การตรวจสอบการใช้พลังงานด้วยปลั๊กอัจฉริยะ, Prometheus และ Grafana
- บทความนี้ไม่ใช่บทช่วยสอนที่อธิบายการตั้งค่าแต่ละส่วนอย่างละเอียด หากคุณคุ้นเคยกับ Linux และบรรทัดคำสั่งแล้ว คุณสามารถทำตามการตั้งค่านี้ได้ด้วยตัวเอง
การซื้อและตั้งค่า smart plug
- มานานแล้วที่ผู้เขียนให้ความสนใจกับการตั้งค่าคอมพิวเตอร์และการใช้พลังงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้าน
- ก่อนหน้านี้เคยใช้มิเตอร์พลังงานดิจิทัลแบบง่ายเพื่ออ่านค่าชั่วคราว แต่ไม่เหมาะกับการเฝ้าติดตามการใช้ไฟของอุปกรณ์ไฟฟ้าในระยะยาว
- ผู้เขียนซื้อสมาร์ตปลั๊กจาก athom.tech เป็นรุ่น V3 แบบปลั๊ก EU และใช้เวลาขนส่งทั้งหมด 9 วัน รวมถึงช่วงวันหยุดคริสต์มาส
- สมาร์ตปลั๊กถูกจัดให้มากับการแฟลช Tasmota ล่วงหน้า และมีเอกสารแนะนำวิธีเชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi แนบมากับอุปกรณ์ หลังจากนั้นจึงสามารถจัดการปลั๊กผ่านเบราว์เซอร์ได้
- อัปเดตเฟิร์มแวร์เป็นเวอร์ชันล่าสุดได้อย่างง่ายดายผ่านเว็บ GUI ด้วยการคลิกเพียงไม่กี่ครั้ง
ซอฟต์แวร์สแต็ก
- เป้าหมายเริ่มต้นคือการเฝ้าติดตามการใช้พลังงานของโฮมเซิร์ฟเวอร์ เราเตอร์ เวิร์กสเตชัน และเครื่องทำน้ำร้อนไฟฟ้าในรูปแบบภาพรวม
- ข้อมูลมิเตอร์พลังงานถูกเก็บไว้ในอินสแตนซ์ Prometheus เดิมบนโฮมเซิร์ฟเวอร์
- บนเซิร์ฟเวอร์มีการรันอินสแตนซ์หลายตัวของโซลูชัน tasmota-power-exporter สำหรับสมาร์ตปลั๊กแต่ละตัว และ Prometheus จะดึงข้อมูลทุกๆ 1 วินาที
- ใช้อินสแตนซ์ Grafana ที่ใช้งานอยู่ในโฮมเซิร์ฟเวอร์เดิมเพื่อแสดงกราฟพื้นฐานสำหรับการตั้งค่ามิเตอร์พลังงาน
การสังเกตและการค้นพบ
- หลังจากใช้งานการตั้งค่านี้มาเป็นเวลาเกือบ 4 เดือน ได้ข้อสังเกตดังต่อไปนี้:
เครื่องทำน้ำร้อนไฟฟ้า
- ไม่ใช่เรื่องแปลกใจที่เครื่องทำน้ำร้อนไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้ามากที่สุด
- การใช้พลังงานโดยปกติ: 4.51kWh/วัน
- ค่าน้อยสุดที่สังเกตได้: 0.56kWh/วัน โดยทั่วไปเกิดขึ้นในวันที่ไม่มีคนอยู่บ้าน
- ค่าสูงสุดที่สังเกตได้: 11.1kWh/วัน ในวันที่มีการซักผ้าและอาบน้ำจำนวนมาก
การตั้งค่าโฮมเซิร์ฟเวอร์
- รันภาระงานทั้งหมดของโฮมเซิร์ฟเวอร์บน Zimaboard ซึ่งหนึ่งในข้อดีหลักคือการใช้พลังงานที่ต่ำมาก
- กล่องโมเด็ม/เราเตอร์จากผู้ให้บริการ ISP ใช้ไฟมากกว่า Zimaboard
- ได้มีการเปลี่ยนการตั้งค่าโฮมเซิร์ฟเวอร์ไปใช้ ASRock Deskmini X300 ชั่วคราว พบว่าการใช้ไฟขณะว่างงานสูงกว่าความชัดนามากเมื่อเทียบกับ Zimaboard
แรงดันไฟฟ้า
- สมาร์ตปลั๊ก Tasmota ยังรายงานค่าแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันด้วย ปกติแล้วในช่วงเวลาที่ใช้ไฟสูงสุด ค่าแรงดันจะลดลงโดยรวม
- ความตกของแรงดันเกิดขึ้นเมื่อมีการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินไฟสูง เช่น เครื่องทำน้ำร้อนไฟฟ้า กาต้มน้ำไฟฟ้า เตาไฟฟ้า และไมโครเวฟ
เวิร์กสเตชัน
- การใช้พลังงานโดยปกติ: 0.95kWh/วัน
- ค่าน้อยสุดที่สังเกตได้: 0.07kWh/วัน
- ค่าสูงสุดที่สังเกตได้: 1.52kWh/วัน
การชาร์จ
- สมาร์ตปลั๊กนี้เหมาะมากสำหรับการสังเกตรูปแบบการชาร์จของอุปกรณ์หลากหลายชนิด
- อุปกรณ์ส่วนใหญ่แสดงรูปแบบชาร์จเร็วมากจนเกือบเต็มแบตเตอรี่ แล้วจึงช้าลงเมื่อระดับสูง
ความเสถียร
- โดยทั่วไปความเสถียรของสมาร์ตปลั๊กถือว่าดี แต่บางครั้งบางตัวไม่รายงานสถิติทันเวลาบ่อยครั้ง
- ต้องปิดและเปิดใหม่ทั้งสองสมาร์ตปลั๊ก
แนวคิดในอนาคต
- สมาร์ตปลั๊กมีวิธีเปิด/ปิดอุปกรณ์ผ่าน API ต่างๆ และมีแผนที่จะใช้ Home Assistant หรือสคริปต์ง่ายๆ
สรุปความคิด
- โดยรวมแล้วผู้เขียนพอใจกับการตั้งค่านี้มาก เพราะอนาคตสามารถวัดผลได้อย่างน่าเชื่อถือสำหรับการตั้งค่าคอมพิวต์หลากหลาย ทำให้ประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอุปกรณ์ได้ง่ายขึ้นมาก
ความเห็นของ GN⁺
- น่าสนใจมากที่สามารถเฝ้าติดตามการใช้ไฟฟ้าทั้งบ้านได้ละเอียดมากในระดับของแต่ละปลั๊ก ซึ่งโดยปกติเรามักเห็นได้เพียงจากบิลรายเดือน แต่ที่นี่สามารถดูได้ถึงระดับวินาที
- จากการเปรียบเทียบการใช้พลังงานระหว่าง Zimaboard และ ASRock ของผู้เขียน แสดงให้เห็นว่า หากต้องการให้มีประสิทธิภาพพลังงาน คีย์สำคัญอาจคือการใช้ประโยชน์จาก C-State ของ CPU ได้อย่างเหมาะสม
- หากเฝ้าติดตามระบบ IT บ้านทั้งหมด อาจมองเห็นรูปแบบการใช้ไฟตามเวลา/สถานการณ์ และใช้เป็นข้อมูลประกอบในการเลือกแพ็กเกจค่าไฟได้
- หากสร้างสมาร์ทโฮม ควรมีระบบอย่าง Prometheus และ Grafana ซึ่งสามารถรวบรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์ต่างๆ และแสดงผลได้เป็นพื้นฐาน
- หากสามารถเฝ้าติดตามปริมาณไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ ก็อาจควบคุมการใช้ไฟให้เลี่ยงช่วงพีคได้ด้วย ซึ่งน่าจะช่วยป้องกันไม่ให้เจอ "บิลไฟฟ้าพุ่งสูง" ได้
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
สรุป:
• อธิบายวิธีเชื่อมสวิตช์ตัดไฟแบบ Zigbee เข้ากับมิเตอร์ไฟฟ้าของบ้าน และแสดงปริมาณการใช้ไฟฟ้าบนหน้าจอ e-ink • ซื้ออุปกรณ์ที่ชื่อ Rainforest Automation Eagle เพื่ออ่านมิเตอร์ไฟฟ้าสมาร์ตและส่งข้อมูลไปที่ Prometheus