Kako narediti DIY gospodinjski energetski monitor z uporabo ESP8266

Pametni sistem za spremljanje energije, ki temelji na IoT (internetu stvari), vam omogoča spremljanje porabe energije v vašem domu ali pisarni v realnem času. Sistem zbira podatke v dnevnikih in jih prikaže na smiseln način, ki jih lahko uporabite za nadaljnje izvajanje dejanj, kot je zvok in opozorite ali pošljite obvestila v pametni telefon ali Alexa/Google Assistant za visoko porabo energije ali ko poraba energije doseže določeno prag. Poleg tega vam pomaga pri varčevanju z energijo in preprečevanju izgube.

V tem priročniku se boste naučili sestaviti pametno napravo za spremljanje energije ali pametni števec električne energije iz nič z uporabo modula ESP8266, kot je npr. NodeMCU, ESP32, oz D1 Mini, in SCT013— neinvazivni senzor izmeničnega toka.

Stvari, ki jih boste potrebovali

Za izdelavo te pametne naprave za spremljanje energije potrebujete naslednje:

• Mikrokrmilnik NodeMCU, D1 Mini ali ESP32. Za ta projekt smo uporabili NodeMCU (ESP8266).
• SCT013 30A 1V neinvazivni senzor AC tokovne sponke. Po vaših zahtevah lahko uporabite tudi senzor 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V ali 100A 1V SCT013.
  instagram viewer
• MicroUSB kabel
• PCB za splošno uporabo
• 10µf 16V kondenzator
• Dva 10K upora (1/4 vata)
• En 33 Ohmski upor (1/4 vata)

Ta projekt DIY vključuje izmenično napetost/tok, ki je smrtonosen. Če nimate izkušenj, se ustavite tukaj ali nadaljujte na lastno odgovornost.

Koraki za izdelavo pametne naprave za spremljanje energije

Spodaj so koraki, ki jih lahko sledite za izdelavo pametne naprave za spremljanje energije, ki temelji na IoT, za sledenje porabe energije.

1. korak: Namestite in nastavite Home Assistant

Sledite našemu prejšnjemu vodniku DIY do namestite in nastavite domačega pomočnika na Raspberry Pi. Če nimate Raspberry Pi, lahko uporabite tudi svoj stari prenosnik. Vendar pa bo prenosnik imel večji energetski odtis in porabil več energije kot Raspberry Pi 3 ali Raspberry Pi 4.

2. korak: Namestite dodatek ESPHome v Home Assistant (HA)

ESPHome je dodatek, ki je na voljo v Home Assistantu, ki se bo uporabljal za ustvarjanje vdelane programske opreme po meri in njeno flash na mikrokrmilniku ESP32, NodeMCU ali D1Mini. Sledite tem korakom, da namestite dodatek ESPHome v HA.

V Domači pomočnik, Pojdi do Konfiguracija in kliknite na Dodatki, varnostne kopije in nadzornik.

Kliknite Trgovina z dodatki.

V iskalno vrstico vnesite ESPHome in nato kliknite na ESPHome navedeno pod Dodatki skupnosti Home Assistant.

Kliknite Namestite.

S tem boste namestili nadzorno ploščo ESPhome v vaš Home Assistant. Po namestitvi kliknite Začni.

Omogoči tudi Pes čuvaj, samodejno posodabljanje, in Pokaži v stranski vrstici. Nato kliknite Odprite spletni uporabniški vmesnik za zagon nadzorne plošče ESPHome.

Kliknite +Nova naprava > Nadaljuj.

Vnesite ime za konfiguracijo, npr pametni merilnik moči, in kliknite Naslednji.

Izberite ESP32 za ESP32 MCU ali ESP8266, če uporabljate D1 Mini ali NodeMCU in kliknite Naslednji.

Kliknite Preskoči.

Poiščite novo ustvarjeni projekt in kliknite Uredi.

V smart-power-meter.yaml datoteko, kopiraj in prilepi to kodo YAML.

Zdaj naredite naslednje spremembe, preden shranite,

• Spremenite poverilnice in gesla za Wi-Fi.
• Dodali smo a lambda funkcija za izračun porabe energije za 230-voltno napajanje. Toda nekatere države imajo kot standardno napajanje 110 V ali 120 V, na primer v Združenih državah. Če živite v teh državah, ne pozabite spremeniti vrednosti iz 230 na 110 ali 120.

Kliknite Shrani in nato kliknite Namestite. Izberite Priključite na ta računalnik.

ESPHome bo prevedel kodo in ustvaril binarno ali .bin datoteko vdelane programske opreme, kot je npr smart-power-meter.bin. To lahko traja nekaj časa, da se dokonča.

Ko je vdelana programska oprema prevedena, kliknite Prenesite projekt. To bo preneslo datoteko vdelane programske opreme .bin v vaš računalnik.

Povežite ploščo NodeMCU, ESP32 ali D1 Mini na vaš PC ali Mac s kablom mikro USB.

Prenesite ESPHome-Flasher orodje in ga zaženite. Na voljo je za Windows, macOS in Ubuntu.

Izberite COM pristanišča, poiščite .bin datoteko vdelane programske opreme in nato kliknite Flash ESP.

Po utripanju vdelane programske opreme se bo naprava ESP MCU povezala z omrežjem Wi-Fi in bo na spletu na nadzorni plošči ESPHome.

3. korak: SCT013 priključite senzor za omrežno napetost na ESP

Če želite povezati SCT013 z ESP32 ali NodeMCU, lahko kupite ta modul na eBayu za vmesnik ali povezavo senzorja SCT013 z D1 Mini, NodeMCU ali ESP32. Prav tako ga lahko zgradite, kot sem jaz, tako da sledite tem diagramu vezja.

Kupite lahko 3,5-milimetrski ženski avdio priključek za povezavo senzorja za izmenični tok SCT013 z ESP ali odstranite 3,5-milimetrsko žico vtičnice SCT013 in jih nato priključite na vezje.

Ko končate, vklopite NodeMCU tako, da ga povežete z mikro USB napajalnikom. Vsak polnilnik za pametne telefone s 5V izhodom bo deloval.

4. korak: Umerite vrednosti senzorja SCT013

Če želite izmeriti tok in umeriti senzor, ga morate vpeti na fazno žico (običajno rdeče barve), ki prihaja od števca električne energije do vaše hišne razdelilne omarice.

Pojdi do Nadzorna plošča ESPhome in kliknite Dnevniki Spodaj pametni merilnik moči.

Dnevniki bodo prikazali moč Wi-Fi in stanje povezave.

Zabeležite si „Izmerjeni tok“: stanje pošiljanja x.xxxx A z vrednost.

Podobno bi moralo biti z minutnim nihanjem, če v vašem domu nimate vklopljene nove obremenitve. Zberite vsaj 10 vrednosti in nato izvlecite povprečje.

Nato dodajte naslednjo kodo v smart-power-meter.yaml datoteka pod senzor:

filtri:
 - calibrate_linear:
 - 0 -> 0
 - 0.00807 -> 1.2228

tukaj 0.00807 je povprečna vrednost in 1.2228 je dejanski tok, ki ga potegnemo v našo hišo. To realno vrednost lahko dobite iz svojega števca električne energije.

Če vaš števec električne energije ne prikazuje trenutne vrednosti ali nimate dostopa do števca, sledite naslednji metodi za umerjanje vrednosti senzorja. Nadomestni način za umerjanje vrednosti senzorja S kabla podaljška plošče lahko odstranite zunanjo prevleko in razkrijete notranje žice.

Nato senzor SCT013 pritrdite na izpostavljeno fazno žico (rdeča žica) in nato zaženite obremenitev, kot je mikrovalovna pečica ali ventilator. Bodite previdni pri odstranjevanju kabla podaljška plošče. Ne režite kabla ali prebadajte skozi notranje žice.

Preverite dnevnike in nato zamenjajte vrednosti. Shranite ga in kliknite Namestite.

Ker je pametni merilnik porabe povezan in povezan, lahko naložite kodo Brezžično.

Nova vdelana programska oprema bo prevedena in naložena brezžično. Ko končate, lahko vidite dejanske trenutne vrednosti.

Za natančnejše vrednosti vam priporočamo uporabite multimeter za merjenje toka, ki ga črpa naprava in poroča senzor SCT013. Nato jih zamenjajte v filtri vrednosti, kot je opisano zgoraj.

5. korak: Konfigurirajte nadzorno ploščo Energy v Home Assistant

Če želite konfigurirati nadzorno ploščo za energijo v Home Assistantu, morate senzor dodati v Home Assistant. Koraki so naslednji.

Pojdi do Konfiguracija> Naprave in storitve > Dodajte integracijo.

Išči in klikni ESPHome.

Vnesite IP naslov senzorja (to najdete v dnevnikih) in kliknite Pošlji.

Izberite območje in kliknite Končaj.

Kliknite pametni merilnik moči in nato kliknite 1 naprava.

Kliknite Dodajte v lovelace.

Izberite a soba (izberite privzeto, če še niste ustvarili nobene sobe) in kliknite Naslednji.

To bo dodalo entitete.

Kartice v svoji sobi lahko dodatno prilagodite, da dodate merilnik, ki prikazuje trenutno povpraševanje.

Dodate lahko tudi lepe grafe z uporabo integracija mini grafične kartice.

6. korak: Spremljajte dnevno/mesečno/letno porabo energije s pomočjo Home Assistant

Nadzorna plošča za energijo je bila predstavljena v Home Assistant z izdajo HA 2021.8, ki olajša pridobivanje vpoglednih informacij o vaši dnevni, mesečni ali letni porabi energije. S stranske vrstice lahko hitro dostopate do armaturne plošče in preverite, koliko energije se danes porabi. Porabo lahko razčlenite tudi po urah.

Če želite izvedeti več, glejte razdelek za upravljanje z energijo v dokumentaciji Home Assistant.

Bodite pametni, varčujte z energijo

Poleg spremljanja porabe energije v celotni hiši lahko zgradite več pametnih senzorjev za spremljanje energije s senzorjem SCT013 ali PZEM-004T za aktivno in natančno spremljanje porabe energije s strani posameznih ali posebnih gospodinjskih aparatov, kot so HVAC, električni grelniki, motorji, gejzirji, itd. To vam tudi sporoča stanje dejavnosti naprave, to je, ali je vklopljeno ali IZKLOPLJENO.

Te podatke lahko nato uporabite kot dogodke v Home Assistant za ustvarjanje avtomatizacije, na primer za pošiljanje obvestil na pametnem telefonu ali prek Alexa ali Google Assistant.

Koliko energije porabi vaš računalnik? (In 8 načinov za zmanjšanje)

Se sprašujete, ali računalniki porabijo veliko energije? Čas je, da se naučite, koliko električne energije porabi vaš računalnik in kako jo zmanjšati.

Preberite Naprej

O avtorju