Raspberry Pi Smartmeter

Passende Hardware im Überblick

Boards – der Pi läuft hier rund um die Uhr:
Raspberry Pi Zero 2 W – sparsam und klein (Link)*
Raspberry Pi 5 mit 4GB RAM – wenn Home Assistant mitlaufen soll (Link)*
Raspberry Pi 5 mit 8GB RAM – die Empfehlung (Link)*
Raspberry Pi 5 mit 16GB RAM – Reserve für Grafana (Link)*
Raspberry Pi 4 Starter-Set mit 4GB – der günstige Einstieg (Link)*

Dauerbetrieb, Speicher und Anschluss:
Offizielles 27-W-Netzteil für den Pi 5 (Link)*
SanDisk Extreme A2 128GB – wenn es die Karte sein muss (Link)*
Geekworm X1001 M.2-HAT für den Pi 5 (Link)*
Intenso M.2 NVMe SSD 500GB – Messdaten gehören nicht auf SD (Link)*
USB-TTL-Kabel mit FTDI-Chip – für den Selbstbau-Lesekopf (Link)*

Selbstbau per Funk und fertige Messtechnik:
ESP32-C6 im 2er-Set – Basis für einen WLAN-Lesekopf (Link)*
Shelly Pro 3EM – dreiphasige Messung im Verteiler (Link)*
Shelly Plug S Gen3 – einzelne Verbraucher nachmessen (Link)*
FRITZ Smart Energy 200 – Messsteckdose für die FRITZ!Box (Link)*

Was sich mit den Messwerten steuern lässt:
Zendure SolarFlow 800+ – Speicher mit Nulleinspeisung (Link)*
Anker SOLIX 3 Pro Balkonkraftwerk-Speicher (Link)*
go-e Charger Gemini 11 kW – Überschussladen mit Zählerdaten (Link)*

Kurz gesagt: Wie liest man den Stromzähler mit dem Raspberry Pi aus?

Ein Raspberry Pi Smartmeter besteht aus zwei Teilen: einem Infrarot-Lesekopf, der magnetisch auf der optischen Schnittstelle des Zählers haftet, und dem Pi, der die Telegramme entschlüsselt und speichert. Die Kurzfassung:

• Die Schnittstelle: Jede moderne Messeinrichtung besitzt ein optisches Auge, das sekündlich Daten hinausblinkt – ohne Eingriff in die Elektrik.
• Das Protokoll: Fast alle deutschen Zähler senden SML (Smart Message Language) mit 9600 Baud, 8N1. Ältere Geräte sprechen den ASCII-Modus nach IEC 62056-21.
• Die PIN: Ohne vierstellige PIN vom Messstellenbetreiber liefert der Zähler meist nur den Zählerstand, nicht die Momentanleistung.
• Die Software: Auf dem Pi wahlweise die EDL21-Integration in Home Assistant, der klassische vzlogger des Volkszähler-Projekts oder ein Tasmota-Lesekopf per MQTT.
• Bezug und Einspeisung: Der Bezug steht unter OBIS 1.8.0, die Einspeisung unter 2.8.0, die saldierte Momentanleistung unter 16.7.0 – negative Werte bedeuten Einspeisung.
• Fertig statt selbst gebaut: Tibber Pulse IR und Shelly Pro 3EM lösen dieselbe Aufgabe ohne Bastelei, jeweils mit eigenen Nachteilen.

Moderne Messeinrichtung und optische Schnittstelle verstehen

Der schwarze Kasten im Zählerschrank, der die alte Ferraris-Scheibe ersetzt hat, heißt offiziell moderne Messeinrichtung. Er zählt digital, speichert historische Werte – und trägt nahe dem Display eine kreisrunde optische Schnittstelle, die sogenannte D0-Schnittstelle. Dahinter sitzt eine Infrarot-LED, die den aktuellen Datensatz im Sekundentakt hinaussendet, unabhängig davon, ob jemand zuhört.

Wichtig ist die Abgrenzung zum intelligenten Messsystem: Erst wenn die moderne Messeinrichtung mit einem zertifizierten Smart-Meter-Gateway verbunden wird, entsteht daraus ein echtes Smart Meter, das Werte an den Netzbetreiber funkt. Der gesetzliche Rollout läuft stufenweise weiter und betrifft vorrangig Haushalte mit hohem Verbrauch, größere Photovoltaikanlagen sowie steuerbare Verbrauchseinrichtungen. Für das eigene Auslesen spielt das keine Rolle: Die optische Schnittstelle ist in beiden Fällen vorhanden.

Der Lesekopf selbst ist ein simples Bauteil: Fotodiode und Sende-LED in einem Gehäuse mit Ringmagnet, in zwei Bauformen. Die USB-Variante hängt direkt am Pi und meldet sich als /dev/ttyUSB0 oder /dev/ttyACM0. Die WLAN-Variante trägt einen ESP-Chip mit Tasmota und funkt die Werte ins Netzwerk – praktisch, wenn der Pi nicht neben dem Zähler stehen kann.

Entschlüsselt werden muss anschließend das SML-Telegramm. Es enthält genormte OBIS-Kennzahlen, hinter denen die Werte stecken – deshalb kommt dieselbe Software mit Zählern von eBZ, EMH, Iskra oder Landis+Gyr zurecht.

PIN beim Messstellenbetreiber anfordern und den Zähler freischalten

Der häufigste Grund für Frust: Der Lesekopf funktioniert, aber es kommt nur ein Zählerstand an, keine Leistung in Watt. Das ist Absicht – ab Werk sendet die moderne Messeinrichtung nur den reduzierten Datensatz. Der vollständige Datensatz mit Momentanleistung und historischen Werten muss per PIN freigeschaltet werden.

Zuständig ist der Messstellenbetreiber, nicht der Stromlieferant. Meist ist das der örtliche Netzbetreiber, der ein Formular auf seiner Website bereithält; abgefragt werden Zählernummer und Adresse, die vierstellige PIN kommt per Post oder E-Mail. Kosten entstehen in der Regel keine, die Bearbeitung dauert einige Tage bis wenige Wochen.

Die Eingabe erfolgt über die optische Schnittstelle selbst: Man leuchtet mit einer Taschenlampe auf das Auge des Zählers, woraufhin das Menü erscheint. Kurze Lichtimpulse zählen die Ziffer hoch, ein langer Impuls bestätigt. Bei vielen Modellen ist danach ein zweiter Schritt nötig: Im Menü steht ein Punkt InF, der von InF off auf InF on umgestellt werden muss – erst dann wandert der vollständige Datensatz auch auf die Info-Schnittstelle. Die Bedienungsanleitung zum jeweiligen Zählermodell liegt meist als PDF beim Netzbetreiber und beschreibt die Menüführung.

Raspberry Pi Smartmeter einrichten – Schritt für Schritt

1. Pi vorbereiten: Aktuelles 64-Bit Raspberry Pi OS aufspielen, System aktualisieren und – weil hier über Jahre im Sekundentakt geschrieben wird – auf eine SSD statt auf eine Speicherkarte setzen.
2. Lesekopf anbringen: Den Magnetring mittig auf die optische Schnittstelle setzen. Die Kabelrichtung ist meist egal, die saubere Auflage entscheidend – wenige Millimeter Versatz kosten Telegramme.
3. Schnittstelle prüfen: dmesg | tail zeigt nach dem Einstecken den vergebenen Gerätenamen. Mit xxd < /dev/ttyUSB0 lässt sich der Rohdatenstrom ansehen; wiederkehrende Blöcke bedeuten, dass der Zähler sendet.
4. Rechte setzen: Der eigene Benutzer muss in die Gruppe dialout: sudo usermod -aG dialout $USER, danach neu anmelden.
5. Gerätenamen festnageln: Nach einem Neustart kann aus ttyUSB0 plötzlich ttyUSB1 werden. Stabil ist der Pfad unter /dev/serial/by-id/ – dieser gehört in die Konfiguration.
6. Software wählen: Wer Home Assistant betreibt, fügt die EDL21-Integration hinzu und trägt den seriellen Port ein. Sonst ist vzlogger die klassische Wahl: In /etc/vzlogger.conf werden Gerätepfad, protocol auf sml und die OBIS-Kennzahlen hinterlegt.
7. Testlauf mit hoher Ausgabe: vzlogger -f -v 15 im Vordergrund starten. Erscheinen die Kennzahlen mit plausiblen Werten, stimmt die Verkabelung. Erst danach den Dienst dauerhaft aktivieren.
8. Werte weiterreichen: Die Daten per MQTT verteilen und in eine Zeitreihendatenbank schreiben – damit ist die Grundlage für jede spätere Auswertung gelegt.

Raspberry Pi Smartmeter oder Fertiglösung? Der Vergleich

Der Selbstbau ist nicht alternativlos. Mehrere fertige Geräte lösen dieselbe Aufgabe, unterscheiden sich aber in Aufwand, Kosten und Datenhoheit.

Der entscheidende Unterschied liegt in der Messgrundlage. Der Lesekopf spiegelt exakt die Werte des geeichten Zählers – also das, was am Ende abgerechnet wird. Ein Wandlermessgerät wie der Shelly Pro 3EM misst dagegen selbst und liefert phasengenaue Werte im Sekundenbereich, was für die Regelung von Speichern und Wallboxen hilft, aber nicht eichrechtlich zählt. Zudem gilt: Alles, was in den Zählerschrank oder die Unterverteilung eingebaut wird, gehört in die Hände einer Elektrofachkraft. Der Lesekopf wird dagegen nur aufgelegt, keine Plombe wird berührt.

Bleibt die Cloud-Frage: Der Tibber Pulse schickt seine Daten standardmäßig zum Anbieter, lässt sich aber lokal abfragen. Beim Lesekopf am Pi verlassen die Daten das Haus nie.

Daten auswerten: Bezug und Einspeisung sauber trennen

Rohdaten allein bringen wenig. Interessant wird es, sobald die Werte in einer Zeitreihendatenbank landen. Bewährt hat sich InfluxDB als Speicher und Grafana für die Darstellung – beides läuft als Container über Docker auf demselben Pi.

Beim Einrichten der Sensoren passiert der häufigste Denkfehler. Ein Zweirichtungszähler führt zwei getrennte Zählwerke: 1.8.0 für den Bezug aus dem Netz und 2.8.0 für die Einspeisung. Beide gehören als eigene Sensoren mit der Geräteklasse Energie und dem Zustand total_increasing ins Energie-Dashboard. Die Momentanleistung unter 16.7.0 ist dagegen ein saldierter Wert über alle drei Phasen und wird negativ, sobald mehr eingespeist als verbraucht wird. Wer ihn als Bezug verbucht, erhält falsche Monatssummen.

Genau diese Saldierung ist der Grund, warum sich ein Balkonkraftwerk lohnt: Speist das Modul auf einer Phase ein, während auf einer anderen Strom fließt, verrechnet der Zähler beides gegeneinander. Auf derselben Grundlage arbeitet die Nulleinspeisung, bei der ein Speicher seine Abgabe an den Hausverbrauch anpasst – ohne Zählerdaten im Sekundentakt funktioniert das nicht.

Für Elektroautos gilt dasselbe: evcc nutzt die Zählerwerte, um die Ladeleistung der Wallbox dem Überschuss nachzuführen. Und ganz ohne Photovoltaik bleibt der Erkenntnisgewinn beachtlich: Erfahrungswerte aus der Community zeigen für Haushalte eine Grundlast von etwa 100 bis 300 Watt, die sich mit sekundengenauen Kurven Gerät für Gerät aufschlüsseln lässt.

Fehler und Stolpersteine beim Auslesen des Stromzählers

• Keine Momentanleistung trotz Verbindung: Der Klassiker – die PIN fehlt oder InF steht noch auf off. Der Lesekopf ist unschuldig.
• Lückenhafte Telegramme: Sitzt der Kopf schief oder fällt Fremdlicht ein, brechen Prüfsummen. Sauberer Sitz und ein dunkler Zählerschrank lösen fast alle Empfangsprobleme.
• Kein Strom am Zähler: Steckdosen fehlen dort meist. Übliche Wege sind ein PoE-versorgter Pi, ein USB-Kabel durch den vorhandenen Kanal – oder gleich ein WLAN-Lesekopf.
• WLAN im Blechschrank: Geschlossene Verteilerfelder dämpfen 2,4 GHz spürbar. Reißt die Verbindung ständig ab, hilft nur der Kabelweg oder ein Repeater in Sichtweite.
• Wechselnder Gerätename: Ist /dev/ttyUSB0 fest eingetragen, steckt nach einem Neustart womöglich ein anderes USB-Gerät dahinter.
• Falsches Zählerskript: Bei Tasmota-Leseköpfen entscheidet ein Decoder-Skript, welche Felder gelesen werden. Passt es nicht zum Modell, bleiben Werte leer – für gängige Zähler liegen die Skripte öffentlich vor.
• Speicherkarte als Datengrab: Sekündliche Schreibvorgänge über Jahre bringen jede Karte an ihr Ende. Wer die Historie behalten will, legt Datenbank und Sicherung auf ein robusteres Medium.

Häufige Fragen zum Stromzähler-Auslesen mit dem Raspberry Pi

Ist das Auslesen des eigenen Stromzählers erlaubt?
Ja. Die optische Info-Schnittstelle ist genau dafür vorgesehen, der Lesekopf wird lediglich aufgelegt. Verboten bleibt jeder Eingriff hinter der Plombe.

Welcher Raspberry Pi reicht dafür aus?
Für das reine Mitschreiben genügt ein Zero 2 W. Sollen Home Assistant, Datenbank und Grafana mitlaufen, ist ein Pi 5 mit mindestens 4 GB die bessere Wahl.

Was kostet ein IR-Lesekopf?
Einfache USB-Modelle liegen im niedrigen zweistelligen Bereich, WLAN-Varianten mit Tasmota darüber. Wer löten mag, baut sich aus Fotodiode und USB-TTL-Kabel selbst einen.

Funktioniert das mit jedem digitalen Zähler?
Mit den verbreiteten Modellen von eBZ, EMH, Iskra, Easymeter und Landis+Gyr in aller Regel ja. Unterschiede gibt es beim Protokoll und beim Umfang des Datensatzes.

Brauche ich die PIN wirklich?
Für Zählerstände nicht, für die Momentanleistung fast immer. Weil sie den eigentlichen Mehrwert ausmacht, gehört die Anfrage beim Messstellenbetreiber an den Anfang – noch vor den Hardwarekauf.

Wie unterscheide ich Bezug und Einspeisung?
Über getrennte OBIS-Kennzahlen: 1.8.0 zählt den Bezug, 2.8.0 die Einspeisung. Der Momentanwert 16.7.0 ist saldiert und wird bei Überschuss negativ.

Lohnt sich der Aufwand ohne Photovoltaik?
Ja, denn erst sekundengenaue Kurven zeigen, welche Geräte die Grundlast treiben. Für Wärmepumpe, Wallbox oder dynamische Tarife ist die Datenbasis ohnehin Voraussetzung.

Fazit

Ein Raspberry Pi Smartmeter ist eines der wenigen Bastelprojekte, dessen Nutzen sich in Euro beziffern lässt: Ein Lesekopf für wenige Zehner plus ein vorhandener Pi ersetzen jedes Abo und liefern die Werte des geeichten Zählers, nicht die Schätzung eines Zweitgeräts. Unsere klare Empfehlung: Zuerst die PIN beim Messstellenbetreiber anfordern, dann die Hardware kaufen – ohne den vollständigen Datensatz bleibt jede Installation ein teurer Zählerstandsanzeiger. Für die Umsetzung führt der USB-Lesekopf am Pi mit der EDL21-Integration am schnellsten zum Ziel; sitzt der Zähler zu weit weg, ist der WLAN-Lesekopf mit Tasmota oder ESPHome die pragmatische Antwort. Und wer über Nulleinspeisung oder Überschussladen nachdenkt, sollte die Zählerdaten als erstes Bauteil der Anlage betrachten.

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