Kotitalouden energiajärjestelmästä kertyy nykyisin paljon dataa: sähkön hinta, aurinkotuotanto, talon hetkellinen kulutus, sähköauton lataus, lämpöpumpun tila ja verkkoon osto tai myynti. Dataa on paljon, mutta sen seuraaminen vaatii usein erillisen sovelluksen, kojelaudan tai puhelimen avaamisen.
Tässä toteutuksessa tavoitteena on tehdä kodin energiatilasta näkyvä yhdellä vilkaisulla. Ratkaisuna käytetään LED-nauhaa, ESP32-ohjainta, WLED-ohjelmistoa ja Home Assistant -automaatiota. LED-nauha toimii eräänlaisena fyysisenä energiakojelautana: eri segmentit näyttävät eri osajärjestelmien tilaa värien ja kirkkauden avulla.
Toteutus ei ole pelkkä koristevalo, vaan yksinkertainen käyttöliittymä kodin energiajärjestelmään.
Toteutuksen tavoite
Tavoitteena on rakentaa LED-nauhalla visuaalinen näkymä, joka kertoo reaaliaikaisesti ainakin seuraavat asiat:
- ostetaanko sähköä verkosta vai myydäänkö sitä verkkoon
- onko talon kuorma pieni, keskitasoinen vai korkea
- onko sähkön hinta halpa, normaali vai kallis
- kuinka paljon aurinkosähköä tuotetaan
- latautuuko sähköauto tai onko lataus estetty
- onko lämpöpumppu käyttövesi- tai lämmitysajossa
Keskeinen suunnitteluperiaate:
Väri kertoo tilan. Kirkkaus kertoo voimakkuuden.
Järjestelmän kokonaisarkkitehtuuri
Toteutuksessa on kolme pääosaa:
- ESP32 + WLED – LED-ohjaus ja rajapinta
- Home Assistant – logiikka ja automaatiot
- Energiadata – mittaukset ja tilat
WLED ja segmenttien konfigurointi
Tässä toteutuksessa oletetaan, että ESP32 ja WLED on jo asennettu ja toimii verkossa. Seuraavat asetukset ovat oleellisia, jotta LED-nauha toimii oikein Home Assistant -ohjauksessa.
Segmentointi
LED-nauha jaetaan kuuteen segmenttiin:
[ GRID ][ LOAD ][ PRICE ] || [ PV ][ EV ][ HEATING ]
Jokainen segmentti vastaa yhtä energiajärjestelmän osa-aluetta ja sitä ohjataan erikseen Home Assistantista.
WLED:ssä segmentit määritellään manuaalisesti:
- Segment 1 → Heating
- Segment 2 → EV
- Segment 3 → PV
- Segment 4 → Price
- Segment 5 → Load
- Segment 6 → Grid
Segmenttien pituudet riippuvat LED-nauhan kokonaispituudesta, mutta tärkeintä on looginen järjestys.
Suositellut WLED-asetukset
Seuraavat asetukset parantavat käytettävyyttä:
- Effect:
Solid(Home Assistant ohjaa värit) - Transition: ~0.5–1.0 s (pehmeä vaihtuminen)
- Brightness: ei maksimiin (vältetään häikäisy)
- Gamma correction: päällä (parempi värintoisto)
Tärkeä huomio
WLED toimii tässä toteutuksessa “renderöintikerroksena”:
- kaikki logiikka tehdään Home Assistantissa
- WLED vastaa vain värien ja kirkkauden näyttämisestä
Tämä pitää järjestelmän yksinkertaisena ja helpottaa jatkokehitystä.
Yhteys Home Assistantiin
WLED integroidaan Home Assistantiin normaalilla WLED-integraatiolla.
Kun integraatio on lisätty:
- jokainen segmentti näkyy omana
light-entiteettinään - automaatiot voivat ohjata segmenttejä suoraan
Esimerkki:
light.wled_gledopto_segmentti_3
Segmentointiajattelu – keskeinen periaate
LED-nauhan visualisointi kannattaa rakentaa siten, että eri segmentit muodostavat loogisen ja helposti tulkittavan kokonaisuuden. Jos kaikki segmentit esitetään samanarvoisina ilman selkeää rakennetta, näkymä muuttuu nopeasti vaikeasti luettavaksi.
Yksi toimiva rakenne on:
[ GRID ][ LOAD ][ PRICE ] || [ PV ][ EV ][ HEATING ]
Ajatus tämän takana:
- vasen puoli kuvaa verkkoa ja kulutusta
- oikea puoli kuvaa tuotantoa ja ohjattavia järjestelmiä
- värit suunnitellaan siten, että sama väri tarkoittaa samaa asiaa kaikissa segmenteissä
Tällainen rakenne tekee LED-näytöstä enemmän mittariston kuin pelkän valon, ja mahdollistaa koko energiajärjestelmän tilan ymmärtämisen yhdellä vilkaisulla.
Värikieli
Yhtenäinen värikieli on tärkein yksittäinen parannus.
| Väri | Merkitys |
|---|---|
| Vihreä | normaali / OK |
| Keltainen / oranssi | keskitaso / huomio |
| Punainen | korkea kuorma / riski |
| Sininen | verkosta osto / matala tuotanto |
| Valkoinen | ei aktiivista tilaa |
| Turkoosi | keskitasoinen PV-tuotanto |
Tärkeä käytännön havainto:
RGB-vihreä [0,255,0] on liian kirkas → käytetään [0,180,0]
Segmenttien logiikka
Grid
- sininen = osto
- vihreä = myynti
- valkoinen = neutraali
Load
- vihreä = pieni kuorma
- keltainen = keskitaso
- punainen = korkea kuorma
Price
- vihreä = halpa
- keltainen = normaali
- punainen = kallis
PV
- valkoinen = ei tuotantoa
- sininen = pieni tuotanto
- turkoosi = keskitaso
- keltainen = hyvä
- lämmin valkoinen = maksimi
EV
- vihreä = lataus päällä
- oranssi = odottaa
- punainen = estetty
- harmaa = ei sallittu
Heating
- punainen = käyttövesi
- oranssi = lämmitys
- valkoinen = idle
Alla esimerkki yhdestä segmentistä (Grid). Kaikki muut segmentit on toteutettu samalla periaatteella: trigger → ehto → väri ja kirkkaus.
Viiveet – tärkeä käytännön parannus
Ilman viivettä LED reagoi liikaa pieniin muutoksiin.
Ratkaisu:
for: ”00:00:10”
Tämä tekee näytöstä rauhallisen ja luettavan.
Robustisuus
Seuraavat tilanteet pitää toimia:
- Home Assistant restart
- WLED sammutus / käynnistys
- manuaalinen ohjaus
Ratkaisut:
- master-enable (
input_boolean) - WLED ON → refresh trigger
- HA start trigger
- ei pelkkää time == triggeriä
Tämä varmistaa, että LED-segmentit päivittyvät heti oikeaan tilaan, jos WLED käynnistetään uudelleen.
Päivä / yö logiikka
LED ei ole tarkoitettu jatkuvasti päälle.
- päivä: ohjaus päällä
- yö: ohjaus pois + LED pois
Pelkkä kellonaikatriggeri ei ole täysin riittävä, koska automaatio voi jäädä ajamatta esimerkiksi Home Assistantin uudelleenkäynnistyksen aikana. Siksi mukana on myös HA restart -triggeri ja yöajan ehto.
Mitä tästä opittiin
- LED toimii käyttöliittymänä, ei vain valona
- värit pitää suunnitella systemaattisesti
- kirkkaus on tärkeä osa informaatiota
- ilman viivettä järjestelmä ei ole luettava
- robusti logiikka on tärkeämpää kuin yksittäinen automaatio
Jatkokehitys
Seuraavia kehitysideoita:
- sauna keskisegmenttinä (kun mittaus saatavilla)
- ylivirtatila / sulakeriski visualisointi
- portaaton värigradientti
- akku ja energiavarasto
Yhteenveto
LED-nauhalla toteutettu energiavisualisointi on yksinkertainen mutta tehokas tapa tuoda kodin energiajärjestelmä näkyväksi.
Kun väri kertoo tilan ja kirkkaus määrän, koko talon energiatila on nähtävissä yhdellä vilkaisulla.
WLED perusasennus
Tässä artikkelissa oletetaan, että ESP32 ja WLED on jo asennettu ja toimiva. Jos WLED ei ole vielä tuttu, suosittelen käymään läpi virallisen aloitusoppaan:
👉 https://kno.wled.ge/basics/getting-started/
Ohjeessa käydään läpi:
– LED-nauhan kytkentä ESP32:een
– WLED:n asennus (flashaus)
– WiFi-yhteyden määrittely
– laitteen käyttöönotto selaimella
Kun nämä perusvaiheet on tehty, tässä artikkelissa esitetty segmentointi ja Home Assistant -ohjaus toimivat suoraan.
Valmis Home Assistant -automaatio
Täydellinen automaatio on saatavilla GitHub Gist -linkkinä:
https://gist.github.com/mujuzo/5da92d3a4f77df761d82e2ec58d7a528
Koodi on esitetty muodossa, jonka voi kopioida suoraan Home Assistantiin.
Suosittelen avaamaan Gististä Raw-näkymän ja kopioimaan koodin sieltä, jotta sisennykset ja muotoilu säilyvät oikein.
Huomio:
– päivitä entity_id:t omaan järjestelmääsi sopiviksi
– varmista, että WLED-segmentit on määritelty vastaamaan automaatiota
Piditkö artikkelista?
Seuraa blogia myös Blogit.fi:ssä, niin löydät uudet kirjoitukset helposti.
