Monitoreo del consumo de energía con enchufes inteligentes, Prometheus y Grafana
- Este artículo no es un tutorial que explique en detalle cada parte de la configuración. Si estás familiarizado con Linux y la línea de comandos, puedes replicar esta configuración tú mismo.
Compra y configuración del enchufe inteligente
- Durante varios años me interesé por el consumo de energía del equipo informático y de los electrodomésticos.
- Antes solía usar un medidor digital de energía simple para obtener mediciones instantáneas, pero no era ideal para monitorizar el consumo eléctrico de los aparatos a largo plazo.
- Compré un enchufe inteligente en athom.tech. Elegí la versión V3 de enchufe estilo UE y la entrega tardó 9 días, incluyendo el período navideño.
- El enchufe viene con Tasmota preinstalado. Incluye una hoja que explica cómo conectarlo a la red Wi‑Fi y, después, puedes administrarlo desde el navegador.
- Desde la interfaz web es posible actualizar fácilmente el firmware con solo unos clics para mantenerlo en la última versión.
Pila de software
- El objetivo inicial fue monitorizar visualmente el consumo de energía del servidor doméstico, router, estación de trabajo y calentador de agua eléctrico.
- Los datos del medidor de potencia se recogen en la instancia existente de Prometheus del servidor doméstico.
- En el servidor se ejecutan varias instancias de la solución tasmota-power-exporter, una por enchufe, y Prometheus las consulta cada segundo.
- Reutilicé la instancia de Grafana que ya estaba ejecutándose en el servidor doméstico para mostrar un panel base para la configuración del medidor de potencia.
Observaciones y descubrimientos
- Después de ejecutar esta configuración durante casi 4 meses, descubrí lo siguiente:
Calentador eléctrico
- No sorprende que el calentador de agua eléctrico sea el que más potencia consume.
- Consumo típico: 4.51kWh/día
- Mínimo observado: 0.56kWh/día, suele ocurrir cuando nadie está en casa.
- Máximo observado: 11.1kWh/día, en días con muchas lavadas y duchas.
Configuración del servidor doméstico
- Toda la carga de trabajo del servidor doméstico se ejecuta en una Zimaboard. Una de sus principales ventajas fue su muy bajo consumo eléctrico.
- El módem/router proporcionado por el ISP consume más energía que la Zimaboard.
- Cambié temporalmente la configuración del servidor doméstico a un ASRock Deskmini X300. La Zimaboard en comparación, el consumo en reposo fue mucho mayor.
Voltaje
- El enchufe de Tasmota también reporta el valor de voltaje actual. Durante los periodos típicos de consumo pico, el voltaje cae de manera general.
- La caída de voltaje ocurre al encender dispositivos de alto consumo como calentador eléctrico, hervidor eléctrico, placa eléctrica y microondas.
Estación de trabajo
- Consumo típico: 0.95kWh/día
- Mínimo observado: 0.07kWh/día
- Máximo observado: 1.52kWh/día
Carga
- Este enchufe es útil para observar patrones de carga de distintos dispositivos.
- La mayoría de los dispositivos muestra un patrón de carga rápida hasta que la batería casi se llena y luego disminuye la velocidad.
Estabilidad
- La estabilidad del enchufe inteligente es, en general, buena, pero con frecuencia pasa que un enchufe no informe estadísticas a tiempo.
- Tuve que reiniciar dos enchufes apagándolos y encendiéndolos por completo.
Ideas futuras
- El enchufe ofrece formas de encender y apagar los dispositivos mediante varias API. Planeo usar Home Assistant o un script simple.
Conclusión
- En general estoy muy satisfecho con esta configuración. Ahora puedo medir de forma confiable diferentes setups de computación y decidir con mucha más facilidad la eficiencia energética de los dispositivos.
Opinión de GN⁺
- Es interesante que se pueda monitorizar el consumo eléctrico de toda la casa a nivel de enchufe de forma tan detallada. Normalmente solo se conoce por la factura mensual, ¡y aquí se puede observar segundo a segundo!
- Viendo la comparación de consumo entre Zimaboard y ASRock del autor, parece que para preocuparte por la eficiencia energética resulta importante aprovechar bien los C-State que soporte la CPU.
- Si monitorizas todo el entorno TI del hogar, podrías identificar patrones de consumo por horario/situación y usarlos para elegir mejor un plan de tarifas.
- Si quieres construir un smart home, parece que montar sistemas como Prometheus y Grafana para recopilar y visualizar datos de sensores de este tipo debería ser la base.
- Si puedes monitorizar la potencia en tiempo real, también sería posible controlar el uso para evitar las horas pico, lo que podría ayudar a no recibir una factura eléctrica por sorpresa.
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Opinión de Hacker News
Resumen:
• Presenta una forma de conectar un interruptor de energía Zigbee al medidor eléctrico del hogar y mostrar el consumo de energía en una pantalla e-ink • Compró un dispositivo llamado Rainforest Automation Eagle para leer el medidor inteligente y enviar los datos a Prometheus