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ESP8266 Ferraris Stromzähler Auswertung

Um einmal einen Überblick über den Energieverbrauch des Hauses zu bekommen wollte ich meinen Stromzähler digital auswerten. Leider ist dieser noch ein alter Ferraris-Zähler ohne S0-Schnittstelle und kann somit nicht einfach ausgewertet werden. Nach kurzer Recherche im Internet stellte sich heraus, dass dieses Problem schon sehr viele findige Bastler über Reflex-Lichtschranken gelöst haben. Ein gesamtes fertiges Projekt für den ESP8266 konnte ich direkt nicht finden, daher musste ich mir doch die Mühe selbst machen 🙂

Da ich derzeit zeitlich etwas eingeschränkt bin, wollte ich nicht zu viel Zeit mit Versuchen und Layouterstellung verbraten und habe stattdessen auf fertige Module gesetzt. Für die Lichtschranke kommt ein TCRT5000 Module zum Einsatz in Kombination mit einem WeMos D1 Mini. Für das Lichtschranken Module habe ich schnell ein Modell erstellt und mit dem 3D Drucker ausgedruckt, glücklicherweise passte direkt das erste Modell ziemlich gut, sodass ich kein weiteres drucken musste. Das Module wird in das Plastikteil mit einer kleinen M3er Schraube fixiert und mit Klebeband am Zähler selbst angebracht.

Das TCRT5000 Modul kann mit 3-5V versorgt werden und hat je einen digitalen und einen analogen Ausgang. Der digitale Ausgang entspricht dem Ausgang eines Komparators, der direkt mit dem Analogsignal gespeist wird. Die Vergleichsspannung ist komfortabel per Potentiometer einstellbar. Um die richtige Vergleichsspannung einzustellen, kann es hilfreich sein mit dem Oszilloskop den Signalverlauf des Analogsignals aufzuzeichnen. Nachfolgend das Ergebnis nach dem Einstellen der gewünschen Spannung am Potentiometer.

Kanal 1 (gelb) entspricht dem Analogsignal während des Umlaufs, erscheint die rote Markierung steigt die Spannung leicht an und lässt dadurch den Komparator umschalten, das Signal an Kanal 2 (blau) verändert sich. Das digitale Signal kann sehr einfach für die anschließende Auswertung in der Software genutzt werden. Da das Signal in meiner Oszi Aufzeichnung ganz leicht geprellt hat, habe ich eine einfache Entprellung in Software integriert. Die Abtastung des Signals erfolgt ohne „feste“ Zeitbasis, es hat direkt so funktioniert, daher habe ich bisher aus Bequemlichkeit darauf verzichtet die Software nochmal zu überarbeiten.

Auf dem Zähler ist angegeben, dass pro 96 Umläufe der Scheibe 1kWh verbraucht wurde. Diese Angabe wird in der Software genutzt um die Leistung im letzten Durchlauf auszurechnen. Dazu wird die Zeit in Millisekunden eines jeden Umlaufs gemessen und in eine Leistung umgerechnet, das Ergebnis wird an ein PHP Skript auf meinem Webspace übergeben, welches die Daten in die Datenbank schiebt. Anschließend wird das ganze wieder durch ein PHP Skript aus der Datenbank ausgelesen und aufbereitet in einem Diagramm dargestellt.

Im oberen Diagramm sieht man schön das Peak bei 08:45 Uhr, das ist die Kaffeepadmaschine 😎