{"id":8010,"date":"2024-02-06T17:31:41","date_gmt":"2024-02-06T16:31:41","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/?p=8010"},"modified":"2024-11-26T08:07:15","modified_gmt":"2024-11-26T07:07:15","slug":"pylontech-pv-akkustatus-im-homeassistant","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/2024\/02\/06\/pylontech-pv-akkustatus-im-homeassistant\/","title":{"rendered":"Pylontech PV-Akkustatus im HomeAssistant"},"content":{"rendered":"
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<\/path><\/svg><\/i> \"Loading\"<\/p>\n

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Update 26.11.2024:
\nAufgrund vieler Anfragen nach der Platine und weil vielleicht nicht jeder daran interessiert ist, sie selber zu zeichnen, stelle ich die Gerberdaten zum Dowload zur Verf\u00fcgung:<\/p>\n

pylontec_mqttinterface_v1.0_gerber<\/a><\/p>\n

Wer eine Photovoltaik Anlage in seinem Eigenheim aufgebaut hat, verwendet vielleicht sogar einen Energiespeicher. In diesem Beispiel handelt es sich um eine Offgrid Anlage, die mit zwei Modulen des Herstellers Pylontech ausgestattet ist. Die Pylontech Akkus der Type US3000C haben eine Ausgangs Spannung von 48V. Die Nennkapazit\u00e4t betr\u00e4gt 3500Wh. Die verbauten Zellen sind LiFePO4 Zellen und die nutzbare Kapazit\u00e4t ist laut Datenblatt mit 3374Wh angegeben. Die Akkus sind so gebaut, dass sie mit weiteren Pylontech-Akkus parallelgeschaltet werden k\u00f6nnen. Das intern verbaute BMS (BatterieManagementSystem) kommuniziert \u00fcber eine sogenannte „Link“ Schnittstelle mit den anderen Pylontech Batteriemodulen. Ein als „Master“ konfigurierter Akku erledigt den Datenaustausch zum Wechselrichter. Hier stellt Pylontech den CAN- oder RS485 Bus als Schnittstelle zur Verf\u00fcgung. Will man jedoch Informationen \u00fcber die einzelnen Zellen (Spannungen, Str\u00f6me, Ladungen, Temperaturen etc.) haben, so gibt es an jedem Modul noch eine Schnittstelle mit der Bezeichnung „Console“. Das ist eine RS232 Schnittstelle \u00fcber die man direkt mit dem BMS des Akkus kommunizieren kann. Dieser Port wird auch genutzt, um die Firmware des BMS zu aktualisieren. Ich rate aber DRINGEND davon ab, mit Firmwareupdates und Flashsoftware daran herum zu spielen. Das ist dem Hersteller oder dem Haftungstr\u00e4ger vorbehalten.<\/p>\n

Da man \u00fcber diese Schnittstelle aber auch einiges an Informationen \u00fcber die im Akku verbauten Zellen erf\u00e4hrt, ist das ein interessanter Zugang. So hatte ich anfangs einen Laptop mit einem Terminal angeschlossen und konnte so die einzelnen Zellenspannungen und vor allem den evtl. unterschiedlichen Ladezustand der parallel geschalteten Module entdecken und monitoren. So dachte ich mir, w\u00e4re es doch eine gute Idee, wenn man diese Infos in seiner Hausautomatisierung zur Verf\u00fcgung hat und dort visualisieren und f\u00fcr Steuerungszwecke nutzen kann.<\/p>\n

Da f\u00fcr uns Freaks und Technikinteressierte Begriffe wie Homeassistant, Docker, Proxmox, HomeMatic, NodeRed usw. durchaus bekannt sind, dachte ich mir, diese Daten sollen auch im Homeassistant zu Entit\u00e4ten werden. So war schnell wieder ein kleines neues Projekt geschaffen. Mein Plan: die Daten der Serien Schnittstelle auslesen und per MQTT an den Homeassistant senden.<\/p>\n

Bevor ich mich nun aber mit dem Zerlegen der Datenstrings, die \u00fcber den seriellen Port herauspurzeln besch\u00e4ftige, bem\u00fchte ich zuerst einmal die Suchmaschinen. Vielleicht hat sich ja schon jemand anderes mit diesem Thema besch\u00e4ftigt.  Und genau so war es auch. Auf GitHub wurde ich unter dem Begriff „pylontec2mqtt“ f\u00fcndig. Unter https:\/\/github.com\/irekzielinski\/Pylontech-Battery-Monitoring<\/a> ist ein Projekt gehostet, das mittels ESP8266 die seriellen Daten vom Port abholt und per MQTT und Wifi zum Homeassistant Server sendet. Ein Fork mit einer Weiterentwicklung dieses Projektes ist unter https:\/\/github.com\/hidaba\/PylontechMonitoring<\/a> zu finden.<\/p>\n

Warum ich das Projekt trotz des einfachen Nachbaus hier im Blog ver\u00f6ffentliche? Ich habe die Schaltung ein wenig optimiert und in ein Layout gepackt und den Code etwas angepasst. Das Ergebnis m\u00f6chte ich hier teilen. Mir war es in wichtig, einen vern\u00fcnftigen Aufbau auf einer Platine zu haben, die mit einem USB A-B Kabel f\u00fcr die Spannungsversorgung und einem LAN-RJ45 Kabel f\u00fcr die Datenverbindung angesteckt wird. Dabei wollte ich eine „solide“ USB Steckverbindung verwenden (nicht die Fragilen Mini- oder Mikro USB Steckverbindungen)<\/p>\n

Auf einer Lochrasterplatine und mit den \u00fcblichen Entwicklungsplatinen habe ich mir auf die Schnelle ein Funktionsmuster „zusammen gestrickt“ um darauf die Software anpassen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Funktionsmuster auf Lochraster<\/p><\/div>\n

So habe ich zuerst aus den Skizzen im Git-Projekt einen Schaltplan erstellt. An der „Console“ Schnittstelle liegt ein „echter“ RS232 Pegel an, der \u00fcber den MAX3232 IC auf eine 5V TTL umgesetzt wird. Mit dem BSS123 FET wird f\u00fcr die Signale RX und TX je ein Pegelwandler auf 3.3V realisiert.<\/p>\n

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pylontec2mqtt schematic<\/p><\/div>\n

Diese 3.3V TTL Pegel verarbeitet der ESP8266 in Form des Wemos D1Mini oder WemosD1Pro Entwicklungsboard, das auf die Platine aufgesteckt wird. Die gesamte Konstruktion habe ich dann in ein kleines Kunststoffgeh\u00e4use gepackt, das bequem \u00fcber die Lan und USB Kabel mit dem Pylontec und einer USB Spannungsquelle zu verbinden ist.<\/p>\n

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Layout im Designtool<\/p><\/div>\n

Im Bild oben ist der Layout Entwurf dargestellt. Die Platine und die Lage der Bauteile wurden vor der Fertigung nochmals mit der Vorschau \u00fcberpr\u00fcft und dann beim Hersteller des Vertrauens bestellt.<\/p>\n

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Vorschau der Platine vor der Fertigung<\/p><\/div>\n

Nach kaum zwei Wochen Wartezeit hielt ich dann die Leeren Platinen in H\u00e4nden und konnte sie mit den Bauteilen best\u00fccken.<\/p>\n

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fertig best\u00fcckte Platine<\/p><\/div>\n

Im Bild oben ist die fertig best\u00fcckte Platine zu sehen. Hier fehlt nur mehr das Wemosboard mit dem ESP.<\/p>\n

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Vergleich zwischen Funktionsmuster und erstem „Fertigungsmodell“<\/p><\/div>\n

Schlussendlich habe ich einen WemosD1 Pro aufgesteckt, da dieser die M\u00f6glichkeit bietet, eine externe WiFi Antenne anzuschlie\u00dfen und somit eine vern\u00fcnftige Funkreichweite zu erhalten.<\/p>\n

\"\"<\/a>Nach dem Aufspielen der Software und der Inbetriebnahme ist der Webserver des Wemos unter der im Code angegebenen IP Adresse erreichbar. Hier kann auch gleich gepr\u00fcft werden, ob der Pylontech Akku mit dem Wemos kommuniziert. Das Ergebnis sieht dann wie folgt aus.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Webseite des WEMOS<\/p><\/div>\n

Hier ist zu erkennen, dass beide Akkumodule korrekt erkannt werden. Im n\u00e4chsten Schritt wird \u00fcberpr\u00fcft, ob \u00fcber das MQTT Protokol Nachrichten versandt werden. Die IP Adresse des MQTT Brokers ist auch im Code des Wemos festzulegen. Ich habe in meinem Aufbau den MQTT-Explorer im Homeassistant eingerichtet, um schnell und einfach die MQTT Funktionen pr\u00fcfen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"\"<\/a>

MQTT Explorer<\/p><\/div>\n

Im Bild oben ist zu erkennen, dass auch die Daten \u00fcber MQTT korrekt ankommen. Jetzt ist es nur mehr notwendig, im Homeassistant ein Sensor yaml file anzulegen, um die topics im als Entit\u00e4ten zur Verf\u00fcgung zu stellen.  Dazu habe ich im configuration.yaml<\/strong><\/em> folgenden code hinzugef\u00fcgt:<\/p>\n

\n
mqtt:\r\n  sensor:\r\n#Pylontec Akku Serial Readout (ESP32 192.168.xxx.yyy)\r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/ESP_WiFi_RSSI\"\r\n      name: \"Pylontec_RSSI\"\r\n      unit_of_measurement: dB\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/availability\"\r\n      name: \"Pylontec_Status\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/currentDC\"\r\n      name: \"DC-Strom\"\r\n      unit_of_measurement: \"mA\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/getPowerDC\"  \r\n      name: \"getPower DC\"\r\n      unit_of_measurement: \"W\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/powerIN\"  \r\n      name: \"Power IN\"\r\n      unit_of_measurement: \"W\"  \r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/estPowerAC\"\r\n      name: \"Pylontec_estPowerAC\"\r\n      unit_of_measurement: Watt  \r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/soc\"\r\n      name: \"Pylontec_SOC\"\r\n      unit_of_measurement: \"%\"  \r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/temp\"\r\n      name: \"Pylontec_temperature\"\r\n      unit_of_measurement: \"\u00b0C\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/battery_count\"\r\n      name: \"Pylontec_BatteryCount\"\r\n      unit_of_measurement: \"pcs\"      \r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/base_state\"\r\n      name: \"Pylontec_BaseState\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/is_normal\"  \r\n      name: \"Pylontec_is_normal\"\r\n\r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/powerOUT\"\r\n      name: \"Pylontec_powerOUT\"\r\n      unit_of_measurement: Watt\r\n      \r\n# Pylontech battery module 0      \r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/current\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_current\"\r\n      unit_of_measurement: \"A\"\r\n\r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/voltage\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_voltage\"\r\n      unit_of_measurement: \"V\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/soc\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_soc\"\r\n      unit_of_measurement: \"%\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/charging\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_charging\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/discharging\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_discharging\"\r\n     \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/idle\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_idle\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/state\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_state\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/0\/temp\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery0_temp\"\r\n      unit_of_measurement: \"\u00b0C\"\r\n      \r\n# Pylontech battery module 1      \r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/current\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_current\"\r\n      unit_of_measurement: \"A\"\r\n\r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/voltage\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_voltage\"\r\n      unit_of_measurement: \"V\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/soc\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_soc\"\r\n      unit_of_measurement: \"%\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/charging\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_charging\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/discharging\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_discharging\"\r\n     \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/idle\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_idle\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/state\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_state\"\r\n      \r\n    - state_topic: \"ingmarsretro\/pylontec\/1\/temp\"\r\n      name: \"Pylontec_Battery1_temp\"\r\n      unit_of_measurement: \"\u00b0C\"\r\n      \r\n<\/code><\/pre>\n