Eine Solaranlage ist eine gute Investition, um auch für die Zukunft die Stromkosten zu senken. Um stets einen Überblick über den Zustand der Anlage zu haben, habe ich für meine "Kunden" (= Freunde und Familie :) eine kleine Anzeige entwickelt.

Hardware

Die Basis bildet ein E-Paper-Display mit 400 x 300 Pixeln Auflösung und ca. 11cm Diagonale. Gesteuert wird es von einem ESP8266 Mikrocontroller mit passendem Treiber. So hat es auch gleich WLAN-Konnektivität und der Micro-USB-Anschluss des Boards kann zur Stromversorgung genutzt werden.

Das Gehäuse habe ich mit Fusion 360 modelliert und anschließend 3D-gedruckt. An meinen Skills in diesem Bereich muss ich noch etwas arbeiten... Es war einiges an Nacharbeit mit Feile und Messer nötig, bis letztendlich alles zusammengepasst hat und ich musste leider auch einen Klecks Heißkleber verwenden.

Software

Die Software ist komplett selbst entwickelt und basiert hauptsächlich auf der Library GxEPD2 zur Ansteuerung des Displays. Jede Zahl, jeder Text und alle Symbole werden anhand von Koordinaten auf dem Display "gezeichnet"; das war bei der Entwicklung mit Abstand am aufwändigsten.

Ein früher Stand der Entwicklung:

Die Daten erhält der Mikrocontroller über MQTT auf bestimmten Topics. Zum Testen habe ich ein kleines Python-Skript geschrieben, das zufällige (aber sinnvolle) Daten generiert und per MQTT an die definierten Topics versendet hat. Um echte Daten zu erhalten, muss der Inverter der Solaranlage von einem anderen System ausgelesen werden, welches anschließend die Daten im richtigen Format über MQTT versendet. Mit openHAB ist das beispielsweise problemlos möglich, da es dafür sowohl Schnittstellen für die Solaranlagen, als auch für MQTT gibt: über einfache Rules innerhalb openHAB können die Daten dann im richtigen Format versendet werden.

Da E-Paper-Displays aufgrund ihrer Funktionsweise einige Sekunden zum Aktualisieren des angezeigten Bildes benötigen, kann die Anzeige nicht bei jeder Wertänderung aktualisiert werden. Deshalb habe ich eine standard-Aktualisierungsrate von 30 Sekunden festgelegt, die aber per MQTT-Befehl geändert werden kann. Es gibt ebenfalls einen "Schlaf-Modus", der z.B. nachts oder wenn niemand zu Hause ist, aktiviert werden kann um unnötige Aktualisierungen der Anzeige zu vermeiden.

Ergebnis

Nach ca. 2 Tagen Programmierung und ein paar Stunden Modellierung und 3D-Druck ist der "ePaper-Solar-Monitor" fertig:

Folgende Informationen werden angezeigt:

• Solarproduktion (Summe, sowie Produktion von West- und Süd+Ostseite)
• Eigenverbrauch des Hauses sowie "Autarkiequote" in Prozent
• Stromfluss vom bzw. ins Stromnetz (Einspeisung / Netzbezug)
• Ladezustand und Stromfluss des Batteriespeichers

Sicherlich muss ich noch einige Kleinigkeiten an der Software verbessern, das wird sich dann nach der Inbetriebnahme zeigen.

Perspektive

In Zukunft werde ich auf jeden Fall noch das 3D-Modell des Gehäuses verbessern, damit die Teile besser passen.

Außerdem werde ich bei Bedarf noch ein neues Anzeigen-Modell entwickeln, welches einen integrierten Akku besitzt, damit es nicht immer an ein Netzteil angeschlossen sein muss. Mit dem sehr energiesparsamen E-Paper-Display in Kombination mit dem Deep Sleep-Modus des ESP8266 wären auch sehr lange Akkulaufzeiten zu erreichen! Hierzu müsste allerdings das Konzept der Datenübertragung überdacht werden.

Wie immer werde ich natürlich einen neuen Blogpost schreiben, wenn die Entwicklung weitergeht!

Neben der Nixie-Clock sieht es auch ganz edel aus.