Alfred lädt .... -> gemessen

themanfrommoon

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Moin,

hier ein Erfahrungsbericht mit Alfred bezüglich des Ladeverhaltens.

Ich habe Alfred mit einem 3Ah Akku und eine Karte mit ungefähr 380m² Mähfläche. Zu mähen gibt's da momentan nicht viel, aber für den Forscherdrang muss man halt irgendwas tun.
Ich habe ein Shelly Plus 1PM vor das Netzteil von Alfred gebaut.....und mal geschaut, was da so vor sich geht:
Ladeleistung.png

1. Alfred hat um 12:55 angefangen zu mähen, und ist um 16:09 wieder im Dock erschienen um nachzuladen, demnach hielt die Akkuladung 3:14h.
Dann hat Alfred um 17:10 wieder seine Arbeit aufgenommen, also hat der Ladevorgang 1:01h gedauert.
Um 18:31 war Alfred mit dem Rest fertig und ist wieder ins Dock zum laden gefahren, also nochmal 1:21h gemäht.

Nach dem erste Mähvorgang wurden 56,8Wh vom Shelly gemessen (der Shelly hat sicherlich irgendeine Toleranz, und das Ladegerät hat auch irgendeinen Wirkungsgrad. Beides vernachlässige ich hier in den Betrachtungen).
56,8Wh in 3:14h sind 17,6W Durchschnittsleistung, die zum Mähen benötigt wurden (....es wahr aber quasi nix da zum mähen...nur Spitzen schneiden ;-) )
Beim Laden wurden 56,8Wh in 1:01h nachgeladen, das heißt die Ladeleistung war durchschnittlich 55,9W.

Nach dem zweiten Mähvorgang wurden 65,4Wh vom Shelly gemessen
65,4Wh in 1:21h sind 48,4W Durchschnittsleistung.
....okay, das erschließt sich mir nicht wirklich.
Beim Laden wurden 65,4Wh in 1:07h nachgeladen, das heißt die Ladeleistung war durchschnittlich 58,6W.
Das sind 2,7W Differenz zur vorigen Ladung. Das liegt sicherlich im Toleranzbereich, vielleicht auch temperaturabhängig.

Der Logger läuft bei mir ab sofort immer mit, ich werde mir das natürlich weiter anschauen. Mal sehen vielleicht gibt's ja noch mehr Erkenntnisse.

2. Was ich erstaunlich und bemerkenswert finde, weil ich es nicht verstehe ist, dass das Ladegerät mit Fortschritt des Ladevorgangs immer mehr Leistung zieht.
Nach meinem Verständnis müsste es doch genau andersherum sein: Akku leer, Ladevorgang startet mit maximalem Strom, mit Fortschritts des Ladevorgangs nimmt der Strom und somit die Leistung ebenfalls ab, damit der Akku nicht überladen wird.

3. Nachdem Akku wieder um 19:38 voll geladen wahr passiert folgendes:
Ungefähr 1:34 Leerlauf, gefolgt von ~12min Ladezyklus. Das wiederholt sich bis zum nächsten Mähvorgang.
Während des 12min Ladezyklus werden etwa 11,8Wh nachgeladen.
Über einen Zeitraum von 35:39h wurden hier 266Wh aufgenommen. D.h. als Alfred eingeschaltet war, aber nichts zu tun hatte, hat er sich durchschnittlich 7,46W genehmigt.
Das ist ja angenehm wenig, obwohl ein RTK-GPS, ein XBEE und ein Banana Pi samt Lüfter, WLAN, LEDs, etc. ständig laufen.

4. Wenn Alfred nicht in der Ladestation ist, dann werden von Ladestation und Netzteil durchschnittlich 0,6W aufgenommen.


Beste Grüße,
Chris

P.S.: Korrektur bei Punkt 3, hab mich verlesen, es waren nicht 11:39, sondern 35:39 (ein ganzer Tag =24h mehr!)
 
Zuletzt bearbeitet:
Was für eine Stromaufnahme wird Dir in der App angezeigt, nachdem Alfred voll geladen ist und IDLE außerhalb des Docks steht ?
Deine gemittelten 7,46W (bei ca 29V) würden ja rechnerisch 0,26A ergeben die Alfred in Idle zieht. Bei mir wird in der App 0,6 angezeigt.
 
Die App zeigt irgendwelche Phantasiewerte an, die mit der Realität nix zu tun haben.
Das soll wohl daran liegen, dass die Ladeelektronik im Akku steckt und es keine Datenrückmeldung gibt. Mehr weiss ich da nicht.
Ich erkenne in meiner App Anzeige kein nachvollziehbares Muster.

Aber ich glaube auch daran wird noch gearbeitet und verbessert.

Warten wir es ab.

Beste Grüße,
Chris
 
Stimmt. Die App zeigt auch beim Laden immer 0.00 an (oder fast immer). Die Anzeige dort kann insgesamt oft nicht stimmen. Ich denke, ich habe noch einen Zwave Zwischenstecker mit Strommessung übrig. Den stecke ich mal ne Weile dazwischen um eine Gefühl zu bekommen, was Alfred da macht.
 
Es gibt neue Erkenntnisse!

Alfred mäht mir einem größeren Akku länger!!!...... okay, das war zu erwarten :cool:
Inzwischen ist mein Akku auf 7Ah umgebaut.
Meine Karte umfasst inzwischen gut 400m² und ich habe den 7Ah Akku damit nicht mehr leer bekommen.
Nun kann ich gut das Ladeverhalten des 3Ah Akkus (im Eröffnungspost) mit einem 7Ah Akku (hier unten) vergleichen.
Ladeleistung 7Ah.png
1.Alfred hat um 17:21 mit dem Mähen begonnen und um 22:19 ist er wieder zur Ladestation gekommen, nachdem er sein komplettes Werk vollendet hat. Mähzeit also 4:52h. 86,3Wh in 4:52h ergibt 17,7W Durchschnittsleistung.

2. Von 22:19 bis 23:45 lief der Ladevorgang, also gerade mal 1:26h.
Beim Laden wurden 86,3Wh vom Shelly gemessen.
86,3Wh in 1:26h sind durchschnittlich 60,2W Ladeleistung

3. Danach schon das bereits bekannte Verhalten, dass ständig Nachgeladen wird. Durchschnittlich 1:08h Leerlauf gefolgt von 9min Ladezyklus. Während des ~9min Ladezyklus werden etwa 9,2Wh nachgeladen.

4. Über einen Zeitraum von 10:28h wurden hier 80,2Wh nachgeladen. Das bedeutet, dass Alfred durchschnittlich 7,66W verbraucht, wenn er eingeschaltet im Dock wartet.

5. Zu guter letzt habe ich Alfred nochmal mähen lassen. In 5:08h wurden 127Wh verbraucht, also durchschnittlich 24,7W.

6. Kurz vor Erreichen der Ladestation habe ich Alfred runtergefahren und ausgeschaltet. Obwohl Alfred über den Hauptschalter ausgeschaltet ist wird der Akku in der Ladestation geladen. Diesmal wurden 127Wh in 2:09h nachgeladen, also durchschnittlich 59,1W Ladeleistung.

7. Alfred stand jetzt über 72 Stunden ausgeschaltet in der Ladestation. Dabei kam es bisher noch zu keinem nennenswerten Nachladevorgang. In den 72 Stunden hat Alfred 54,6Wh verbraucht, d.h. durchschnittlich erfreulich niedrige 0,76W.
Ladeleistung Alfred ausgeschaltet.png

Wenn Alfred eingeschaltet ist verbraucht er etwa 10x soviel Strom, als wenn er ausgeschaltet ist.

Darüber kurz nachgedacht:
Ein Jahr hat 8760h wenn Alfred nicht in den Winterschlaf geht.
Angenommen Alfred mäht jeden zweiten Tag 5 Stunden lang und lädt dann wieder 2 Stunden ergibt das ungefähr 912 Betriebsstunden und 365 Ladestunden.
Das bedeutet Alfred steht 7483h rum, ohne zu mähen oder zu laden.
In der Zeit verbraucht er eingeschaltet 55,8kWh, das macht bei z.B. 35Cent/kWh etwa 20 €uro.
Schaltet man Alfred aus werden nur 5,7kWh, also rund 2 €uro verschenkt.

Daraus geboren ist die Idee, dass man Alfreds Hauptschalter vielleicht durch ein Relais ersetzen könnte (mit manual override / manuellem Schalter). Das Relais könnte man durch einen ESP8266 oder ESP32 mit Deepsleep ansteuern und so etwas Strom und Geld sparen. Da man Nachts sowieso nicht Mähen sollte (wegen der Tiere und wegen Lärm) könnte man das so programmieren, dass Alfred z.B. erst um 10:00h bestromt wird und nach dem erfolgreichen Mähvorgang wieder schlafen gelegt wird.
Vielleicht findet ja jemand eine Lösung und teilt sie mit dem Rest der User?

Beste Grüße,
Chris
 
Und wieder eine neue Erkenntnis:

Alfred war fleißig und wollte dann wieder Strom tanken.
Nachdem Alfreds Akku wieder voll geladen war setzte das "Intervalladen" ein.
"Intervalladen" heißt hier, dass Alfreds Steuerung noch läuft und Strom verbraucht, die Akkuspannung sinkt und irgendwann das BMS meint, dass wieder nachgeladen werden muss.

Ladeleistung Alfred runtergefahren.png

Bisherige Erkenntnisse:
1. Bleibt Alfred eingeschaltet liegt die Intervallzeit bei etwa 1:10h
2. Wird Alfred ausgeschaltet findet das "Intervallladen" nicht statt, es wird anscheinend kein (oder nur extrem wenig) Strom verbraucht
3. Wird Alfred runtergefahren, aber bleibt eingeschaltet liegt die Intervallzeit bei etwa 2:08h

Bei Variante 3 wird also der Stromverbrauch gegenüber Variante 1 reduziert und die Zyklenzahl annähernd halbiert, die Alfred während der Nicht-In-Betrieb-Zeit verbraucht.

Beste Grüße,
Chris
 
Ich habe ein Shelly Plus 1PM vor das Netzteil von Alfred gebaut.....und mal geschaut, was da so vor sich geht:
Hallo Chris,

Ich habe jetzt auch ein Shelly Plus 1PM an Alfred bzw. dessen Ladestation gebaut. Aber ich bin irgendwie zu doof und bekomme nicht so schöne charts hin, wie du sie hast, bzw. zeigt mir die App die Messungen immer nur stündlich an. Muss ich da noch was an den Einstellungen ändern? Habe bis jetzt nichts passendes gefunden...
 
Moin KadaverJoe,

Der Shelly (insgesamt habe ich aktuell circa 11 Shellies) macht bei mir nur die Datenerfassung und schreibt sie in eine Datenbank (siehe www.volkszaehler.org). Der Volkszähler hat dann das oben zu sehende Frontend zum Anzeigen der Daten. Ich benutze auch Grafana zum Anzeigen von Daten, da hat man noch mehr Möglichkeiten Daten zu visualisieren. Ich habe ungefähr 100 verschiedene Kanäle, die minütlich Daten senden und in die Datenbank schreiben (Temperaturen, Lüfterdrehzahlen, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Solarleistung, Gartenwasserzähler, und und und). Ich bin mir nicht sicher, ob der Volkszähler die beste Alternative ist, aber damit habe ich 2016 eben mal angefangen. Als Alternative würde ich mich mal mit InfluxDB beschäftigen, oder vielleicht auch Prometheus. (kenne ich beide nur vom Hörensagen). Eventuell wäre auch Homeassistant eine Lösung (damit habe ich auch gerade erst angefangen).

Beste Grüße,
Chris
 
2. Was ich erstaunlich und bemerkenswert finde, weil ich es nicht verstehe ist, dass das Ladegerät mit Fortschritt des Ladevorgangs immer mehr Leistung zieht.
Nach meinem Verständnis müsste es doch genau andersherum sein: Akku leer, Ladevorgang startet mit maximalem Strom, mit Fortschritts des Ladevorgangs nimmt der Strom und somit die Leistung ebenfalls ab, damit der Akku nicht überladen wird.
Ich habe die Vermutung, dass das Ladegerät nur nach dem CC-Verfahren lädt und nicht zum CV-Verfahren wechselt. Das würde bedeuten, es lädt mit konstanter Spannung bis der Akku voll ist und reduziert die Leistung nicht...und da die Akkuspannung immer weiter steigt, steigt auch die Ladeleistung. Aber das ist nur meine Vermutung.
 
Nein das geht nicht, es kann nicht mit konstanter Leistung voll geladen werden. Dann wäre der Akku schnell kaputt da die Ladeschlussspannung immer überschritten wird. Es ist genau das Verhalten von cccv, die Leistung nimmt zu bis die Ladeschlussspannung erreicht ist, ab hier nimmt der Strom ab weil die Spannung nicht mehr erhöht werden kann.
 
Ja, da gebe ich dir im ersten Punkt Recht. Aber eigentlich nimmt doch beim CV-Laden die Stromstärke bei gleicher Spannung ab, sodass zunehmend mit weniger Ladeleistung geladen wird…? Zumindest ist das bei meinen LiPo Ladegeräten so. Das Balancen der einzelnen Zellen dauert immer am längsten.
 
Zuletzt bearbeitet:
Moin KadaverJoe,

Der Shelly (insgesamt habe ich aktuell circa 11 Shellies) macht bei mir nur die Datenerfassung und schreibt sie in eine Datenbank (siehe www.volkszaehler.org). Der Volkszähler hat dann das oben zu sehende Frontend zum Anzeigen der Daten. Ich benutze auch Grafana zum Anzeigen von Daten, da hat man noch mehr Möglichkeiten Daten zu visualisieren. Ich habe ungefähr 100 verschiedene Kanäle, die minütlich Daten senden und in die Datenbank schreiben (Temperaturen, Lüfterdrehzahlen, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Solarleistung, Gartenwasserzähler, und und und). Ich bin mir nicht sicher, ob der Volkszähler die beste Alternative ist, aber damit habe ich 2016 eben mal angefangen. Als Alternative würde ich mich mal mit InfluxDB beschäftigen, oder vielleicht auch Prometheus. (kenne ich beide nur vom Hörensagen). Eventuell wäre auch Homeassistant eine Lösung (damit habe ich auch gerade erst angefangen).

Beste Grüße,
Chris
Hallo Chris,

ah okay. Mit dem Thema Homeassistant und Grafana habe ich mich bis jetzt noch nicht beschäftigt...gehört habe ich aber davon. Ist es denn so, dass der Shelly minütlich Daten sendet? In der App ist es immer nur stündlich zu sehen und auch der Export als xls ist nur stündlich.

Viele Grüße,
Konrad
 
Zuletzt bearbeitet:
Im Shelly habe ich MQTT aktiviert.
Der Shelly sendet also seine Daten an einen MQTT Broker.
Diese Daten sind quasi fast live, also wird jede Änderung angezeigt, also deutlich mehr Werte als nur 1x pro Minute oder gar 1x pro Stunde.
Und dann habe ich in node-RED was zusammengebastelt, dass die Daten an den Volkszähler weiterleitet.
Da gibt's auch mehrere Wege, z.B. interessierten mich auch die Empfangsstärken der Shellies. Das geht aber nicht über MQTT, die frage ich mit HTTP ab, wenn ich mich recht erinnere.

Das klingt irre kompliziert, ist es aber nicht und macht man auch nur 1x und dann nie wieder, also keine Angst davor! (ich konnte sowas vorher auch nicht, und auf einem weißen Blatt Papier könnte ich es jetzt auch nicht sofort).

Beste Grüße,
Chris
 
Die native Integration der Shelly's in HA bietet auch eine permanente Anfrage der Leistungsdaten. Kann dann zb in einen 12h chart in HA gepackt werden. Ist bei mir als Heizungssteuerung oder Verbraucher Überwachung realisiert. Ging unerwartet einfach.
Heißt mqtt ist zwar besser, dafür aber nicht nötig.
 
Also, ich bin da kein Profi. Hab es selbst erst vor ein paar Wochen probiert. Raspi→HA OS installieren mit dem raspi imager.. an lan hängen .. oder vorher WLAN mit dem imager eingerichtet, fertig. Plugin Shelly installieren in der ha Oberfläche, Zack ist die Entität da.. Entität einer Anzeige auf dem Dashboard zuweisen.. fertig. Kleine Tücken gibt es aber ;)
 
Die erste Frage in dem Zusammenhang ist die Hardware auf der das laufen soll.
Dazu müsste man wissen, wie viel man am Ende mal machen will.
Raspi 4 oder 5 ist der Einstieg.
Wenns etwas mehr sein soll nehmen viele (ich behaupte mal aus Unwissenheit) einen Intel NUC oder ähnliches.
Günstiger und Leistungsfähiger sind Thin Clients (z.B. HP, Lenovo). Sowas gibts schon ab 40€.
Ich hab ne ASUS Chromebox 3 mit Intel i7-8550U und 16GB RAM. Das ist aber nicht ganz einfach die zu jailbreaken und ein andere Betriebssystem draufzuspielen, aber ich habs auch hingekriegt.
Und jetzt noch ein Geheimtipp: Ein ausgedienter oder gebrauchter Laptop, denn da hat man gleich die USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) mit drin. Gemeint ist der Akku vom Laptop. Fällt mal der Strom aus, könnte ansonsten der Recher abstürzen und das Dateisystem möglicherweise beschädigen.
Wenn ich das alles am Anfang gewusst hätte, würde ich mich für einen Laptop entscheiden. 8GB oder 16GB RAM, 256GB oder 512GB SSD, 4 oder 8 Kerne, Intel i5 oder i7 Prozessor, 1,8-4GHz sowas in dem Dreh ungefähr.
 
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