AMIS Leser für NetzOÖ Smartmeter
Der AMIS Leser ist ein kostengünstiger autonomer Lesekopf auf ESP8266 Basis, um den Netz-OÖ Smartmeter Siemens TD-3511/TD-3512 per Wifi auszulesen. (Zählwerke, aktueller Verbrauch/Einspeisung)
Dies ist für Hausautomatisierungen oder PV geregelte Verbrauchssteuerungen (Eigenverbrauchsoptimierung; E-Auto laden; Nulleinspeisung) sehr hilfreich, oder auch nur, um den aktuellen Leistungsbezug abzufragen.
Es steht ein Webinterface mit allen wichtigen Werten und zur Parametereinstellung zur Verfügung, per http-Request können die aktuellen Zähler- und Verbrauchsdaten im JSON-Format abgerufen werden, per MQTT an einen Broker weitergegeben oder an ThingSpeak hochgeladen werden. Die grafische Ansicht der historischen ThingSpeak Daten ist über einen Menüpunkt im Webinterface möglich.
Der NetzOÖ Smartmeter gibt Daten im Sekundentakt aus, somit stehen jede Sekunde neue Daten (Zählerstände Verbrauch und Einspeisung, aktueller Bezug/Einspeisung, Saldo aus Bezug-Einspeisung) zur Verfügung.
Der Amis Reader benötigt noch eine 5V Spannungsversorgung (max. 0,13A, typ. 0,075A) durch ein Micro-USB Netzteil und wird magnetisch durch 3 Magnete an der Platinenunterseite an der optischen Kundenschnittstelle des Siemens Smartmeter TD-3511 gehalten.
Für die Integration in IOBroker, Loxone, HomeAssistent, OpenHAB3, FHEM und Domoticz können Vorlagen verwendet werden, die mir freundlicherweise von Amis Benutzern zur Verfügung gestellt wurden. Ab Firmware 1.2.7 emuliert der AMIS Reader auch einen Fronius Smartmeter per Modbus TCP für einen GEN24 Wechselrichter.
Für die Hardwareversion V1 ist kein Gehäuse verfügbar.
Hinweis zu Opt-Out: Wurde bei NetzOÖ die Option Opt-Out gewählt, kommen keine Daten über die IR-Kundenschnittstelle des Siemens TD3511 Smartmeter.
Beim Stromlieferantenwechsel wird fallweise ein neuer MBUS Key ausgestellt, den man neu im Amis Reader hinterlegen muss.
Hardwareversion V1 (ab 2019):
(Rückansicht V1)
Eine neue Hardwarevariante (V2; ab 2023) ist einfacher automatisiert zu fertigen, es sind nur die optoelektronischen Bauteile und drei Magnete auf der Leiterplattenunterseite. Der Stromversorgungsstecker ist nun schräg unten rechts, die Oben-Position ist mit einem Pfeil gekennzeichnet:
Webinterface:
Zur Anzeige der aktuellen Daten und um Einstellungen (zB MBUS Key, MQTT,...) vorzunehmen.
Rest-Schnittstelle:
Der Entwickler Herr Gottfried Prandstetter (vielen Dank an dieser Stelle) möchte den Schaltplan und Quellcode als Open Source zur Verfügung stellen. Ich übernehme diese Aufgabe gerne. Der Reader kann somit von euch nachgebaut werden, fallweise verkaufe auch ich junge gebrauchte Hardware.
Bei Fragen stehe ich gerne per E-Mail zur Verfügung.
Addon #1: 3D-Druck Gehäuse
Für die Hardwareversion V2 hat uns Florian seine 3D Druckgehäusedatei und auch ein Muster-Gehäuse mit Fake-Jumper zur Verfügung gestellt. Die Leds sind durchs Gehäuse sichtbar. Das Gehäuse muss an der Leiterplatte angeklebt werden.
Das Gehäuse eignet sich nicht, wenn der Amis Reader in heißen Umgebungen eingesetzt wird, z.B. von der Sonne erhitzten Außenverteilern.
Addon #2: Externe Antenne
In seltenen Fällen ist es notwendig, die Wlan Antenne außerhalb des Verteilerschrankes zu platzieren um den Wlan AP zu erreichen.
Robert hat uns Infos und Fotos seines Umbaus zur Verfügung gestellt. Es müssen zwei Leiterbahnen (rote Markierung siehe erstes Foto) großzügig durchtrennt werden und dann an der äußeren Leiterbahn der Schirm und an der inneren Leiterbahn der Antenneninnenleiter angelötet werden. Robert hat diese Antenne verwendet und gute Erfahrungen gemacht. Er hat das Maximum von 25dBm bei RF-Power eingestellt.
Eine Alternative wäre einen Wlan Range Extender zwischen Schaltschrank und AP zu installieren.
Use case #1: Energiemonitoring und -steuerung
Sehr weit verbreitet sind die Systeme von ioBroker, Home Assistant und Solaranzeige.de. Per MQTT Schnittstelle werden AMIS Daten zyklisch an das HomeAutomation System gesendet und könnten dort für umfangreiche Auswertungen bzw Regelsysteme verwendet werden.
Ich selbst nutze so ein System (mit Domoticz) um Verbraucher per Wifi Steckdosen (Gosund SP111 mit Tasmota und Delock 11826) und das dynamische E-Auto Überschussladen zu steuern.
mein Raspberry Pi 3; Raspberry Pi OS und Domoticz laufen auf einer SSD
Use case #2: PV Speicherbatterie (ESS)
Wenn du schon eine PV Anlage hast, kannst du mit dem Amis Reader und ein paar weiterer Komponenten (einem Victron Multiplus II 48/3000, einer oder mehrerer Pylontech US2000/3000/5000 Batterien, einem Raspberry Pi mit Lan und zwei freien USB Ports, einem Victron MK3, einem Waveshare USB auf RS485 Konverter) und dem Projekt von Martin eine hochwertige und kostengünstige PV Speicherbatterie aufbauen.
Dieses technisch anspruchsvolle DIY Projekt habe ich mit zwei Pylontech US5000 Batterien (Summenkapazität 9kWh Netto) um ca 4600€ mit einem gebrauchten Multiplus II umgesetzt. Du solltest für Anpassungen ein wenig Python programmieren können. Das Projekt von Martin setzt US2000/3000 ein, für die US5000 Batterie sind Anpassungen beim BMS auslesen notwendig.
Mehr dazu in meinem Blogeintrag vom Mai 2023.
Inbetriebnahme
Der Amis-ESP8266 läuft normalerweise im Station-Mode, d.h. der ESP8266 verbindet sich als Client mit einem Wlan Router/AP. Dazu muss er aber erst einmal die SSID und das Wlan Passwort kennen. Daher wird der ESP8266 zur Einrichtung in den AP-Mode (Access-Point) versetzt. Das geschieht, indem man mit gesetztem Jumper (Steckbrücke) bootet.
Mit einem Handy, Tablett oder Notebook kann man das WiFi-Netz "ESP8266_AMIS" verbinden. Nach dem Verbinden einen Web-Browser starten und als Adresse http://192.168.4.1 eingeben. Menü / Wifi wählen und Netzwerkeinstellungen vornehmen, wir empfehlen dem AMIS Reader eine fixe IP zu geben, damit ist er immer mit der gleichen IP in deinem Netzwerk erreichbar. Gateway- und Namenserver-IP Adresse sind u.a. für Thingspeak notwendig.
Ev. auch gleich den AMIS/MBUS-Schlüssel vom NetzOÖ Portal eingeben, auf Allgemein "ThingSpeak/Highcharts aktiv" vorläufig nicht aktivieren. Jumper/Steckbrücke nun öffnen/abziehen und rebooten, nun sollte der Amis Leser über die gewählte IP erreichbar sein. Erzeugt er wieder das Wlan Netz "ESP8266_AMIS", obige Schritte wiederholen, vielleicht wurden Daten falsch eingegeben.
Der Amis Leser muss mit dem USB Port nach oben bzw schräg rechts unten (je nach Version) an den richtigen (AMIS/MBUS Key) Siemens TD3511 magnetisch angeheftet werden.
RFPower ermöglicht die Kontrolle über die Sendeleistung, wobei weniger Sendeleistung anzuraten ist. 0dBm ist 1mW, was für kleinere Entfernungen genügt. Maximal 20dBm.
Sind die Einstellungen (vor allem der MBUS Key aus dem NetzOÖ Portal) korrekt, dann sollten unter Zähler Werte angezeigt werden. Wenn die Entschlüsselung der Daten unplausible Daten erzeugt, wird dies durch eine Meldung "falscher MBUS Key" angezeigt. Es dauert 1-2Minuten bis Zähler und ESP synchron sind. Die Leds für TxD (nur Hardware V1) und RxD blinken dann im Sekundentakt.
Einbindung in Hausautomationen / Steuerungen
Abfrage der Daten von http://[IP-AdresseAmisLeser]/rest
oder
MQTT
ThingSpeak/Highcharts
In https://thingspeak.com kann ein kostenloser Account erstellt werden. Erstellen Sie einen Channel, zB „AMIS“. Definieren Sie Field1 als Energie A+, Field2 als Energie A-, Field3 als Energie R+, Field4 als Energie R-, Field5 als Mom.Wirk. P+, Field6 als Mom.Wirk. P- , Field7 als Blind. Q+ und Field8 als Blind. Q-.
Die Daten ChannelID, Write API Key und Read API Key tragen Sie bei Allgemein im Amis Reader ein. Intervall 30sec.
Unter Grafik können Sie nun grafische Datendiagramme einsehen. Daten bis 14 Tage zurück sind anzeigbar.
Schaltplan/Leiterplatte
Hier könnt ihr den Schaltplan als PDF oder Eagle SCH-Datei, Leiterplatte BRD-Datei (Platine/PCB) und die Stückliste/BOM herunterladen.
Hier gibts eine Anleitung zum Flashen des AMIS Reader mittels USB/TTL Programmer.
Firmware/Quellcode
Diese Firmware funktioniert nur bei NetzOÖ Smartmeter TD3511/TD3512 - auch baugleiche Siemens TD3511 anderer Netzbetreiber geben die Daten in einem anderen Format aus.
Hinweis zum Update:
In seltenen Fällen kann es vorkommen, das der Amis Reader nach einem Software Update nicht mehr erreichbar ist bzw nicht mehr funktioniert. In so einem Fall kann der AMIS Reader mit einem USB/TTL Programmer neu geflashed werden - hier gibt es die Anleitung dazu.
Download der Firmware 1.2.7 (Stand Oktober 2023) ist hier möglich, hier die Versionsinfo.
(Neu: Emulation von Fronius Smartmeter für Gen24; Modbus TCP über Port 502; Export/Import der Einstellungen, Wochen- und Monatswerte; Wenn du die Smartmeteremulation für Gen24 getestet hast, wären wir über ein Feedback sehr erfreut.)
(Update von 1.2.6: Einstellungen per Screenshot sichern; nach dem Update der Firmware.bin neu starten, dann die weiteren Dateien index.html, custom.css und cust.js hochladen und nochmals neu starten. Einstellungen sollten wie vor dem Update sein.)
Download der Firmware 1.2.6 (Stand Jänner 2023) ist hier möglich, hier die Versionsinfo.
(Update von 1.2.x: Einstellungen per Screenshot sichern; nach dem Update der Firmware.bin neu starten, dann die weiteren Dateien index.html, chart.js, custom.css, jquery351.js und cust.js hochladen und nochmals neu starten. Einstellungen sollten wie vor dem Update sein.)
Download der Firmware 1.2.3 (Stand Juli 2022) ist hier möglich.
(Update von 1.2.0: Einstellungen per Screenshot sichern; nach dem Update der Firmware.bin neu starten, dann die weiteren Dateien index.html, cust.js und chart.js hochladen und nochmals neu starten)
Download der Firmware 1.2.0 (Stand April 2021) ist hier möglich.
(Einstellungen per Screenshot sichern; nach dem Update der Firmware.bin meldet sich der Reader mit der ursprünglichen IP oder 192.168.4.1 je nach Ausgangsversion, es wird aufgefordert die Datei littlefs.bin hochzuladen und dann neu zu starten, dann die weiteren Dateien hochladen und nochmals neu starten; Gesicherte Einstellungen wieder herstellen.)
Download des aktuellen Quellcodes 1.2.6 ist hier möglich. (PlatformIO)
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