird es aber noch eine Hausbesichtigung von Planen & Bauen geben.

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Aktueller Zustand am 1.3.2015

 

Alles geht also nun in die heisse Phase und wir haben uns noch einmal die offenen Themen angeschaut. Größtes Thema ist hier die Gartenplanung und die Parksituation vorne. Dazu haben wir noch einmal alles ausgemessen, um auch ein Gefühl für die Höhen des Geländes zu bekommen, da das Grundstück von hinten nach vorne leicht abfällt. Wir brauchen wohl ne ganze Menge Füllboden…

Hoehen Garten - 1
Zweiter Stellplatz neben dem Haus
Hoehen Garten - 2
Höhenunterschiede im Garten