Stromverbrauch monitoren mithilfe von LoRaWAN® und der SITBox Beta

Ausgangssituation und Problemstellung

Durch den raschen Anstieg von E-Autos auf unseren Straßen und dem damit einhergehenden erhöhten Strombedarf ist es z.B. für Energieversorger sinnvoll zu schauen (Monitoren), was an Strom aus den einzelnen Trafostationen “entnommen” wird.

Zu Beginn dieses Anwendungsfalles wurden die Trafostationen des Energieversorgers einmal pro Jahr besichtigt. Es wurde bei dieser Besichtigung der sog. Schleppzeigerwert abgelesen. Der Schleppzeiger zeigt an wie hoch, der max. Strom seit der letzten Besichtigung auf dem Außenleiter L2 war. Also irgendwann, nicht wann oder wie oft. L1 und L3 werden nicht erfasst. Die Aufgabe bestand darin, diesen Schleppzeigerwert in kürzeren Abständen auf einer Plattform sichtbar zu machen. Zusammen mit Kollegen und einem externen Programmierer haben wir uns an diese Aufgabe gemacht.

Die Übertragung sollte mit der damals ganz neuen Technik „LoRaWAN“ realisiert werden. Es erfolgte die Suche nach einem zuverlässigen Provider, irgendwohin mussten die Daten unserer Nodes ja geschickt und gespeichert werden und Komponenten für unsern Anwendungsfall.

Als Partner für das Hosten der Daten haben wir uns für Zenner IoT in Hamburg entschieden. Obwohl es mittlerweile bestimmt ganz viele Provider gibt, sind wir bis heute bei den Jungs aus Hamburg und ich muss sagen, wir haben es zu keinem Zeitpunkt bereut, im Gegenteil ich habe noch nie einen so guten Service erlebt wie hier. Da wir keine Komponenten gefunden haben, versuchten wir selbst was zu entwickeln.

Die Lösung: SITBox Beta/Alpha zur Strommessung über Funk/LoRaWAN

Der erste Prototyp entstand innerhalb von 4 Wochen. Dieses Testgerät konnte aus der Trafostation den Wert von L2 alle 15min. übertragen, gleichzeitig gab es einen Anschluss für die Kurzschlussüberwachung und einen Anschluss für die Erdschlussüberwachung. Ich denke das alleine war schon ein Quantensprung. Die Entwicklung ging weiter, bereits ein halbes Jahr später hatten wir die zweite Platine entwickelt und die Software erweitert. Mit der neuen Platine waren wir in der Lage L1, L2 und L3 zu überwachen. Aber nicht nur einen Wert pro 15min.. Unsere Platine war in der Lage 2 x L1, 2 x L2 und 2 x L3, also zwei Abgänge, zu überwachen. Die Messung erfolgte nicht nur einmal, ab dieser Version finden laufend Strommessungen statt. Nach 15min. wird jetzt der minimal geflossene Strom, der maximal geflossene Strom und der errechnete Durchschnittswert übertragen.

Die „Urplatine“.

Sie läuft seit Januar 2018 bis heute und liefert noch immer zuverlässige Werte.

Das Bild zeigt die erste Box, diese wurde wie man sieht, nicht so professionell an einer Kabelführung in einem 19 Zoll Rack aufgehängt. Die Antenne (weiß links neben der Kabeleinführung) wurde an der Gehäuseoberseite montiert.

Die drei schwarzen Kabel, ebenfalls an der Gehäuseoberseite gehen direkt zu den Klappkernwandlern die an L1, L2 und L3 montiert sind. Auf der Unterseite wurde die Stromzuführung (230V) angebracht.

Wir haben damals ein recht großes Gehäuse verwendet, da es sich ja um einen Prototyp handelt und wir nicht genau wussten was wir noch alles ändern oder einbauen müssen. Angedacht waren auch zwei RGB-LED’s. Eine LED sollte den Gerätestatus anzeigen und die Zweite den LoRa-Status. Hier hatten wir auf die LED für den Gerätestatus verzichtet. Grün für den LoRa-Status bedeutet „alles OK“. Eine Außenantenne wäre nicht notwendig gewesen, denn das Outdoorgateway der Firma Zenner ist nur ca. 2m von diesem Sensor entfernt.

Eine Stadt wird wach – die Daten Visualisiert.

Auf dem Bild sieht man, über mehrere Tage, den Stromverlauf in einer Trafostation. Deutlich zu sehen, dass am Morgen der Strom ansteigt und am Abend wieder abfällt.

Schon längst wurde die Hard- und Software überarbeitet. Die Firma SIT-GmbH in Oberursel vertreibt dieses Modul derzeit in der Version SITBox Beta. Nein, es ist keine Beta Version, es ist eben die Weiterentwicklung der Alpha-Version. In Kürze gibt es auch ein neu gestaltetes Gehäuse. Und natürlich trägt die Box die CE-Zertifizierung.

Die SITboxBeta

Leider war das aktuelle Gehäuse während der Erstellung des Blogbeitrages noch nicht verfügbar.

Die Firma SIT-GmbH ist ihr Partner für technische Gebäudeausrüstungen. Neben dem Hauptsitz in Oberursel gibt es bereits Niederlassungen in Baden-Baden und Leipzig.

Schaut euch einfach mal auf der Homepage unter dem folgenden Link: https://sicherintechnik.de/ um.

Wenn ihr Fragen habt, schreibt mir einfach 😉