Energieverbrauch per Software dosieren am Beispiel Shelly Plug S.

1. Einleitung

Strom kommt aus der Steckdose und ihre moderne Variante ist per Software aus der Ferne bedienbar. Was zunächst nur das einfache Ein- und Ausschalten beinhaltet lässt bei näherem Hinsehen viele weitere Möglichkeiten entstehen.

In diesem Beitrag wird beschrieben, wie für all diese Möglichkeiten die Voraussetzung geschaffen und eine schaltbare Steckdose in Betrieb genommen und genutzt werden kann ohne dabei auf die Unterstützung von Cloud-Diensten zurückzugreifen.

2. Eigenschaften

Folgende Eigenschaften sind für eine per Software schaltbare Steckdose vorteilhaft

Geringe Abmessungen

Die Abmessungen einer schaltbaren Steckdose sollten nicht über die Maße der Dose hinausgehen, in der sie betrieben wird. Andernfalls werden daneben liegende Dosen verdeckt und können nicht mehr verwendet werden.

Steuerbarkeit über das Netz

Die eigenen vier Wände sind in aller Regel bereits mit einem Netz ausgestattet. Ist die Steckdose mit Signalen über das Heimnetz steuerbar, müssen keine zusätzlichen Geräte beschafft und betrieben werden.

Steuerbarkeit via WLAN

Ist die Steckdose WLAN-fähig kann auf zusätzliche Kabel verzichtet werden.

Steuerbarkeit über HTTP

Die Nutzung des HTTP-Protokolls eröffnet eine kaum zu übertreffende Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten da viele ganz unterschiedliche netzwerkfähige Geräte das HTTP-Protokoll unterstützen und damit zur Steuerung in Frage kommen.

Nutzbarkeit ohne Cloud

Die Nutzung einer schaltbaren Steckdose sollte nicht von Diensten Dritter abhängig sein. Viele Geräte erfordern die Verwendung eines irgendwo in der Cloud betriebenen Dienstes. Ein solcher Dienst enthebt den Nutzer von der Notwendigkeit, eigene Geräte zur Steuerung zu betreiben, schafft aber eine Abhängigkeit vom betreffenden Dienst ohne den die schaltbare Steckdose nicht genutzt werden könnte. Nutzer gewähren mit der Verwendung eines solchen Dienstes zudem Fremden einen Einblick in ihre Nutzungsdaten.

Ein Produkt mit diesen Eigenschaften ist beispielsweise die Shelly Plug S [1] deren Funktionen diesem Beitrag als Beispiel dienen.

3. Werkseinstellungen

Beim ersten Einstecken arbeitet die Steckdose mit Werkseinstellungen nach denen sie ein eigenes Funknetz (Wireless Local Area Network, WLAN) aufspannt. Eine Bedienung von Funktionen der Steckdose gelingt in dieser Betriebsart nur, wenn man sich mit diesem WLAN verbindet. Änderungen an den Werkseinstellungen können bedenkenlos vorgenommen werden, da sie sich jederzeit mit Betätigen und lange Festhalten eines Tasters an der Außenseite der Steckdose zurücksetzen lassen.

4. Erste Verbindung

Der erste Schritt zur Verwendung der Steckdose nach eigenen Wünschen ist, ein Gerät der Wahl - beispielsweise ein Schlaufon oder Klapprechner - mit dem WLAN der Steckdose zu verbinden. Die zur Einwahl ins WLAN erforderlichen Angaben wie der Name des WLAN, z.B. ShellyPlugS-35FA58 und das Kennwort finden sich in der Kurzanleitung, die der Steckdose beiliegt [3].

Zur Prüfung, ob die Verbindung erfolgreich hergestellt werden konnte, dient der Webbrowser des Gerätes. Ein Aufruf des Uniform Resource Locators (URL) http://192.168.33.1 zeigt die Bedienoberfläche der Steckdose, wenn der Verbindungsaufbau gelang.

5. Bedienoberfläche

Es wird eine per Browser verwendbare Bedienoberfläche mitgeliefert, die mit Aufruf der IP-Adresse erscheint. Hier können alle Einstellungen der Steckdose angesehen und geändert sowie vor allen Dingen die Steckdose ein und ausgeschaltet werden.

Die Web-Bedienoberfläche ist gewissermaßen die Schaltzentrale für Handbedienung und kann von jedem web-fähigen Gerät mit einem Browser genutzt werden.

6. Betriebsart Wifi Client

Der Einsatz der Steckdose soll im heimischen Netz erfolgen. Die Annahme ist daher, dass ein solches besteht und es Verbindungen weiterer Geräte über WLAN akzeptiert.

In der Bedienoberfläche der Steckdose kann unter dem Punkt "Internet & Security" die Betriebsart "WIFI Client" aktiviert werden. Bei der Aktivierung dieser Betriebsart muss der Name des heimischen WLAN und das Kennwort in die Bedienoberfläche der Steckdose eingetragen werden, damit sich die Steckdose mit dem WLAN verbinden kann.

Mit dem Speichern der Eingaben wird die Betriebsart auf Wifi Client umgeschaltet und die Steckdose verbindet sich mit dem heimischen WLAN. Im Router ist nachzulesen, welche IP-Adresse die Steckdose erhalten hat. Dort kann üblicherweise auch eingestellt werden, dass dem Gerät immer dieselbe Adresse zugewiesen wird.

Nach Umschaltung auf die Betriebsart Wifi Client ist kein von der Steckdose aufgespanntes WLAN mehr aktiv. Die Bedienoberfläche der Steckdose ist von jedem Gerät im heimischen Netz aus über deren vom heimischen Router vergebene IP-Adresse erreichbar, z.B.: http://192.168.178.26

7. Per Software schalten

Um Funktionen der Steckdose aus einer eigenen Software heraus zu nutzen werden ebenfalls URLs über HTTP aufgerufen. Welche URLs hierfür zur Verfügung stehen ist in einer Online-Dokumentation von Shelly beschrieben [2].

Der URL zum Einschalten des Stroms lautet
http://192.168.178.26/relay/0?turn=on

Zum Ausschalten des Stroms wird folgender URL aufgerufen
http://192.168.178.26/relay/0?turn=off

Weitere Funktionen beispielsweise zum Messen des Stromverbrauchs oder zum Abrufen des Status sind in der Dokumentation [2] beschrieben.

8. Einbau in eigene Skripte

Mit welcher Software die Steckdose letztlich geschaltet wird kann ganz unterschiedlich gewählt werden. Beispielsweise lassen sich Schaltvorgänge auch in einfachen Linux-Shell-Skripten einsetzen indem etwa das Kommando wget genutzt wird.

Beispiel: wget -O "-" http://192.168.178.26/relay/0?turn=on > /dev/null 2>&1

9. Schlussbemerkungen

Eine schaltbare Steckdose mit den hier beschriebenen Eigenschaften ist einfach in Betrieb zu nehmen. Ihre Funktionen können dank der Programmschnittstelle in eigene Programme eingebaut werden. Auf diese Weise können auch Geräte in automatisierten Abläufen verwendet werden, die dafür selbst nicht eingerichtet sind.

Der Autor hat keine Verbindung mit dem Hersteller des hier beschriebenen Produkts und erhält auch keine Leistungen für diesen Beitrag. Der Beitrag ist aus dem Bedürfnis entstanden, die Verwendung und Funktionsweise des Gerätes zu dokumentieren. Insbesondere die Funktionsweise der API ist in der Produktdokumentation nicht ausreichend erklärt, erst nach einiger zusätzlicher Recherche klar geworden und daher hier im Zusammenhang aufgeschrieben.

10. Verweise