Energiezähler für Node-RED: MQTT, Modbus TCP und lokale API

Integration eines Energiezählers mit Node-RED

Ein Energiezähler für Node-RED sollte mehr tun, als Stromdaten in einer Hersteller-App anzuzeigen. Er sollte eine offene Schnittstelle bereitstellen, die Node-RED lokal auslesen, transformieren und in Dashboards, Datenbanken, Alarmen und Automatisierungsabläufen verwenden kann.

Die IAMMETER-Wi-Fi-Energiezähler unterstützen mehrere Node-RED-Integrationspfade:

• einen fertigen IAMMETER-Knoten für den schnellen lokalen oder Cloud-Zugriff;
• MQTT für ereignisgesteuerte Datenflüsse;
• Modbus TCP für das standardmäßige lokale Register-Polling;
• eine lokale HTTP-API für einfache LAN-basierte Anfragen.

Diese Optionen decken einphasiges Hausenergie-Monitoring, solares Haus-Monitoring und dreiphasige gewerbliche oder industrielle Projekte ab.

Einphasiger oder dreiphasiger Energiezähler
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     MQTT       Modbus TCP    Lokale API
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                    ▼
                 Node-RED
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       ▼            ▼            ▼
   Dashboard     Datenbank    Automatisierung

1. Was macht einen Energiezähler für Node-RED geeignet?

Bei der Auswahl eines Energiezählers für Node-RED sollten Sie prüfen, ob er Folgendes bietet:

• lokalen Zugriff, ohne dass jede Anfrage durch einen Cloud-Dienst laufen muss;
• MQTT, Modbus TCP oder eine dokumentierte lokale API;
• bidirektionale Leistungs- und Energiewerte für Netzbezug und -einspeisung;
• getrennte Messungen für jede Phase oder jeden Kanal;
• stabile Datenfelder, die in wiederverwendbaren Node-RED-Flows verwendet werden können;
• eine geeignete Messstruktur für das elektrische System.

Alle aktuellen IAMMETER-Energiezähler können mit Node-RED integriert werden. Die Hauptproduktwahl hängt davon ab, ob das Projekt ein Wohngebäude oder ein gewerbliches/industrielles Projekt betrifft und wie viele Phasen oder Messkanäle erforderlich sind.

2. Wählen Sie einen Energiezähler für Node-RED

2.1 Energie-Monitoring für zu Hause

Modell	Beste Verwendung	Messstruktur	Typischer Node-RED-Einsatz
WEM3080	Einphasiger Haushaltsstrom	Ein Kanal	Gesamtverbrauch, Leistungsalarme und Gerätepläne
WEM2067	Einphasige Haus-Solaranlage oder Split-Phase-Wohnüberwachung	Zwei Kanäle	Messung des Netzbezugs und der Solar-Wechselrichterleistung mit einem Zähler
WEM3050T	Dreiphasige Häuser oder Projekte mit drei Messkanälen	Drei Kanäle	Phasenweises Monitoring, Haus-Solaranlage und flexible Mehrkanal-Flows

Für eine einphasige Haus-Solaranlage kann der WEM2067 sowohl die Solar-Wechselrichterleistung als auch den Netzbezug/die Netzeinspeisung messen. Node-RED kann diese Werte dann für Dashboards, Überschuss-Solar-Automatisierung und Laststeuerung nutzen.

2.2 Gewerbliches und industrielles Energie-Monitoring

Modell	Beste Verwendung	Messstruktur	Typischer Node-RED-Einsatz
WEM3080T	Standardmäßige dreiphasige Leistungsüberwachung	Drei Phasen	Phasenweises Monitoring, Bedarfsalarme, Protokollierung und Steuerlogik
WEM3046T / WEM3046TE	Systeme mit höheren Strömen unter Verwendung externer Stromwandler	Drei 5-A-CT-Eingänge	Verteilerkästen, Gewerbegebäude und industrielle Überwachung

Der WEM3046T und der WEM3046TE messen den 5-A-Sekundärausgang externer Stromwandler. Wenden Sie das konfigurierte CT-Übersetzungsverhältnis an, wenn Sie die primärseitigen Werte interpretieren. Dies ist eine Eigenschaft des Zählers und der CT-Installation, keine Node-RED-Einschränkung.

3. Wählen Sie eine Node-RED-Integrationsmethode

Methode	Datenrichtung	Internet erforderlich	Am besten geeignet für	Wichtigster Aspekt
IAMMETER-Knoten / lokale API	Node-RED fragt den Zähler ab	Nein, bei lokalem Zugriff	Schnelle Einrichtung und benutzerdefinierte HTTP-Flows	Node-RED muss den Zähler im LAN erreichen
MQTT	Zähler veröffentlicht an einen Broker	Nein, bei Verwendung eines lokalen Brokers	Entkoppelte Flows und mehrere Abonnenten	Konfigurieren Sie den Broker in der Zähler-WebUI
Modbus TCP	Node-RED pollt Zählerregister	Nein	Standardmäßige lokale und industrielle Integration	Register korrekt dekodieren und skalieren

Wählen Sie MQTT, wenn der Broker Messwerte an Node-RED und andere Anwendungen verteilen soll. Wählen Sie Modbus TCP, wenn das Projekt bereits industrielles Register-Polling verwendet. Wählen Sie die lokale API oder den IAMMETER-Knoten für den kürzesten Weg vom Zähler zu einem Node-RED-Flow.

Einen breiteren Vergleich der lokalen Integrationsoptionen finden Sie unter Lokale API, Modbus TCP, MQTT und HTTPS.

4. Schnellstart mit dem IAMMETER-Knoten

IAMMETER stellt das Open-Source-Paket node-red-contrib-iammeter bereit. Es unterstützt den lokalen Echtzeitzugriff auf einen IAMMETER-Energiezähler und den Cloud-Echtzeitzugriff über ein IAMMETER-Cloud-Konto.

4.1 Installieren des Knotens

Gehen Sie in Node-RED wie folgt vor:

1. Öffnen Sie Manage palette.
2. Wählen Sie Install.
3. Suchen Sie nach node-red-contrib-iammeter.
4. Installieren Sie das Paket und fügen Sie den IAMMETER-Knoten zu einem Flow hinzu.

Der Quellcode ist im IAMMETER-Node-RED-GitHub-Repository verfügbar.

4.2 Lokales Auslesen des Zählers

Verwenden Sie den lokalen Echtzeit-Knoten und geben Sie die LAN-IP-Adresse des Zählers ein. Verbinden Sie seinen Ausgang zuerst mit einem Debug-Knoten, damit Sie die zurückgegebene Datenstruktur inspizieren können, bevor Sie Berechnungen oder Dashboards erstellen.

Ein einphasiger Zähler gibt einen Satz von Messwerten zurück. Ein Zweikanal- oder Dreiphasenzähler gibt Daten für jeden Kanal oder jede Phase zurück. Bauen Sie den Flow um die tatsächliche Array-Länge herum, anstatt anzunehmen, dass jeder Zähler die gleiche Anzahl von Sensoren hat.

5. Anschließen eines MQTT-Energiezählers an Node-RED

MQTT ist nützlich, wenn der Energiezähler Daten an einen Broker senden soll und eine oder mehrere Anwendungen diese abonnieren müssen.

Zählerseite

Verwenden Sie die aktuelle WebUI des Zählers, um Folgendes zu konfigurieren:

• Broker-Hostname oder IP-Adresse;
• Broker-Port;
• Benutzername und Passwort, falls erforderlich;
• MQTT-Topic und Upload-Einstellungen.

Home-Assistant-MQTT-Discovery wird nur benötigt, wenn Home Assistant den Zähler automatisch erkennen soll. Für einen gewöhnlichen Node-RED-MQTT-Flow ist es nicht erforderlich.

Node-RED-Seite

1. Fügen Sie einen MQTT in-Knoten hinzu.
2. Konfigurieren Sie denselben Broker, der vom Zähler verwendet wird.
3. Abonnieren Sie das Topic des Zählers.
4. Fügen Sie einen JSON-Knoten hinzu, wenn die Nutzdaten geparst werden müssen.
5. Leiten Sie die Werte an ein Dashboard, eine Datenbank oder einen Automatisierungsflow weiter.

Siehe Konfigurieren von IAMMETER für einen MQTT-Broker für die aktuelle zählerseitige Einrichtung.

6. Anschließen eines Modbus-TCP-Energiezählers an Node-RED

Modbus TCP eignet sich gut für dreiphasiges Energie-Monitoring, gewerbliche Projekte und Systeme, die bereits Modbus-Geräte verwenden.

Ein typischer Node-RED-Flow verwendet einen Modbus-Client-Knoten, um den Zähler über das lokale Netzwerk abzufragen. Für IAMMETER-Zähler beginnen Sie mit:

• Protokoll: Modbus TCP;
• TCP-Port: 502;
• Einheit/Geräte-ID: 1;
• Funktion: Halteregister lesen (03).

Verwenden Sie die offizielle Modbus-TCP-Register- und Testanleitung für Registeradressen, Datentypen und Skalierung. Testen Sie zuerst einen kleinen Registerbereich, überprüfen Sie das dekodierte Ergebnis am Zähler und erweitern Sie dann erst den Flow.

Praktische Beispiele:

• Anfragen eines IAMMETER-Energiezählers über Modbus TCP in Node-RED
• Auslesen des Zählers und Steuern eines Relais in Node-RED

7. Verwenden der lokalen HTTP-API in einem Node-RED-Flow

Für eine einfache LAN-Integration kann ein HTTP-Request-Knoten die lokale API des Zählers direkt abfragen. Dies ist nützlich, wenn Sie die vollständige Kontrolle über Polling und Parsing haben möchten, ohne ein gerätespezifisches Node-RED-Paket zu installieren.

Bevor Sie den vollständigen Flow erstellen:

1. stellen Sie sicher, dass Node-RED die IP-Adresse des Zählers erreichen kann;
2. testen Sie den ausgewählten Endpunkt im IAMMETER Local API Explorer;
3. inspizieren Sie die Antwort des tatsächlichen Zählermodells;
4. legen Sie ein für die Automatisierung angemessenes Polling-Intervall fest, anstatt unnötige Anfragen zu erzeugen;
5. behandeln Sie Timeouts, sodass eine vorübergehende Wi-Fi-Unterbrechung den Flow nicht stoppt.

Der API-Explorer muss von einem Gerät geöffnet werden, das auf den Zähler im selben LAN zugreifen kann.

8. Für Node-RED verfügbare Daten

Abhängig vom Zählermodell und der Schnittstelle kann ein Node-RED-Flow mit Werten wie diesen arbeiten:

• Spannung;
• Strom;
• Wirkleistung;
• Blindleistung;
• Leistungsfaktor;
• Frequenz;
• importierte Energie;
• exportierte Energie;
• einzelne Phasen- oder Kanalmessungen.

Halten Sie rohe Zählerdaten von berechneten Feldern getrennt. Ein Haus-Solar-Flow kann beispielsweise die Haushaltslast aus dem Netzbezug und der Wechselrichterleistung berechnen, während die ursprünglichen Messwerte für die Fehlersuche verfügbar bleiben.

9. Node-RED-Energie-Monitoring-Anwendungsfälle

Hausstromüberwachung

• aktuelle Haushaltsnachfrage anzeigen;
• stündlichen und täglichen Verbrauch speichern;
• benachrichtigen, wenn die Leistung einen Schwellenwert überschreitet;
• Gerätepläne anhand von Echtzeitmessungen ändern.

Solar-Monitoring und Überschussautomatisierung

• Solarerzeugung und Netzbezug/-einspeisung messen;
• erkennen, wann Solarstrom eingespeist wird;
• schaltbare Lasten einschalten, wenn der Überschuss einen sicheren Schwellenwert überschreitet;
• Messwerte an InfluxDB, SQL oder Grafana senden.

Siehe die Haus-Solar-Schaltpläne, bevor Sie entscheiden, wo jeder CT- oder Zählerkanal installiert werden soll.

Beispiele:

• Überwachen einer Solar-PV-Anlage in Node-RED
• Warmwasserbereitung mit Solarüberschuss in Node-RED

Dreiphasige gewerbliche Überwachung

• Strom und Leistung über die Phasen hinweg vergleichen;
• Phasenungleichgewicht oder anomale Last erkennen;
• Energie pro Verteiler oder Verbraucher protokollieren;
• Alarme oder nachgeschaltete Steuerlogik auslösen;
• die Messwerte in ein lokales EMS, BMS oder eine Berichtsdatenbank integrieren.

10. Speichern und Visualisieren von Energiedaten

Node-RED ist in erster Linie ein Flow- und Automatisierungswerkzeug. Für längerfristige Analysen senden Sie normalisierte Messwerte an eine Datenbank oder ein Dashboard-System.

Eine gängige Architektur ist:

Energiezähler → Node-RED → InfluxDB / SQL → Grafana
                         └→ Alarme und Steuerung

Verwenden Sie konsistente Feldnamen, Einheiten und Zeitstempel. Bei einem Dreiphasenzähler behalten Sie sowohl die phasenweisen Werte als auch alle vom Flow berechneten Summen bei.

11. Zuverlässigkeits-Checkliste

• Weisen Sie dem Zähler eine stabile LAN-Adresse oder eine DHCP-Reservierung zu.
• Überprüfen Sie die Vorzeichenkonvention für bidirektionale Wirkleistung.
• Gehen Sie nicht davon aus, dass einphasige und dreiphasige Nutzdaten die gleiche Länge haben.
• Wenden Sie das externe CT-Übersetzungsverhältnis für WEM3046T/WEM3046TE-Installationen korrekt an.
• Fügen Sie Timeout-, Wiederverbindungs- und Fehlerbehandlung für ungültige Nutzdaten hinzu.
• Vermeiden Sie hochfrequentes doppeltes Polling durch mehrere Clients.
• Testen Sie die Automatisierung mit sicheren Schwellwerten und Verzögerungen, bevor Sie eine reale Last steuern.
• Stellen Sie sicher, dass die elektrische Installation und die CT-Ausrichtung mit dem Schaltplan übereinstimmen.

12. Node-RED oder Home Assistant?

Wählen Sie Node-RED, wenn das Projekt eine flexible Datentransformation, Weiterleitung, benutzerdefinierte Steuerlogik oder die Integration mit Datenbanken und industriellen Protokollen erfordert.

Wählen Sie Home Assistant, wenn die Priorität auf vorgefertigten Entitäten, Haushalts-Dashboards und der Verwaltung von Smart-Home-Geräten liegt. Die beiden Plattformen können auch zusammen genutzt werden: Home Assistant kann die Benutzeroberfläche bereitstellen, während Node-RED komplexere Automatisierungen übernimmt.

• Energie-Monitoring mit Home Assistant
• Vergleich von Open-Source-Energie-Monitoring-Plattformen
• Entwickeln Sie ein Energie-Monitoring-System rund um IAMMETER

13. Nächste Schritte

1. Wählen Sie einen Haushalts- oder Gewerbe-Energiezähler.
2. Wählen Sie MQTT, Modbus TCP oder die lokale API entsprechend der Systemarchitektur.
3. Testen Sie die erste Messung in einem Debug-Knoten.
4. Normalisieren Sie Werte und Einheiten, bevor Sie Berechnungen hinzufügen.
5. Fügen Sie Speicherung, Visualisierung und Automatisierung erst hinzu, nachdem die Eingabedaten verifiziert wurden.

Letzte Aktualisierung: 17. Juli 2026.