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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verbrauchsmessungen mit dem Raspberry am Ferrari Stromzähler - eine Frage dazu


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von Hendrik L. (lbd)


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Hallo zusammen,

ich habe nachfolgendes verlinktes Teil mit einem Raspberry angezapft

https://de.elv.com/elv-homematic-komplettbausatz-zaehlersensor-sendeeinheit-stromgas-hm-es-tx-wm-fuer-smart-home-hausautomation-140143?rc=140795

Dabei einen Raspberry Pi mit seinem GPIO an einen 10mS Impuls 
Flankenanstieg getriggert.

Der Raspi zählt nur bei Markierungserkennung (d.h. zum exakten Zeitpunkt 
des Flankenanstieges UND wenn danach der GPIO mit einem mindestens 5 mS 
bleibenden HIGH Signal hochgezogen bleibt - das HIGH Signal liegt 10 mS 
an). Damit ist eine 360° Umdrehung erfasst.

Auf dem Oskar sieht das wie im beigefügten Image


Der 10mS Impuls kommt genau dann, wenn die rote Farbmarkierung in das 
Sensorfeld eintrifft.
Lichtverhältnisse im Zählerkasten sind dunkel - kein Streulicht möglich. 
Geht einwandfrei!

Nun erhalte ich ausschnittsweise diese Daten(die Sekunden sind die exakt 
gemessenen Zeiten für eine Umdrehung der Ferrari-Scheibe - 75 
Umdrehungen sind gleichbedeutend mit 1 KWh Energieverbrauch):

Momentaner Verbrauch      1200 W   Sec 40.0
Momentaner Verbrauch       516 W   Sec 93.1
Momentaner Verbrauch       490 W   Sec 98.0
Momentaner Verbrauch       490 W   Sec 97.9
Momentaner Verbrauch       492 W   Sec 97.6
Momentaner Verbrauch       510 W   Sec 94.1
Momentaner Verbrauch       510 W   Sec 94.2
Momentaner Verbrauch      3504 W   Sec 13.7
Momentaner Verbrauch      5581 W   Sec  8.6
Momentaner Verbrauch       549 W   Sec 87.4
Momentaner Verbrauch       650 W   Sec 73.8
Momentaner Verbrauch       581 W   Sec 82.6
Momentaner Verbrauch       519 W   Sec 92.5
Momentaner Verbrauch       521 W   Sec 92.2
Momentaner Verbrauch       618 W   Sec 77.7
Momentaner Verbrauch       316 W   Sec 151.9
Momentaner Verbrauch       835 W   Sec 57.5
Momentaner Verbrauch       778 W   Sec 61.7
Momentaner Verbrauch       777 W   Sec 61.8
Momentaner Verbrauch       845 W   Sec 56.8
Momentaner Verbrauch       901 W   Sec 53.3
Momentaner Verbrauch       906 W   Sec 53.0
Momentaner Verbrauch       777 W   Sec 61.8
Momentaner Verbrauch       715 W   Sec 67.1
----------------------------------------------
Momentaner Verbrauch       682 W   Sec 70.4
Momentaner Verbrauch       682 W   Sec 70.4
Momentaner Verbrauch       681 W   Sec 70.5
Momentaner Verbrauch       680 W   Sec 70.6
Momentaner Verbrauch       679 W   Sec 70.7
Momentaner Verbrauch       684 W   Sec 70.2
----------------------------------------------
Momentaner Verbrauch       690 W   Sec 69.6
Momentaner Verbrauch       691 W   Sec 69.5
Momentaner Verbrauch       679 W   Sec 70.7

Mich interessieren nun die zwischen den beiden Strichen zu erkennenden 
Verbrauchsschwankungen (beispielsweise).
Man erkennt, dass die Zeitdauer der Umdrehungen der Ferrarischeibe für 
eine Umdrehung im Zehntelsekundenbereich schwankt. (Grössere 
Schwankungen (>10 W) sind für mich durch An/Abschalten von Verbrauchern 
plausibel im Haus.)

Was meint Ihr, erklären sich die sehr geringen Schwankungen

A) durch Frequenzschwankungen im Netz
B) durch Schwankungen in der Spannungshöhe des Netzes
C) durch Schwankungen der strombeziehenden Verbraucher (z.B. floatender 
Innenwiderstand o.ä.)
D) durch veraltete / abgenutzte Technik (Ferarri-Scheibe und Lagerung, 
etc. )im/beim Stromzähler
E) ungenauer Interrupt beim Raspberry - was ich aber nicht glaube, weil 
der Interrupt hardwaremässig im GPIO ausgelöst wird.

Bin gespannt auf Eure Antworten

Danke & Gruß

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ohne auf deine Fragen überhaupt eingehen zu wollen: der Zähler hat 
nichts mit dem italienischen Auto zu tun, sondern ist nach Galileo 
Ferraris benannt. Zähl mal die Buchstaben!

https://de.wikipedia.org/wiki/Ferraris-Z%C3%A4hler
vs.
https://de.wikipedia.org/wiki/Ferrari

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Axel S. schrieb:
> der Zähler hat nichts mit dem italienischen Auto zu tun,...

vielleicht hat der TO einen so hohen Strmverbrauch, das die Scheibe 
nahezu die selbe Drehzahl erreicht ;-)

@TO:

du vermutest also, dass der Stromverbrauch in den Zeitraum "zwischen 
beiden Strichen" exakt gleich sein müsste? Welche Verbraucher welcher 
Art (ohmsch, indktiv, kapazitiv) wurden denn zu dem Zeitpunkt betrieben?

Tip:
Versehe deine einzelnen Zeilen doch mal mit exakten Zeitstempeln im 
Milli-Sekunden-Bereich, und schaue dann mal mit gängigen Analysemitteln 
(z.B. einer Tabellenkalkulation) die Abweichungen an.

von schUk0 (Gast)


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Spannungsschwankunen um ein paar Volt sind durchaus üblich.. Je weiter 
weg vom Trafo umso mehr.


Überschlägig gerechnet könnte das bei dir der Fall sein.


Wenn noch ein Betrieb mit großen Maschinen dazwischen ist spielt das 
auch eine Rolle.


Aber den Zähler auf 100mW genau auszulesen... Das hatte bei seiner 
Erfindung bestimmt noch niemand im Sinn, von daher kann man mit den 
Ergebnissen schon ganz zufrieden sein denke ich.
Vor Allem mit einer Übersetzung von nur 75 U/kWh.
Moderne eHz Zähler haben meistens 500 oder mehr am Impulsausgang.

von Detlef _. (detlef_a)


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Aus:
https://www.energieverbraucher.de/de/eich--und-fehlergrenzen__746/

>>>>>>
Ab 15 Prozent Abweichung den Netzbetreiber ansprechen

Beachten Sie bitte, dass die frei erhältlichen Energiemonitore keine 
Präzisionswerkzeuge sind und deshalb bestenfalls einen Anfangsverdacht 
begründen können. Zwei Prozent positive oder negative Messungenauigkeit 
muss man als Kunde bei Zählern der MID Klasse B entsprechend den 
technischen Regelwerken DIN EN 50470-1:2006 und VDE 0418-0-1:2007-05 
hinnehmen. Wenn der Kunde eine Überprüfung des Zählers verlangt, wird er 
vom Messdienst des Netzbetreibers ausgebaut und zur Prüfung in eine 
staatlich anerkannte Prüfstelle geschickt. Bestätigt sich der Verdacht 
auf eine unzulässige Ungenauigkeit nicht, so muss der Stromkunde die 
rund ein- bis zweihundert Euro für den Zählertausch und die Überprüfung 
zahlen.
<<<<<<<<<<

2% Messungenauigkeit sind so die Messlatte. Dein Messrauschen liegt im 
Promillebereich. Das eine hat zwar mit dem anderen erstmal nichts zum 
tun https://en.wikipedia.org/wiki/Accuracy_and_precision
gibt aber nen Anhaltspunkt.

Du mißt genau und richtig.

Cheers
Detlef

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Zähler werden sowieso alle gegen eHz getauscht, geht recht zügig voran. 
Insofern lohnt sich es gar nicht mehr da gross was zu basteln, 
Verbrauchsschnittstelle gibts dann gratis.

Ich finde deine Abweichung völlig im Rahmen. Woher kommen deine rund 
700W Last? Was wird damit betrieben?

von Hendrik L. (lbd)


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H.Joachim S. schrieb:
> Zähler werden sowieso alle gegen eHz getauscht, geht recht zügig voran.
> Insofern lohnt sich es gar nicht mehr da gross was zu basteln,
> Verbrauchsschnittstelle gibts dann gratis.

Ist die dann "hobbymässig" über eine offengelegte physische und logische 
Schnittstelle anzapfbar? Welches Protokoll?
Oder benötigt man noch extra Apps oder Zusatzgeräte?


>
> Ich finde deine Abweichung völlig im Rahmen. Woher kommen deine rund
> 700W Last? Was wird damit betrieben?

Ehrlich gesagt, so genau weiß ich das nicht, darum habe ich das Projekt 
aufgesetzt.

Ein Snapshot: Kühlschrank, Kühltruhe, ..., Elektroniklabor 
Langzeitmessungen ... Lötkolben, 10 Raspberries für unterschiedlichste 
Versuche parallel ongoing ..., 12 Volt Steuerstrom im gesamten Haus, 
Aussenbeleuchtung Haus und Garten, ... Innenbeleuchtungen in insgesamt 
15 Zimmern im Haus - alle haben in die Decke eingelassene Halogen 12 
Volt Lampen a 35 Watt - im Schnitt 12 pro Zimmer, Umwälzpumpen der 
Wärmepumpe (und natürlich Wärmepumpe selbst -wenn aktiv), 3 
Durchlauferhitzer a 18 kW , Küche mit allen Elektrogeräten ..., im 
Sommer die Pool-Umwälzanlage samt Steuerung, Klimaanlage im Haus, usw.

Ich habe mir jetzt vorgenommen, die Spitzenlasten so weit wie möglich 
anzugehen und auch die "Grundlast" zu halbieren (wenn's geht) ... mal 
schauen, wie weit ich komme.

Dafür benötige ich die Echtzeit Aufzeichungen vom Raspberry. Daten 
werden per Event oer periodisch an's Smartphone gesendet - via Telegram 
Bot.
Das Raspi Programm werde ich noch erweitern - habe gerade erst einmal 
die prinzipielle Erfassung per GPIO Triggerung mit Impulsaustastung als 
PoF getestet - scheint zu funktionieren.

Erste Massnahme wird parallel sein, die 180 Halogen Lampen durch LED 
Lampen zu ersetzen. Das wird ja schon einmal den Faktor 5 bringen - da 
fallen etliche Trafos im Haus weg.

Dank an die Antworter & Gruesse

von Manuel X. (vophatec)


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Hendrik L. schrieb:
> Ist die dann "hobbymässig" über eine offengelegte physische und logische
> Schnittstelle anzapfbar? Welches Protokoll?
> Oder benötigt man noch extra Apps oder Zusatzgeräte?

https://de.wikipedia.org/wiki/Smart_Message_Language

IR Lesekopf für die Schnittstelle, ggf. PIN zum freischalten der 
Schnittstelle und auf gehts.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Hendrik L. schrieb:
> beleuchtungen in insgesamt 15 Zimmern im Haus
...
> 3 Durchlauferhitzer a 18 kW
...
> im Sommer die Pool-Umwälzanlage samt Steuerung

Klingt ganz so, als bräuchtest du doch einen Ferrari-Zähler. Und einen 
Maserati-Zähler, einen Rolls-Royce-Zähler, usw.

;)

von Detlef _. (detlef_a)


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Manuel X. schrieb:
> Hendrik L. schrieb:
>> Ist die dann "hobbymässig" über eine offengelegte physische und logische
>> Schnittstelle anzapfbar? Welches Protokoll?
>> Oder benötigt man noch extra Apps oder Zusatzgeräte?
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Smart_Message_Language
>
> IR Lesekopf für die Schnittstelle, ggf. PIN zum freischalten der
> Schnittstelle und auf gehts.

Gibt ganz einfache Zähler, groß wie ne Zigarettenschachtel, Hutschiene, 
für nen paar Euro die haben eine S0 Schnittstelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/S0-Schnittstelle

Mit sonem Ding und nem Raspi tape ich meinen Stromverbrauch mit.
Und guter Hinweis vom TO: Umwälzpumpen sind versteckte Energiefresser, 
130W oder so, da lohnt sich fast immer die Umrüstung auf was 
leichtgängigeres.

Halbierung der häuslichen 'Grundlast', schönes und lohnendes Ziel. 
Sollte ich mir auch mal vornehmen.

Cheers
Detlef

: Bearbeitet durch User
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Detlef _. schrieb:
> Gibt ganz einfache Zähler, groß wie ne Zigarettenschachtel, Hutschiene,
> für nen paar Euro

Naja, die sind dann nur einphasig und auch strommässig nicht gerade für 
ein ganzes Haus geeignet

Hendrik L. schrieb:
> 3 Durchlauferhitzer a 18 kW

Und tschüss für die Zigarettenschachtelzähler

von Detlef _. (detlef_a)


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H.Joachim S. schrieb:

> Detlef _. schrieb:
> Hendrik L. schrieb:
>> 3 Durchlauferhitzer a 18 kW
>
> Und tschüss für die Zigarettenschachtelzähler

Yo, da muss man dann was anderes nehmen :/
Cheers
Detlef

von Gnorm (Gast)


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H.Joachim S. schrieb:
> Hendrik L. schrieb:
>> 3 Durchlauferhitzer a 18 kW
>
> Und tschüss für die Zigarettenschachtelzähler

Ach was.
https://stromzähler.eu/stromzaehler/drehstromzaehler/

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