Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren

maxpd

Hi,

ich habe an einem Strommessgerät verschiedene Geräte: Waschmaschine, Trockner, 3D Drucker, Ladegeräte, Außenbeleuchtung.

Letzteres kann ich via SmartHome auslesen.
Ladegerät aufgrund des niedrigen Verbrauchs ebenfalls.
Bei Trockner, 3D Drucker und Waschmaschine habe ich aber Probleme auszulesen WANN WELCHES Gerät FERTIG ist?

Habt ihr eine Idee?
Habe es versucht anhand des max. Stromverbrauchs festzumachen welches Gerät gerade läuft.

Mittlerweile habe ich mich glaube ich festgefahren.
Wenn der Peak rum ist, denkt er der Trockner läuft etc.
Oder es kommt mittendrin die Meldung Waschmaschine ist fertig.
Oder es kommt gar keine Meldung.

Ich glaube es gibt ganz generell irgendwie eine elegantere Lösung als die die ich bisher versuchte mit regelmäßiger Abfrage des Stromverbauchs.

paul53

@maxpd sagte: an einem Strommessgerät verschiedene Geräte: Waschmaschine, Trockner, 3D Drucker, Ladegeräte, Außenbeleuchtung.

Immer nur eins oder auch mehrere gleichzeitig?

maxpd

@paul53 die laufen durchaus auch gleichzeitig. Aber das auseinanderzuhalten halte ich fast für unmöglich und mit der Unschärfe würd ich mich zufrieden geben :D
Wobei auch Drucker und Trockner ein durchgehend gleichmäßiges Profil aufweisen was auch ausgelesen werden könnte wenn eines der Geräte fertig ist.
Aber ich vermute dass was zuerst fertig ist, kann dann nicht mehr identifiziert werden, weil ein aggregiertes Muster nicht mehr dem Standard eines Gerätes entspricht.

paul53

@maxpd sagte: ich vermute dass was zuerst fertig ist, kann dann nicht mehr identifiziert werden, weil ein aggregiertes Muster nicht mehr dem Standard eines Gerätes entspricht.

Das sehe ich auch so.

BananaJoe

@maxpd also ein Freund von mir hatte mal so etwas von seinen Stadtwerken, da gab es ein extra Tablet dazu und das hatte dann "gelernt" am Stromverbrauch wann die Waschmaschine läuft etc.
Klingt mal nach was für KI / Maschine-Learning.

Du, ich mach das auch aber mit einem anderen Ansatz: ich hab einfach jede Menge Tasmota-Steckdosen im Einsatz, also die Gosund SP111 bzw. die Nachbauten von Blitzwolf und Nous (z.B. https://www.amazon.de/gp/product/B0054PSES6)
Die kann man auch fertig geflasht bei ebay kaufen, manchmal auch bei Amazon (die verlinkten Nous z.B.).
Tasmota deswegen weil es dann ohne Cloud geht.

Die setzte ich quasi nur zum Strommessen ein, selten auch zum Schalten. Per SonOff-Adapter oder nativ per MQTT erhältst du dann die Werte pro Gerät was die Auswertung natürlich einfacher macht. Der Daten werden alle 10 Minuten gesendet, du kannst das aber anpassen - ich nutze alle 60 Sekunden.

Kostenpunkt - die Nous bei Amazon gerade 4 Stück für 50 Euro (ungeflasht), bei ebay habe ich gerade 4 Stück für 40 + Versand Euro gefunden: https://www.ebay.de/itm/234581911135
45 Euro halte ich für völlig ok / fair

OpenSourceNomad

@bananajoe said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

das hatte dann "gelernt" am Stromverbrauch wann die Waschmaschine läuft etc.
Klingt mal nach was für KI / Maschine-Learning.

Das klingt ja nach diesen orangen Dingens was in der Praxis bei wohl niemanden funktioniert hat (bzw. haben nur Leute berichtet das es nicht funktioniert) :rolling_on_the_floor_laughing:

@opensourcenomad said in [Tutorial] PZEM-004T 3 Phasen Überwachung:>

Dadurch habe ich genau im Blick wo und wie viel Strom läuft. Quasi so etwas wie sense versucht, nur mit dem kleinen Unterschied das es auch funktioniert :laughing: und trotz mehr Hardware deutlich günstiger ist als diese teure, unnütze Box in diesem schönen Orange:

@bananajoe said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

im Einsatz, also die Gosund SP111 bzw. die Nachbauten von Blitzwolf und Nous

Diese Modelle sind bestimmt sehr gut um es mal mit dem Trockner aufzunehmen :hammer_and_pick::boom:

Das Ergebnis kann ich mir schon vorstellen....

@opensourcenomad said in Smart-Stecker Nooie PE10 mit Tasmota?:

@armilar said in Smart-Stecker Nooie PE10 mit Tasmota?:

Oder die... (NOUS A1T) sind kleiner

Baugleich mit Gosund & Co

Schmilzt gleich? :grimacing:

maxpd

@bananajoe danke für deinen Tipp. Ja, das wäre die Alternative.
Ich dachte nur man kann es mit den Bordmitteln bewerkstelligen ohne jedes Gerät "smart" zu machen. Jede einzelne zusätzliche Steckdose bedeutet wieder neuer Grundverbrauch und Elektrosmog.

Zarello

@maxpd Das wäre mal eine interessante Idee für einen Adapter oder Script: Man hinterlegt verschiedene Profile von Verbrauchern und der Adapter sagt dann, welche der Verbraucher gerade aktiv sind. Mit Betrachtung der Historie sollte das für eine kleinere Menge von Geräten eigentlich ganz gut funktionieren. Vor allem wenn Geräte dabei sind, die einen relativ konstanten Verbrauch haben wenn sie eingeschaltet sind. Interessanter wird es bei Geräten, die unterschiedliche Profile fahren da sie verschiedene Programme kennen (z.B. Waschmaschine). Bei solchen Geräten müsste man dann verschiedene Profile aufnehmen und hinterlegen.
Wenn bei einem Gerät ein Profil hinterlegt ist und dieses erkannt wird, könnte dann auch die Restlaufzeit geschätzt werden.
Problem bei den Profilen ist noch, dass sie manchmal Zeitlich variieren. Z.B. haben Waschmaschinen heutzutage Sensorik verbaut, die beim Starten des Schleudervorgangs diesen immer wieder abbricht solange die Wäsche eine zu große Unwucht hat. Dann versucht die Maschine die Wäsche nochmals etwas anders zu verteilen und startet neu. Die Anzahl der Versuche bis das dann klappt ist bei jedem Waschgang unterschiedlich. Bei anderen Geräten könnte das Heizprofil und die Arbeitsdauer je nach Umgebungstemperatur variieren.
Vielleicht einfach mal gucken, ob es dazu bereits eine Adapteranfrage gibt und falls nicht einfach eine erstellen?

BananaJoe

@maxpd sagte in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

@bananajoe danke für deinen Tipp. Ja, das wäre die Alternative.
Ich dachte nur man kann es mit den Bordmitteln bewerkstelligen ohne jedes Gerät "smart" zu machen. Jede einzelne zusätzliche Steckdose bedeutet wieder neuer Grundverbrauch und Elektrosmog.

Ja. und Ja.
Grundverbrauch sehr gering (kaum Messbar). Elektrosmog ... kommt darauf an wieweit der AccessPoint weg und on das Ding dann mit den vollen 100mW senden muss (falls es überhaupt soviel kann).

Aber bei allein 99 Tasmota-Geräten über WLAN sollte ich mir da keine Gedanken machen (wäre etwas spät)

klassisch

So sieht der Leistungsbedarf meines neuen Trockners aus:

Das war der alte, der nach nocht einmal 40 Jahren den FI geworfen hat:

Man beachte die verschiedenen Achsenskalierungen.

Mit solchen Signaturen wird es schwierig. Gerade adaptiv intermittierende Verbraucher wie Waschmaschinen und Spülmachinen, Elektroplatten etc. machen das Datamining schwer.
Den Kühlschrank und die Heizung stelle ich mir einfacher vor - zumindest nachts

Mein HM messender Zwischenstecker hat auch den alten "Dampfhammer" jahrelang überlebt.

Aber bei den ultrakompakten Zigbee oder WLAN Dingern wäre ich bei diesen Leistungen vorsichtig.
Und wie die anderen user in diesem Thread verwende ich angepasste und dedizierte messende Zwischenstecker für verschiedene Geräte.
HM Dose, Shelly und Blitzwolf SHP13 Zigbee Dosen. Bei dieser Auswahl findet man etwas passendes und für "kleinere" Geräte wie Luftentfeuchter, IT Zeugs etc. tuns auch günstige Dosen.

OpenSourceNomad

@zarello said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

Interessanter wird es bei Geräten, die unterschiedliche Profile fahren da sie verschiedene Programme kennen (z.B. Waschmaschine).

Bei mir geschieht genau das direkt in der Steckdose und ich erkenne damit die einzelnen Phasen des Waschvorgangs :raised_hands:

Das ganze natürlich mit esphome und basierend auf folgendem Werk :point_right: https://github.com/Gio-dot/Washing-Machine-Sonoff-Pow-R2-Esphome

@bananajoe said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

Grundverbrauch sehr gering (kaum Messbar).

Ein esp basierten Steckdose hat typischerweise einen "Leerlaufverbrauch" zwischen 0,5 und 1W

@klassisch said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

Aber bei den ultrakompakten Zigbee oder WLAN Dingern wäre ich bei diesen Leistungen vorsichtig.

Ich wäre voll allem bei der Last vorsichtig!

Die hier schon in den Raum geworfenen bzw. empfohlenen Döschen haben teilweise 3650W :zap: ausgewiesen (baugleiche Geräte manchmal "nur" 2000W :warning:) haben aber nicht mal ein "normal" großes Relais verbaut welche eine seriöse 16A Version darstellen könnte. Darüber hinaus haben die Dinger (wenn zwischenzeitlich noch nicht behoben) ja auch noch einen mechanischen Mangel den ich mal hier beschrieben habe :point_right: https://forum.iobroker.net/topic/35981/sonoff-pow-spülmaschine/32

maxpd

@opensourcenomad wie bekommst du die esp home werte in iobroker?

Btw: Ich nutze für die aktuelle Strommessung einen Shelly 1PM.

Zarello

@opensourcenomad sagte in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

@zarello said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

Interessanter wird es bei Geräten, die unterschiedliche Profile fahren da sie verschiedene Programme kennen (z.B. Waschmaschine).

Bei mir geschieht genau das direkt in der Steckdose und ich erkenne damit die einzelnen Phasen des Waschvorgangs :raised_hands:

Ja, wenn man nur einen Verbraucher am Zähler hat ist das Problem deutlich trivialer. Es ging mir ja genau darum, dass an dem selben Gerät auch noch der Trockner, der 3D-Drucker, der Dörrautomat, die Kaffeemaschine und der Eierkocher hängen (um mal ein wenig zu übertreiben) ;-)
Das stelle ich mir als sehr interessante Programmieraufgabe vor. Ich hätte Lust da sofort loszulegen, leider fehlt mir im Moment dafür die Zeit.
Und, wenn ich sage, dass ich das interessant finde bedeutet das natürlich auch, dass die Lösung auf jeden Fall nicht so trivial ist, dass ich es nur als mechanisches Runtertippen ansehe.

maxpd

@zarello übertrieben ist das vielleicht gar nicht, wenn man nicht eine zwischensteckdose benutzt, sondern evtl. einen hutschienen Shelly nutzt und damit alle steckdosen im wohnzimmer gleichzeitig auf der leitung hat.

Andreios

@zarello sagte in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

@maxpd Das wäre mal eine interessante Idee für einen Adapter oder Script: Man hinterlegt verschiedene Profile von Verbrauchern und der Adapter sagt dann, welche der Verbraucher gerade aktiv sind. Mit Betrachtung der Historie sollte das für eine kleinere Menge von Geräten eigentlich ganz gut funktionieren. Vor allem wenn Geräte dabei sind, die einen relativ konstanten Verbrauch haben wenn sie eingeschaltet sind. Interessanter wird es bei Geräten, die unterschiedliche Profile fahren da sie verschiedene Programme kennen (z.B. Waschmaschine). Bei solchen Geräten müsste man dann verschiedene Profile aufnehmen und hinterlegen.

Für schwierig halte ich das auch, wenn verschiedene Gräte parallel laufen und dann ggfs. auch noch zu unterschiedlichen Zeiten gestartet werden.
Da überlagern sich die Profile.
Klar kann man dann versuchen, die Profile auseinander zu rechnen, ....

Aber selbst bei einfachen Profilen ist das nicht so eindeutig. Beispiel:

Gerät 1 verbraucht dauerhaft 1 A.
Gerät 2 verbraucht dauerhaft 2 A.
Gerät 3 verbraucht dauerhaft 3 A.

Welche/s Gerät/e läuft/laufen denn jetzt, wenn 3 A verbraucht werden?
Das kann man auch auf kurzeitige Verbräuche mit den Profilen herunterbrechen.

Das seriös zu lösen ist, denke ich, über überwachen der einzelnen Geräte sicherer, einfacher und weniger Aufwand, auch wenn ich die Profillösung interessant finde.

Zarello

@andreas-5 sagte in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

Für schwierig halte ich das auch, wenn verschiedene Gräte parallel laufen und dann ggfs. auch noch zu unterschiedlichen Zeiten gestartet werden.
Da überlagern sich die Profile.
Klar kann man dann versuchen, die Profile auseinander zu rechnen, ....

Aber selbst bei einfachen Profilen ist das nicht so eindeutig. Beispiel:

Gerät 1 verbraucht dauerhaft 1 A.
Gerät 2 verbraucht dauerhaft 2 A.
Gerät 3 verbraucht dauerhaft 3 A.

Welche/s Gerät/e läuft/laufen denn jetzt, wenn 3 A verbraucht werden?
Das kann man auch auf kurzeitige Verbräuche mit den Profilen herunterbrechen.

Das seriös zu lösen ist, denke ich, über überwachen der einzelnen Geräte sicherer, einfacher und weniger Aufwand, auch wenn ich die Profillösung interessant finde.

Wie gesagt, wird nicht trivial, deshalb ja interessant zu programmieren. Allerdings sehe ich Dein Beispiel noch als sehr einfach an:

kommt das in der Realität nicht vor, dass wir solche Geräte haben, schließlich ist die Stromstärke keine natürliche Zahl. Es wird also eher so sein, dass Gerät 1 0.93-1.02A, Gerät 2 2.13-2.26A und Gerät 3 2.81 - 2.95A ziehen.
kann man die Historie mit verwenden. Wenn erst 1A, dann 3A gezogen werden, wurde erst Gerät 1, dann Gerät 2 angeschaltet.
Wenn wir Strom und Leistung betrachten werden die Werte noch etwas eindeutiger, denn die meisten Geräte sind keine reinen ohmschen Verbraucher. Es ist sehr gut möglich, dass bei Gerät 1 + Gerät 2 bei 3A eine Leistung von 600W gezogen wird, bei Gerät 3 bei 3A aber eine Leistung von 540W gezogen wird.

Deutlich interessanter sind da Verbraucher, die keine konstante Last erzeugen. Hier muss man nicht nur die aktuellen Werte und evtl. einen vorher gefundenen Zustand berücksichtigen, vielmehr muss man die Lastkurven vergleichen. Ein einfacher Ansatz dafür wäre, den Anfang der gespeicherten Lastkurve mit der bisherigen Lastkurve, bereinigt um bereits identifizierte Verbraucher über Skalarmultiplikation zu verrechnen und zu gucken, ob dabei ein gewisser Grenzwert überschritten wird. Dabei werden die Kurven gegeneinander verschoben um das Maximum zu finden. Aber es wurden schon Szenarien genannt, bei denen das auch schief gehen wird.

@maxpd

übertrieben ist das vielleicht gar nicht, wenn man nicht eine zwischensteckdose benutzt, sondern evtl. einen hutschienen Shelly nutzt und damit alle steckdosen im wohnzimmer gleichzeitig auf der leitung hat.

Wenn es zu viele Verbraucher werden, wird das aufgrund der Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten (exponentielles Wachstum) sehr schnell unmöglich das noch auseinander zu halten. Bei zwei oder drei kann ich mir das noch ganz gut vorstellen, bei fünf oder sechs ist es vermutlich schon eher ein Glücksspiel und deutlich davon abhängig, dass sich die Verbraucher deutlich in ihrem Lastverhalten unterscheiden.

Edit: Was ich oben noch vergaß: Da es hier um Wechselstrom geht, sind 1A + 2A auch nicht unbedingt 3A. Das trifft nur dann zu, wenn sie den gleichen Phasenwinkel aufweisen. Das macht es natürlich auch nicht unbedingt einfacher.

Andreios

@zarello sagte in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

Deutlich interessanter sind da Verbraucher, die keine konstante Last erzeugen.

Das meinte ich mit "Das kann man auch auf kurzeitige Verbräuche mit den Profilen herunterbrechen."
Die 3 Geräte waren nur eine vereinfachte Darstellung.

Wie schon gesagt, finde ich die Lösung interessant. Aber sie ist nicht trivial zu lösen!

OpenSourceNomad

@andreas-5 said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

Wie schon gesagt, finde ich die Lösung interessant. Aber sie ist nicht trivial zu lösen!

Glaube auch nicht das dies ein einfaches unterfangen darstellt. Selbst Firmen die Millionen für solch eine "Technologie" ausgeben (wie wahrscheinlich sense) haben damit keinen wirklichen Erfolg beim Kunden wenn man sich ein bisschen (abseits der 4 und 5 Sterne "Bewertungen" auf deren Seite) umhört :ear: bzw. liest :newspaper:

Da erfährt man dann z.B. so was hier :point_right: https://www.cnet.com/reviews/sense-home-energy-monitor-review/ :rolled_up_newspaper:

The Bottom Line
Sense is a reasonable option if you want to view whole-home energy output in real-time, but its ability to detect individual appliances is hit or miss.

Oder das Verdict aus diesem Video hier :point_right: https://yewtu.be/watch?v=5RyDxZLA8b8 :movie_camera:

auf Gut deutsch: Außer Spesen nix gewesen...

OpenSourceNomad

@maxpd said in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

@opensourcenomad wie bekommst du die esp home werte in iobroker?

Gar nicht, weil bei mir gar kein iobroker läuft :grimacing: Aber andere benutzen dafür einfach die native api welche der esphome adapter von @Dutchman mitbringt.

Einzig gut zu wissen ist das, stand heute, nur Sensor, Binary Sensor, Text Sensor, Switch und Climate Komponenten von esphome (direkt mittels api) unterstützt werden. Für Power Metering und Relais (typischerweise nur Sensoren und Switche) sollte das aber ziemlich alles abdecken. Alternativ hat esphome auch eine vollwertige mqtt Unterstützung, falls das jemand noch am laufen hat :P

Btw: Ich nutze für die aktuelle Strommessung einen Shelly 1PM.

Dafür gibt es hier übrigens ein fertiges yamelchen :point_right: https://www.esphome-devices.com/devices/Shelly-1PM

klassisch

@maxpd sagte in Stromverbrauch auswerten und Gerät identifizieren:

@opensourcenomad wie bekommst du die esp home werte in iobroker?

Für ESPHome gibt es einen Adapter, für Shelly gibt es einen Adapter, Tasmota lief mal über Sonoff Adapter (weiß nicht, wie das heute ist), und für selbstprogrammierte ESPs gibt es simpleApi Adapter

KI klingt gut. Aber die heutzutage verwendeten CNN müssen trainiert werden. D.h. Man muß denen eine zeitlang genau sagen, was im Netz passiert und welcher Verbraucher was zieht. Je genauer und länger man das tut, umso besser kann das Ergebnis werden.
Nachdem man den Trainingsdatensatz und die zugehörige ground truth erstellt hat, Braucht man erst mal ordentlich Rechenleistung, um die Gewichtungen der CNN Knoten zu berechnen.
Dann kommt diese Konfiguration ins Laufzeitsystem und braucht dort auch nochmals ordentlich Rechenleistung.
Und wenn das Ergebnis nicht paßt, kann man nur akademisch die Achseln zucken und weiter trainieren.
Also ein komplett selbstlernendes System müßte schon sehr viele Annahmen treffen und damit zufällig auch richtig liegen.

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