做了个三相电量采集器开源出来，可以方便监测家里用电情况

news2024/11/19 16:29:12

做了个三相电能采集器，可以测3相的电流、电压、功率、功率因数、用电量，数据上传到HomeAssistant，方便观察家里用电量和实时用电功率。

使用3个pzem004t电参数传感器测量，通过串口与ESP32-C3通信，然后通过WiFi上传至HomeAssistant（需自行搭建，我用树莓派4搭建的），ESP32-C3是用ESPHome开发的固件。

该模块只能测每相与零线之间的电压，不能测线电压（相与相之间的电压）。

电压测量范围是80-260V，电流量程100A，测量精度0.5%。

需要自己通过上位机软件将3个Pzem004T的地址分别设置为0x01、0x02、0x03。

涉及强电，安装需小心，必须断电操作！

HomeAssistant+ESPHome搭建使用教程自行百度。

电子/单片机技术交流群：820537762

硬件图片

效果图

原理图

PCB

3D外壳

资料下载

立创开源链接：https://oshwhub.com/zeruns/san-xiang-dian-liang-dian-can-shu-shu-ju-cai-ji-san-xiang-dian-ya-dian-liu-gong-lv-gong-lv-yin-shu-yong-dian-liang

123云盘（不限速）：https://url.zeruns.tech/PbpP8 提取码:jjRr

百度网盘：https://pan.baidu.com/s/1XCi1AY6M1G0weNuuVJu01w?pwd=qhrc 提取码: qhrc

包含的文件有：外壳3D模型、三相电量采集器_Gerber制板文件、立创EDA工程文件、PZEM-004T模块手册、PZEM-004T模块上位机软件、ESPHome的配置文件。

用到的元件购买地址

合宙CORE-ESP32C3开发板：https://s.click.taobao.com/GsKSHxt
PZEM-004T模块：https://s.click.taobao.com/cnHOHxt
HLK-10M05电源模块：https://s.click.taobao.com/quMNHxt
0805电阻电容本：https://u.jd.com/fqAElBD
AHT10：https://s.click.taobao.com/WuhMHxt

推荐在立创商城购买：https://activity.szlcsc.com/invite/D03E5B9CEAAE70A4.html

ESPHome配置文件

#include "esphome.h"
#include "esphome/time/real_time_clock.h"
#include "esphome/sntp/sntp_component.h"
#include "esphome/core/time.h"

# 定义项目的名称和友好名称
esphome:
  name: powerbox
  friendly_name: PowerBox
  # 指定使用的开发板和开发框架
  platformio_options:
    board_build.flash_mode: dio
    board_build.mcu: esp32c3

esp32:
  board: esp32-c3-devkitm-1
  framework:
    #type: esp-idf
    type: arduino

# 启用日志记录
logger:
  #hardware_uart: USB_SERIAL_JTAG
  #level: DEBUG # defaults to DEBUG, NONE ERROR WARN INFO DEBUG VERBOSE VERY_VERBOSE

# 启用Home Assistant API，并设置加密密钥
api:
  encryption:
    key: "wZG666DZ5zsg6666Po6204w666kA+8u666soeGlKtBU=" # 请替换为您的密钥
    
# 启用OTA更新，并设置密码
ota:
  password: "c368c9c66658f3433f6226667d4d2232"  # 请替换为您的密钥

network:
    enable_ipv6: true

wifi:
  ssid: "blog.zeruns.tech"  # WiFi网络名称
  password: "123456789"     # WiFi密码
  reboot_timeout: 60s		# 如果连接失败，设置重启超时时间为60秒

  # 启用AP热点模式作为WiFi连接的备用方案
  ap:
    ssid: "Powerbox Fallback Hotspot"
    password: "ZMpKTpHJ67EF"
    
# 手动设置IP地址，以便在没有DHCP服务器的情况下使用
  manual_ip:                #设置固定IP
    static_ip: 192.168.0.201
    gateway: 192.168.0.1
    subnet: 255.255.255.0
    dns1: 192.168.0.1

captive_portal:
    
# 启用Web服务器，允许通过HTTP进行设备控制
web_server:
  port: 80
  
# 启用I2C通信接口
i2c:
  - id: bus_a
    sda: 4
    scl: 5
    scan: true

# 启用UART通信接口
uart:
  rx_pin: 1
  tx_pin: 0
  baud_rate: 9600

# 启用Modbus协议支持
modbus:

# 配置传感器，包括温度、湿度、电流传感器等
sensor:
  # AHT10传感器配置
  - platform: aht10
    variant: AHT20
    i2c_id: bus_a
    temperature:
      name: "PowerBox-Temperature"  # 温度传感器名称
      id: AHT20_T
    humidity:
      name: "PowerBox-Humidity"  # 湿度传感器名称
      id: AHT20_H
    update_interval: 30s  # 更新间隔为30秒

  - platform: pzemac
    id: pzemac_A
    address: 0x01
    current:
      name: "A-Current"  # 电流传感器名称
    voltage:
      name: "A-Voltage"  # 电压传感器名称
    energy:
      name: "A-Energy"  # 能源传感器名称
    power:
      name: "A-Power"  # 功率传感器名称
      id: A_POWER
    frequency:
      name: "A-Frequency"  # 频率传感器名称
    power_factor:
      name: "A-PowerFactor"  # 功率因数传感器名称
    update_interval: 9s  # 更新间隔为9秒

  - platform: pzemac
    id: pzemac_B
    address: 0x02
    current:
      name: "B-Current"  # 电流传感器名称
    voltage:
      name: "B-Voltage"  # 电压传感器名称
    energy:
      name: "B-Energy"  # 能源传感器名称
    power:
      name: "B-Power"  # 功率传感器名称
      id: B_POWER
    frequency:
      name: "B-Frequency"  # 频率传感器名称
    power_factor:
      name: "B-PowerFactor"  # 功率因数传感器名称
    update_interval: 10s  # 更新间隔为10秒

  - platform: pzemac
    id: pzemac_C
    address: 0x03
    current:
      name: "C-Current"  # 电流传感器名称
    voltage:
      name: "C-Voltage"  # 电压传感器名称
    energy:
      name: "C-Energy"  # 能源传感器名称
    power:
      name: "C-Power"  # 功率传感器名称
      id: C_POWER
    frequency:
      name: "C-Frequency"  # 频率传感器名称
    power_factor:
      name: "C-PowerFactor"  # 功率因数传感器名称
    update_interval: 11s  # 更新间隔为11秒

  - platform: wifi_signal # Reports the WiFi signal strength/RSSI in dB
    name: "WiFi Signal dB"
    id: wifi_signal_db
    update_interval: 60s
    entity_category: "diagnostic"

  - platform: copy # Reports the WiFi signal strength in %
    source_id: wifi_signal_db
    name: "WiFi Signal Percent"
    filters:
      - lambda: return min(max(2 * (x + 100.0), 0.0), 100.0);
    unit_of_measurement: "Signal %"
    entity_category: "diagnostic"
    device_class: ""

status_led:
  pin: GPIO8    

time:
  - platform: sntp
    id: current_time
    timezone: Asia/Shanghai
    servers:
     - ntp.aliyun.com
     - ntp.tencent.com
     - stdtime.gov.hk
    on_time:
      - seconds: 0
        minutes: 0
        hours: 0
        days_of_month: 1
        then:
          - pzemac.reset_energy: pzemac_A  # 在每个月的第一天的0点0分0秒时重置A传感器的能量计数
          - pzemac.reset_energy: pzemac_B  # 在每个月的第一天的0点0分0秒时重置B传感器的能量计数
          - pzemac.reset_energy: pzemac_C  # 在每个月的第一天的0点0分0秒时重置C传感器的能量计数
    on_time_sync:
      then:
        - logger.log: "Synchronized system clock"

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