Hogyan készítsünk DIY háztartási energiamonitort az ESP8266 használatával

Az IoT (Internet of Things) alapú intelligens energiafigyelő rendszer lehetővé teszi az otthoni vagy irodai energiafelhasználás valós időben történő nyomon követését. A rendszer naplókba gyűjti az adatokat, és értelmes módon jeleníti meg azokat, amelyeket Ön további műveletek végrehajtására használhat fel, mint pl. riaszthat vagy értesítést küldhet okostelefonján vagy Alexa/Google Asszisztensén nagy energiafogyasztás esetén, vagy ha az energiafogyasztás elér egy bizonyos szintet küszöb. Ezenkívül segít megtakarítani az energiát és megelőzni a pazarlást.

Ebben az útmutatóban megtanulhatja, hogyan építsen a semmiből egy intelligens energiafigyelő eszközt vagy intelligens villamosenergia-mérőt ESP8266 modul segítségével, mint pl. NodeMCU, ESP32, vagy D1 Mini, és SCT013-nem invazív váltóáram-érzékelő.

Dolgok, amelyekre szüksége lesz

Ennek az intelligens energiafigyelő eszköznek az elkészítéséhez a következőkre van szüksége:

• NodeMCU, D1 Mini vagy ESP32 mikrokontroller. Ehhez a projekthez a NodeMCU-t (ESP8266) használtuk.
instagram viewer
• Egy SCT013 30A 1V, nem invazív váltakozóáramú bilincsérzékelő. Igényei szerint használhat 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V vagy 100A 1V névleges SCT013 érzékelőt is.
• MicroUSB kábel
• Általános célú PCB
• 10µf 16V-os kondenzátor
• Két 10K ellenállás (1/4 watt)
• Egy 33 ohmos ellenállás (1/4 watt)

Ez a barkácsprojekt AC feszültséget/áramot foglal magában, ami halálos. Ha még nem tapasztalt, álljon meg itt, vagy folytassa a saját felelősségére.

Intelligens energiafigyelő eszköz létrehozásának lépései

Az alábbiakban bemutatjuk azokat a lépéseket, amelyeket követhet az IoT-alapú intelligens energiafigyelő eszköz felépítéséhez az energiafogyasztás nyomon követésére.

1. lépés: Telepítse és állítsa be az Otthoni asszisztenst

Kövesse korábbi barkács útmutatónkat telepítse és állítsa be az otthoni asszisztenst a Raspberry Pi-n. Ha nincs Raspberry Pi-je, használhatja régi laptopját is. A laptop energialábnyoma azonban nagyobb lesz, és több energiát fogyaszt, mint a Raspberry Pi 3 vagy a Raspberry Pi 4.

2. lépés: Telepítse az ESPHome bővítményt az Otthoni asszisztensben (HA)

Az ESPHome az otthoni asszisztensben elérhető kiegészítő, amellyel egyéni firmware-t lehet létrehozni, és az ESP32, NodeMCU vagy D1Mini mikrokontrolleren flash-elhető. Kövesse ezeket a lépéseket az ESPHome kiegészítő telepítéséhez a HA-ban.

Ban ben Otthoni asszisztens, menj Konfiguráció és kattintson rá Kiegészítők, biztonsági mentések és felügyelő.

Kattintson Kiegészítő áruház.

A keresősávba írja be ESPHome majd kattintson rá ESPHome alatt felsorolt Otthoni asszisztens közösségi bővítmények.

Kattintson Telepítés.

Ezzel telepíti az ESPHome Dashboard-ot a Home Assistant-be. A telepítés után kattintson a gombra Rajt.

Engedélyezze is Őrzőkutya, Automatikus frissítés, és Megjelenítés az oldalsávon. Ezután kattintson Nyissa meg a webes felhasználói felületet az ESPHome Dashboard elindításához.

Kattintson +Új eszköz > Folytatni.

Adja meg a konfiguráció nevét, például intelligens teljesítménymérő, és kattintson Következő.

Válassza ki az ESP32-t ESP32 MCU-hoz vagy ESP8266-hoz, ha D1 Minit vagy NodeMCU-t használ, és kattintson Következő.

Kattintson Kihagyás.

Keresse meg az újonnan létrehozott projektet, és kattintson Szerkesztés.

Ban,-ben smart-power-meter.yaml fájl, másolás és beillesztés ezt a YAML kódot.

Mentés előtt hajtsa végre a következő módosításokat:

• Módosítsa a Wi-Fi hitelesítő adatait és jelszavait.
• Hozzáadtuk a lambda funkció a 230 V-os tápegység energiafogyasztásának kiszámításához. De néhány országban 110 V vagy 120 V szabványos tápellátás, például az Egyesült Államokban. Ha ezekben az országokban él, feltétlenül módosítsa az értéket 230-ról 110-re vagy 120-ra.

Kattintson Megment majd kattintson Telepítés. Választ Csatlakoztassa ehhez a számítógéphez.

Az ESPHome lefordítja a kódot, és létrehoz egy bináris vagy .bin firmware fájlt, mint pl smart-power-meter.bin. Ennek befejezése eltarthat egy ideig.

A firmware összeállítása után kattintson a gombra Projekt letöltése. Ezzel letölti a .bin firmware fájlt a számítógépére.

Csatlakoztassa a NodeMCU, ESP32 vagy D1 Mini kártyát PC-hez vagy Mac-hez mikro USB-kábellel.

Töltse le a ESPHome-Flasher eszközt, és indítsa el. Elérhető Windows, macOS és Ubuntu számára.

Válaszd ki a COM port, tallózzon a .kuka firmware fájlt, majd kattintson a gombra Flash ESP.

A firmware felvillantása után az eszköz ESP MCU csatlakozik a Wi-Fi hálózathoz, és online lesz az ESPHome Dashboardon.

3. lépés: Csatlakoztassa az SCT013 váltakozóáramú bilincs érzékelőt az ESP-hez

Az SCT013 ESP32 vagy NodeMCU csatlakoztatásához vásárolhat ezt a modult az eBay-en az SCT013 érzékelő D1 Mini, NodeMCU vagy ESP32 csatlakoztatásához vagy csatlakoztatásához. A kapcsolási rajzot követve megépíthet egyet is, ahogy én tettem.

Vásárolhat egy 3,5 mm-es csatlakozóaljzatot az SCT013 váltakozóáramú kagylóérzékelő ESP-vel való csatlakoztatásához, vagy leválaszthatja a 3,5 mm-es SCT013 csatlakozóvezetéket, majd csatlakoztathatja az áramkörhöz.

Ha elkészült, kapcsolja be a NodeMCU-t egy mikro-USB tápegységhez csatlakoztatva. Bármilyen okostelefon töltő 5 V kimenettel működik.

4. lépés: Kalibrálja az SCT013 érzékelő értékeit

Az áramerősség méréséhez és az érzékelő kalibrálásához rögzítenie kell azt a fázisvezetékre (általában piros színű), amely a villanymérőtől a ház elosztódobozához érkezik.

Menj ESPHome irányítópult és kattintson Naplók alatt intelligens teljesítménymérő.

A naplók megjelenítik a Wi-Fi erősségét és a kapcsolat állapotát.

Jegyezze fel a 'Mért áram': Küldési állapot x.xxxx A with érték.

Hasonlónak kell lennie a perc ingadozással, ha nincs új terhelés az otthonában. Gyűjts össze legalább 10 értéket, majd vedd ki az átlagot.

Ezután adja hozzá a következő kódot a smart-power-meter.yaml alatti fájl Érzékelő:

szűrők:
 - calibrate_linear:
 - 0 -> 0
 - 0.00807 -> 1.2228

Itt 0.00807 az átlagos érték és 1.2228 a házunkba felvett aktuális áram. Ezt a valós értéket a villanyórától kaphatja meg.

Ha a villanyóra nem jelenít meg aktuális értéket, vagy ha nem fér hozzá a mérőhöz, kövesse a következő módszert az érzékelő értékeinek kalibrálásához. Alternatív módszer az érzékelőértékek kalibrálására Lehúzhatja a külső burkolatot a hosszabbítókártya kábeléről, és szabaddá teheti a belső vezetékeket.

Ezután rögzítse az SCT013 érzékelőt a szabadon lévő fázisvezetékre (piros vezeték), majd futtasson egy terhelést, például mikrohullámú sütőt vagy ventilátort. Legyen óvatos a hosszabbítókártya kábelének lehúzásakor. Ne vágja el a kábelt, és ne szúrja át a belső vezetékeket.

Ellenőrizze a naplókat, majd cserélje ki az értékeket. Mentse el, majd kattintson Telepítés.

Mivel az intelligens teljesítménymérő csatlakoztatva van és online, feltöltheti a kódot Vezeték nélkül.

Az új firmware összeállítása és feltöltése vezeték nélkül történik. Ha elkészült, láthatja a tényleges aktuális értékeket.

A pontosabb értékek érdekében javasoljuk használjon multimétert a készülék által felvett és az SCT013 érzékelő által jelentett áram mérésére. Ezután cserélje ki azokat a szűrők értékek a fent leírtak szerint.

5. lépés: Konfigurálja az Energia irányítópultot a Home Assistant alkalmazásban

Az energia-műszerfal konfigurálásához a Home Assistant alkalmazásban hozzá kell adni az érzékelőt az Otthoni asszisztenshez. A lépések a következők.

Menj Konfiguráció> Eszközök és szolgáltatások> Integráció hozzáadása.

Keressen és kattintson ESPHome.

Írd be a IP-cím az érzékelő elemét (ezt megtalálja a naplókban), és kattintson a gombra Beküldés.

Válassza ki a területet, és kattintson Befejez.

Kattintson intelligens teljesítménymérő majd kattintson 1 készülék.

Kattintson Add hozzá a lovelace-hez.

Válassz egy Szoba (ha még nem hozott létre szobát, válassza ki az alapértelmezettet), és kattintson Következő.

Ez hozzáadja az entitásokat.

Tovább szabhatja a kártyákat a szobájában, hogy hozzáadjon egy mérőeszközt, amely mutatja az aktuális keresletet.

Gyönyörű grafikonokat is hozzáadhat a segítségével minigrafikus kártya integráció.

6. lépés: Kövesse nyomon a napi/havi/évi energiafogyasztást a Home Assistant segítségével

Az energia irányítópult a Home Assistantben a HA 2021.8 kiadásával került bevezetésre, amely megkönnyíti a napi, havi vagy éves energiafelhasználásáról szóló részletes információk megszerzését. Gyorsan elérheti a műszerfalat az oldalsávról, és ellenőrizheti, mennyi energiát használnak ma. A használatot órákra is lebonthatja.

További információért tekintse meg a Home Assistant dokumentációjának energiagazdálkodási szakaszát.

Legyen okos, takarítson meg energiát

Az egész ház energiafelhasználásának figyelése mellett több intelligens energiafigyelő érzékelőt is építhet az SCT013 vagy PZEM-004T érzékelővel aktívan és pontosan nyomon követni az egyes vagy meghatározott háztartási készülékek energiafelhasználását, mint pl. HVAC, elektromos fűtőtestek, motorok, gejzírek, stb. Ez azt is jelzi, hogy a készülék működési állapota, azaz BE vagy KI van-e kapcsolva.

Ezt az információt az Otthoni asszisztens eseményeiként használhatja fel automatizálás létrehozására, például értesítések küldésére az okostelefonon vagy az Alexán vagy a Google Asszisztensen keresztül.

Mennyi energiát használ a számítógépe? (És 8 módszer a csökkentésére)

Kíváncsi vagy, hogy a számítógépek sok energiát használnak-e? Itt az ideje, hogy megtudja, mennyi áramot használ a számítógépe, és hogyan csökkentheti azt.

Olvassa el a következőt

A szerzőről