Дата добавления: 2020-09-04
Умный дом. Проект учета электроэнергии на китайском модуле PZEM 004T (энергомонитор).
Григорий
Ранее я писал про реле защиты от скачков напряжения - УЗМ-51М, хочу представить еще один интересный гаджет для умного дома - PZEM 004T (приобрести который не составляет ни какого труда на Алиэкспресс). Отслеживает все параметры электроснабжения: напряжение, ток, сколько энергии израсходовано и передает эти данные через UART порт. Учитывая что ситуация с параметрами электропитания не улучшилась, а скорее всего стало еще хуже, изготовление энергомонитора для умного дома считаю актуальным, так как безопасность не бывает лишней.
Что заложил производитель в параметры умного модуля PZEM 004T:
Измеряет значения:
- напряжение от 80-260V
- ток от 0 — 100A
- активную мощность 0 — 22 Квт.
- потребленную электроэнергию за определенный отрезок времени, точность 1%
- коэффициент мощности,
- рабочую частоту 45-65 Гц.
последовательный интерфейс UART со скоростью 9600.
Питания 5V, оно практически нужно только оптопарам развязки. Сам питается от 220V.
Возможность отображения информации на LCD или LED дисплеев
Габариты 31 на 74 мм, диаметр катушки трансформатора тока 33 мм.
Был заказан на Али Экспресс. При покупке стоил 500 рублей, сейчас стоимость около 600.
Ссылка на магазин Тут
Продавец проверенный, покупки делались несколько раз. Боятся что обманут не стоит
Приобретены:
NodeMCU V3 Lua Wi-Fi ESP8266, четырехканальный преобразователь уровней, печатная плата размеров 12 на 8 см.(пытался купить ее в России. Лишняя трата денег, разница в стоимости почти 500 деревянных) и два устройства DG-DG. Различная мелочевка. Если на Али экспресс заплатил около 1000 рублей, у нас в стране уже 3000 деревянных.
NodeMCU ESP8266 - микроконтроллер с UART-USB (часто используется для управления в умном доме), с micro USB, что позволяет подключать его к системному блоку без переходников для программирования. В наличии одиннадцати портов ввода-вывода общего назначения, некоторые из которых обладают дополнительными функциями. Его можно программировать в среде Arduino IDE, записывая файлы в flash-памяти и вызывать их для выполнения. Например возможность использовать в качестве точки доступа, в том числе и с автоматическим подключением. Его применение вызвано тем, что не надо добавочной электропроводки, что избавляет от головных болей по ее прокладке и является положительным решением при создании системы умного дома при произведенном ремонте. Да можно сделать на Arduino, но тогда придется еще приобретать модуль беспроводной связи и выйдет это в 2-3 раза дороже. Кроме всего прошивку можно обновлять по WI -FI, что очень удобно. При его помощи очень удобно управлять бытовой техникой (телевизорами, кондиционером, роботом пылесосом и т.д.), светом и компонентами умного дома
Вот его характеристики:
WiFi – 802.11 b/g/n
Напряжение питания 3,3 В
Ток потребления в режиме: передачи данных– 200 мА, приёма данных – 60 мА, реально 120 - 150.
Модуль оптопар приобретался в связи с необходимостью конвертации уровней логической единицы. Высокий уровень PZEM - 5 вольт, а ESP866 - 3,3. Если его не использовать, то ESP866 на 99% выйдет из строя. Можно применить вместо оптопар делитель на резисторах.
Преобразователь уровня на 4 канала и ESP8266 установлены на однорядные прямые штырьковые разъемы. В случае необходимости имеется возможность быстрой замены. В результате получилась вот такая плата
Плата с ESP8266 сейчас дает возможность организовать:
- связь с MQTT сервером и передачу на него данных с датчиков движения и характеристики электросети на данный период времени.
- вывод данных в веб интерфейс
- подключение двух датчиков движения HC SR501, управляющих освещением в прихожей и ванной комнате
- включать - отключать освещение с ИК-пульта
- возможность подключения еще нескольких датчиков
- на блоке имеется индикация включения питания и подключения к MQTT серверу и кнопка сброса показаний в ноль.
- обновление прошивки по WI - FI сети.
Монтаж выполнен в распределительной коробке, размещенной в шкафу между коридором и кухней и закрепленной на стене. Для подключения датчиков использовал оставшиеся у меня розетку RJ45. Токовая нагрузка в этой цепи минимальна, подключение осуществляется обычным коннектором PJ45, а разводка витой парой. Обжим коннектора по стандартной схеме. Оранжевый и бело оранжевый - +5 вольт, синий и бело синий - 5 вольт. Остальные провода можно использовать для подключения выходов датчиков умного дома. В настоящее время переделан - помещен в пластиковй корпус, дополнительно установлен дисплей, на который попеременно выводятся текущее время и температуру. После модернизации энергомонитор стал похожим на устройство умного дома. Внешний вид другой.
Аналогично выполнен модуль на кухне.
На микрокомпьютере Raspberry pi3 установил сервер MQTT, получив возможность передавать сведения на любые устройствах. Сервер на Raspberry PI я оставил в качестве резервного сервера умного дома. Позже проброшен сетевой мост на внешний сервер WQTT. Получив возможность получать информацию в любой точке, лишь бы был интернет. Работает без сбоев.
Верхний рисунок скриншот с экрана компьютера, нижний - с экрана смартфона с установленным приложением MQTT DASH, позволяющим управлять устройствами умного дома и получать информацию. На Алиэкспресс можно приобрести разные аналогичные модули PZEM - в корпусе и с экраном. Не надо собирать, сложность подключения датчика тока отсутствует. Но при самостоятельном изготовлении получается универсальное устройство умного дома, которое не только снимает и передает информацию об электроснабжении, но и управляет двумя точками освещения.
Варианты сборки устройства с различных сайтов и схемы
Точность измерения параметров в пределах 1-3 процентов. Для бытовых нужд достаточно. Для частного дома энергомонитор на PZEM 004T просто необходим. Предлагаю помощь в проектировании и изготовлении элементов умного дома Связаться со мною можно в любое время. Для этого есть все необходимое оборудование и приборы.