NAS 12TB (Eigenbau)

Die Idee:

Mein altes NAS (Dlink DNS323) genügte schon lange nicht mehr meinen Anforderungen.
Da auch immer mehr Dienste in meinem Netzwerk dauernd zur Verfügung stehen sollten, war schnell klar,
dass ein neues System sehr modular (wie ein echter PC/Server [SOHO -small office home office – NAS]) aufgebaut sein sollte.
Als mein Arbeitgeber dann auch noch Teile eines WORM-Speichers austauschte (und mir zur Verfügung stellte)
war die Idee geboren, einen Linux Server mit möglichst wenig Stromverbrauch in diesen Würfel zu bauen.

Die Ausganssituation:

Ein Speicherwürfel eines WORM-Speichers einer Langzeitarchivierungslösung. (keine Ahnung ob ich den Namen nennen darf.)
In diesem Speicherwürfel finden 12 Stück 3,5″ Festplatten Platz.
Die Netzteile wurden aus der Basis ausgebaut und die Systemplatine entfernt.
Worm-Speicherwürfel
Worm-Speicherwürfel
Die Hardware:
Meinem Kollegen verdanke ich die Realisierung des Projektes.
Ohne ihn hätte ich vermutlich nie ein passendes Mainboard gefunden.
Das ASRock C2550D4I passt perfekt in den Sockel des Speicherwürfels.
(Test)Plazierung des Mainboardes
(Test)Platzierung des Mainboardes

Dieses Mainboard hat 12 SATA-Anschlüsse, QuadCore CPU und DDR3 Bänke (hier kann ich auf meinen Fundus zurückgreifen)

Im Worm-Speicherwürfel erzeugten die Lüfter einen Luftstrom von Unten über die Netzteil-Komponenten, zwischen den Festplatten hindurch
bis der Luftstrom am oberen hinteren Rand das Gehäuse wieder verließ.
Die Festplatten sollen auch weiterhin mit diesem Luftstrom gekühlt werden.
Daher werden die Lüfter einfach etwas weiter oben montiert.

Lüfter
Lüfter

Refurbished Gehäuse

refurbished
refurbished

Das Projekt scheint machbar zu sein… Ein Testaufbau soll erste Ergebnisse liefern.

Test-Aufbau
Test-Aufbau
Der Testaufbau scheint vielversprechend, aber bringt auch die Erkenntnis, dass der Einschaltstrom in keinem Verhältnis zur normalen Leistungsaufnahme steht. Um dieses Problem kümmere ich mich später.
So sieht der Standfuß / Sockel des Speicherwürfels mit dem Mainboard aus.
Base-mit-Mainboard
Base-mit-Mainboard
Base-mit-Mainboard
Base-mit-Mainboard
Base-mit-Mainboard
Base-mit-Mainboard
2 LEDs für Power und HDD-Zugriff (für 12 HDDs nur eine LED; mehr gibt das Mainboard nicht her)
und 2 Taster für Power und Reset wurden auf einer Lochplatine angelötet.
LED-Power-Button
LED,Power,Button
Verkabelung:
Aus einem alten ATX-Netzteil und einem alten ATX-Mainboard habe ich mir eine Verlängerung für die Stromversorgung des Mainboards gebastelt.
Die Lötkontakte des ATX-Steckers wurden mit Heißkleber „isoliert“. Silikon kann dafür auch verwendet werden.
Mainboard-Power-Verlängerung
Mainboard-Power-Verlängerung

Die 12 SATA- Anschlusskabel wurden sauber verlegt.

SATA-Kabel
SATA-Kabel
SATA-Kabel
SATA-Kabel
Die Enden der SATA Kabel wurden sorgsam an die Platinen gelötet, welche dann auf die Festplattenbläcke gesteckt werden. (Eine sch….öne Arbeit)
Mainboard-mit-SATA-Verbindungen
Mainboard-mit-SATA-Verbindungen
Die Festplatten wurden zu 2 Festplattenbläcken verschraubt.
Festplatten-Blöcke
Festplatten-Blöcke
Die Festplattenblöcke wurden auf den Sockel montiert (Steckverbindung)
Festplattenblock 1
Festplattenblock 1
Festplattenblock 2
Festplattenblock 2
Einschaltstromproblematik:
Der Testaufbau zeigte, dass dieses NAS im „normalen“ Betrieb relativ wenig Leistung verbraucht. (siehe unten)
Die Stromaufnahme von 12 startenden Festplatten ist aber nicht zu unterschützen.
Meine Tests Zeigten, dass es keine Probleme gibt, wenn 6 Festplatten mit einer Verzögerung von ca.3 Sekunden starten.
Durch eine kleine Platine wird der zweite Festplattenblock erst Zeit verzögert mit Strom versorgt.
Dadurch sinkt der Einschaltstrom so weit ab, dass ich mein altes Netzteil mit 350W max. weiterverwenden kann.
Einschaltverzöegerung
Einschaltverzögerung

In der Zwischenzeit wurde noch ein alter USB-Stick neben dem Mainboard im Sockel eingebaut.
Auf diesem USB-Stick wurde das Betriebssystem installiert. Dadurch ist es möglich alle Festplatten schlafen zu legen.
Das spart nicht nur Energie, sondern senkt auch den Geräuschpegel des Speichers.

ein neues Gehäuse:
Das Original-Gehäuse ist leider zu wenig hoch.
Hier noch ein letzter Blick auf mein NAS bevor es neu eingekleidet wird.

Gehäuse
Gehäuse
Gehäuse
Gehäuse

Leistungsdaten:

  • Intel Avoton C2550 Quad-Core Processor
  • 4GB DD3 RAM (1 von 4 Bänken belegt) max. 64GB RAM
  • 2x 1GBit LAN
  • 1x Management LAN
  • Formfaktor Mini ITX
  • 12 x 1TB SATA (Das Mainboard wurde auch schon erfolgreich mit 4TB Festplatten betrieben)

Abmessungen:
25cm x 26cm x 42cm
12x 3,5″ Festplatten auf 27 300cm² oder 0,0273m² oder 27,3l.
12TB auf 27,3l

Leistungsverbrauch: (ab Steckdose)
Ich habe mir nun doch ein neues Netzteil eingebaut. Das alte ist doch schon ca. 10 Jahre alt, und so ein Billigteil.
Die folgenden Werte wurden mit dem neuen Netzteil (Super Flower Golden Green HX Series 350W 80PlusGold) gemessen.
Einschaltzeitpunkt: 180W max.
Alle 4 CPU Kerne aktiv; alle 12 Festplatten eingeschaltet, alle 4 Lüfter 100%: 95W
Wenn sich das NAS langweilt (alle Festplatten spindown, nur eine CPU aktiv) zwischen 50 und 60W.

Gewinnspiel:TK
Die Thomas-Krenn.AG veranstaltete ein Gewinnspiel zum Thema „Kreativ mit Servern“.
Da ich scheinbar der einzige Teilnehmer war, kann ich nun eine neue SSD mein eigen nennen.
Facebook-Post von TK

Thomas Krenn

Diese SSD ersetzt eine der HDDs, und ist für das Betriebssystem zuständig. (Ist doch um einiges schneller als ein USB2.0 – Speicherstick)

SMA-Energy-Meter

Fork me on GitHubDa ich mit meinem Smart-Meter meines EVU nicht die gewünschten Daten erhalte, welche ich für eine ordentliche Eigenverbrauchsoptimierung benötige habe ich mir einen SMA-Smart-Meter zugelegt.

Datenübertragung

Der SMA-Energy-Meter gibt auf seiner Webseite keine Informationen über gemessene Größen aus.
In den Netzwerkeinstellungen gibt es einen Konfigurationspunkt, in welchem definiert werden kann, wohin die Energiedaten geschickt werden. Hier steht 239.12.255.254 in der Standardeinstellung.
Jeder der etwas mehr mit Netzwerktechnik zu tun hat, wird sofort erkennen, dass das eine Multicast – Adresse ist.
Tcpdump (oder Wireshark) verrät, dass ca. ein UDP Datenpakt (600 Byte Payload) pro Sekunde vom Energy-Meter an die Multicast-Adresse geschickt wird.
Im Internet habe ich eine sehr gute Aufbereitung der UDP-Datenpakete und deren Interpretation gefunden.
Danke Nico Treffkorn. Ohne diese Informationen hätte ich sicher sehr lange gebraucht, bis ich die Daten richtig interpretiert hätte.

Linux-Client der die Datenpakete vom SMA-Energy-Meter empfängt

Ich habe ein Python Programm erstellt, welches in einer Endlos-Schleife die empfangenen Daten vom SMA-Energy-Meter einfach ausgibt.

SMA-Energymeter - values
Python Script

Der Quellencode liegt bei GitHub

… und dann gibt’s es vielleicht auch mal Etwas das die Daten in fhem einbindet.
zu spät, da hat sich nun schon Volker darum gekümmert…

… und Rene hat teile davon in smarthomeNG integriert (zumindest im develop-branch)

Photovoltaik

Seit November 2013 bin ich nun auch stolzer Besitzer einer Photovoltaik-Anlage
Installierte Leistung: 2,86 kW peak (DC)
Wechselrichter: Kostal PIKO 3.0 (1~)

Nach der Installation der PV-Anlage wurde mein Zähler wurde durch einen Zweirichtungs-„Smart“-Zähler ausgewechselt. Ein Elster AS 1440 zählt nun meinen Verbrauch bzw. meinen Energie-Überschuss.
Meine Erfahrungen zu diesem Zähler habe ich hier aufgeführt.
Da der Elster AS 1440 nicht meinen Anforderungen für die Eigenverbrauchoptimierung erfüllte versuche ich nun mein Glück mit dem SMA Energy Meter

Kostal Wechselrichter
Kostal Wechselrichter
Carport mit "stinker" Autos
Carport mit PV-Modulen
Carport mit PV-Modulen und E-Autos
Carport mit PV-Modulen und E-Autos

Smart Meter / Zweirichtungszähler Elter AS 1440

Mit der Inbetriebnahme meiner PV-Anlage wurde auch mein alter Zähler durch einen SmartMeter (Intelligenter Zweirichtungs-Zähler) ausgewechselt.

Natürlich waren meine ersten Gedanken: „Wie kann man das Ding automatisiert auslesen.“
Es gibt offenbar verschieden „auskunftsfreudige“ Versionen dieses SmartMeters.
Bei Volkszähler.org habe ich viele (benötigte) Informationen über diesen Zähler gefunden. Ich habe mir auch gleich einen USB-IR-Schreib-Lesekopf besorgt.
(Herzlichen Dank an Udo)

Seither hängt ein RaspberryPI in meinem Verteilerschrank und saugt alle 15 Minuten Daten aus dem SmartMeter.
Leider liefert mein Elster AS1440 nur die Zählerstände der beiden Tarife (Bezug/Einspeisen).
Die aktuellen Spannungen und Ströme der einzelnen Phasen können auch via IR ausgelesen werden. Leider kann man an Hand dieser Werte nicht erkennen ob überschüssige Energie ins Netz eingespeist wird, oder diese Leistung gerade vom Netz bezogen wird.
Da die Zählerstände nur in ganzen kWh ausgegeben werden, sind diese Werte für eine Eigenverbrauchsoptimierung zu träge.

So liest mein RaspberryPi den Zähler ab.

#!/bin/bash
echo -e "\nInitialisierung senden:"
# Initialisierung senden (Hexadezimal)
echo $'\x2f\x3f\x21\x0d\x0a' | socat -T 1 - /dev/ttyUSB0,raw,echo=0,b300,parenb=1,parodd=0,cs7,cstopb=0
sleep 1
echo -e "\nÃœbertragungsrate auf 4800 Baud hochsetzen"
# Bestätigung senden und Datenrate des Zählers erhöhen
echo $'\x06\x30\x34\x30\x0d\x0a' | socat -T 1 - /dev/ttyUSB0,raw,echo=0,b300,parenb=1,parodd=0,cs7,cstopb=0
echo -e "\nDaten ausgeben:"
# Daten direkt ausgeben
socat -T 1 - /dev/ttyUSB0,raw,echo=0,b4800,parenb=1,parodd=0,cs7,cstopb=0

so sieht dann die Ausgabe aus

 
...
0.1.2*09(1409010000) => Datum des Register 09 => 01.09.2014 00:00 Uhr
0.1.2*08(1408010000) => damit kann man nachträglich die Zählerstände
0.1.2*07(1407010000) zum Monatswechsel nachlesen.
...
0.9.1(195938) => aktuelle Zeit 19:59:38 Uhr
0.9.2(140913) => aktuelles Datum 2014.09.13
...
1.8.0(00002857*kWh) => aktueller Zählerstand
1.8.0*09(00002690) => Zählerstand Register 09
1.8.0*08(00002336)

Die OIDs 1.8.1 bis 2.8.2 sind gleich wie 1.8.0 aber für andere Tarife (Bezug/Einspeisung)
Weitere OIDs und deren Bedeutung

31.7.0(0.542*A) => aktueller Strom L1
51.7.0(1.471*A) => aktueller Strom L2
71.7.0(0.175*A) => aktueller Strom L3
32.7.0(230.9*V) => aktuelle Spannung L1-N
52.7.0(230.8*V) => aktuelle Spannung L2-N
72.7.0(234.0*V) => aktuelle Spannung L3-N

Ich habe beim EVU nachgefragt, ob sie diesen Zähler um konfigurieren können, um auch die OIDs für aktuelle Bezugsleistung und Einspeiseleistung via IR auslesen zu können.
Als Antwort habe ich leider nur eine simple Bedienungsanleitung für diesen Zähler bekommen. (Alles Andere hätte mich ehrlich gesagt auch gewundert).

Dann werde ich mir noch einen eigenen Zähler zusätzlich einbauen.
Ich habe mich für einen SMA-Energy-Meter entschieden.
Hier habe ich meine Infos und Ideen zu diesem Messgerät zusammengetragen.