Διαβάστε τον κύριο μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας (ESP8266, WiFi, MQTT και Openhab): 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Σε αυτό το Instructable θα μάθετε πώς διαβάζω τη χρήση της κύριας ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι μου και τη δημοσιεύω μέσω ενός ESP8266, Wifi, MQTT στο Openhab Home Automation.

Έχω έναν «έξυπνο μετρητή» ISKRA Type MT372, ωστόσο δεν έχει εύκολη δυνατότητα εξαγωγής των δεδομένων. Ως εκ τούτου χρησιμοποίησα τους παλμούς LED για να διαβάσω την τρέχουσα ισχύ, οι παλμοί LED 1000 φορές για 1 kW/h.

Βήμα 1: Σύστημα αρχών

Οι παλμοί ανιχνεύονται με ένα ESP8266. Ωστόσο, χρειάζεστε ένα καλό και σαφές «0» και «1». Οι παλμοί είναι αρκετά αδύναμοι οπότε χρειάστηκα κάποια κατάλληλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Φωτοτρανζίστορ

Ο φωτοαντιστάτης δεν είναι αρκετά γρήγορος για να ανιχνεύσει τους σύντομους και αδύναμους παλμούς του κόκκινου φωτός. Με βάση αυτό το βίντεο στο Youtube επιλέγω ένα φωτοτρανζίστορ. Προσθέτοντας μια αντίσταση 2M Ohm θα μπορούσα να φτάσω περίπου τα 2V.

Συγκριτής

Ωστόσο, για να διασφαλίσω ένα σαφές '0' και '1' επιλέγω να προσθέσω έναν συγκριτή LM293. Συνδέοντας ένα 0,6 V στο Vin και το φωτοτρανζίστορ το Vref, πήρα ένα θετικό σήμα στο σκοτάδι και ένα αρνητικό σήμα στον παλμό. Οι κατάλληλες τάσεις βρέθηκαν χρησιμοποιώντας ποτενσιόμετρα για την τάση Vin και Vref. Με τη σύγκριση, χρησιμοποίησα αντίσταση 300Κ.

Χρησιμοποιώντας μια αντίσταση έλξης στην έξοδο, θα μπορούσα να έχω μια διαφορά εξόδου σχεδόν 3,3V.

Η έξοδος εμφανίζεται στην οθόνη παλμογράφου.

ESP8266

Το ESP8266 ανιχνεύει τη χαμηλή τάση όταν υπάρχει παλμός. Στέλνει τα δεδομένα εξόδου στον μεσίτη MQTT μου. Τα δεδομένα λαμβάνονται από:- Openhab2- Node-red μέσω του οποίου τα δεδομένα μεταφορτώνονται στο Thingspeak

Βήμα 2: Συστατικά

Τα κύρια συστατικά που χρησιμοποίησα:

- 3DU5C Phototransistor (δείτε βίντεο για επεξήγηση)

- LM293 Συγκριτής

- ESP-01

- αρκετές αντιστάσεις

- πρωτότυπο PCB

- Μετατροπέας Buck. Χρησιμοποιώ την παροχή ρεύματος του δρομολογητή μου 12V και διαπίστωσα ότι ένα LM1117 δεν είναι πολύ αποδοτικό και ζεσταίνεται αρκετά.

- κουτί ABS

Βήμα 3: Προγραμματισμός

Το πρόγραμμα δημοσιεύεται στο Github μου:

Δείτε το σχήμα για το περίγραμμα του προγράμματος και τη μέθοδο υπολογισμού της ισχύος.

Προγραμματίζω το ESP-01 μου μέσω τροποποιημένου προγραμματιστή USB. Συγκόλλησα έναν διακόπτη κουμπιού μεταξύ RST και GND για εύκολη επαναφορά και έναν διακόπτη διαφάνειας μεταξύ GPIO0 και GND για εκκίνηση σε λειτουργία φλας.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση

Τα μέρη είναι συγκολλημένα σε ένα πρωτότυπο PCB.

Δείτε τις εικόνες και το σχήμα για επεξήγηση.

Μπλε LED: το μπλε LED είναι προσαρτημένο στο σήμα εξόδου του συγκριτή LM293 σε φώτα ανεξάρτητα από το ESP8266. Εάν δεν υπάρχει παλμός (σκοτεινό), η έξοδος τάσης από το κύκλωμα φωτοτρανζίστορ είναι χαμηλή, επομένως Vref <Vin (σταθερή τάση 0, 6V) και η έξοδος του LM293 είναι υψηλή, δεν ρέει ρεύμα στο VCC και το μπλε LED είναι OFF.

Εάν υπάρχει παλμός (φως), η έξοδος από το κύκλωμα φωτοτρανζίστορ είναι υψηλότερη (περίπου 1,5V) επομένως Vref; Vin (σταθερή τάση 0,6V) και η έξοδος του LM293 είναι χαμηλή, επομένως το ρεύμα ρέει από το VCC και το μπλε LED είναι ON.

Πράσινη λυχνία LED: η πράσινη λυχνία LED είναι προσαρτημένη στο GPIO0 του ESP8266 και κάνει παλμούς εάν το ESP8266 έχει εντοπίσει έναν καλό παλμό.

Βήμα 5: Τοποθέτηση στον μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας

Χρησιμοποίησα κάποιο κολλώδες στόκο για αφίσες για να τοποθετήσω το PCB στο κουτί και το κουτί στο μετρητή, για να μην καταστρέψω τον μετρητή. Είναι σημαντικό να ανοίξετε μια τρύπα στην ακριβή θέση του LED. Λυγίστε το φωτοτρανζίστορ προς τα κάτω προς το LED.

Βήμα 6: Ενεργοποίηση

Χρησιμοποίησα λίγο πιο κολλώδες στόκο για να αποτρέψω το φως του περιβάλλοντος να φωτίζεται στο φωτοτρανζίστορ καθώς άνοιγα τη θήκη στο φως της ημέρας. Τρυπήστε μια μικρή τρύπα στο καπάκι για να δείτε τα LED να αναβοσβήνουν (όχι στις φωτογραφίες).

Διαβάστε τις τιμές στο Openhab για να λάβετε αυτά τα υπέροχα γραφήματα!