Inteligentný systém monitorovania energie založený na IoT (Internet of Things) vám umožňuje sledovať spotrebu energie u vás doma alebo v kancelárii v reálnom čase. Systém zhromažďuje údaje v protokoloch a zobrazuje ich zmysluplným spôsobom, ktorý môžete ďalej použiť na vykonávanie akcií, ako je zvuk upozorniť alebo odoslať upozornenia na svojom smartfóne alebo asistentovi Alexa/Google Assistant pri vysokej spotrebe energie alebo keď spotreba energie dosiahne určitú hodnotu prah. Okrem toho vám tiež pomáha šetriť energiu a predchádzať plytvaniu.
V tomto návode sa naučíte postaviť inteligentné zariadenie na monitorovanie energie alebo inteligentný elektromer od nuly pomocou modulu ESP8266, ako napr. NodeMCU, ESP32, alebo D1 Minia SCT013—neinvazívny snímač striedavého prúdu.
Veci, ktoré budete potrebovať
Na zostavenie tohto inteligentného zariadenia na monitorovanie energie potrebujete nasledujúce:
- Mikrokontrolér NodeMCU, D1 Mini alebo ESP32. Pre tento projekt sme použili NodeMCU (ESP8266).
- Neinvazívny snímač striedavého prúdu SCT013 30A 1V. Môžete tiež použiť snímač SCT013 s hodnotou 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V alebo 100A 1V podľa vašich požiadaviek.
- MicroUSB kábel
- Univerzálna doska plošných spojov
- 10µf 16V kondenzátor
- Dva 10K rezistory (1/4W)
- Jeden 33 ohmový odpor (1/4 watt)
Tento DIY projekt zahŕňa striedavé napätie/prúd, ktoré je smrteľné. Ak nemáte skúsenosti, zastavte sa priamo tu alebo pokračujte na vlastné riziko.
Kroky na vybudovanie inteligentného zariadenia na monitorovanie energie
Nižšie sú uvedené kroky, podľa ktorých môžete vytvoriť inteligentné zariadenie na monitorovanie energie založené na IoT na sledovanie spotreby energie.
Krok 1: Nainštalujte a nastavte Home Assistant
Postupujte podľa nášho predchádzajúceho sprievodcu pre domácich majstrov nainštalovať a nastaviť domáceho asistenta na Raspberry Pi. Ak nemáte Raspberry Pi, môžete použiť aj svoj starý laptop. Notebook však bude mať väčšiu energetickú stopu a spotrebuje viac energie ako Raspberry Pi 3 alebo Raspberry Pi 4.
Krok 2: Nainštalujte doplnok ESPHome v aplikácii Home Assistant (HA)
ESPHome je doplnok dostupný v aplikácii Home Assistant, ktorý sa použije na vytvorenie vlastného firmvéru a jeho flashovanie na mikrokontroléri ESP32, NodeMCU alebo D1Mini. Ak chcete nainštalovať doplnok ESPHome v HA, postupujte podľa týchto krokov.
In Domáci asistent, ísť do Konfigurácia a kliknite na Doplnky, zálohy a supervízor.
Kliknite Doplnkový obchod.
Do vyhľadávacieho panela zadajte ESPHome a potom kliknite na ESPHome uvedené pod Komunitné doplnky domáceho asistenta.
Kliknite Inštalácia.
Týmto sa nainštaluje ESPHome Dashboard do vášho domáceho asistenta. Po inštalácii kliknite Štart.
Tiež povoliť Strážny pes, Automatická aktualizácia, a Zobraziť na bočnom paneli. Potom kliknite Otvorte webové používateľské rozhranie na spustenie ESPHome Dashboard.
Kliknite +Nové zariadenie > ďalej.
Zadajte názov pre konfiguráciu, ako napr inteligentný merač výkonu, a kliknite Ďalšie.
Vyberte ESP32 pre ESP32 MCU alebo ESP8266, ak používate D1 Mini alebo NodeMCU a kliknite Ďalšie.
Kliknite Preskočiť.
Nájdite novovytvorený projekt a kliknite Upraviť.
V smart-power-meter.yaml súbor, skopírujte a vložte tento kód YAML.
Teraz pred uložením vykonajte nasledujúce zmeny,
- Zmeňte poverenia a heslá Wi-Fi.
- Pridali sme a lambda funkcia na výpočet spotreby energie pre napájanie 230 V. Niektoré krajiny však majú štandardné napájanie 110 V alebo 120 V, ako napríklad Spojené štáty americké. Ak žijete v týchto krajinách, nezabudnite zmeniť hodnotu z 230 na 110 alebo 120.
Kliknite Uložiť a potom kliknite Inštalácia. Vyberte si Zapojte sa do tohto počítača.
ESPHome skompiluje kód a vytvorí binárny alebo .bin súbor firmvéru, ako napr smart-power-meter.bin. Dokončenie môže chvíľu trvať.
Po skompilovaní firmvéru kliknite na Stiahnite si projekt. Tým sa stiahne súbor firmvéru .bin do vášho počítača.
Pripojte dosku NodeMCU, ESP32 alebo D1 Mini k počítaču PC alebo Mac pomocou kábla micro USB.
Stiahnite si ESPHome-Flasher nástroj a spustite ho. Je k dispozícii pre Windows, MacOS a Ubuntu.
Vyberte COM port, prejdite na .bin súbor firmvéru a potom kliknite na Blesk ESP.
Po flashovaní firmvéru sa zariadenie ESP MCU pripojí k sieti Wi-Fi a bude online v ESPHome Dashboard.
Krok 3: Pripojte snímač striedavého prúdu SCT013 k ESP
Na pripojenie SCT013 k ESP32 alebo NodeMCU si môžete kúpiť tento modul na eBay na prepojenie alebo pripojenie snímača SCT013 k D1 Mini, NodeMCU alebo ESP32. Môžete si ho tiež postaviť, ako som to urobil ja, podľa tejto schémy zapojenia.
Môžete si kúpiť 3,5 mm samicu audio jack na pripojenie SCT013 AC prúdového snímača s ESP alebo odizolovať 3,5 mm SCT013 jack vodič a potom ich pripojiť k obvodu.
Po dokončení zapnite NodeMCU pripojením k napájaciemu zdroju micro USB. Bude fungovať akákoľvek nabíjačka smartfónov s výstupom 5V.
Krok 4: Kalibrujte hodnoty snímača SCT013
Na meranie prúdu a kalibráciu snímača je potrebné ho pripevniť na fázový vodič (zvyčajne červenej farby) prichádzajúci z elektromera do vašej domovej rozvodnej skrine.
Ísť do Panel ESPHome a kliknite Denníky pod smart-power-meter.
Protokoly zobrazí silu Wi-Fi a stav pripojenia.
Poznamenajte si „Nameraný prúd“: Stav odosielania x.xxxx A s hodnotu.
Podobne by to malo byť s minútovým kolísaním, ak nemáte doma zapnutú žiadnu novú záťaž. Zozbierajte aspoň 10 hodnôt a potom vyberte priemer.
Potom pridajte nasledujúci kód do smart-power-meter.yaml súbor pod Senzor:
filtre:
- calibrate_linear:
- 0 -> 0
- 0.00807 -> 1.2228
Tu 0.00807 je priemerná hodnota a 1.2228 je skutočný prúd odoberaný do nášho domu. Túto skutočnú hodnotu môžete získať z vášho elektromera.
Ak váš elektromer nezobrazuje aktuálnu hodnotu alebo nemáte prístup k meraču, postupujte podľa nasledujúceho spôsobu kalibrácie hodnôt snímača. Alternatívny spôsob kalibrácie hodnôt snímača Z kábla predlžovacej dosky môžete odstrániť vonkajší kryt a odhaliť vnútorné vodiče.
Potom pripevnite snímač SCT013 na odkrytý fázový vodič (červený vodič) a potom spustite záťaž, napríklad mikrovlnnú rúru alebo ventilátor. Pri odizolovaní kábla predlžovacej dosky buďte opatrní. Nestrihajte kábel ani neprepichujte vnútorné vodiče.
Skontrolujte protokoly a potom nahraďte hodnoty. Uložte a potom kliknite Inštalácia.
Keďže inteligentný merač výkonu je pripojený a online, môžete nahrať kód Bezdrôtovo.
Nový firmvér sa skompiluje a nahrá bezdrôtovo. Po dokončení môžete vidieť skutočné aktuálne hodnoty.
Pre presnejšie hodnoty vám odporúčame použite multimeter na meranie prúdu odoberaného spotrebičom a hláseného snímačom SCT013. Potom vymeňte tie v filtre hodnoty, ako je opísané vyššie.
Krok 5: Nakonfigurujte Energy Dashboard v Home Assistant
Ak chcete nakonfigurovať energetickú palubnú dosku v aplikácii Home Assistant, musíte do aplikácie Home Assistant pridať senzor. Kroky sú nasledovné.
Ísť do Konfigurácia > Zariadenia a služby > Pridať integráciu.
Vyhľadajte a kliknite ESPHome.
Zadajte IP adresa senzora (nájdete to v protokoloch) a kliknite Predložiť.
Vyberte oblasť a kliknite Skončiť.
Kliknite smart-power-meter a potom kliknite 1 zariadenie.
Kliknite Pridať do lovelace.
Vyberte a Izba (ak ste ešte nevytvorili žiadne miestnosti, vyberte predvolenú) a kliknite Ďalšie.
Týmto pridáte entity.
Karty vo svojej izbe môžete ďalej prispôsobiť a pridať meradlo zobrazujúce aktuálny dopyt.
Môžete tiež pridať krásne grafy pomocou integrácia mini grafickej karty.
Krok 6: Sledujte dennú/mesačnú/ročnú spotrebu energie pomocou domáceho asistenta
Energetický informačný panel bol predstavený v aplikácii Home Assistant s vydaním HA 2021.8, čo uľahčuje získanie podrobných informácií o vašej dennej, mesačnej alebo ročnej spotrebe energie. Z bočného panela sa môžete rýchlo dostať na palubnú dosku a skontrolovať, koľko energie sa dnes spotrebuje. Využitie môžete rozdeliť aj na hodiny.
Ak sa chcete dozvedieť viac, pozrite si časť o správe energie v dokumentácii Home Assistant.
Buďte inteligentní, šetrite energiu
Okrem monitorovania spotreby energie v celom dome môžete pomocou senzora SCT013 alebo PZEM-004T postaviť viacero inteligentných senzorov na monitorovanie energie. aktívne a presne sledovať spotrebu energie jednotlivými alebo špecifickými domácimi spotrebičmi, ako sú HVAC, elektrické ohrievače, motory, gejzíry, atď. To vám tiež umožní zistiť stav činnosti spotrebiča, t. j. či je ZAPNUTÝ alebo VYPNUTÝ.
Tieto informácie potom môžete použiť ako udalosti v domácom asistentovi na vytvorenie automatizácie, ako napríklad odosielanie upozornení na váš smartfón alebo cez Alexa alebo Google Assistant.
Zaujíma vás, či počítače spotrebujú veľa energie? Je čas zistiť, koľko elektriny váš počítač spotrebúva a ako ju znížiť.
Prečítajte si ďalej
- DIY
- Uchovávanie energie
- ESP32
Ravi je expert na vysvetľovanie technológií, nadšenec IoT a milovník Linuxu so skúsenosťami v oblasti veľkých dát a vývoja aplikácií. Väčšinu víkendov trávi prácou s IoT zariadeniami a hraním hier na Xboxe. Je tiež samostatným cestovateľom, ktorý miluje turistiku a objavovanie nových chodníkov.
prihlásiť sa ku odberu noviniek
Pripojte sa k nášmu bulletinu a získajte technické tipy, recenzie, bezplatné e-knihy a exkluzívne ponuky!
Kliknutím sem sa prihlásite na odber