Shelly pro 3EM

Ich habe meinen bestellten Shelly Pro 3EM erhalten und einige Tests durchgeführt. Die folgenden Beschreibungen ersetzen keinesfalls die mitgelieferten/veröffentlichten Original Handbücher/Bedienungsanleitungen

Anschluss

Da ich bisher keine Anschlussschemata gefunden habe, hier mein laienhaft erstelltes Schema:

Anschluss Schema

So funktioniert es bei mir mit der Ausgabe des gesamten Stromverbrauchs des Anschlusses. Wichtig sind zum einen, dass sich die Abnahmeklemmen (IA, IB oder IC) immer an der entsprechend angeschlossenen Phase (L1 = A, L2 = B, L3 = C) die Leistung abnehmen, und, die Klemmen in der aufgedruckten Fliessrichtung (K > L) gedreht sind.

Selbstverständlich sind andere Messungen (Wechselrichter, Wallbox, …) unter Beachtung der entsprechenden Zuordnungen möglich.

Verbindung mit dem bereitgestellten (Standard) Access Point

Nach der elektrischen Inbetriebnahme (mind. N = Null und C = L3) stellt der Shelly Pro 3EM einen WLAN Access Point mit der SSID ShellyPro3EM-XXXXXXXXXXXX ohne Passwort zur Verfügung (XXXXXXXXXXXX = Device ID). Ich habe auf dem Handy die WLAN Verbindung aktiviert und im Browser http://192.168.33.1 zur Konfiguration über dei Web-GUI eingegeben.

Shelly Pro 3EM - Settings

Netzwerkeinstellungen

Wenn möglich sollte Ethernet verwendet werden. Da als Standard hier ein DHCP Verbindungsaufbau konfiguriert ist, sollte (ohne eigenen DNS – Server oder adäquater Konfiguration des DHCP Servers) eine fest IP eingetragen werden, damit die Web-GUI des Shelly Pro 3EM ohne lästiges suchen der aktuell vergebenen IP Adresse aufgerufen werden kann. Das gilt auch, wenn der WiFi verwendet werden soll.

Zusätzlich empfehle ich den Access Point als “trouble port” oder als Schaltschrank internen Access Point mit einem Passwort geschützt aktiv zu lassen, und, wenn nicht als Gateway benötigt, Bluetooth abzuschalten.

Verbindungseinstellungen (hier: MQTT)

Hier gibt es sehr viele realisierbare Möglichkeiten. Meine bevorzugte ist MQTT. Zum Einstieg und Kennenlernen habe ich alle Optionen der MQTT Einstellungen aktiviert. Auch MQTT debug unter Settings – Debug sind aktiviert.

Nach eine Neustart läuft der Shelly Pro 3EM einwandfrei und liefert Daten an den MQTT Broker.

MQTT Messages

70-shellypro3em-xxxxxxxxxxxx/#

topicmessage
online [fix, bei Änderung]true
rpc [variabel]z.B.:
{
"id": 0,
"method": "EMData.GetData",
"params": {
  "id": 0,
  "ts": 1680771600,
"minutes": 60
}
}
debug/log [variabel]z.B.:
shellypro3em-xxxxxxxxxxxx 58015 1681805794.002 2|
shelly_notification:161 Status change of em:0:
{
"id":0,
"a_act_power":-0.0,
"a_aprt_power":0.0,
"a_current":0.029,
"a_pf":1.00,
"a_voltage":0.1,
"b_act_power":-0.0,
"b_aprt_power":0.0,
"b_current":0.028,
"b_pf":1.00,
"b_voltage":0.1,
"c_act_power":-0.1,
"c_aprt_power"

… wird hier abgeschnitten?!
events/rpc [variabel]z.B.:
{
"src": "shellypro3em-xxxxxxxxxxxx",
"dst": "70-shellypro3em-xxxxxxxxxxxx/events",
"method": "NotifyStatus",
"params": {
"ts": 1681806001.9,
"em:0": {
"id": 0,
"a_act_power": 0,
"a_aprt_power": 0,
"a_current": 0.03,
"a_pf": 1,
"a_voltage": 0.1,
"b_act_power": 0,
"b_aprt_power": 0,
"b_current": 0.027,
"b_pf": 1,
"b_voltage": 0.1,
"c_act_power": -0.1,
"c_aprt_power": 6.9,
"c_current": 0.029,
"c_pf": 1,
"c_voltage": 238.2,
"n_current": null,
"total_act_power": -0.118,
"total_aprt_power": 6.948,
"total_current": 0.086
}
}
}
status/em:0 [fix, bei Änderung]{
"id": 0,
"a_current": 0.03,
"a_voltage": 0.1,
"a_act_power": 0,
"a_aprt_power": 0,
"a_pf": 1,
"b_current": 0.028,
"b_voltage": 0.1,
"b_act_power": 0,
"b_aprt_power": 0,
"b_pf": 1,
"c_current": 0.028,
"c_voltage": 238.4,
"c_act_power": 0,
"c_aprt_power": 6.8,
"c_pf": 1,
"n_current": null,
"total_current": 0.086,
"total_act_power": -0.017,
"total_aprt_power": 6.78,
"user_calibrated_phase": [],
"errors": [
"no_load"
]
}
status/emdata:0 [fix, Minute]{
"id": 0,
"a_total_act_energy": 0.08,
"a_total_act_ret_energy": 0,
"b_total_act_energy": 0.07,
"b_total_act_ret_energy": 0,
"c_total_act_energy": 0.09,
"c_total_act_ret_energy": 0,
"total_act": 0.24,
"total_act_ret": 0
}
status/mqtt [fix, bei Änderung]{"connected":true}
status/sys [fix, bei Änderung]{
"mac": "XXXXXXXXXXXX",
"restart_required": true,
"time": "11:28",
"unixtime": 1681723737,
"uptime": 439831,
"ram_size": 246308,
"ram_free": 97032,
"fs_size": 524288,
"fs_free": 172032,
"cfg_rev": 23,
"kvs_rev": 0,
"webhook_rev": 0,
"available_updates": {}
}

Verwendete Werte und Einheiten im Topic em:0

id numberID der EM Komponenteninstanz
a_currentnumber or nullPhase A [L1] Messwert der Stromstärke, [A]
a_voltagenumber or nullPhase A [L1] Messwert der Spannung, [V]
a_act_powernumber or nullPhase A [L1] Messwert der Wirkleistung, [W]
a_aprt_powernumber or nullPhase A [L1] Messwert der Scheinleistung, [VA]
a_pfnumber or nullPhase A [L1] Messwert des Leistungsfaktors
a_errorsarray of type stringPhase A [L1] aufgetretende Fehler. z.B.
Wert außerhalb des Bereichs:
out_of_range:active_power
out_of_range:apparent_power,
out_of_range:voltage
out_of_range:current,
(Ausgabe nur, wenn mind. 1 Fehler vorhanden)
b_currentnumber or nullPhase B [L2] Messwert der Stromstärke, [A]
b_voltagenumber or nullPhase B [L2] Messwert der Spannung, [V]
b_act_powernumber or nullPhase B [L2] Messwert der Wirkleistung, [W]
b_aprt_powernumber or nullPhase B [L2] Messwert der Scheinleistung, [VA]
b_pfnumber or nullPhase B [L2] Messwert des Leistungsfaktors
b_errorsarray of type stringPhase B [L2] aufgetretende Fehler. z.B.
Wert außerhalb des Bereichs:
out_of_range:active_power
out_of_range:apparent_power,
out_of_range:voltage
out_of_range:current,
(Ausgabe nur, wenn mind. 1 Fehler vorhanden)
c_currentnumber or nullPhase C [L3] Messwert der Stromstärke, [A]
c_voltagenumber or nullPhase C [L3] Messwert der Spannung, [V]
c_act_powernumber or nullPhase C [L3] Messwert der Wirkleistung, [W]
c_aprt_powernumber or nullPhase C [L3] Messwert der Scheinleistung, [VA]
c_pfnumber or nullPhase C [L3] Messwert des Leistungsfaktors
c_errorsarray of type stringPhase C [L3] aufgetretende Fehler. z.B.
Wert außerhalb des Bereichs:
out_of_range:active_power
out_of_range:apparent_power,
out_of_range:voltage
out_of_range:current,
(Ausgabe nur, wenn mind. 1 Fehler vorhanden)
n_currentnumber or nullNeutral [N] Messwert der Stromstärke, [A] (wenn vorhanden)
n_errorsarray of type stringNeutral aufgetretende Fehler. z.B.
Wert außerhalb des Bereichs:
out_of_range:current,
(Ausgabe nur, wenn mind. 1 Fehler vorhanden)
total_currentnumber or nullSumme of the Stromstärke aller Phasen [L] (ohne N Werte, wenn vorhanden)
total_act_powernumber or nullSumme der Wirkleistung aller Phasen [L1+L2+L3]
total_aprt_powernumber or nullSumme Scheinleistung aller Phasen [L1+L2+L3]
user_calibrated_phasearray of type stringBenutzer kalibrierte Phasenmessungen
errorsarray of type stringEM Komponentenfehler. z.B.: power_meter_failure
phase_sequence or 
no_load.
(Ausgabe nur, wenn mind. 1 Fehler vorhanden)
siehe Original: https://shelly-api-docs.shelly.cloud/gen2/ComponentsAndServices/EM#status

Verwendete Werte und Einheiten im Topic emdata:0

EigenschaftTypBeschreibung
idnumberID der EM Komponenteninstanz
a_total_act_energynumberGesamte Wirkenergie (Verbrauch) der Phase A [L1], Wh
a_total_act_ret_energynumberGesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) der Phase A [L1], Wh
b_total_act_energynumberGesamte Wirkenergie (Verbrauch) der Phase B [L2], Wh
b_total_act_ret_energynumberGesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) der Phase B [L2], Wh
c_total_act_energynumberGesamte Wirkenergie (Verbrauch) der Phase C [L3], Wh
c_total_act_ret_energynumberGesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) der Phase C [L3], Wh
total_actnumberGesamte Wirkenergie (Verbrauch) aller Phasen [L1+L2+L3], Wh
total_act_retnumberGesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) aller Phasen [L1+L2+L3], Wh
errorsarray of type stringEM Komponentenfehler. z.B.:
database_error,
(Ausgabe nur, wenn mind. 1 Fehler vorhanden) 
siehe Original: https://shelly-api-docs.shelly.cloud/gen2/ComponentsAndServices/EMData#status

Auswertung der MQTT – Daten

Mittlerweile nutze ich für die Auswertung und Darstellung der Daten die InfluxDB und Grafana. Im Folgenden werde ich meine generellen Gedanken zur geeigneten Auswertbarkeit der gelieferten Daten erläutern.

Grundsätzliche unterscheide ich 3 Bereiche:

Aktuelle Netzauslastung

Hier interessieren mich Werte wie Grundlast und Spitzenlasten und erweitert die Verursacher. Dazu greife ich auf die Daten aus dem Topic "70-shellypro3em-xxxxxxxxxxxx/em:0" zurück.

Insbesondere verwende ich die Verläufe von der Wirkleistung (power in Watt) und der Stromstärke (current in Amper). Aktuelle Werte (letzte Stunde), der Tages- und Wochenverlauf stehen dabei im Vordergrund.

shelly pro 3em - grafana
Muster in Grafana ohne Anschluss der Klemmen

Netzqualität

Auch hier verwende ich im Wesentlichen Daten aus der dem Topic "70-shellypro3em-xxxxxxxxxxxx/em:0". Dabei sind neben den Fehlern (error) die Werte aus der Scheinleistung (aprt_power in VA), der Spannung (voltage in V) und des Leistungsfaktors (pf ohne Einheit) im Fokus.

shelly pro 3em - diagram view
Muster der Web-GUI ohne Anschluss der Klemmen
shelly pro 3em - Classic View
Muster der Web-GUI ohne Anschluss der Klemmen

Verbrauch-/Einspeisedaten

Dafür verwende ich die in Wattstunden (Wh) angegebenen Werte aus dem Topic "70-shellypro3em-xxxxxxxxxxxx/emdata:0". Hier wird bereits der Verbrauch (act_energy in Wh) und die Einspeisung (act_ret_energy in Wh) unterschieden.

shelly pro 3em - energy graphs
Muster der Web-GUI ohne Anschluss der Klemmen

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