Kuidas ehitada DIY majapidamises kasutatavat energiamonitori ESP8266 abil

IoT-l (asjade Internetil) põhinev nutikas energiaseiresüsteem võimaldab teil reaalajas jälgida energiakasutust teie kodus või kontoris. Süsteem kogub andmed logidesse ja kuvab need tähendusrikkal viisil, mida saate edaspidi kasutada toimingute tegemiseks, näiteks hoiatage või saatke oma nutitelefonis või Alexas/Google'i assistendis teateid suure energiatarbimise või energiatarbimise saavutamise korral künnis. Lisaks aitab see säästa energiat ja vältida raiskamist.

Selles juhendis õpid koostama nutikat energiaseireseadet või nutikat elektriarvestit nullist, kasutades ESP8266 moodulit, nt. NodeMCU, ESP32, või D1 mini, ja SCT013- mitteinvasiivne vahelduvvooluandur.

Asjad, mida vajate

Selle nutika energiaseireseadme ehitamiseks vajate järgmist:

• NodeMCU, D1 Mini või ESP32 mikrokontroller. Selle projekti jaoks oleme kasutanud NodeMCU-d (ESP8266).
• SCT013 30A 1V mitteinvasiivne vahelduvvoolu klambriandur. Vastavalt oma nõudele võite kasutada ka 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V või 100A 1V SCT013 andurit.
instagram viewer
• MicroUSB kaabel
• Üldotstarbeline PCB
• 10 µf 16 V kondensaator
• Kaks 10K takistit (1/4 vatti)
• Üks 33 oomi takisti (1/4 vatti)

See DIY projekt hõlmab vahelduvvoolu pinget / voolu, mis on surmav. Kui te pole kogenud, peatuge siin või jätkake omal riisikol.

Nutika energiaseireseadme loomise sammud

Allpool on toodud sammud, mida võite järgida asjade Interneti-põhise nutika energiaseireseadme loomiseks, et jälgida energiatarbimist.

1. samm: installige ja seadistage koduabiline

Järgige meie eelmist isetegemise juhendit installige ja seadistage Raspberry Pi koduabiline. Kui teil pole Raspberry Pi-d, võite kasutada ka oma vana sülearvutit. Sülearvutil on aga suurem energiajalajälg ja see tarbib rohkem energiat kui Raspberry Pi 3 või Raspberry Pi 4.

2. toiming: installige koduabilise (HA) ESPHome'i lisandmoodul

ESPHome on Home Assistantis saadaval olev lisandmoodul, mida kasutatakse kohandatud püsivara loomiseks ja selle välgutamiseks ESP32, NodeMCU või D1Mini mikrokontrolleris. ESPHome'i lisandmooduli installimiseks HA-sse järgige neid samme.

sisse Kodune assistent, minema Seadistamine ja klõpsake edasi Lisandmoodulid, varukoopiad ja juhendaja.

Klõpsake Lisaseadmete pood.

Tippige otsinguribale ESPHome ja seejärel klõpsake ESPHome all loetletud Koduassistendi kogukonna lisandmoodulid.

Klõpsake Installige.

See installib teie koduabilisesse ESPHome'i armatuurlaua. Pärast installimist klõpsake nuppu Alusta.

Samuti lubage Valvekoer, Automaatne värskendus, ja Kuva külgribal. Seejärel klõpsake Avage veebi kasutajaliides ESPHome'i armatuurlaua käivitamiseks.

Klõpsake +Uus seade > Jätka.

Sisestage konfiguratsiooni nimi, näiteks nutikas võimsusmõõtur, ja klõpsake Edasi.

Valige ESP32 ESP32 MCU või ESP8266 jaoks, kui kasutate D1 Mini või NodeMCU ja klõpsake Edasi.

Klõpsake Vahele jätma.

Leidke vastloodud projekt ja klõpsake Muuda.

Aastal smart-power-meter.yaml faili, kopeeri ja kleebi see YAML-kood.

Nüüd tehke enne salvestamist järgmised muudatused,

• Muutke Wi-Fi mandaati ja paroole.
• Oleme lisanud a lambda funktsioon 230 V toiteallika energiatarbimise arvutamiseks. Kuid mõnes riigis on standardvarustuses 110 V või 120 V, näiteks Ameerika Ühendriikides. Kui elate nendes riikides, muutke kindlasti väärtust 230-lt 110-le või 120-le.

Klõpsake Salvesta ja seejärel klõpsake Installige. Vali Ühendage selle arvutiga.

ESPHome kompileerib koodi ja loob binaarse või .bin püsivara faili, nt smart-power-meter.bin. Selle lõpuleviimine võib veidi aega võtta.

Kui püsivara on kompileeritud, klõpsake nuppu Laadige projekt alla. See laadib teie arvutisse alla püsivara faili .bin.

Ühendage NodeMCU, ESP32 või D1 Mini plaat mikro-USB-kaabli abil arvuti või Maciga.

Laadige alla ESPHome-Flasher tööriist ja käivitage see. See on saadaval Windowsi, macOS-i ja Ubuntu jaoks.

Valige KOM port, sirvige .bin püsivara faili ja seejärel klõpsake Flash ESP.

Pärast püsivara vilkumist loob seade ESP MCU ühenduse Wi-Fi võrguga ja on ESPHome'i armatuurlaual võrgus.

3. samm: ühendage SCT013 vahelduvvoolu klambriandur ESP-ga

SCT013 ühendamiseks ESP32 või NodeMCU-ga saate osta see moodul eBays SCT013 anduri liidestamiseks või ühendamiseks D1 Mini, NodeMCU või ESP32-ga. Võite ka selle ehitada, nagu ma tegin, järgides seda vooluringi skeemi.

Võite osta 3,5 mm naissoost helipistiku, et ühendada SCT013 vahelduvvoolu vooluanduri ESP-ga või eemaldada 3,5 mm SCT013 pistikupesa juhe ja seejärel ühendada need vooluringiga.

Kui olete valmis, lülitage NodeMCU sisse, ühendades selle mikro-USB-toiteallikaga. Töötab iga 5 V väljundiga nutitelefoni laadija.

4. samm: kalibreerige SCT013 anduri väärtused

Voolu mõõtmiseks ja anduri kalibreerimiseks peate selle kinnitama faasijuhtme (tavaliselt punase värvi) külge, mis tuleb elektriarvestist teie maja jaotuskasti.

Minema ESPHome'i armatuurlaud ja klõpsake Palgid all nutikas võimsusmõõtur.

Logides kuvatakse Wi-Fi tugevus ja ühenduse olek.

Märkige üles „Mõõdetud vool”: saatmise olek x.xxxx A koos väärtus.

See peaks olema sarnane minuti kõikumisega, kui teie kodus pole uut koormust ON. Koguge vähemalt 10 väärtust ja seejärel võtke välja keskmine.

Seejärel lisage lahtrisse järgmine kood smart-power-meter.yaml faili all Andur:

filtrid:
 - calibrate_linear:
 - 0 -> 0
 - 0.00807 -> 1.2228

Siin 0.00807 on keskmine väärtus ja 1.2228 on tegelik vool, mis meie majja tõmmatakse. Selle tegeliku väärtuse saate oma elektriarvestist.

Kui teie elektriarvesti ei näita praegust väärtust või teil pole arvestile juurdepääsu, järgige anduri väärtuste kalibreerimiseks järgmist meetodit. Alternatiivne viis anduri väärtuste kalibreerimiseks Võite eemaldada pikendusplaadi kaabli väliskatte ja paljastada sisemised juhtmed.

Seejärel kinnitage andur SCT013 avatud faasijuhtmele (punane juhe) ja seejärel käivitage koormus, näiteks mikrolaineahi või ventilaator. Pikendusplaadi kaabli eemaldamisel olge ettevaatlik. Ärge lõigake kaablit läbi ega torgake läbi sisemiste juhtmete.

Kontrollige logisid ja seejärel asendage väärtused. Salvestage see ja seejärel klõpsake Installige.

Kuna nutikas võimsusmõõtur on ühendatud ja võrgus, saate koodi üles laadida Juhtmeta.

Uus püsivara kompileeritakse ja laaditakse üles juhtmevabalt. Kui see on tehtud, näete tegelikke praeguseid väärtusi.

Täpsemate väärtuste saamiseks soovitame teil kasutage multimeetrit seadme poolt võetud ja anduri SCT013 poolt teatatud voolu mõõtmiseks. Seejärel asendage need jaotises filtrid väärtused, nagu eespool kirjeldatud.

5. samm: konfigureerige Home Assistantis Energy Dashboard

Koduabilise energia armatuurlaua konfigureerimiseks peate lisama anduri rakendusele Home Assistant. Toimingud on järgmised.

Minema Konfiguratsioon> Seadmed ja teenused> Lisa integratsioon.

Otsige ja klõpsake ESPHome.

Sisestage IP-aadress anduri kohta (leiate selle logidest) ja klõpsake Esita.

Valige piirkond ja klõpsake Lõpetama.

Klõpsake nutikas võimsusmõõtur ja seejärel klõpsake 1 seade.

Klõpsake Lisa lovelace'ile.

Valige a Tuba (valige vaikeseade, kui te pole veel ruume loonud) ja klõpsake nuppu Edasi.

See lisab olemid.

Saate oma toas olevaid kaarte veelgi kohandada, et lisada praegust nõudlust näitav näidik.

Võite lisada ka ilusaid graafikuid, kasutades mini-graafikukaardi integreerimine.

6. toiming: jälgige koduabilisega igapäevast/kuist/aastast energiakasutust

Energia armatuurlaud tutvustati Home Assistantis koos versiooniga HA 2021.8, mis muudab igapäevase, igakuise või aasta energiakasutuse kohta põhjaliku teabe hankimise lihtsaks. Külgribalt pääsete kiiresti armatuurlauale ja saate vaadata, kui palju energiat täna kulub. Samuti saate kasutuse tundideks jagada.

Lisateavet leiate Home Assistanti dokumentatsiooni energiahalduse jaotisest.

Olge tark, säästke energiat

Lisaks kogu maja energiatarbimise jälgimisele saate SCT013 või PZEM-004T anduri abil ehitada mitu nutikat energiaseire andurit aktiivselt ja täpselt jälgida üksikute või konkreetsete kodumasinate, nagu HVAC, elektrisoojendid, mootorid, geisrid, energiakasutust, jne. See annab teile ka teada seadme tegevuse oleku, st kas see on SISSE või VÄLJAS.

Seejärel saate seda teavet kasutada koduabilise sündmustena, et luua automatiseerimist, näiteks saata teile nutitelefonis või Alexa või Google'i assistendi kaudu teateid.

Kui palju energiat teie arvuti kasutab? (Ja 8 viisi selle vähendamiseks)

Huvitav, kas arvutid kasutavad palju energiat? On aeg õppida, kui palju teie arvuti elektrit kasutab ja kuidas seda vähendada.

Loe edasi

Autori kohta