Monitoramento de consumo de energia com smart plug, Prometheus e Grafana
- Este texto não é um tutorial que explica detalhadamente cada parte da configuração. Se você é familiarizado com Linux e linha de comando, consegue reproduzir essa configuração.
Compra e configuração do smart plug
- Há alguns anos me interesso pela configuração de computação e pelo consumo de energia de eletrodomésticos.
- Antes, usava um simples medidor digital de energia para obter medições instantâneas, mas isso não era ideal para monitorar o consumo de potência de aparelhos elétricos por períodos longos.
- Comprei um smart plug na athom.tech. Escolhi a versão V3 de plugue no padrão europeu (EU) e o envio levou 9 dias, incluindo o período de Natal.
- O plug vem com o Tasmota já com o firmware gravado. Foi incluído um papel com instruções de como conectá-lo à rede Wi-Fi, e depois é possível gerenciar o plug pelo navegador.
- No painel web, é possível atualizar facilmente o firmware para a versão mais recente com poucos cliques.
Pilha de software
- O objetivo inicial era monitorar visualmente o consumo de energia do servidor doméstico, roteador, workstation e aquecedor elétrico.
- Os dados dos medidores de energia são coletados pela instância de Prometheus já existente no servidor doméstico.
- No servidor, executo várias instâncias da solução tasmota-power-exporter para cada plug, e o Prometheus coleta a cada 1 segundo.
- Reaproveitei a instância do Grafana que já estava em execução no servidor doméstico para mostrar gráficos básicos da configuração dos medidores de energia.
Observações e descobertas
- Depois de rodar essa configuração por quase 4 meses, descobri o seguinte:
Aquecedor elétrico
- Não é surpreendente que o aquecedor elétrico seja o aparelho que mais consome.
- Consumo típico: 4,51 kWh/dia
- Mínimo observado: 0,56 kWh/dia, geralmente acontece quando ninguém está em casa
- Máximo observado: 11,1 kWh/dia, em um dia com muita roupa lavada e banho
Configuração do servidor doméstico
- Todas as cargas de trabalho do servidor doméstico rodam no Zimaboard. Uma das principais vantagens dele era o consumo de energia extremamente baixo.
- A caixa do modem/roteador fornecida pelo provedor da internet consome mais energia do que o Zimaboard.
- Em um momento, mudei temporariamente a configuração do servidor doméstico para um ASRock Deskmini X300. O consumo em idle é muito maior que no Zimaboard.
Tensão
- O plug com Tasmota também reporta atualmente os valores de tensão. Durante horários típicos de pico de consumo de energia, a tensão cai de forma geral.
- A queda de tensão acontece ao executar aparelhos que consomem muita energia, como aquecedor elétrico, chaleira elétrica, fogão elétrico e micro-ondas.
Workstation
- Consumo típico: 0,95 kWh/dia
- Mínimo observado: 0,07 kWh/dia
- Máximo observado: 1,52 kWh/dia
Carregamento
- Esse plug é ótimo para observar padrões de carregamento de diferentes aparelhos.
- Na maioria dos dispositivos, há uma fase em que a bateria carrega rapidamente até quase encher e depois desacelera.
Estabilidade
- A estabilidade do smart plug é geralmente boa, mas com frequência um determinado plug não relata estatísticas no prazo.
- Foi necessário desligar e ligar novamente dois plugs por completo.
Ideias futuras
- O plug fornece meios de ligar e desligar dispositivos via APIs diversas. O plano é usar Home Assistant ou scripts simples.
Considerações finais
- No geral, estou muito satisfeito com essa configuração. No futuro, será muito mais fácil avaliar a eficiência energética dos dispositivos, já que consigo medir com confiança diferentes setups de computação.
Opinião do GN⁺
- É interessante que agora dá para monitorar de forma muito detalhada o consumo de energia da casa inteira por plug. Normalmente você só descobre isso pela conta mensal, e agora é possível ver no intervalo de 1 segundo.
- Pela comparação de consumo de energia entre o Zimaboard e o ASRock, parece que, para focar na eficiência energética, é importante conseguir aproveitar bem os C-States suportados pela CPU.
- Se você monitorar todo o ambiente residencial de TI, pode identificar padrões de consumo por faixa horária/situação e usá-los para escolher uma tarifa.
- Se vai montar uma casa inteligente, uma infraestrutura com sistemas como Prometheus e Grafana, capazes de coletar e visualizar dados de vários sensores, parece ser essencial.
- Com monitoramento de consumo em tempo real, também é possível controlar o uso para evitar horários de pico. Isso pode ajudar a não tomar um susto com a conta de luz.
1 comentários
Comentário do Hacker News
Resumo:
• Mostra como conectar um disjuntor de energia Zigbee ao medidor elétrico da casa e exibir o consumo no display e-ink • Comprou um aparelho chamado Rainforest Automation Eagle para ler o medidor inteligente e enviar os dados para o Prometheus