Medidor de Energia no Quadro Elétrico para Home Assistant

As tomadas com medição dizem-te quanto gasta cada aparelho, mas não quanto gasta a casa toda, nem se estás perto de fazer disparar o disjuntor. Para isso precisas de medir no quadro elétrico, ou de ler os dados do contador. Neste guia comparo as soluções que fazem sentido em Portugal, explico como as ligar ao painel de Energia do Home Assistant e deixo duas automatizações prontas a copiar.

Este artigo faz parte da série Home Assistant do Zero à Prática. Os medidores Shelly funcionam por Wi-Fi, sem coordenador Zigbee, e o resultado fica no mesmo painel do Episódio 6.

Qual a melhor forma de medir o consumo da casa toda?

Para casas monofásicas, um medidor de pinça como o Shelly EM Gen3, instalado no quadro, é o caminho mais simples e funciona em local no Home Assistant. Em instalações trifásicas, ou com wallbox e painéis solares, o Shelly Pro 3EM mede três canais. Quem tem contador inteligente da E-REDES pode ainda pedir a porta HAN.

Pinça no quadro ou porta HAN do contador

Há duas maneiras de saber o consumo total, e não se excluem.

• Medidor de pinça no quadro. Uma pinça abraça o cabo de fase e mede a corrente sem o cortar. O medidor, ligado à rede, envia os valores por Wi-Fi ou cabo ao Home Assistant. Funciona com qualquer contador, mesmo antigo, e permite medir circuitos à parte, como o aquecimento ou o carregador do carro. Não é um instrumento de faturação, por isso pode diferir ligeiramente do contador.
• Porta HAN do contador inteligente. Os contadores inteligentes têm uma porta de comunicação interna que, depois de pedida à E-REDES, dá acesso aos dados do próprio contador. É o valor que conta para a fatura, mas depende de o teu contador a suportar e de um pedido formal.

Comparação dos medidores

Shelly EM Gen3: a escolha para casas monofásicas

É um medidor Wi-Fi monofásico com dois canais independentes, pinça amperimétrica de 50 A incluída (a segunda é opcional), Bluetooth para a configuração e um interruptor integrado. Integra-se localmente no Home Assistant, sem nuvem, e monta-se em calha DIN no quadro. Precisa de neutro e de uma ligação de alimentação, por isso a instalação é de eletricista. Com a segunda pinça, podes medir à parte o aquecimento ou a wallbox, como no guia wallbox ou tomada.

Ver preço atual do Shelly EM Gen3

Shelly Pro 3EM: trifásica ou vários circuitos

É o profissional da gama: três canais, montagem em calha DIN, ligação por cabo de rede, Wi-Fi e Bluetooth, e serve instalações trifásicas ou monofásicas. Só mede, não liga nem desliga cargas. É a escolha quando queres o total da casa e, em paralelo, a linha da wallbox e a do inversor solar. A versão com pinças incluídas é a mais simples de começar, mas confirma na ficha a corrente máxima das pinças.

Ver preço atual do Shelly Pro 3EM Ver a versão de 120 A

Antes de comprar: potência contratada e tipo de instalação

• Monofásica ou trifásica. A maioria das casas é monofásica. Se tens dúvidas, confirma no contador ou na fatura. A trifásica precisa de um medidor de três canais.
• Corrente máxima. Divide a potência contratada por 230 V. Com 10,35 kVA, são cerca de 45 A, dentro dos 50 A da pinça do Shelly EM Gen3. Em potências mais altas (13,8 kVA ou mais, em monofásica), precisas de pinças de corrente superior, como as da versão de 120 A do Pro 3EM.
• Espaço e neutro no quadro. Os dois medidores montam-se em calha DIN e precisam de alimentação. Convém confirmar com o eletricista que há espaço e uma proteção para o equipamento.
• Wi-Fi ou cabo no quadro. Quadros metálicos ou em caixa fechada pioram o Wi-Fi. O Pro 3EM tem cabo de rede, o que ajuda nesses casos.

Instalação e segurança

A pinça é a parte simples: abraça o cabo de fase, sem o cortar e sem tocar no cobre. A parte delicada é alimentar o próprio medidor, porque liga à rede de 230 V dentro do quadro.

• Corta o disjuntor geral antes de abrires o quadro e confirma a ausência de tensão.
• Liga o medidor com a fase e o neutro, através de uma proteção adequada, seguindo o esquema do fabricante.
• Coloca a pinça no cabo de fase certo e virada no sentido indicado, para a energia não aparecer com sinal trocado.
• Em caso de dúvida, chama um eletricista. É uma intervenção no quadro elétrico e convém que a faça quem está habilitado.

Como ligar ao painel de Energia

1. Liga o medidor ao Wi-Fi (ou à rede por cabo, no Pro 3EM) e deixa o Home Assistant descobri-lo em Definições, Dispositivos e serviços. A integração Shelly é local.
2. Confirma as entidades. Devem aparecer a potência (W) e a energia consumida (kWh) de cada canal.
3. Abre o painel de Energia. Em Definições, Painéis, Energia, acrescenta a entidade de energia como «Consumo da rede elétrica».
4. Define o preço. Podes usar um preço fixo por kWh. Se tens tarifa bi-horária ou tri-horária, o auxiliar Utility Meter separa o consumo por tarifa (vazio, cheias e ponta), e é um bom assunto para um guia próprio.
5. Acrescenta os aparelhos. As tomadas com medição entram em «Consumo de dispositivos individuais», e o painel passa a mostrar quanto do total vem de cada um.

A alternativa: a porta HAN do contador E-REDES

Os contadores inteligentes têm uma porta de comunicação interna, chamada HAN. Para a usar, tens de pedir à E-REDES o acesso à porta série de comunicação, o que tem um custo definido pela empresa, e a instalação do acesso exterior é feita por ela, nunca por ti. Nem todos os contadores suportam o protocolo. O pedido faz-se na página da E-REDES.

Depois do acesso ativo, há um projeto aberto, o Home Assistant EDP Box, que descreve duas formas de ligar a porta ao Home Assistant: indireta, com um microcontrolador ESP8266 e Tasmota por MQTT, ou direta, através do protocolo Modbus nativo, com um conversor USB para RS-485. A vantagem é ter os valores do próprio contador, os mesmos que contam para a fatura. O custo é mais trabalho e a responsabilidade de não mexer no que a E-REDES selou.

Ver conversores USB para RS-485

Duas automatizações para começar

Se ainda não criaste nenhuma, o Episódio 4 mostra o editor visual. Para copiar estas duas, cria uma automatização nova, usa o menu dos três pontos, «Editar em YAML», e cola. Troca os nomes das entidades pelos teus.

Aviso quando o consumo se aproxima da potência contratada

alias: Consumo perto da potência contratada
triggers:
  - trigger: numeric_state
    entity_id: sensor.casa_potencia_total
    above: 8500
    for: "00:02:00"
actions:
  - action: notify.mobile_app_o_teu_telemovel
    data:
      message: "A casa consome mais de 8,5 kW. Desliga algum aparelho para evitar que o disjuntor dispare."

O valor de 8500 W é um exemplo para uma potência de 10,35 kVA, e deve ser ajustado à tua, deixando alguma margem.

Aviso de consumo de base alto de madrugada

alias: Consumo de base elevado de madrugada
triggers:
  - trigger: time
    at: "04:00:00"
conditions:
  - condition: numeric_state
    entity_id: sensor.casa_potencia_total
    above: 300
actions:
  - action: notify.mobile_app_o_teu_telemovel
    data:
      message: "Às 4h a casa consome {{ states('sensor.casa_potencia_total') }} W. Há algum aparelho ligado que não devia?"

Ajusta o valor de 300 W ao consumo normal de base da tua casa (frigorífico, router, equipamentos em espera). Se o aviso disparar muitas vezes, as tomadas com medição ajudam a descobrir o culpado.

Perguntas frequentes

Preciso de eletricista para instalar um medidor de energia?

Sim, convém. A pinça abraça o cabo de fase sem o cortar, mas o próprio medidor liga à rede de 230 V dentro do quadro, com fase, neutro e uma proteção adequada. É uma intervenção no quadro elétrico, que deve ser feita por quem está habilitado. Se tens dúvidas, não arrisques.

O medidor de pinça mede tão bem como o contador?

Mede bem para acompanhar o consumo, mas não é um instrumento de faturação. Pode diferir ligeiramente do contador, por causa da pinça, da posição e da tensão. O valor que conta para a fatura é o do contador da E-REDES. Para decidir hábitos e detetar picos, a diferença raramente importa.

Funciona com painéis solares?

Sim. Estes medidores conseguem medir a energia injetada na rede, e o painel de Energia do Home Assistant tem um campo para o retorno à rede e para a produção solar. Com uma segunda pinça ou um canal extra, podes medir à parte o inversor. Para autoconsumo, convém combinar com o que o instalador configurou.

Como sei se a minha instalação é monofásica ou trifásica?

Verifica o contador e a fatura, onde costuma estar indicado o tipo de ligação, ou olha para o disjuntor geral: um de dois polos é monofásico e um de quatro polos é trifásico. Em caso de dúvida, pergunta a um eletricista. Em instalações trifásicas precisas de um medidor de três canais.

Posso medir só o aquecimento ou o carregador do carro elétrico?

Podes, com um canal à parte. O Shelly EM Gen3 tem dois canais, e com uma segunda pinça mede um circuito específico, como a wallbox ou o aquecimento. O Pro 3EM tem três. Assim, vês no painel de Energia quanto desse circuito pesa no total da casa.

E agora?

Com o consumo da casa toda e dos aparelhos a funcionar, o passo seguinte é voltar à rede elétrica: interruptores inteligentes, e um dos problemas mais comuns em casas portuguesas, a falta de neutro. Vem aí um guia dedicado. Entretanto, volta ao guia completo da série Home Assistant e segue o @netthings no Telegram para não perderes o próximo artigo.