Kuinka rakentaa kotitalouksien energianäyttö DIY ESP8266:lla

IoT (Internet of Things) -pohjaisen älykkään energianseurantajärjestelmän avulla voit seurata kotisi tai toimistosi energiankäyttöä reaaliajassa. Järjestelmä kerää tiedot lokeihin ja näyttää ne mielekkäällä tavalla, jota voit käyttää jatkossa toimintojen suorittamiseen, kuten hälyttää tai lähettää ilmoituksia älypuhelimellasi tai Alexa/Google Assistantilla korkean virrankulutuksen tai kun energiankulutus saavuttaa tietyn kynnys. Lisäksi se auttaa säästämään virtaa ja estämään tuhlausta.

Tässä oppaassa opit rakentamaan älykkään energianvalvontalaitteen tai älykkään sähkömittarin tyhjästä käyttämällä ESP8266-moduulia, esim. NodeMCU, ESP32, tai D1 Mini, ja SCT013-ei-invasiivinen vaihtovirta-anturi.

Asioita, joita tarvitset

Tämän älykkään energianvalvontalaitteen rakentamiseen tarvitset seuraavat:

• NodeMCU-, D1 Mini- tai ESP32-mikroohjain. Tässä projektissa olemme käyttäneet NodeMCU: ta (ESP8266).
• SCT013 30A 1V ei-invasiivinen AC-virran puristinanturi. Voit myös käyttää 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V tai 100A 1V mitoitettua SCT013-anturia tarpeidesi mukaan.
instagram viewer
• MicroUSB kaapeli
• Yleiskäyttöinen piirilevy
• 10µf 16V kondensaattori
• Kaksi 10K vastusta (1/4 wattia)
• Yksi 33 ohmin vastus (1/4 wattia)

Tämä DIY-projekti sisältää AC-jännitteen/-virran, mikä on tappavaa. Jos et ole kokenut, pysähdy tähän tai jatka omalla vastuullasi.

Älykkään energianvalvontalaitteen rakentamisen vaiheet

Alla on vaiheet, joita voit noudattaa rakentaaksesi IoT-pohjaisen älykkään energianvalvontalaitteen virrankulutuksen seurantaa varten.

Vaihe 1: Asenna ja määritä Home Assistant

Seuraa edellistä tee-se-itse-oppaamme asenna ja määritä kotiavustaja Raspberry Pi: hen. Jos sinulla ei ole Raspberry Pi: tä, voit käyttää myös vanhaa kannettavaa tietokonettasi. Kannettavan tietokoneen energiajalanjälki on kuitenkin suurempi ja se kuluttaa enemmän virtaa kuin Raspberry Pi 3 tai Raspberry Pi 4.

Vaihe 2: Asenna ESPHome-lisäosa Home Assistantiin (HA)

ESPHome on Home Assistantissa saatavilla oleva lisäosa, jota käytetään mukautetun laiteohjelmiston luomiseen ja sen päivittämiseen ESP32-, NodeMCU- tai D1Mini-mikrokontrolleriin. Asenna ESPHome-lisäosa HA: hon noudattamalla näitä ohjeita.

Sisään Kotiavustaja, mene Kokoonpano ja klikkaa Lisäosat, varmuuskopiot ja valvoja.

Klikkaus Lisäosakauppa.

Kirjoita hakupalkkiin ESPHome ja napsauta sitten ESPHome lueteltu alla Home Assistant -yhteisön lisäosat.

Klikkaus Asentaa.

Tämä asentaa ESPHome Dashboardin Home Assistantiin. Napsauta asennuksen jälkeen alkaa.

Ota myös käyttöön Vahtikoira, Automaattinen päivitys, ja Näytä sivupalkissa. Napsauta sitten Avaa verkkokäyttöliittymä käynnistääksesi ESPHome Dashboardin.

Klikkaus +Uusi laite > Jatkaa.

Anna kokoonpanon nimi, esim älykäs tehomittari, ja napsauta Seuraava.

Valitse ESP32 ESP32 MCU: lle tai ESP8266:lle, jos käytät D1 Miniä tai NodeMCU: ta ja napsauta Seuraava.

Klikkaus Ohita.

Etsi juuri luotu projekti ja napsauta Muokata.

Vuonna smart-power-meter.yaml tiedosto, kopioi ja liitä tämä YAML-koodi.

Tee nyt seuraavat muutokset ennen tallentamista,

• Vaihda Wi-Fi-tunnistetiedot ja salasanat.
• Olemme lisänneet a lambda toiminto laskea virrankulutuksen 230 voltin virtalähteelle. Mutta joissakin maissa, kuten Yhdysvalloissa, on vakiona 110 V tai 120 V. Jos asut näissä maissa, muista muuttaa arvo 230:sta 110:een tai 120:een.

Klikkaus Tallentaa ja napsauta sitten Asentaa. Valita Kytke tähän tietokoneeseen.

ESPHome kääntää koodin ja luo binaari- tai .bin-laiteohjelmistotiedoston, kuten smart-power-meter.bin. Tämä saattaa kestää jonkin aikaa.

Kun laiteohjelmisto on käännetty, napsauta Lataa projekti. Tämä lataa .bin-laiteohjelmistotiedoston tietokoneellesi.

Liitä NodeMCU-, ESP32- tai D1 Mini -kortti PC- tai Mac-tietokoneeseen mikro-USB-kaapelilla.

Lataa ESPHome-Flasher työkalu ja käynnistä se. Se on saatavana Windowsille, macOS: lle ja Ubuntulle.

Valitse COM portti, selaa kohtaan .bin laiteohjelmistotiedosto ja napsauta sitten Flash ESP.

Laiteohjelmiston vilkkumisen jälkeen laite ESP MCU muodostaa yhteyden Wi-Fi-verkkoon ja on online-tilassa ESPHome Dashboardissa.

Vaihe 3: Liitä SCT013 AC Current Clamp Anturi ESP: hen

Voit liittää SCT013:n ESP32:een tai NodeMCU: hun ostamalla tämä moduuli eBayssa SCT013-anturin liittämiseen tai liittämiseen D1 Miniin, NodeMCU: hun tai ESP32:een. Voit myös rakentaa sellaisen, kuten tein, noudattamalla tätä piirikaaviota.

Voit ostaa 3,5 mm: n naaraspuolisen ääniliittimen SCT013 AC -virta-anturin liittämiseksi ESP: llä tai irrottaa 3,5 mm: n SCT013-liittimen johdosta ja kytkeä ne sitten piiriin.

Kun olet valmis, käynnistä NodeMCU kytkemällä se mikro-USB-virtalähteeseen. Mikä tahansa älypuhelimen laturi, jossa on 5 V ulostulo, toimii.

Vaihe 4: Kalibroi SCT013-anturin arvot

Virran mittaamiseksi ja anturin kalibroimiseksi sinun on kiinnitettävä se vaihejohtoon (yleensä punainen), joka tulee sähkömittarista talosi jakelurasiaan.

Mene ESPHome Dashboard ja napsauta Lokit alla älykäs tehomittari.

Lokit näyttävät Wi-Fi-yhteyden vahvuuden ja yhteyden tilan.

Merkitse muistiin 'Mitattu virta': Lähetystila x.xxxx A kanssa arvo.

Sen pitäisi olla samanlainen minuuttivaihtelun kanssa, jos kotonasi ei ole uutta kuormaa. Kerää vähintään 10 arvoa ja ota sitten keskiarvo.

Lisää sitten seuraava koodi smart-power-meter.yaml tiedosto alla Sensori:

suodattimet:
 - calibrate_linear:
 - 0 -> 0
 - 0.00807 -> 1.2228

Tässä 0.00807 on keskiarvo ja 1.2228 on taloomme otettu todellinen virta. Tämän todellisen arvon saat sähkömittaristasi.

Jos sähkömittarisi ei näytä nykyistä arvoa tai sinulla ei ole pääsyä mittariin, kalibroi anturiarvot seuraavalla tavalla. Vaihtoehtoinen tapa kalibroida anturiarvot Voit irrottaa jatkolevyn kaapelin ulkokuoren ja paljastaa sisäiset johdot.

Kiinnitä sitten SCT013-anturi esillä olevaan vaihejohtoon (punainen johto) ja käytä sitten kuormaa, kuten mikroaaltouunia tai tuuletinta. Ole varovainen irrottaessasi jatkolevyn kaapelia. Älä leikkaa kaapelia tai puhkaise sisäisten johtojen läpi.

Tarkista lokit ja vaihda sitten arvot. Tallenna se ja napsauta sitten Asentaa.

Koska älykäs tehomittari on yhdistetty ja online-tilassa, voit ladata koodin Langattomasti.

Uusi laiteohjelmisto käännetään ja ladataan langattomasti. Kun olet valmis, näet todelliset nykyiset arvot.

Tarkempia arvoja varten suosittelemme sinua käytä yleismittaria laitteen ottaman ja SCT013-anturin raportoiman virran mittaamiseksi. Vaihda sitten ne suodattimet arvot yllä kuvatulla tavalla.

Vaihe 5: Määritä Energy Dashboard Home Assistantissa

Jotta voit määrittää energian kojetaulun Home Assistantissa, sinun on lisättävä anturi Home Assistantiin. Vaiheet ovat seuraavat.

Mene Kokoonpano> Laitteet ja palvelut> Lisää integraatio.

Etsi ja napsauta ESPHome.

Syötä IP-osoite anturin kohdalla (löydät tämän lokeista) ja napsauta Lähetä.

Valitse alue ja napsauta Viedä loppuun.

Klikkaus älykäs tehomittari ja napsauta sitten 1 laite.

Klikkaus Lisää lovelacsiin.

Valitse Huone (valitse oletusarvo, jos et ole vielä luonut huoneita) ja napsauta Seuraava.

Tämä lisää entiteetit.

Voit muokata huoneesi kortteja lisäämällä mittarin, joka näyttää nykyisen kysynnän.

Voit myös lisätä kauniita kaavioita käyttämällä minigrafiikkakortin integrointi.

Vaihe 6: Seuraa päivittäistä/kuukausittaista/vuosittaista energiankäyttöä Home Assistantin avulla

Energy Dashboard esiteltiin Home Assistantissa HA 2021.8:n julkaisun myötä, jonka avulla on helppo saada oivaltavaa tietoa päivittäisestä, kuukausittaisesta tai vuosittaisesta energiankäytöstäsi. Pääset nopeasti kojelautaan sivupalkista ja tarkistat kuinka paljon energiaa kuluu tänään. Voit myös jakaa käytön tunteihin.

Lisätietoja on Home Assistantin dokumentaation energianhallinta-osiossa.

Ole älykäs, säästä energiaa

Koko talon virrankäytön seurannan lisäksi voit rakentaa useita älykkäitä energianvalvontaantureita käyttämällä SCT013- tai PZEM-004T-anturia. seurata aktiivisesti ja tarkasti yksittäisten tai tiettyjen kodinkoneiden, kuten LVI-, sähkölämmittimien, moottoreiden, geysirien, virrankulutusta, jne. Tämä ilmoittaa myös laitteen toiminnan tilan, eli onko se PÄÄLLÄ vai POIS.

Voit sitten käyttää näitä tietoja tapahtumina Home Assistantissa luodaksesi automaatiota, kuten lähettääksesi sinulle ilmoituksia älypuhelimellasi tai Alexan tai Google Assistantin kautta.

Kuinka paljon energiaa tietokoneesi käyttää? (Ja 8 tapaa leikata sitä)

Mietitkö, kuluttavatko tietokoneet paljon virtaa? On aika oppia kuinka paljon sähköä tietokoneesi kuluttaa ja kuinka vähentää sitä.

Lue Seuraava

Kirjailijasta