Quale macchina ti costa — e quanto è vicina al limite l'officina

Una piccola officina su un'alimentazione trifase: un gruppo di macchine utensili, un compressore ad aria, un ufficio, l'illuminazione e la ventilazione. Il lavoro si svolge dal lunedì al venerdì, dalle otto alle diciotto. Le domande qui riguardano meno il prezzo per kWh e più l'alimentazione: quanto l'officina si avvicina a ciò che il collegamento consente, quale circuito lavora di più e cosa continua ad assorbire energia dopo che tutti sono andati a casa?

Questa guida costruisce quell'officina su un vero hub RBgrid. Un rbAmp STD-U3I3, un misuratore di energia di precisione, misura l'ingresso trifase, fase per fase. Tre moduli Basic, uno per fase, misurano cinque circuiti. L'app mostra tutto nella vista Business: l'ingresso rispetto al suo limite, le fasi, ciascuna linea rispetto alla sua portata e uno schema unifilare. È la stessa officina del sito Workshop nella demo dal vivo, così puoi vedere il risultato finito prima di costruire qualsiasi cosa. Gli screenshot di questa guida provengono dalla demo e mostrano dati di esempio.

Cosa avrai alla fine

• La potenza dell'ingresso rispetto al tuo limite di ingresso, con la riserva disponibile.
• Ogni fase dell'ingresso, misurata: potenza, corrente, tensione e carico rispetto all'interruttore.
• Ogni circuito rispetto alla propria portata, con le linee che la superano segnalate.
• Uno schema unifilare dell'impianto, con i tuoi gruppi come quadri.
• Lo storico di ogni circuito, conservato sull'hub, in energia, potenza o denaro: per ora per 60 giorni, per giorno per circa 13 mesi, per mese per 3 anni. Puoi scaricare qualsiasi dato in CSV.
• Note dell'app, tra cui il carico di base notturno.

Già monitori con Home Assistant? L'hub può inviare anche la potenza e l'energia di ogni punto a Home Assistant tramite MQTT; la tua configurazione attuale può restare com'è. Le letture per fase dell'ingresso trifase, i gruppi e i costi restano nell'app RBgrid, con l'ingresso rispetto al suo limite, le portate delle linee, le viste dello storico e le note. → Un misuratore di potenza per Home Assistant

Cosa ti serve

Lo STD-U3I3 è un misuratore di energia di precisione: sull'ingresso fornisce una misura esatta dell'intera officina, fase per fase. È disponibile in kit da 60 A o da 100 A; per un interruttore principale da 63 A, il kit da 60 A legge correttamente fino a circa 75 A (misurato da rbAmp); per più margine scelga il kit da 100 A. I suoi sensori sono accoppiati al modulo e non sono sostituibili, quindi non c'è alcuna pinza da acquistare per l'ingresso e nessun sensore di corrente da scegliere nell'app.

Un modulo Basic per fase. Un modulo Basic calcola la potenza di ogni canale dal proprio unico ingresso di tensione. Una pinza su un circuito di un'altra fase misurerebbe in modo errato. Quindi l'ingresso di tensione di ogni modulo Basic va su una fase, e le sue pinze solo sui circuiti di quella fase:

Su L1 funziona anche un Basic UI3, e lascia spazio per altri circuiti di L1.

Le macchine utensili e i compressori sono spesso trifase. Misuri una macchina del genere come la pompa di calore in la casa trifase: una pinza per conduttore, un punto per fase, raggruppati.

Scelga ogni pinza del circuito come la portata più piccola pari o superiore all'interruttore del circuito (vedi Scegliere le dimensioni delle pinze).

La demo dell'officina ha la stessa disposizione: lo STD-U3I3 sull'ingresso, il Basic UI1 su L1 e un Basic UI3 su ciascuna di L2 e L3, con gli stessi circuiti sugli stessi canali. Monta una SCT-013-050 sulle macchine utensili e una SCT-013-030 su ogni altro canale Basic; scelga la sua in base all'interruttore, come sopra. Non è sicuro di quale pinza ha? Vedi Quale SCT-013 ha?

Il disegno mostra dove vanno le parti RBgrid nel quadro: i sensori propri del misuratore sui tre conduttori di ingresso, una pinza su ogni circuito, i quattro moduli e l'hub sulla guida. I colori delle fasi mostrano a quale modulo Basic appartiene ogni pinza. Quali dispositivi di protezione servono al tuo quadro e come sono disposti spetta al tuo elettricista.

Sicurezza. Per qualsiasi lavoro all'interno di un quadro elettrico, si rivolga a un elettricista qualificato.

Pinzi un solo conduttore (L) per circuito, mai l'intero cavo: le correnti in L e N si annullano.

Un carico trifase riceve una pinza su ciascuno dei suoi conduttori L1, L2 e L3, ciascuna sul modulo Basic di quella fase; nessuna pinza su N.

1. Cablaggio, flash, collegamento

1. Cabli i moduli: lo STD-U3I3, il Basic UI1 e i due Basic UI3, i loro ingressi di tensione e sensori.
   • Lo STD-U3I3: i suoi ingressi di tensione si cablano come quelli di un modulo Basic: cavo AWG26–22, un fusibile fino a 0.1 A su ogni linea L, e richiede il neutro (morsetti N, L1, L2, L3). I suoi tre sensori vanno sui tre conduttori di ingresso, ciascuno con la freccia nel senso di importazione, dalla rete verso l'officina.
   • Ogni modulo Basic: il suo ingresso di tensione sulla propria fase e N attraverso il suo fusibile; le sue pinze sui circuiti di quella fase (la tabella sopra), ciascuna con la freccia rivolta verso il carico. Un modulo Basic conta in una sola direzione, quindi una pinza montata al contrario non legge nulla.

Il conduttore che chiama L1 deve essere lo stesso ovunque: il sensore L1 dello STD-U3I3 e il morsetto di tensione L1, l'ingresso di tensione del modulo Basic L1 e le pinze su quel modulo. Lo stesso per L2 e L3. Il controllo al punto 5 lo conferma.

Monti ogni modulo entro 15 cm dall'hub. Per tratte più lunghe vedi la sezione sulla lunghezza del bus nella wiring guide di rbAmp. I cavi I²C dei moduli si collegano all'hub uno alla volta più tardi, durante Add a module, con l'hub spento.

2. Collega per ora solo lo STD-U3I3 all'hub (alimentazione, GND, SDA, SCL), al suo indirizzo I²C di fabbrica 0x50. → Quick start, passo 1
3. Installa il firmware sull'hub (flash), collegalo al Wi-Fi e apri l'app, su webapp.rbgrid.io o installata sull'hub: segua i passi 2–4 della Quick start, poi torni qui.

Un hub nuovo rende da solo il modulo a 0x50 il tuo ingresso di rete, più un punto di tensione. Non c'è nulla da associare. Al punto 3 lo trasformi in un ingresso trifase.

2. Esegui la procedura guidata di configurazione

L'app si apre con un banner, The hub still has its factory settings. Scelga Set up →. → The setup wizard

• Security: imposti un token API e lo annoti.
• Site & time: un nome del sito (la demo usa "Workshop (demo)"), il suo fuso orario; controlli che l'orologio mostri synchronized. Lo scenario si imposta al punto 6.
• Sensors: l'ingresso di rete è già presente. Lasci il resto per il punto 5.
• Tariff: il modulo rapido è adatto alla tariffa della demo. Inserisca il prezzo diurno, attivi There is a night rate (23:00–07:00) e inserisca il prezzo notturno. Lasci attivo Price as on the bill — incl. VAT se i prezzi in bolletta includono l'IVA, e controlli VAT, %: un hub nuovo parte dal 21 %. Lasci vuoto The grid pays per exported kWh: l'officina non ha solare.

La demo usa Day 07:00–23:00 a 0.36 e Night 23:00–07:00 a 0.18 per kWh con IVA del 20 % inclusa (il suo piano le memorizza senza IVA, come 0.30 e 0.15, che è ciò che mostra lo screenshot delle Tariffe). Usi i prezzi della sua bolletta. I costi in RBgrid sono calcolati sull'energia: il "Standing charge" mensile della demo non è incluso, quindi non lo copi. Lasci Net metering disattivato nella pagina Tariffs: l'officina non esporta nulla.

3. Rendi trifase l'ingresso

Un ingresso trifase è supportato su uno STD-U3I3. Apra Points: la scheda dello STD-U3I3 mostra l'ingresso di rete.

1. Sulla scheda del modulo, prema Use as the three-phase input.
2. Confermi Use as the input. L'ingresso conserva il suo storico.
3. Prema Restart now.

Dopo il riavvio l'ingresso è un solo punto, L1–L3, con una lettura per ogni fase. → Use as the three-phase input

Poi apra Settings → Mains e scelga Three phase. Mains system si applica subito, e l'elenco Phase su ogni punto ora offre L1, L2 e L3. Tensione nominale e frequenza, se le cambia, si applicano dopo un riavvio dell'hub (Save and restart). I valori predefiniti vanno bene per un'alimentazione 230/400 V. → Settings

Sull'ingresso di rete, apra Point setup e imposti:

• Input limit, kW: ciò che il suo contratto di fornitura consente; senza un valore contrattuale, usi l'interruttore principale (A × 230 V × 3). 43 kW nella demo. È il valore con cui la vista Business misura l'ingresso;
• Input breaker, A: 63 A nella demo.

I sensori dello STD-U3I3 sono calibrati in fabbrica insieme al modulo, quindi non c'è alcun sensore di corrente da scegliere.

La vista Business prende il più piccolo tra il limite di ingresso e ciò che l'interruttore lascia passare (63 A × 230 V × 3 = 43.47 kW). Qui sono 43 kW. → Grid input vs limit

4. Aggiungi i tre moduli Basic

Colleghi i moduli Basic uno alla volta, con Points → Add a module. Ogni modulo nuovo risponde allo stesso indirizzo, 0x50. Quindi ogni volta il modulo che risponde a 0x50 viene prima spostato a un indirizzo libero, e il nuovo modulo viene poi collegato a 0x50. Al primo giro è lo STD-U3I3: viene spostato e mantiene i suoi punti, lo storico e le impostazioni. → Adding modules

Per ogni modulo Basic (l'UI1 per L1, poi l'UI3 per L2, poi l'UI3 per L3):

1. L'app propone un indirizzo libero, per esempio 0x51, e sposta lì il modulo ora su 0x50.
2. Spenga l'hub e colleghi il cavo I²C del nuovo modulo all'hub. Risponderà a 0x50.
3. Accenda l'hub, apra di nuovo Add a module e prema Scan, poi Add.

I canali di ogni modulo ora compaiono sotto Free sensors. Gli indirizzi definitivi dipendono dall'ordine in cui aggiunge i moduli, e non contano: i punti si riconoscono dai loro nomi. La pagina Points della demo mostra un altro set di indirizzi.

5. Associa i cinque circuiti

Prima crei due gruppi: Settings → Consumer groups → Add group, "Production" e "Building", poi Save. Nello schema unifilare diventano i quadri. → Consumer groups

Poi Bind ogni sensore libero con nome, ruolo, fase e portata della linea. Apra il Point setup di ogni nuovo punto per l'interruttore, il sensore di corrente e il gruppo.

• La portata della linea è ciò che l'interruttore del circuito consente: interruttore × 230 V (per esempio 10 A → 2.3 kW, 16 A → 3.68 kW, 25 A → 5.75 kW). La vista Business confronta ogni linea con questo valore. La demo usa i propri valori: 9, 3, 3, 2 e 6 kW, nell'ordine della tabella.
• Il ruolo Heating/cooling tiene la ventilazione fuori dalla stima del carico di base dell'app, perché funziona secondo un proprio programma.
• Fase: la fase dell'ingresso di tensione del modulo; ogni canale di un modulo è su quella fase.
• Il sensore di corrente deve corrispondere alla pinza effettivamente montata. → Points

I nomi brevi nello screenshot, "Machines" e "HVAC", sono il Short name di ciascun punto, impostato in Point setup.

Riavvii l'hub (Settings → Administration). Un punto appena associato mostra subito i valori in tempo reale e inizia a conservare lo storico dopo il riavvio; nulla di misurato prima va perso. L'hub conserva lo storico per fino a 12 punti; l'officina ne ha sei. Un carico trifase misurato per conduttore usa tre dei 12 posti dello storico, quindi pianifichi per la crescita.

Verifichi: accenda un carico che conosce, per esempio un bollitore sul circuito dell'ufficio. Il suo punto dovrebbe leggere circa la potenza nominale del bollitore, e L2 dell'ingresso dovrebbe salire di circa la stessa quantità.

6. Passa alla vista Business

Apra Settings → Site scenario, scelga Business e confermi Change. Serve il token API, se ne ha impostato uno. Si applica subito, per chiunque apra questo hub. Just preview lo mostra solo in questo browser. → Site scenario

7. Cosa mostra l'app

L'Overview nello scenario Business si apre sulla potenza. → The Overview

• Grid input vs limit: la potenza dell'ingresso rispetto al limite di 43 kW, con una barra e la riserva disponibile.
• Phases, measured at the input, con "breaker 3 × 63 A (per phase)": potenza, corrente e tensione di ogni fase, una barra rispetto all'interruttore, e lo squilibrio di corrente. Su un hub reale la scheda riporta anche la rotazione delle fasi.
• Load lines: ogni circuito con la sua potenza, il suo costo orario, la corrente, l'energia di oggi e il suo Load rispetto alla portata.
• Needs attention: le linee che richiedono un controllo, ciascuna collegata al suo punto.
• Single-line diagram: l'ingresso, il bus principale, poi i quadri "Production" e "Building" con le loro linee.

In denaro, il costo di ogni circuito è la sua energia al prezzo d'acquisto della zona: un'ora nella zona Day al prezzo diurno, un'ora nella zona Night al prezzo notturno.

History per 7 days, in denaro, mostra i giorni lavorativi, un weekend tranquillo e oggi fino a questo momento. Nello screenshot (da martedì a lunedì) sono quattro giornate lavorative complete, due barre basse del weekend e la mattina di lunedì, ancora incompleta. Oggi in potenza, per il solo compressore, mostra il suo andamento in orario di lavoro. → History

History avanza per ora al suo dettaglio più fine; i valori in tempo reale si aggiornano ogni 3 secondi nell'Overview (e via MQTT). L'energia dei moduli che contano a bordo si muove a passi di 15 minuti.

Details aggiunge il grafico orario, la tabella dei punti e Insights. Lo scenario Business le formula per un'attività. Nella demo, un lunedì sera dopo il lavoro (19:30), dicono:

• Expensive now: Day — 2.0× the "Night" rate, con la nota dell'app che flexible loads (heating, charging, batches without a fixed schedule) are cheaper to run in the "Night" zone;
• Where the energy goes today e Month consumption forecast;
• Today uses ≈ 503% more than yesterday by this hour: un lunedì confrontato con una domenica. È un artefatto feriale/weekend della demo;
• Base load outside working hours ≈ 1060 W, con la riga dell'app Check what can be switched off on a schedule. È il minimo notturno dell'app, dalle ore tranquille 01:00–05:00: la stessa stima di Standby use nella vista Home, mostrata sotto il nome Business. Non c'è un'impostazione dell'orario di lavoro. La ventilazione non vi è conteggiata, perché funziona secondo un proprio programma.

Sono le stime dell'app alle sue tariffe attuali, contrassegnate con ≈. RBgrid non spegne nulla: cosa spegnere, e quando, spetta a lei. → Insights

Il compressore sopra la sua portata

La linea del compressore nella demo è da 3 kW. In orario di lavoro il compressore alterna: circa 3.8 kW nelle ore pari (08, 10, 12, 14, 16) e circa 1.5 kW in quelle dispari. 3.8 kW su una linea da 3 kW sono circa il 127 % della portata della linea; lo screenshot delle 10:00 ha catturato 3.75 kW, 125 %.

La demo esagera questo per mostrare il segnale. 3.8 kW su una linea da 16 A sono più di quanto un vero interruttore da 16 A sopporterebbe a lungo.

L'app lo segnala in tre punti finché dura:

• Load lines: lo stato del compressore riporta above limit;
• Needs attention: "3.8 kW — 127 % of the line's rating", con l'etichetta above rating;
• la tabella Points sotto Details: above rating.

Nell'ora dispari il segnale si cancella, e dopo le 18:00 il compressore si ferma. In History, oggi per ora in potenza, il compressore disegna un dente di sega durante la giornata lavorativa.

Su un sito reale lo stesso segnale significa che la portata della linea come inserita è inferiore a quella che la macchina assorbe. RBgrid mostra solo la cifra; la portata che inserisce decide quando si accende il segnale. Questo è un segnale di portata della linea, non della pinza: 3.8 kW sono circa 16.5 A, entro il campo di una pinza da 20 A, quindi la pinza non genera alcun sensor limit né clipping.

Scegliere le dimensioni delle pinze

Una pinza ha un campo, e contano entrambi gli estremi. Troppo piccola, e le sue letture sono tagliate sopra la sua portata; troppo grande, e le piccole correnti risultano zero su un modulo Basic. Una pinza con portata pari all'interruttore del circuito resta dentro quel campo, ed è il motivo per cui la tabella abbina ogni pinza al suo interruttore. → Scegliere le dimensioni delle pinze

Se un punto avvisa che la pinza è troppo piccola: l'app confronta l'interruttore con la corrente alla quale la pinza inizia a tagliare, un valore che l'hub riporta — per una SCT-013 è circa il 16 % sopra la sua portata, quindi circa 11.6 A per una pinza da 10 A. Quindi la pinza da 10 A dell'illuminazione, con il suo interruttore da 10 A, legge correttamente. Una pinza con portata pari all'interruttore è a posto e non avvisa più. Sull'app v1.1.4 e precedenti il controllo usava un limite inferiore del 10 % sotto la portata, quindi avvisava proprio per quella coppia — "The line breaker 10 A is above the sensor's limit (9 A)…" — anche se la pinza leggeva correttamente alla sua portata.

Dati della demo e la sua officina

• Nella demo ogni giornata lavorativa è uguale, e il pattern del compressore segue l'orologio (ore pari e dispari), non la pressione dell'aria.
• Le fasi della demo sono una suddivisione fissa della potenza dell'ingresso, non misurata per fase. Su un hub reale lo STD-U3I3 misura ogni fase all'ingresso, e i residui per fase seguono il suo cablaggio reale.
• Le portate di linea della demo (9, 3, 3, 2 e 6 kW) sono valori propri, e il suo compressore è impostato per superare la sua linea, per mostrare il segnale.
• La demo monta una SCT-013-030 su ogni canale Basic tranne le macchine utensili; scelga le pinze dai suoi interruttori.
• Lo storico dei costi della demo esclude l'IVA. Il suo aggiornamento firmware del modulo è simulato.
• Lo storico parte quando configura l'hub; i dati di altri sistemi non vengono importati.
• I suoi numeri dipendono dai suoi circuiti e dal suo ritmo di lavoro; nulla in questa guida promette una cifra.

Se qualcosa non va

• Use as the three-phase input non viene proposto: lo STD-U3I3 deve essere presente e l'ingresso non deve essere già trifase. → Sensors and modules
• Add a module non trova nulla di nuovo: controlli che sia collegato un solo modulo nuovo e che l'hub fosse spento mentre lo collegava. → Adding modules
• "Input limit is not set" nell'Overview: imposti Input limit, kW nel suo Point setup.
• Un circuito legge 0 mentre il carico funziona: la pinza potrebbe essere montata nel verso sbagliato (il punto dice sensor reversed — not metered).
• Un circuito legge una potenza non plausibile: controlli che la sua pinza sia sul modulo il cui ingresso di tensione è sulla stessa fase.
• Sensor limit o clipping su un punto: il circuito assorbe più della portata della sua pinza; vedi Scegliere le dimensioni delle pinze.
• Vista Business non salvata ("Admin token required."): inserisca il token API in Settings → Security.

Prossimi passi

• Aggiungere altri circuiti: i moduli L2 e L3 hanno ciascuno un canale libero per un circuito della propria fase; un hub accetta fino a otto moduli e conserva lo storico per fino a 12 punti. → Sensors and modules
• Leggere i dati nei propri strumenti (per utenti esperti). Oltre ai download CSV in History, i suoi strumenti possono leggere lo storico di ogni punto che conserva lo storico (fino a 12 punti) tramite la REST API dell'hub: GET /api/v1/history?unit=…&period=hour|day|week|month|year&type=energy|electrical|economics, con un token di lettura se ne ha impostato uno. Oppure via MQTT: il cmd history, con la risposta su cmd/resp. I comandi MQTT non verificano ancora un token di lettura, quindi usi un broker con i propri utenti. → MQTT
• Verificare quanta parte dell'ingresso coprono i suoi circuiti: Balance: input and lines. → Economics
• Affinare la tariffa: più zone, commissioni per kWh. → Tariffs
• Inviare i dati a Home Assistant. → Un misuratore di potenza per Home Assistant
• Guardi l'officina finita: demo.rbgrid.io, Workshop
• L'ingresso trifase da solo — i controlli delle fasi, le due modalità di misura, lo storico: La sua alimentazione trifase viene misurata su una sola fase