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:

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.

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/#

topic

message

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

number

ID der EM Komponenteninstanz

a_current

number or null

Phase A [L1] Messwert der Stromstärke, [A]

a_voltage

number or null

Phase A [L1] Messwert der Spannung, [V]

a_act_power

number or null

Phase A [L1] Messwert der Wirkleistung, [W]

a_aprt_power

number or null

Phase A [L1] Messwert der Scheinleistung, [VA]

a_pf

number or null

Phase A [L1] Messwert des Leistungsfaktors

a_errors

array of type string

Phase 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_current

number or null

Phase B [L2] Messwert der Stromstärke, [A]

b_voltage

number or null

Phase B [L2] Messwert der Spannung, [V]

b_act_power

number or null

Phase B [L2] Messwert der Wirkleistung, [W]

b_aprt_power

number or null

Phase B [L2] Messwert der Scheinleistung, [VA]

b_pf

number or null

Phase B [L2] Messwert des Leistungsfaktors

b_errors

array of type string

Phase 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_current

number or null

Phase C [L3] Messwert der Stromstärke, [A]

c_voltage

number or null

Phase C [L3] Messwert der Spannung, [V]

c_act_power

number or null

Phase C [L3] Messwert der Wirkleistung, [W]

c_aprt_power

number or null

Phase C [L3] Messwert der Scheinleistung, [VA]

c_pf

number or null

Phase C [L3] Messwert des Leistungsfaktors

c_errors

array of type string

Phase 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_current

number or null

Neutral [N] Messwert der Stromstärke, [A] (wenn vorhanden)

n_errors

array of type string

Neutral aufgetretende Fehler. z.B.
Wert außerhalb des Bereichs:
out_of_range:current,
(Ausgabe nur, wenn mind. 1 Fehler vorhanden)

total_current

number or null

Summe of the Stromstärke aller Phasen [L] (ohne N Werte, wenn vorhanden)

total_act_power

number or null

Summe der Wirkleistung aller Phasen [L1+L2+L3]

total_aprt_power

number or null

Summe Scheinleistung aller Phasen [L1+L2+L3]

user_calibrated_phase

array of type string

Benutzer kalibrierte Phasenmessungen

errors

array of type string

EM 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

Eigenschaft

Typ

Beschreibung

id

number

ID der EM Komponenteninstanz

a_total_act_energy

number

Gesamte Wirkenergie (Verbrauch) der Phase A [L1], Wh

a_total_act_ret_energy

number

Gesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) der Phase A [L1], Wh

b_total_act_energy

number

Gesamte Wirkenergie (Verbrauch) der Phase B [L2], Wh

b_total_act_ret_energy

number

Gesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) der Phase B [L2], Wh

c_total_act_energy

number

Gesamte Wirkenergie (Verbrauch) der Phase C [L3], Wh

c_total_act_ret_energy

number

Gesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) der Phase C [L3], Wh

total_act

number

Gesamte Wirkenergie (Verbrauch) aller Phasen [L1+L2+L3], Wh

total_act_ret

number

Gesamte rückgeführte Wirkenergie (Einspeisung) aller Phasen [L1+L2+L3], Wh

errors

array of type string

EM 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.

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.

Muster der Web-GUI ohne Anschluss der Klemmen

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.

Muster der Web-GUI ohne Anschluss der Klemmen