Smart Meter Interface

[Ana P. (ana_p)]

Guten Abend in die Runde,

es ist schon ein paar Tage her, dass u.a. auf volkszaehler.org relativ 
umfangreiche Bemühungen entstanden sind, einen digitalen Stromzähler 
auszulesen. Während der Verbrauch über den Tag für sich doch eher eine 
Spielerei ist (und mehr verrät als einem mitunter lieb ist) wird es 
zusammen mi Photovoltaik und bewusstem Schalten von Verbrauchern (bspw. 
Wärme- oder Kältepumpen) doch interessant.

Leider ist es doch gar nicht so leicht mal schnell einen halbwegs 
professionellen Lesekopf für kleines Geld zu kaufen - deshalb würde ich 
das gerne ändern und den offenen Gedanken von volkszaehler.org wieder 
aufleben lassen:

gedacht habe ich an ein Gehäuse aus dem 3D-Drucker,
Ringmagnet und Platine sehr nahe am TTL-Ansatz von Volkszaehler.org,
jedoch zusätzlich mit sichtbaren LED für Rx/Tx auf der Bestückungsseite
und einer Scheibe aus getöntem Acrylglas als edlem Abschluss.


Alles kein Hexenwerk, aber wenn man eine Platine aus China, einen 27mm 
Ringmagneten, eine gelaserte Kreisscheibe 28x3 mm PLEXIGLAS® grau 7C83 
GT, ein PLA-Gehäuse und Hühnerfutter zusammennimmt, schreien Porto und 
Staffelpreise danach, es nicht nur für sich zu tun;)


Hat jemand Interesse an einem Teilesatz?

[MM G. (mgarms)]

Je nach Preis hätte ich Interesse.

[RM (Gast)]

Ich wäre auch dabei. Habe zwar noch kein Smartmeter, aber mein 
Messstellenbetreiber hat mir den Einbau schon angedroht

[Norman (Gast)]

Poste mal bitte einen Schaltplan!

[Ana P. (ana_p)]

Anbei eine schnelle Zusammenfassung zum Projekt, angeregt von 
volkszaehler.org...

ICE 62056-21, Seite 15ff.(findet sich bspw. hier: 
https://www.ungelesen.net/protagWork/media/downloads/solar-steuerung/iec62056-21%7Bed1.0%7Den_.pdf)

macht klare Vorgaben zur Geometrie der Schnittstelle und des Magneten. 
Optisch ist die Norm leider erstaunlich unkonkret. Es werden 
Strahldichten angegeben für AN und AUS (Mark & Space) aber leider für 
einen Wellenlängenbereich von 800nm bis 1000nm.

Dazu ein kurzer Ausflug in die Lichttechnik:

LED senden Photonen in sehr guter Näherung linear zum Strom der sie 
durchfließt (im Idealfall würde jedes fließende Elektron ein Photon 
entstehen lassen, aber nur ein Bruchteil der Photonen verlässt dann auch 
die LED in die gewünschte Richtung). Je nach Halbleiter und Dotierung 
ändert sich die Wellenlänge, wobei 850nm und 940nm für Infrarot üblich 
sind (jenseits ±50nm geben sie kaum noch Photonen ab, innerhalb ±15nm 
50% ihrer Photonen).

Phototransistoren lassen umgekehrt proportional zum auf sie 
eintreffenden Photonenstrom einen elektrischen Strom fließen, sind aber 
wesentlich breitbandiger als Dioden (manche sind jedoch getönt/haben 
einen Filter, um sie für einen Teil des Spektrums unempfindlich zu 
machen). 
https://dammedia.osram.info/media/resource/hires/osram-dam-5423172/SFH%20309_EN.pdf

Nun kurz zur Schaltung...

DER EMPFÄNGER: Bei T1 handelt es sich um den erwähnten Phototransistor, 
für dessen Signal ein NPN-Transistor T2 ein guter Verstärker für wenige 
Cent ist. Da dieser für kleine Spannungen an seiner Basis noch nicht 
verstärkt, kann R1 einen Teil des Dunkelstroms abführen. R4 wandelt dann 
den verstärkten Strom in eine Spannung, die durch einen Schmitt-Trigger 
(Logikgatter) auf harte TTL-Pegel gebracht wird. R6, LED3 und R7 sind 
nur ein optionaler Zusatz, um die vom Zähler kommenden Infrarot-Signale 
durch eine blinkende LED für den Anwender sichtbar zu machen. Hinter 
einer Rauchglasscheibe sicher schön anzusehen, angenehm zum Debuggen und 
für den Zähler nicht sichtbar weil auf der von ihm abgewandten Seite.

DER SENDER: Über einen PNP-Transistor wird die Sende-Infrarot-Diode LED1 
sowie optional SMD-LED2 zur Visualisierung geschaltet. Entweder durch 
einen Widerstand R8 an seiner Basis direkt, oder optional durch ein 
Logikgatter als Bestückungsvariante um harte Pegel zu erzeugen.

Ob die Platine mit 3V3 oder 5V versorgt wird, macht erstaunlicherweise 
für den Arbeitspunkt kaum einen Unterschied. Der Aufbau lässt sich so 
entweder an Controllern mit UART direkt betreiben oder mit 
USB-UART-Kabelpeitschen.

[Sascha G. (sascha-g)]

Hallo,


ich würde auch eine oder 2 Platinen nehmen, Gehäuse würde ich mir selber 
drucken.


Gruß

Sascha

[Stefan H. (the2masters)]

Wie viel solls denn Kosten? Ich hab mit Klebeband angeklebte gebastelte 
Empfänger in Betrieb, die könnte ich durch diese hübsche Empfänger 
ersetzen, aber nur wenn der Preis passt.

Ich weiß gar nicht wofür der Sender in den ganzen Empfängern sein soll, 
man empfängt im 1-2s Takt die SML Pakete, da muss nichts gesendet 
werden.

[Rüdiger M. (animefan)]

Hallo,
ich hätte auch interesse. Je nach kosten.

Der Sender ist manchmal notwendig. Mein Zähler sendet z.b. nicht von 
selber.
Den muss man anschubsen damit er etwas sendet.

[Werner M. (werner-m)]

Ich melde auch mal Interesse an. Allerdings stelle auch ich die frage 
nach den Kosten
Ich habe seit ein paar tagen einen Smarten Wasserzähler und der sendet 
permanent ir Zeugs aber mangels zeit habe ich das Signal noch nicht 
angesehen. Aber ein Leser wäre ja schon mal die halbe Miete ;)

[Ingo L. (corrtexx)]

Ich würde dem Transistor der direkt vom Optokoppler getrieben wird noch 
einen Basis-Vorwiderstand spendieren...

[Johann Klammer (Gast)]

Danke fuer das pdf. Das hab ich schon laenger erfolglos gesucht. Es 
scheint geheimwissen zu sein.

[X. Y. (bastler_0815)]

Hallo,

auf Wunsch kann ich bei Nachfrage (min. 15 Stück) alles als Bausatz 
anbieten:
 - 40€ USB (FT232R) oder TTL
 - 35€ TTL
je nach 0R Bestückung. Preis inkl. Versand.

Lötarbeiten sind allerdings nicht ganz einfach (SMD).

Vielleicht findet sich ja ein Bestücker?

Gehäuse besteht aus schwarzem IR-Filter Kunststoff.

Anschluss:
- direktes Kabel
- 4pol 2,5 Klinkenbuchse

[Wolfgang (Gast)]

Ingo L. schrieb:
> Ich würde dem Transistor der direkt vom Optokoppler getrieben wird noch
> einen Basis-Vorwiderstand spendieren...

Der Lichteinfall ist begrenzt und der Verstärkungsfaktor des 
Phototransistors im Optokoppler auch. Was soll ein Basis-Vorwiderstand 
für einen Fortschritt bringen?

[macgyver01 (Gast)]

Hallo,
ich wollte noch auf eine andere Umsetzung hinweisen, die ich bei
https://forum.creationx.de/forum/index.php?thread/1095-d0-z%C3%A4hler-sml-auslesen-mit-tasmota/&pageNo=10 
gesehen und nachgebaut habe.
Für den Leser ist nur ein IR-Fototransistor vom Typ TEKT5400S, ein Wemos 
D1 Mini und evtl. ein Pullup-Widerstand notwendig.
Das ganze läuft mit einer spezieller Tasmota-Version und lässt sich über 
MQTT z.B. in FHEM auswerten.
In dem Lesekopf (gelber Knopf) befindet sich somit nur der 
Fototransistor und ein Rundmagnet. Gesamtkosten mit D1 Mini < 10€!

Gruß
MacGyver

[Sebastian L. (sebastian_l72)]

RM schrieb:
> Ich wäre auch dabei. Habe zwar noch kein Smartmeter, aber mein
> Messstellenbetreiber hat mir den Einbau schon angedroht
Dann bitte ihn doch gleich einen Zähler mit m-bus Ausgang zu 
installieren. Dann bleibt dir das Gebastele erspart und du hast Zeit die 
Lastabwurfrelais zu setzen.

[Max D. (dxxxm)]

Ich hätte Interesse. 1 x Platine + Gehäuse