user_device.php - großes Beispiel zur Einbindung eigener Geräte (DTSU666-H und Daly BMS via WLAN)

[gzi]

edit 20.3.: Beilage user_device.php aktualisiert
edit 21.3.: Link auf Detailbeschreibung eingefügt

Smart Meter, Wechselrichter oder Batterie-Managementsysteme, die in der Solaranzeige nicht als Regler vorgesehen sind, können über eigene PHP-Programmierung eingebunden werden. Ich beschreibe hier meine Lösung als Beispiel und Vorlage für Benutzer, die selber etwas Ähnliches machen wollen.

Wir nehmen an, dass bereits ein Multi-Regler-System eingerichtet wurde (Gerät 1 ist bei mir eine Hoymiles DTU und Gerät 2 ist eine AhoyDTU). An diese sind (experimentell) zwei Einspeise-Wechselrichter angeschlossen. Der Raspi hängt via WLAN im lokalen Netz.

Es sollen ein Smart-Meter DTSU666-H https://solar.huawei.com/-/media/Solar/ ... sor_DT.pdf



sowie ein Daly-Batterie-Managementsystem https://www.dalybms.com/smart-lifepo4-bms/



via WLAN angebunden werden. Für letzteres gibt es zwar in der Solaranzeige eine Standard-Anbindung, aber nicht via WLAN sondern nur über RS485 Kabel nach USB.

Mein Ziel ist es, eine smarte Einspeise-Begrenzung zu implementieren indem ich bei PV-Überschuss die Leistung der Wechselrichter so regele, dass sie nicht oder nicht zu viel Strom einspeisen und/oder optionale Verbraucher zugeschaltet werden.

Im Sinne einer „Gewaltenteilung“ wird Letzteres von einer Hausautomation erledigt, die dafür von der Solaranzeige mit den nötigen Daten bzw. Entscheidungsgrundlagen versorgt wird.

Hinweis: Danke an Ulrich und alle die zur Solaranzeige Beiträge leisten! Ohne Eure Vorarbeit, hätte ich diese Lösung wahrscheinlich nie geschafft. Jedenfalls nicht in dieser Zeit. Wie Vieles im Leben kann auch diese Lösung verbessert werden. Daher freue ich mich über Kommentare und Verbesserungsvorschläge dazu!

Hinweis 2: Ich gehe davon aus, dass der Leser weiß, wie er Dateien am Raspi anlegt und bearbeitet, er PHP-Code zumindest lesen kann und wie er auf die Kommandozeile des Raspbian Betriebssystems zugreift.

Hardware

Der 3-Phasen Stromzähler Huawei/CHint DTSU666-H verfügt über eine Modbus RTU Schnittstelle, die über eine RS485 Verbindung angesprochen werden kann. Damit der Stromzähler WLAN-fähig wird schalten wir einen Elfin EW11 http://www.hi-flying.com/elfin-ew10-elfin-ew11 Protokoll-Wandler dazwischen.



Das Gerät macht aus der Modbus RTU Schnittstelle des Stromzählers eine Modbus TCP Schnittstelle. Es hat eine komfortable Web-Oberfläche,



verbindet sich mit dem WLAN und kann so von der Solaranzeige einfach erreicht werden.

Zum Daly Smart-BMS kann man einen Bluetooth-Dongle kaufen, der über ein kurzes proprietäres Kabel angeschlossen wird. Im Github Projekt Daly-BMS-to-MQTT https://github.com/softwarecrash/DALY-BMS-to-MQTT wurde vom user "softwarecrash" eine Lösung entwickelt, wie man den Bluetooth-Dongle durch ein WLAN-Interface ersetzt (herzlichen Dank auch an diese Richtung!). Das WLAN-Interface besteht aus einem Wemos D1 mini Mikroprozessor https://www.makershop.de/plattformen/d1 ... s-d1-mini/ und einer angelöteten USB Buchse um das Kabel zum Daly-BMS anzuschließen https://github.com/softwarecrash/DALY-B ... onnections (Abschnitt: Connection via USB cable from BT dongle).


"Optional Wake" und "Optional Relay" habe ich nicht benötigt.

Alles ist für ein paar wenige Euros zu haben. Allerdings muss man wissen wie ein Lötkolben funktioniert . Der Wemos verbindet sich ebenfalls mit dem WLAN, hat ebenfalls ein nettes Web-Interface,



kann die Daten des BMS via WLAN und MQTT an den Mosquitto.Server der Solaranzeige senden und er bietet aber auch eine JSON-Schnittstelle an, die wir hier verwenden werden.

Information zur Installation der Hardware findet sich auch bei Youtube z.B. https://youtu.be/9N4bXswc-vE (bis Minute 3:50; aber das ist eine Arbeit für Elektriker) , https://youtu.be/-Pu_RVT9eLA?t=405 oder https://youtu.be/gUoFhgqzK7k .

Firmware

Die Firmware für den Wemos D1 mini kann ganz einfach vom PC aus mit einem USB Kabel auf den Wemos übertragen/geflashed werden. Das ist auf der Github-Seite genau beschrieben. Der Elfin EW11 kommt bereits mit der richtigen Firmware.

Software

User.config
Wir erweitern unsere Solaranzeige-Installation zunächst um eine weitere Config Datei z.B.

Code: Alles auswählen

3.user.config.php 

als Kopie der user.config.php und vergeben dort eine Reglernummer, die es nicht gibt z.B.

Code: Alles auswählen

$Regler = "1001";

Weiters müssen wir in der 3.user.config.php folgende Werte eintragen:

Code: Alles auswählen

$GeraeteNummer = "3";
$WR_IP = "10.0.0.2"; 
$WR_Port = "502";    
$WR_Adresse = "38";

Die IP-Adresse ist dabei diejenige unter der wir den Elfin-EW11 im WLAN erreichen können. 502 ist der Standard Port für Modbus TCP Verbindungen. 38 ist die Modbus-ID des Stromzählers. Diese war bei mir auf 38 gesetzt, kann aber am Stromzähler selbst eingesehen und verändert werden.

Code: Alles auswählen

$InfluxDB_local = true;
$InfluxDBLokal  = "DTSU666H";

DTSU666H ist der Name der lokalen Influx-Datenbank in der die Daten vom Stromzähler abgelegt werden sollen. Die weiteren Parameter sind Default-Werte.

Code: Alles auswählen

$Wiederholungen = 1;
$InfluxDB_remote = false;
$InfluxPort = 8086;

Weitere Einstellungen, die in der user.config nicht vorgesehen sind (wie zum Beispiel die zweite IP-Adresse für den Wemos D1) , werden im Abschnitt 1 der user_device.php festgelegt.

Influx Datenbanken anlegen

Standardmäßig hat die Solaranzeige eine Influx-Datenbank mit dem Namen „Solaranzeige“ . Es hat aber Sinn nicht alle Daten in die gleiche Datenbank zu speichern. Auf der Kommandozeile starten wir mit

Code: Alles auswählen

influx

den Client zur Influx-Datenbank. Dort legen wir zwei Datenbanken an:

Code: Alles auswählen

create database DTSU666H
create database DalyBMS

Mit dem Kommando

Code: Alles auswählen

quit

können wir dann den Client schließen. Tabellen bzw. Measurements muss man nicht extra anlegen. Die entstehen wenn man die ersten Daten abspeichert.

Implementierung der Anbindung

Die Anbindung wird in der Datei user_device.php implementiert. Diese muss unter /var/www/html abgespeichert sein und wird in die Solaranzeige inkludiert, wenn ein nicht existierender Regler (bei uns 1001) in der user.config angegeben ist.

Die Implementierung umfasst folgende Abschnitte, die im Quellcode auch als Kommentare ersichtlich sind.

// 1. Einstellungen
// 1.1 Allgemeine Einstellungen
// 1.2 Smart Meter
// 1.3 BMS
// 1.4 (Null)Einspeisung durch Drosselung des Wechselrichters
// 1.5 Hausautomation
// 2. Smart Meter DTSU666-H via Modbus TCP auslesen (siehe Detailbeschreibung)
// 2.1 Aktuellen Energieverbrauch vom Netz ermitteln
// 2.2 Zählerstand auslesen
// 2.3 Spannung auslesen
// 2.4 Strom, Ampere auslesen
// 2.5 Blindleistung auslesen
// 2.6 Frequenz auslesen
// 2.7 4-Quadrantenzählung
// 2.8 abgeleitete Daten berechnen
// 2.9 Query für das Schreiben in die influxDB zusammenstellen
// 2.10 optionale Nachbearbeitung der Smart-Meter Daten
// 2.11 Smart-Meter Daten optional an den hauseigenen MQTT Broker übergeben
// 2.12 Zeitpunkte definieren
// 2.13 Smart-Meter Daten in influxDB ablegen
// 3. Daly BMS via WLAN auslesen (siehe Detailbeschreibung)
// 3.1 JSON Daten auslesen
// 3.2 Query für das Schreiben in die influxDB zusammenstellen
// 3.3 optionale Nachbearbeitung der BMS Daten
// 3.4 Optional BMS Daten an den hauseigenen MQTT Broker übergeben
// 3.5 Zeitpunkte definieren
// 3.6 BMS Daten in influxDB ablegen
// 3.7 Wiederholungen des Auslesens steuern
// 4. Smarte (Null)Einspeisung durch Drosselung des Wechselrichters
// 4.1 Mittelwert PV AC Leistung aus InfluxDb lesen (und für 5. bereitstellen)
// 4.2 Mittelwert Netz-Bezug / Netz-Einspeisung aus InfluxDb lesen (und für 5. bereitstellen)
// 4.3 bisherige Drossel aus influxDB lesen (und für 5. bereitstellen)
// 4.4 Einspeiselimit (Drossel) alle $MinutenAbstand Minuten prüfen
// 4.4.1 Neue Drossel berechnen
// 4.4.2 Drossel in Wechselrichtern einstellen
// 4.4.3 neue Drossel in influxDB Measurement Einspeisung speichern
// 5. gleitende 7 Minuten-Mittelwerte für PV AC_Leistung (in Watt), Ladezustand der PV-Batterie (in %) und die vom öffentlichen Netz bezogene Leistung (in Watt) zur Hausautomation übertragen (siehe Detailbeschreibung)
// 6. Optional weitere Daten an HomeMatic senden
// 7. Optional Nachrichten an Messenger senden

Hier ein Ausschnitt aus Solaranzeige.log:

Code: Alles auswählen

20.03. 13:42:34 12277   -Verarbeitung von: '3.user.config.php'   Regler: 1001 /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:34 12277   -Datei 'user_device.php' gefunden. /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:34 12277|----------------   Start user_device.php DTSU666-H, Daly BMS --------------------------  /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Bezug_W: 47.1 /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Einspeisung_W: 0 /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -MQTT Daten zum [ localhost ] senden. /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Ende Abschnitt 2 - Smart Meter /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -SOC: 61.9% /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Cell_Temp: 17°C /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Ende Abschnitt 3 - BMS /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Minute 42: Drossel neu berechnen und ggf neu setzen. /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Neue Drossel berechnet: 1 /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:47 12277   -Ende Abschnitt 4 - Drossel /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:48 12277   -Ende Abschnitt 5 - Hausautomation /var/www/html/multi_regler_auslesen.php
20.03. 13:42:48 12277|----------------   Stop  user_device.php    --------------------------  /var/www/html/multi_regler_auslesen.php

Auf einem Raspi 3B benötigt das Script etwa 14 Sekunden. Man kann 10 sec sparen indem man in Abschnitt 1.2 das Auslesen der Smart Meter Detaildaten ausschaltet :

Code: Alles auswählen

$SM_Detaildaten=0; 		// 	0: nur W und KWh werden ausgelesen (schneller)

Den PHP-Code findet ihr hier unten als Anlage. In weiteren Postings werde ich einige Kapitel noch genauer besprechen und auf dieses Posting verweisen. Viel Spass beim Nach- und Umbau! Wer übrigens wissen will, wie meine Solaranlage entstanden ist, kann das hier ausführlich nachlesen

Die Daten können natürlich auch in Dashboards visualisiert werden.

Smart Meter Dashboard

Daly BMS Dashboard

[gzi]

Hier noch ein Link zur Detailbeschreibung für die Smarte Nuleinspeisung , Abschnitt 4 der Datei user_device.php. Diese ist hier auch in einer aktualisierten Version angehängt.

[gzi]

Ich habe im Abschnitt 4 noch einen Bug korrigiert

user_device.php

(39.6 KiB) 279-mal heruntergeladen

Die Daten im Measurement DTSU666H..Einspeisung wurden fälschlicherweise als Textstring und nicht als Zahl gespeichert.

Wenn Geräte nicht erreichbar sind, schicke ich mir jetzt eine Telegram-Message (mit einer Funktion, die hier bechrieben ist: viewtopic.php?t=3605 ) . Man kann das aber auch durch po_send_message ersetzen, wenn man lieber WhatsApp etc. verwenden will.

[Jrgn]

Hardware

Der 3-Phasen Stromzähler Huawei/CHint DTSU666-H verfügt über eine Modbus RTU Schnittstelle, die über eine RS485 Verbindung angesprochen werden kann. Damit der Stromzähler WLAN-fähig wird schalten wir einen Elfin EW11 http://www.hi-flying.com/elfin-ew10-elfin-ew11 Protokoll-Wandler dazwischen.



Das Gerät macht aus der Modbus RTU Schnittstelle des Stromzählers eine Modbus TCP Schnittstelle. Es hat eine komfortable Web-Oberfläche,

Hallo,

ich habe zwei Fragen dazu:

wie genau wird der Elfin angeschlossen, einfach in die A und B Klemmen am DTSU zwei weitere Kabel anschrauben die zum Elwin führen?

kann statt des EW11 auch der EE 11 (LAN-Version) verwendet werden? Ich sehe überall wo ein Huawei-System auf diese Art angebunden wird immer nur die Verwendung der WLAN-Version.

Danke, Gruß
J.

[gzi]

Der Elfin EW11 hat vier Eingänge: 2 für Stromversorgung (Netzteil) 2 für TX/RX (zum DTSU666H) . Das ist in der Doku gut beschrieben.
TX vom einen Gerät gehört in RX vom anderen und umgekehrt. Beliebiger Klingeldraht funktioniert.

Ja natürlich geht auch die LAN Version. Wäre eh besser. Bei mir ist halt der Hauptverteiler im Keller und der Router im ersten Stock.

[Jrgn]

danke.

Ich plane, im ersten Schritt den SUN2000-M1 Wechselrichter per RS485-to-USB-Adapter an den RasPi zu klemmen. Klemmt man den DTSU zusätzlich oder anstelle des WR an? Ich durchschaue die Vorteile noch nicht wirklich.

Gruß,
J.

[gzi]

Den Elfin EW11 brauchst Du nur wenn Du ein Modbus RTU Gerät übers WLAN an die Solaranzeige anbinden willst. Ich habe das gemacht damit ich mein Smart Meter DTSU666H (das eine Modbus RTU Schnittstelle hat) mit der Solaranzeige verbinden kann.

Wenn Du Deinen Wechselrichter per Kabel mit der Solaranzeige verbinden kannst, ist das die bessere Lösung, weil weniger anfällig für Übertragungsfehler.

Grundsätzlich hat es Sinn, neben dem Wechselrichter auch ein Smart Meter in die Solaranzeige einzubinden, weil man dann nicht nur sieht, was der Wechselrichter produziert, sondern auch was man verbraucht bzw. feststellen kann, wenn man überschüssigen PV-Strom hat und den für Sinnvolles verwenden kann. So kann das dann aussehen:

[Jrgn]

ok. Ich werde also erst mal den WR mit einem RS485toUSB-Adapter einrichten, das wird wohl genug sein um in die Materie hineinzukommen.

Wenn das vernünftig läuft kann ich mir ja in einem zweiten Schritt über die Einbindung des DTSU666H Gedanken machen.

Endausbau soll dann auch die Anbindung der vorhandenen Heidelberg Wallbox sein um über das gesamte System vernünftig Überschussladen zu können.

Dir erstmal herzlichen Dank, das hat mir weitergeholfen.

[Pechvogel]

Moin,
darf ich mit (m)einem Problem hier reingrätschen?
Ich habe eine Solaranlage und den Wechselrichter ( Solax X1 ) über zwei Elfin EW11 an ein Smartmeter SDM230 angeschlossen.
Das funktioniert ohne irgendwelche Probleme.

Mitlerweile versuche ich die Anlage aber mit einem zweiten Wechselrichter ( auch Solax X1 und PV ) und einer Batterie mit eigenem Wechselrichter ( Ihr erratet es: wieder Solax ) zu erweitern.
Natürlich brauche ich für die beiden neuen Wechselrichter auch wieder die Daten des Smartmeter.
Und genau hier ist mein Problem:
jeder Wechselrichter hat seinen eigenen EW11 und jede Konfiguration für sich alleine funktioniert mit dem Smartmeter. Aber eben nur allein.
Sobald ein zweiter Wechselrichter ebenfalls Daten haben will steigt dieser mit "Meter fault" aus. Einzig der Batteriewechselrichter ( Solax Fit Retro ) funktioniert unbeirrt. Aber jeder der PV-WR steigt, in Verbindung mit dem Batterie-WR oder auch nur in Verbindung mit dem zweiten PV-WR aus.

Wenn ich zwei ( oder drei ) WR gleichzeitig in den Modbus "schicke" geht das für 5 Sekunden gut, manchmal auch bis zu evtl. 5 Minuten, aber dann kommt "Meter fault" an den PV-WRs.

Konfiguration:
- Smartmeter EW11 auf TCP-Server; Port 502 ( auch schon mit 8899, 1001, ... versucht ); keep Alive von 1s bis 46.400s; ansonsten 9600, N, 8, 1, Half Duplex oder auch Xon/Xoff
- Wechselrichter EW11 auf TCP-Client; Port wie Server; keep Alive von 1s bis 46.400s probiert; 9600, N, 8, 1; Half Duplex oder Xon/Xoff

WiFi kommen alle über STA, sind natürlich angemeldet, alle Spannungsversorgungen über ( Hutschinen- ) Netzteile und zu Versuchszwecken im Moment alles auf "engstem Raum" d.h. die WLan-Verbindungsqualität ist super.
Ich hab´ auch schon versucht die Clients auf verschiedene Ports zu legen ( und dem Master natürlich auch die Ports konfiguriert ): keine Änderung!

Verbindungsprotokoll "Modbus" auf der seriellen Seite der EW11s bringt genausowenig Änderungen wie "None".

Ich hab´ so den Eindruck dass die WR "durcheinander" bekommen wenn mehr als einer eine Datenanfrage an das Smartmeter schickt.

Kann das sein?



Grüße
Dirk

[Ulrich]

Hallo Dirk,

das Problem sind nicht die Verbindungen an sich, sondern das Protokoll. Ich gehe davon aus, dass die Solax jeder ein RS485 Anschluss haben. Lese einmal nach, was bei einem RS485 Protokoll mit Master und Slave es auf sich hat. In einem solchen Netzwerk darf es nur einen Master und viele Slaves geben.
Master fragt, Slave antwortet. Du musst also dein Netzwerk so konfigurieren, dass nur einer fragt und alle anderen antworten. Ob das überhaupt möglich ist bei dir, kann ich nicht sagen. Deshalb kommt aber der Fehler nicht sofort.