Đọc đồng hồ đo điện năng chính của bạn (ESP8266, WiFi, MQTT và Openhab): 6 bước (có hình ảnh)

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Trong Tài liệu hướng dẫn này, bạn tìm hiểu cách tôi đọc cách sử dụng Điện chính của ngôi nhà của tôi và xuất bản nó qua ESP8266, Wifi, MQTT trong Tự động hóa gia đình Openhab của tôi.

Tôi có một 'đồng hồ thông minh' ISKRA Loại MT372, tuy nhiên, nó không dễ dàng để xuất dữ liệu. Vì vậy, tôi đã sử dụng các xung LED để đọc Công suất hiện tại, LED xung 1000 lần cho 1 kW / h.

Bước 1: Sơ đồ nguyên tắc

Các xung được phát hiện bởi một ESP8266. Tuy nhiên, bạn cần có số '0' và '1' tốt và rõ ràng. Các xung khá yếu nên tôi cần một số linh kiện điện tử phù hợp.

Điện trở quang

Một điện trở quang không đủ nhanh để phát hiện các xung ngắn và yếu của ánh sáng đỏ. Dựa trên video Youtube này, tôi chọn một phototransistor. Bằng cách thêm một điện trở 2M Ohm, tôi có thể đạt khoảng 2V.

Máy so sánh

Tuy nhiên, để đảm bảo số '0' và '1' rõ ràng, tôi chọn thêm bộ so sánh LM293. Bằng cách kết nối 0,6 V với Vin và phototransistor Vref, tôi nhận được tín hiệu tích cực trong bóng tối và tín hiệu âm ở xung. Các điện áp thích hợp được tìm thấy bằng cách sử dụng chiết áp cho điện áp Vin và Vref. Với bộ so sánh, tôi đã sử dụng một điện trở 300K.

Bằng cách sử dụng một điện trở kéo lên trên đầu ra, tôi có thể nhận được sự khác biệt đầu ra gần 3,3V.

Đầu ra được hiển thị trên màn hình dao động.

ESP8266

ESP8266 phát hiện điện áp thấp khi có xung. Nó gửi dữ liệu đầu ra đến nhà môi giới MQTT của tôi. Dữ liệu được nhận bởi: - Openhab2- Node-red qua đó dữ liệu được tải lên Thingspeak

Bước 2: Các thành phần

Các thành phần chính tôi đã sử dụng:

- 3DU5C Phototransistor (xem video để giải thích)

- Bộ so sánh LM293

- ESP-01

- một số điện trở

- PCB nguyên mẫu

- Dụng cụ đổi tiền. Tôi sử dụng nguồn điện bộ định tuyến của mình là 12V và phát hiện ra rằng LM1117 hoạt động không hiệu quả và khá nóng.

- Hộp ABS

Bước 3: Lập trình

Chương trình được xuất bản trên Github của tôi:

Xem sơ đồ để biết sơ lược của chương trình và phương pháp tính lũy thừa.

Tôi lập trình ESP-01 của mình thông qua một bộ lập trình USB đã được sửa đổi. Tôi đã hàn nút chuyển đổi giữa RST và GND để dễ dàng thiết lập lại và nút chuyển đổi giữa GPIO0 và GND để khởi động ở chế độ flash.

Bước 4: Lắp ráp

Al các bộ phận được hàn vào một PCB nguyên mẫu.

Xem các hình ảnh và sơ đồ để giải thích.

Đèn LED xanh lam: đèn LED màu xanh lam được gắn vào tín hiệu đầu ra của bộ so sánh LM293, một đèn độc lập với ESP8266. Nếu không có xung (tối), điện áp đầu ra từ mạch phototransistor thấp, do đó Vref <Vin (điện áp ổn định của 0, 6V) và đầu ra của LM293 ở mức cao, không có dòng điện nào chạy đến VCC và đèn LED màu xanh lam TẮT.

Nếu có xung (ánh sáng), công suất từ mạch phototransistor cao hơn (ca. 1,5V) do đó Vref? Vin (điện áp ổn định 0,6V) và đầu ra của LM293 ở mức thấp, do đó dòng điện chạy từ VCC và đèn LED màu xanh lam BẬT.

Đèn LED màu xanh lá cây: đèn LED màu xanh lá cây được gắn vào GPIO0 của ESP8266 và phát xung nếu ESP8266 đã phát hiện một xung tốt.

Bước 5: Gắn vào đồng hồ đo điện

Tôi đã sử dụng một ít bột bả dính cho áp phích để gắn PCB trong hộp và hộp với đồng hồ, không làm hỏng đồng hồ. Điều quan trọng là phải khoan một lỗ ở vị trí chính xác của đèn LED. Bẻ cong phototransistor trỏ xuống đèn LED.

Bước 6: Cung cấp năng lượng

Tôi đã sử dụng một số bột trét dính hơn để ngăn ánh sáng xung quanh chiếu vào phototransistor khi tôi mở vỏ dưới ánh sáng ban ngày. Khoan một lỗ nhỏ trên nắp để xem đèn LED nhấp nháy (không có trên ảnh).

Đọc các giá trị trong Openhab để có được những đồ thị thú vị này!