wbec: Mit etwas Bastelei zur WLAN-fähigen Heidelberg Wallbox Energy Control
21. November 2022
Wallboxen von Amperfied können über unterschiedliche Schnittstellen mit anderen Systemen kommunizieren. Bei der Heidelberg Wallbox Energy Control ist es Modbus RTU. Dabei ist es uns wichtig, diese Schnittstellen so gut zu dokumentieren, dass Entwickler darauf aufbauen können und somit noch mehr aus unserer Hardware herausholen.
Ein großartiges Beispiel ist das Projekt wbec für die Heidelberg Wallbox Energy Control. Es ermöglicht über Modbus RTU eine simple App-Steuerung, PV-Überschussladen, Anbindung an die Projekte openWB, EVCC und Solaranzeige, eine Einbindung in ein Home Energy Management System (HEMS) sowie – mit zusätzlicher Hardware – RFID-Authentifizierung.
Für Bastler
Die wbec-Software und die zugehörige Dokumentation findet ihr kostenlos auf GitHub. Das Hardware-Modul, auf dem die wbec-Software läuft, basiert auf einem Mikrocontroller vom Typ ESP8266. Aktuell ist die Hürde, den Mikrocontroller durch Löt- und Software-Basteleien für den Einsatz fit zu machen, noch recht hoch. Aber bald will Stefan Ferstl den ESP8266 modifiziert und schon mit wbec-Software bespielt anbieten. Mit der Wallbox wird das Modul dann über die Modbus-RTU-Schnittstelle verbunden (siehe offizielle Anleitung). An der Wallbox selbst muss nichts baulich verändert werden.
„Die offene Schnittstelle war ein wesentliches Kriterium“
Wir haben mit Stefan Ferstl, einem der Entwickler von wbec, gesprochen, der das Projekt in seiner Freizeit vorantreibt. AMPERFIED: Was war deine Motivation, wbec zu entwickeln? Stefan Ferstl: Mir ist die Heidelberg Wallbox Energy Control (daher der Name) vor allem wegen ihrer robusten Verarbeitung ins Auge gestochen. Ich hatte mir dann noch etliche andere Wallboxen angeschaut, aber letztlich konnte keine den guten ersten Eindruck der Energy Control erreichen. Einzig die Möglichkeit einer Steuerung und Anbindung an Smart-Home-Systeme für PV-Überschussladen haben mir gefehlt. Heidelberg hatte jedoch eine sehr detaillierte Beschreibung der Modbus-Schnittstelle veröffentlicht. Obwohl ich keinerlei Erfahrung mit dieser Schnittstelle hatte, habe ich mich letztlich für die Energy Control entschieden, schon mit dem Gedanken, im Laufe der Jahre eine Möglichkeit zur Ansteuerung zu finden. Als die Wallbox dann geliefert wurde, hat mich dann schnell die Neugierde gepackt.
Wie bist du bei der Entwicklung vorgegangen?
Ich habe mich für den ESP8266 als Mikrocontroller entschieden, mit dem ich früher schon erste Erfahrungen gesammelt hatte. Er ist günstiger in der Anschaffung und hat einen deutlich geringeren Stromverbrauch als ein Raspberry Pi. So verbraucht die wbec-Lösung weniger als 1 Watt. Eigentlich war mein Ziel nur, die internen Werte auszulesen und den Ladestrom verändern zu können, so dass andere Hausautomatisierungssysteme daran anknüpfen können. Nachdem ich die Elektronik entsprechend aufgebaut hatte, klappte es dank der guten Schnittstellenbeschreibung sehr schnell, erste Werte aus der Wallbox auszulesen. Etwa zu diesem Zeitpunkt hatte ich dann auch begonnen, die Software auf GitHub als Open-Source-Projekt zu veröffentlichen. Dort fanden sich auch überraschend schnell andere Bastler, die mich beim Testen unterstützt haben. Nach und nach habe ich dann weitere Funktionen integriert, wie z.B. ein „Over-the-Air“-Update der wbec-Software, das Sperren unberechtigter Ladevorgänge und eine Anbindung an existierende Lösungen und Apps zum Überschussladen. Da es hier eine Vielzahl von Wechselrichtern, Smart-Metern und ähnlichem gibt, war mein Ziel möglichst die bereits vorhandene Infrastruktur zu nutzen.
Gab es (unerwartete) technische Herausforderungen?
Herausfordernd ist vor allem die enorme Zahl unterschiedlichster Wechselrichter und Stromzähler, ohne einen echten gemeinsamen Standard. Dabei bräuchte man für das Überschussladen nur einen einzigen Wert: Den Netzbezug bzw. die Einspeisung ins Netz. An wen richtet sich wbec? Bislang waren nur Bastler die Zielgruppe, die sich wbec selbst zusammenlöten und programmieren können. Von diesen wurde wbec nun schon über 500 Mal bei Github heruntergeladen. Zum Jahreswechsel 2022/23 plane ich aber auch eine Möglichkeit, eine professionelle, fertige Hardware für wbec anzubieten. Somit sollten dann auch mehr Wallbox-Besitzer eine günstige Möglichkeit zum Überschussladen erhalten. Gerade bei den aktuellen Strompreisen können sich durch Überschussladen durchaus mehrere Hundert Euro jährlich einsparen lassen.
Was sind die aktuellen Entwicklungen?
Zuletzt habe ich eine eigene, relativ einfach gehaltene Regelung zum PV-Überschussladen entwickelt. Außerdem kann ich mittlerweile einige Wechselrichter und Smart-Meter direkt auslesen, so dass außer wbec keine weiteren Komponenten nötig sind. Dies soll einen einfachen Einstieg ins Überschussladen ermöglichen. Will man mehr, kann man die Wallbox mit wbec Schritt für Schritt in Systeme mit einem größeren Funktionsumfang einbinden. Wie geht es mit wbec weiter? Vorschweben würde mir noch eine Variante mit Display oder auch eine Anbindung an die Cloud, wobei dies nur optional wäre und die Grundfunktionen weiterhin im lokalen Netzwerk liefen. Der Fokus wird auch künftig auf einfacher Bedienung statt Schnickschnack liegen.
Wieso hast du das Projekt auf Basis einer Heidelberg Wallbox Energy Control entwickelt?
Wie bereits beschrieben war die offene Schnittstelle ein wesentliches Kriterium. Ich würde mir wünschen, dass sich andere Hersteller Amperfied diesbezüglich zum Vorbild nehmen. Was zeichnet die Heidelberg Wallbox Energy Control besonders aus? Wenn man die Wallbox öffnet, sieht man auf den ersten Blick, dass diese von erfahrenen Ingenieuren entwickelt wurde. Statt einem vollgestopften Plastikgehäuse mit Billig-Elektronik findet man eine klare Aufteilung unter Berücksichtigung der elektrotechnischen Standards. Daher bin ich überaus zuversichtlich, dass mir die Wallbox lange Jahre treue Dienste leisten wird.
Achtung: Auch wenn wir wbec so toll finden, dass wir es hier vorstellen, handelt sich trotzdem um ein Projekt eines von Amperfied unabhängigen Entwicklers. Wir (die Amperfied GmbH) können daher zu wbec keinerlei Support bieten. Zudem muss dir bewusst sein, dass die Nutzung auf eigenes Risiko erfolgt und du unsere Sicherheitshinweise sowie unsere Garantie- und Gewährleistungsbedingungen beachten musst.