Un sistem inteligent de monitorizare a energiei bazat pe IoT (Internet of Things) vă permite să urmăriți în timp real consumul de energie la domiciliu sau la birou. Sistemul colectează datele în jurnale și le afișează într-un mod semnificativ, pe care îl puteți utiliza în continuare pentru a efectua acțiuni, cum ar fi sunetul alertează sau trimite notificări pe smartphone-ul tău sau pe Alexa/Asistent Google pentru utilizare mare a energiei sau când consumul de energie atinge un anumit prag. În plus, vă ajută să economisiți energie și să preveniți risipa.
În acest ghid, veți învăța să construiți un dispozitiv inteligent de monitorizare a energiei sau un contor inteligent de electricitate de la zero folosind un modul ESP8266, cum ar fi NodeMCU, ESP32, sau D1 Mini, și SCT013-un senzor de curent AC neinvaziv.
Lucruri de care veți avea nevoie
Pentru a construi acest dispozitiv inteligent de monitorizare a energiei, aveți nevoie de următoarele:
- Un microcontroler NodeMCU, D1 Mini sau ESP32. Pentru acest proiect, am folosit NodeMCU (ESP8266).
- Un senzor SCT013 30A 1V neinvaziv cu clemă de curent AC. De asemenea, puteți utiliza un senzor SCT013 de 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V sau 100A 1V, conform cerințelor dvs.
- Cablu MicroUSB
- Un PCB de uz general
- Un condensator de 10µf 16V
- Două rezistențe de 10K (1/4 watt)
- Un rezistor de 33 ohmi (1/4 watt)
Acest proiect DIY implică tensiune/curent AC, care este letal. Dacă nu aveți experiență, opriți-vă chiar aici sau continuați pe propriul risc.
Pași pentru a construi un dispozitiv inteligent de monitorizare a energiei
Mai jos sunt pașii pe care îi puteți urma pentru a construi un dispozitiv inteligent de monitorizare a energiei bazat pe IoT pentru a urmări consumul de energie.
Pasul 1: Instalați și configurați Home Assistant
Urmați ghidul nostru anterior de bricolaj pentru instalați și configurați asistentul de acasă pe Raspberry Pi. Dacă nu aveți un Raspberry Pi, puteți utiliza și vechiul laptop. Cu toate acestea, laptopul va avea o amprentă energetică mai mare și va consuma mai multă energie decât Raspberry Pi 3 sau Raspberry Pi 4.
Pasul 2: Instalați suplimentul ESPHome în Home Assistant (HA)
ESPHome este un supliment disponibil în Home Assistant care va fi folosit pentru a crea firmware personalizat și pentru a-l flash pe microcontrolerul ESP32, NodeMCU sau D1Mini. Urmați acești pași pentru a instala suplimentul ESPHome în HA.
În Asistent acasă, mergi la Configurare și faceți clic pe Suplimente, copii de rezervă și supervizor.
Clic Magazin de suplimente.
În bara de căutare, tastați ESPAcasă și apoi faceți clic pe ESPAcasă enumerate sub Suplimente pentru comunitate Home Assistant.
Clic Instalare.
Aceasta va instala tabloul de bord ESPHome în Home Assistant. După instalare, faceți clic start.
De asemenea, activați Câine de pază, Actualizare automată, și Afișați în bara laterală. Apoi apasa Deschideți interfața de utilizare web pentru a lansa ESPHome Dashboard.
Clic +Dispozitiv nou > Continua.
Introduceți numele configurației, cum ar fi contor inteligent de putere, și faceți clic Următorul.
Selectați ESP32 pentru ESP32 MCU sau ESP8266 dacă utilizați D1 Mini sau NodeMCU și faceți clic Următorul.
Clic Ocolire.
Găsiți proiectul nou creat și faceți clic Editați | ×.
În smart-power-meter.yaml arhivați, copiați și lipiți acest cod YAML.
Acum faceți următoarele modificări înainte de a salva,
- Schimbați acreditările și parolele Wi-Fi.
- Am adăugat un lambda funcția de calculare a consumului de energie pentru o sursă de 230 de volți. Dar unele țări au 110V sau 120V ca sursă standard, cum ar fi Statele Unite. Dacă locuiți în acele țări, asigurați-vă că modificați valoarea de la 230 la 110 sau 120.
Clic salva și apoi faceți clic Instalare. Alege Conectați-vă la acest computer.
ESPHome va compila codul și va crea un fișier de firmware binar sau .bin, cum ar fi smart-power-meter.bin. Acest lucru poate dura ceva timp pentru a finaliza.
Odată ce firmware-ul este compilat, faceți clic Descărcați proiectul. Aceasta va descărca fișierul firmware .bin pe computer.
Conectați placa NodeMCU, ESP32 sau D1 Mini la PC sau Mac folosind un cablu micro USB.
Descărcați ESPHome-Flasher instrument și lansați-l. Este disponibil pentru Windows, macOS și Ubuntu.
Selectează COM port, navigați la .cos firmware și apoi faceți clic Flash ESP.
După afișarea firmware-ului, dispozitivul ESP MCU se va conecta la rețeaua Wi-Fi și va fi online în ESPHome Dashboard.
Pasul 3: Conectați senzorul cu clemă de curent AC SCT013 la ESP
Pentru a conecta SCT013 la ESP32 sau NodeMCU, puteți cumpăra acest modul pe eBay pentru a interfata sau conecta senzorul SCT013 cu D1 Mini, NodeMCU sau ESP32. De asemenea, puteți construi unul, așa cum am făcut mine, urmând această diagramă de circuit.
Puteți cumpăra o mufă audio femelă de 3,5 mm pentru a conecta senzorul de curent alternativ SCT013 cu ESP sau deconectați firul mufei SCT013 de 3,5 mm și apoi conectați-le la circuit.
Odată terminat, porniți NodeMCU conectându-l la o sursă de alimentare micro USB. Orice încărcător pentru smartphone cu ieșire de 5V va funcționa.
Pasul 4: Calibrați valorile senzorului SCT013
Pentru a măsura curentul și a calibra senzorul, trebuie să-l fixați pe firul de fază (de obicei de culoare roșie) care vine de la contorul de electricitate la cutia de distribuție a casei dvs.
Mergi la Tabloul de bord ESPHome și faceți clic Bușteni sub contor inteligent de putere.
Jurnalele vor afișa puterea Wi-Fi și starea conexiunii.
Notați „Curentul măsurat”: starea de trimitere x.xxxx A cu valoare.
Ar trebui să fie similar cu fluctuația minutelor dacă nu aveți încărcare nouă ON în casa dvs. Colectați cel puțin 10 valori și apoi scoateți media.
Apoi adăugați următorul cod în fișierul smart-power-meter.yaml dosar sub Senzor:
filtre:
- calibrate_linear:
- 0 -> 0
- 0.00807 -> 1.2228
Aici 0.00807 este valoarea medie şi 1.2228 este curentul efectiv absorbit în casa noastră. Puteți obține această valoare reală de la contorul dvs. de electricitate.
Dacă contorul dvs. de energie electrică nu afișează o valoare curentă sau nu aveți acces la contor, urmați următoarea metodă pentru a calibra valorile senzorului. Mod alternativ de calibrare a valorilor senzorului Puteți îndepărta învelișul exterior de pe cablul plăcii de prelungire și expuneți firele interne.
Apoi prindeți senzorul SCT013 pe firul de fază expus (firul roșu) și apoi rulați o sarcină, cum ar fi un cuptor cu microunde sau un ventilator. Aveți grijă când decupați cablul plăcii de prelungire. Nu tăiați cablul și nu străpungeți firele interne.
Verificați jurnalele și apoi înlocuiți valorile. Salvați-l și apoi faceți clic Instalare.
Deoarece smart-power-meter este conectat și online, puteți încărca codul Wireless.
Noul firmware va fi compilat și încărcat fără fir. Odată terminat, puteți vedea valorile curente reale.
Pentru valori mai precise, vă recomandăm foloseste un multimetru pentru a măsura curentul absorbit de un aparat și raportat de senzorul SCT013. Apoi înlocuiți-le pe cele din filtre valorile descrise mai sus.
Pasul 5: Configurați tabloul de bord pentru energie în Home Assistant
Pentru a configura tabloul de bord pentru energie în Home Assistant, trebuie să adăugați senzorul la Home Assistant. Pașii sunt următorii.
Mergi la Configurare> Dispozitive și servicii> Adăugați integrare.
Căutați și faceți clic ESPAcasă.
Introduceți adresa IP a senzorului (puteți găsi acest lucru în jurnalele) și faceți clic Trimite.
Alegeți zona și faceți clic finalizarea.
Clic contor inteligent de putere și apoi faceți clic 1 dispozitiv.
Clic Adaugă la lovelace.
Alege o Cameră (selectați pe cea implicită dacă nu ați creat încă nicio cameră) și faceți clic Următorul.
Aceasta va adăuga entitățile.
Puteți personaliza în continuare cardurile din camera dvs. pentru a adăuga un indicator care arată cererea curentă.
Puteți adăuga, de asemenea, grafice frumoase, folosind integrarea mini-cardului grafic.
Pasul 6: Urmăriți consumul zilnic/lunar/anual de energie cu Home Assistant
Tabloul de bord pentru energie a fost introdus în Home Assistant odată cu lansarea HA 2021.8, ceea ce facilitează obținerea de informații detaliate despre consumul zilnic, lunar sau anual de energie. Puteți accesa rapid tabloul de bord din bara laterală și puteți verifica cât de multă energie este utilizată astăzi. De asemenea, puteți descompune utilizarea în ore.
Pentru a afla mai multe, consultați secțiunea de gestionare a energiei din documentația Home Assistant.
Fii inteligent, economisește energie
Pe lângă monitorizarea consumului de energie de către întreaga casă, puteți construi mai mulți senzori inteligenti de monitorizare a energiei folosind senzorul SCT013 sau PZEM-004T pentru a urmări în mod activ și cu acuratețe consumul de energie de către persoana sau anumite aparate electrocasnice, cum ar fi HVAC, încălzitoare electrice, motoare, gheizere, etc. Acest lucru vă permite, de asemenea, să cunoașteți starea activității aparatului, adică dacă este PORNIT sau OPRIT.
Puteți utiliza apoi aceste informații ca evenimente în Home Assistant pentru a crea automatizări, cum ar fi trimiterea de notificări pe smartphone sau prin Alexa sau Google Assistant.
Vă întrebați dacă computerele folosesc multă putere? Este timpul să aflați câtă energie electrică folosește computerul și cum să o reduceți.
Citiți în continuare
- bricolaj
- Conservarea Energiei
- ESP32
Ravi este un expert explicator de tehnologie, un entuziast IoT și un iubitor de Linux, cu experiență în Big Data și dezvoltarea de aplicații. Își petrece majoritatea weekendurilor lucrând cu dispozitive IoT și jucând jocuri pe Xbox. El este, de asemenea, un călător solo, căruia îi place să facă drumeții și să exploreze noi trasee.
Aboneaza-te la newsletter-ul nostru
Alăturați-vă buletinului nostru informativ pentru sfaturi tehnice, recenzii, cărți electronice gratuite și oferte exclusive!
Click aici pentru a te abona
