Seit August 2018 besitze ich eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach. Dazu hatte ich nach einem Jahr einen Blogpost geschrieben, wo es unter anderem um das Messen vom Strom des ganzen Haushalts geht.

Nun wollte ich noch ein wenig mehr Strom im Haushalt messen, allerdings dachte ich da mehr an einzelne Geräte bzw. an einzelne Steckdosen. Wichtig war für mich auch, dass ich die Daten kontinuierlich speichern kann und so den Stromverbrauch über einen gewissen Zeitraum erfassen kann. Außerdem wollte ich selbst Herr über die Daten sein und hatte auch kein Problem etwas zu frickeln. Da ich vor einem Jahr etwa dann auf den Blogpost von Kristian Köhntopp gestoßen bin, habe ich das einfach auch ausprobiert, allerdings mit einer anderen Datenhaltung. In diesem Blogpost gehe ich nicht auf die genauen einzelnen Schritte ein. Möchte viel mehr die Möglichkeiten auflisten, falls jemand ähnliches geplant hat.

Hardware in meinem Fall:

  • Gosund SP111
  • SparkFun Serial Basic Breakout - CH340G DEV-14050
  • eine Packung diverser Jumper Kabel

Aber nun der Reihe nach. Als Hardware kommen bei mir „Gosund SP111“ als „smarte“ Steckdosen zum Einsatz. Die bekommt man im 4er-Pack für 40€ bei einem großen bekannten Händler. Mit tuya-convert bekommt man dann kabellos Tasmota auf die Geräte, womit man die Open Source Software auf die Geräte spielt und von der Herstellersoftware befreit. Leider sieht es aktuell so aus, dass sich die aktuelle Geräte sich nicht mehr mit tuya-convert flashen lassen. Stattdessen muss man die Steckdosen Aufschrauben und per FTDI Kabel an den Rechner anschließen, um dann Tasmota flashen zu können. Ich benutzte dazu den oben genannten Serial Basic Breakout. Das musste ich für zwei der vier Steckdosen auch erledigen, da tuya-convert fehlgeschlagen war. Bei den aktuell erhältlichen Gosund SP111 v2 Steckdosen lässt sich das allerdings wohl nicht mehr so einfach öffnen, ohne die Steckdose zu zerstören.

Generell war das Aufschrauben auch eher ätzend und sehr frickelig, da man an die Kontakte nicht so einfach drankommt. Eine Anleitung wie die Verkabelung aussehen kann, findet sich in diesem Blogpost.

Nach dem Flashen von Tasmota kann über die Web-Oberfläche das Gerät mit dem WLAN verbunden werden. Anschließend kann das Gerät, ebenfalls über die Web-Oberfläche, konfiguriert werden. Die genauen Konfigurationsdetails finden sich ebenfalls im Blogpost von Kristian Köhntopp.

Bei mir sieht allerdings das Software-Setup für die Datenhaltung allerdings etwas anders aus.

Software-Setup:

Wie in meinem anderen Blogpost geschrieben, läuft bei mir alles in einem Kubernetes mit k3s auf meinem Homserver. Dort läuft entsprechend auch die oben genannte Software. Wie zuvor erwähnt, geh ich nicht auf die einzelnen Konfigurationsoptionen ran. Dazu am besten die Dokumentationen der einzelnen Tools zur Rate ziehen. Letztendlich sieht es so aus, dass die Steckdosen die Daten per MQTT an den MQTT Server schicken und ich mit mqtt2prometheus die Daten entgegennehme und es für Prometheus bereitstelle. Der Prometheus Server scrapet sich dann die Daten von dem Dienst. Theoretisch kann ich die Steckdosen auch über Home-Assistant steuern, um diese etwa zeitgesteuert an- oder auszuschalten. Da ich das allerdings nicht brauche, habe ich das auch nicht konfiguriert.

Das aktuelle Setup fahre ich erst wenige Wochen. Zuvor hatte ich eigenes Scripting im Einsatz gehabt, wo ich die Daten per HTTP von den Steckdosen abgegriffen habe und in eine InfluxDB gespeichert habe. Davon bin ich abgerückt, weil ich die Handhabung von verhältnismäßig temporären Daten über Prometheus einfacher zu verwalten finde und das über MQTT eh besser lösbar ist.

Die Steckdosen kommen bei mir an vier Stellen zum Einsatz:

  • an meinem Arbeitsplatz wo der Laptop, Bildschirm und sonstige Hardware hängt
  • an meiner Netzwerkecke, wo mein Server, Switch, WLAN AP, Telefon, Router, Raspberry Pi und sonstige Hardware hängt
  • in der Küche, wo im Wesentlichen ein Fernseher und ein paar kleinere Haushaltsgeräte hängen
  • im Wohnzimmer, wo der Fernseher mit Receivern, WLAN AP und sonstige TV-Hardware hängt

Das ganze Gefrickel habe ich ja aus zwei Gründen gemacht: Ich wollte einmal ein wenig mit Hardware frickeln und mich mit mehr Tools und Protokollen auseinandersetzen. Dinge wie MQTT, Tasmota und auch ein wenig mehr mit Prometheus spielen war jedenfalls auch mal interessant. Der zweite Grund war auch den Stromverbrauch überwachen zu können.

Dabei fielen mir genau zwei interessante Dinge auf, die ich hier eingehen werde. Die ist zum einen der Stromverbrauch am Fernseher und zum anderen (vermutlich) Amoklaufende Prozesse am Server.

Zunächst zum Fernseher. Der Graph der letzten 24 Stunden sieht so aus:

Stromverbrauch im Wohnzimmer

Was fällt auf: Ja, der Fernseher läuft hier ständig, aber da bin ich nicht Schuld und das ist hier auch nicht das Thema. Spannender ist es eher zu sehen, dass der Fernseher beim Ausschalten zunächst nicht direkt in das Standby geht, sondern noch mit knapp 20W relativ viel Strom zieht, bevor es dann wirklich in den Standby geht. Die 80W in Betrieb sind übrigens im Stromsparmodus der für die meisten Fälle bei uns völlig in Ordnung ist. Vor meinen Experimenten lief es nicht im Stromsparmodus, das führte zu locker 50% höheren Stromverbrauch, die ich vorher gar nicht betrachtet hatte.

Spannend war es allerdings diese Woche den Stromverbrauch an meiner Netzwerkecke zu betrachten, wo der Hauptstromabnehmer mein Homeserver ist. Hier ist der Screenshot von den letzten 7 Tagen:

Stromverbrauch in der Netzwerkecke

Der Homeserver zieht natürlich mehr Strom, wenn es unter höherer Last läuft. Warum es da allerdings alle paar Sekunden bzw. Minuten von normal 75-80W auf 120W springt, konnte ich mir nicht erklären. Das Debuggen war auch eher nicht zufriedenstellend. Das System-Monitoring mit Prometheus zeigte keine Amoklaufende Prozesse. Die Last sah soweit normal aus. Auch ein einfaches htop zeigte keine Auffälligkeiten die für einen solchen Stromverbrauch verantwortlich sein könnten.

Einfache Lösung war dann: Reboot und schauen was passiert. Es hat geholfen. Warum? Keine Ahnung.

Wie dem auch sei: Das Rumfrickeln hatte so neben dem Experimentierfaktor so auch einen kleinen Vorteil beim Stromverbrauch, der allerdings bei mir sowieso im Wesentlichen von der Photovoltaik-Anlage gedeckt wird.

Ich gehe übrigens davon aus, dass die Strommessung nicht wirklich genau ist. Wenn ich den Stromverbrauch aller vier Steckdosen messe und es mit dem Stromverbrauch des ganzen Hauses mit den Daten des Wechselrichters vergleiche, dann liegt häufig der Stromverbrauch der vier Steckdosen über denen des ganzen Hauses, was keinen Sinn ergibt. Aber als grobe Richtlinie ist das für mich in Ordnung.