In den 1880er Jahren entdeckte Heinrich Hertz den photoelektrischen Effekt, Albert Einstein beschrieb dessen Gesetzmäßigkeiten und erhielt dafür 1922 den Nobelpreis. Dank des photovoltaischen Effekts - eine spezielle Form des photoelektrischen Effekts, der sich innerhalb von Halbleitern abspielt ...
... lange Rede, kurzer Sinn: heutzutage gewinnen wir erfolgreich und effizient elektrische Energie aus Sonnenlicht mittels Solarzellen.
Ein Balkonkraftwerk bietet Anlass für elektronische Bastelleien. Denn nach erfolgreicher Installation der Anlage fragte ich mich:
Wie viel Energie liefern mir die Zellen?
Wie viel Energie davon nutze ich und wieviel verschenke ich ins Stromnetz?
Die Antworten darauf kann die Messtechnik liefern. Und diese Messtechnik ist bereits in meinem Wechselrichter integriert. Eine Antenne am Wechselrichter ist ein Hinweis auf eine Funkschnittstelle. Nun stand etwas Recherche an, was denn da gefunkt wird und wie man die Daten lesen kann.
Mein Wechselrichter ist ein Hoymiles HM-600 und liefert per Funk leider keine direkte WLAN-Kommunikation. Eine Data Transfer Unit (DTU), die der Hersteller anbietet, kann das Funksignal in ein WLAN Signal umsetzen.
Ein preiswerte Form einer DTU für Hoymiles Wechselrichter gibt es auch, erfordert jedoch etwas Selbstbau und die Firmware des AhoyDTU Open Source Projektes.
Als Hardware verwende ich ein ESP8266 D1 mini und ein NRF24L01+.
Das NRF24L01+ ist ein System-on-Chip Transceiver für das 2,4 GHz ISM-Band
- Betriebsspannung: 1.9 – 3.6 Volt
- 125 Kanäle von 2.400 – 2.525 GHz
- Datenrate: 250 kbit/s, 1 Mbit/s, 2 Mbit/s
- Max. Ausgangsleistung: 0 dBm (1 mW)
- Standby Stromverbrauch ca. 26 µA
- SPI Schnittstelle
Die Platine mit dem NRF24 misst 40x15 mm (ohne Antennenstecker). Das Ganze gibt es auch in einer kleineren Version mit gedruckter Antenne.
Das ESP8266 D1 mini ist eine 35x25 mm große Platine, mit einem ESP8266 Mikrocontroller von Espressif Systems bestückt.
Nach Flashen mit der AhoyDTU Firmware liest er die Daten über das NRF24L01+ vom Wechselrichter aus und stellt diese u.a. über eine Webseite anschaulich zur Verfügung.
Die Seite des AhoyDTU Open Source Projektes bietet eine Online-Tool zum flashen der Firmware, die Bauanleitung der DTU und eine Anleitung wie man sie in Betrieb nimmt. Als "fliegender" Aufbau ist das Ganze mit viel Muße binnen einer halben Stunde erledigt und einsatzbereit.
Nach der Spannungsversorgung per USB-Netzteil bietet das Modul sich als WLAN-Hotspot an. Ich habe mich dort mit dem Handy eingelogged und zuerst die Daten meines heimischen WLANs eingegeben. Nach einem Reboot ist das Gerät dann im heimischen WLAN erreichbar und kann bequem weiter konfiguriert werden. Nach Eingabe einiger Daten zum Wechselrichter und den Zellen erfolgt ein abschließender Reboot. Danach kann die Webseite der DTU über dessen IP-Adresse im Browser aufgerufen werden.
Zum Schluss habe ich den fliegenden Aufbau durch verlötete Verbindungen ersetzt und die Module in einem einfachen 3D-gedruckten Gehäuse untergebracht.
Zur Not tut es auch ein Brotdose aus Kunststoff oder für den Außeneinsatz eine Verteilerdose.
Damit wäre zumindest die Frage nach der aktuellen und der gesamten Energielieferung beantwortet.
Die Kosten:
- NRF24L01+ mit Antenne ca. 6 € (ohne Antenne unter 4 €)
- ESP8266 D1 mini ca. 5 €
- Gehäuse nach belieben
- etwas Kabel
- USB Netzteil ca. 6 € (wenn man keines übrig hat)
