Kako napraviti DIY kućni energetski monitor pomoću ESP8266

Pametni sustav za praćenje energije koji se temelji na IoT-u (Internetu stvari) omogućuje vam praćenje potrošnje energije u vašem domu ili uredu u stvarnom vremenu. Sustav prikuplja podatke u zapisnicima i prikazuje ih na smislen način koji možete dalje koristiti za izvođenje radnji, kao što je zvuk i upozorite ili pošaljite obavijesti na pametnom telefonu ili Alexa/Google Assistant za veliku potrošnju energije ili kada potrošnja energije dosegne određenu prag. Osim toga, također vam pomaže u uštedi energije i sprječavanju rasipanja.

U ovom vodiču naučit ćete izgraditi pametni uređaj za praćenje energije ili pametno brojilo električne energije od nule pomoću modula ESP8266, kao što je NodeMCU, ESP32, ili D1 Mini, i SCT013—neinvazivni senzor izmjenične struje.

Stvari koje će vam trebati

Za izradu ovog pametnog uređaja za praćenje energije potrebno vam je sljedeće:

• NodeMCU, D1 Mini ili ESP32 mikrokontroler. Za ovaj projekt koristili smo NodeMCU (ESP8266).
• SCT013 30A 1V neinvazivni senzor AC struje stezaljke. Također možete koristiti SCT013 senzor 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V ili 100A 1V prema vašim zahtjevima.
  instagram viewer
• MicroUSB kabel
• PCB opće namjene
• Kondenzator od 10µf 16V
• Dva 10K otpornika (1/4 vata)
• Jedan otpornik od 33 Ohma (1/4 vata)

Ovaj DIY projekt uključuje izmjenični napon/struju, što je smrtonosno. Ako niste iskusni, zaustavite se ovdje ili nastavite na vlastitu odgovornost.

Koraci za izradu pametnog uređaja za nadzor energije

U nastavku se nalaze koraci koje možete slijediti za izradu pametnog uređaja za praćenje energije koji se temelji na IoT-u za praćenje potrošnje energije.

Korak 1: Instalirajte i postavite Home Assistant

Slijedite naš prethodni DIY vodič za instalirati i postaviti pomoćnika za dom na Raspberry Pi. Ako nemate Raspberry Pi, možete koristiti i svoje staro prijenosno računalo. Međutim, laptop će imati veći energetski otisak i trošiti više energije od Raspberry Pi 3 ili Raspberry Pi 4.

Korak 2: Instalirajte dodatak ESPHome u Home Assistant (HA)

ESPHome je dodatak dostupan u Home Assistant-u koji će se koristiti za izradu prilagođenog firmware-a i njegovo flashiranje na mikrokontroleru ESP32, NodeMCU ili D1Mini. Slijedite ove korake da biste instalirali dodatak ESPHome u HA.

U Kućni pomoćnik, ići Konfiguracija i kliknite na Dodaci, sigurnosne kopije i nadzor.

Klik Trgovina dodataka.

U traku za pretraživanje upišite ESPhome a zatim kliknite na ESPhome navedeno pod Dodaci zajednice Home Assistant.

Klik Instalirati.

Ovo će instalirati ESPHome Dashboard u vaš Home Assistant. Nakon instalacije kliknite Početak.

Također omogućite Pas čuvar, Automatsko ažuriranje, i Prikaži na bočnoj traci. Zatim kliknite Otvorite web korisničko sučelje za pokretanje ESPhome Dashboard.

Klik +Novi uređaj > Nastaviti.

Unesite naziv za konfiguraciju, npr pametni mjerač snage, i kliknite Sljedeći.

Odaberite ESP32 za ESP32 MCU ili ESP8266 ako koristite D1 Mini ili NodeMCU i kliknite Sljedeći.

Klik Preskočiti.

Pronađite novostvoreni projekt i kliknite Uredi.

U smart-power-meter.yaml datoteku, kopirajte i zalijepite ovaj YAML kod.

Sada napravite sljedeće promjene prije spremanja,

• Promijenite vjerodajnice i lozinke za Wi-Fi.
• Dodali smo a lambda funkcija za izračunavanje potrošnje energije za napajanje od 230 V. Ali neke zemlje imaju 110V ili 120V kao standardnu ​​opskrbu, poput Sjedinjenih Država. Ako živite u tim zemljama, promijenite vrijednost s 230 na 110 ili 120.

Klik Uštedjeti a zatim kliknite Instalirati. Odaberite Uključite se u ovo računalo.

ESPHome će kompajlirati kod i stvoriti binarnu ili .bin datoteku firmvera, kao što je smart-power-meter.bin. Ovo može potrajati neko vrijeme.

Nakon što je firmware kompajliran, kliknite Preuzmite projekt. Ovo će preuzeti .bin datoteku firmvera na vaše računalo.

Spojite NodeMCU, ESP32 ili D1 Mini ploču na PC ili Mac pomoću mikro USB kabela.

Preuzmite ESPHome-Flasher alat i pokrenite ga. Dostupan je za Windows, macOS i Ubuntu.

Odaberite COM port, idite na .bin firmware datoteku, a zatim kliknite Flash ESP.

Nakon flešovanja firmware-a, uređaj ESP MCU spojit će se na Wi-Fi mrežu i bit će online na ESPHome Dashboardu.

Korak 3: Spojite SCT013 osjetnik stezanja izmjenične struje na ESP

Za spajanje SCT013 na ESP32 ili NodeMCU, možete kupiti ovaj modul na eBayu za sučelje ili povezivanje senzora SCT013 s D1 Mini, NodeMCU ili ESP32. Također ga možete napraviti, kao što sam ja napravio, slijedeći ovaj dijagram.

Možete kupiti 3,5 mm ženski audio priključak za spajanje SCT013 AC AC klam senzora s ESP-om ili ukloniti 3,5 mm SCT013 žicu za priključnicu i zatim ih spojiti na strujni krug.

Kada završite, uključite NodeMCU spajanjem na mikro USB napajanje. Bilo koji punjač za pametne telefone s izlazom od 5V će raditi.

Korak 4: Kalibrirajte vrijednosti senzora SCT013

Da biste izmjerili struju i kalibrirali senzor, morate ga pričvrstiti na faznu žicu (obično crvene boje) koja dolazi od brojila električne energije do vaše kućne razvodne kutije.

Ići ESPhome nadzorna ploča i kliknite Dnevnici pod, ispod pametni mjerač snage.

Zapisnici će prikazati snagu Wi-Fi veze i status veze.

Zabilježite dolje 'Izmjerena struja': stanje slanja x.xxxx A sa vrijednost.

Slično bi trebalo biti i s minutnom fluktuacijom ako u svom domu nemate novo opterećenje. Prikupite najmanje 10 vrijednosti, a zatim izvadite prosjek.

Zatim dodajte sljedeći kod u smart-power-meter.yaml datoteka pod Senzor:

filteri:
 - calibrate_linear:
 - 0 -> 0
 - 0.00807 -> 1.2228

Ovdje 0.00807 je prosječna vrijednost i 1.2228 je stvarna struja uvučena u našu kuću. Ovu stvarnu vrijednost možete dobiti iz svog brojila električne energije.

Ako vaš mjerač električne energije ne prikazuje trenutnu vrijednost ili nemate pristup mjeraču, slijedite sljedeću metodu za kalibraciju vrijednosti senzora. Alternativni način kalibracije vrijednosti senzora Možete skinuti vanjski pokrov s kabela produžne ploče i otkriti unutarnje žice.

Zatim pričvrstite senzor SCT013 na izloženu faznu žicu (crvena žica) i zatim pokrenite opterećenje, kao što je mikrovalna pećnica ili ventilator. Budite oprezni dok skidate kabel produžne ploče. Nemojte rezati kabel niti probijati unutarnje žice.

Provjerite zapise, a zatim zamijenite vrijednosti. Spremite ga i zatim kliknite Instalirati.

Budući da je smart-power-meter povezan i online, možete prenijeti kod Bežično.

Novi firmver će se sastaviti i učitati bežično. Kada završite, možete vidjeti stvarne trenutne vrijednosti.

Za točnije vrijednosti preporučujemo vas koristite multimetar za mjerenje struje koju troši uređaj i koju javlja senzor SCT013. Zatim ih zamijenite u filteri vrijednosti kao što je gore opisano.

Korak 5: Konfigurirajte Energy Dashboard u Home Assistantu

Da biste konfigurirali energetsku nadzornu ploču u Home Assistantu, morate dodati senzor u Home Assistant. Koraci su sljedeći.

Ići Konfiguracija> Uređaji i usluge> Dodajte integraciju.

Potražite i kliknite ESPhome.

Uđi IP adresa senzora (to možete pronaći u zapisnicima) i kliknite Podnijeti.

Odaberite područje i kliknite Završi.

Klik pametni mjerač snage a zatim kliknite 1 uređaj.

Klik Dodajte u lovelace.

Odaberite a Soba (odaberite zadanu ako još niste stvorili nijednu sobu) i kliknite Sljedeći.

Ovo će dodati entitete.

Možete dodatno prilagoditi kartice u svojoj sobi kako biste dodali mjerač koji pokazuje trenutnu potražnju.

Također možete dodati lijepe grafikone, koristeći integracija mini grafičke kartice.

Korak 6: Pratite dnevnu/mjesečnu/godišnju potrošnju energije pomoću kućnog pomoćnika

Nadzorna ploča za energiju predstavljena je u Home Assistantu s izdanjem HA 2021.8, što olakšava dobivanje pronicljivih informacija o vašoj dnevnoj, mjesečnoj ili godišnjoj potrošnji energije. Možete brzo pristupiti nadzornoj ploči sa bočne trake i provjeriti koliko se energije danas troši. Također možete rastaviti korištenje u satima.

Da biste saznali više, pogledajte odjeljak za upravljanje energijom u dokumentaciji Home Assistant.

Budite pametni, štedite energiju

Osim praćenja potrošnje energije u cijeloj kući, možete izgraditi više pametnih senzora za praćenje energije pomoću senzora SCT013 ili PZEM-004T za aktivno i precizno praćenje potrošnje energije od strane pojedinačnih ili specifičnih kućanskih aparata, kao što su HVAC, električni grijači, motori, gejziri, itd. To vam također daje do znanja status aktivnosti uređaja, tj. je li UKLJUČENO ili ISKLJUČENO.

Zatim možete koristiti ove informacije kao događaje u Home Assistantu za stvaranje automatizacije, kao što je slanje obavijesti na vašem pametnom telefonu ili putem Alexa ili Google Assistant.

Koliko energije troši vaše računalo? (I 8 načina da ga smanjite)

Pitate se troše li računala puno energije? Vrijeme je da naučite koliko vaše računalo troši električne energije i kako je smanjiti.

Pročitajte dalje

O autoru