Elektor ESP32 mjerač energije

Specifikacije

• Napajanje: Do 300 mA pri 12 V
• Mikrokontroler: ESP32-S3
• Kompatibilnost ekrana: OLED ekrani sa osnovnom OLED podrškom i Adafruit_SSD1306 i Adafruit_GFX bibliotekama
• Wi-Fi povezivost: Podržava integraciju Home Assistant-a putem ESPHome-a
• Zapisivanje podataka: Ugrađeno web server za daljinsko praćenje
• Tačnost: Pogodno za kućnu upotrebu sa stabilnim očitanjima

Početno programiranje bez USB-C porta
Za početno programiranje ESP32 mjerača energije bez USB-C priključka, slijedite ove korake:

1. Koristite eksterni ESP32 programator povezan na JP2 konektor na ploči.
2. Nakon početnog programiranja, omogućite OTA (Over-The-Air) ažuriranja za buduća ažuriranja firmvera.

Dodavanje USB-C porta
Ako želite dodati USB-C priključak, to možete učiniti na sljedeći način:

1. Samostalna nabavka potrebnih SMD komponenti.
2. Za BOM listu pogledajte GitHub repozitorij projekta.

Povezivanje OLED ekrana
Da biste povezali OLED ekran:

1. Osigurajte kompatibilnost sa OLED ekranima koji rade sa Adafruit_SSD1306 i Adafruit_GFX bibliotekama.
2. Pratite priloženu skicu s osnovnom OLED podrškom ili integrirajte OLED funkcionalnost putem ESPHome firmvera.

Često postavljana pitanja (FAQ) Elektor ESP32 mjerač energije
P1. Kako da inicijalno programiram ESP32 mjerač energije bez USB-C porta?
USB-C port je namjerno izostavljen iz sigurnosnih, složenih i financijskih razloga. ESP32 možete programirati pomoću eksternog ESP32 programatora spojenog na JP2 priključak na ploči. Nakon početnog programiranja, možete omogućiti OTA (Over-The-Air) ažuriranja za praktična buduća ažuriranja firmvera.

P2. Mogu li sam dodati USB-C priključak?
Da, moguće je, ali morate sami nabaviti potrebne SMD komponente. Elektor trenutno ne nudi komplet za ovo, ali je BOM lista dostupna u GitHub repozitoriju projekta.
P3. Koji tip OLED ekrana je kompatibilan sa mjeračem energije?
Mjerač energije podržava uobičajene I²C OLED ekrane, obično 0.96-inčne 128×64 OLED ekrane sa SSD1306 čipsetom. Možete koristiti i veće ekrane (1.3″, 1.9″), ali će biti potrebna manja podešavanja firmvera za raspored i rezoluciju.
P4. Kako da povežem OLED ekran?
Povežite svoj OLED ekran na Qwiic-kompatibilni I²C port (K5 konektor) na ploči. Ako se redoslijed pinova vašeg OLED ekrana razlikuje, postoje dvije opcije konektora na K5 koje to rješavaju.
P5. Da li je potrebno programiranje OLED ekrana?
Da. Početna skica koja je priložena ima ugrađenu osnovnu OLED podršku, a ESPHome firmver u potpunosti integriše OLED funkcionalnost. Možete prilagoditi ekran korištenjem biblioteka Adafruit_SSD1306 i Adafruit_GFX.
P6. Kako mogu postaviti Wi-Fi povezivost za integraciju s Home Assistantom?
U početku, konfigurirajte svoj ESP32 koristeći ESPHome web interfejs s osnovnim parametrima podešavanja.

Nakon početne konfiguracije, kopirajte i zalijepite detaljnu YAML konfiguraciju iz našeg GitHub repozitorija u postavke vašeg uređaja i prenesite je.
P7. Da li je moguće koristiti mjerač energije bez ESPHome-a ili MQTT-a?
Da, mjerač može funkcionirati u potpunosti van mreže, prikazujući podatke u stvarnom vremenu na OLED ekranu bez integracije. Možete izmijeniti priloženu skicu zasnovanu na MQTT-u kako biste uklonili MQTT funkcije i dodali funkcionalnost evidentiranja na SD kartici putem I²C SD modula kartice, ako želite.
P8. Koje napajanje trebam koristiti?
Potrebni transformator bi trebao osigurati do 300 mA na 12 V, što je dovoljno za napajanje ESP32-S3 i perifernih uređaja poput senzora i OLED ekrana.

P9. Koliko je tačno brojilo energije?
Mjerač energije ESP32 pruža stabilna i konzistentna očitanja dovoljna za stambenu upotrebu. Iako nije industrijskog kvaliteta, kalibracijske funkcije ATM90E32 osiguravaju prihvatljivu tačnost pogodnu za potrebe kućnog praćenja.
P10. Mogu li oporaviti ESP32 ako prestane reagirati?
Da. Ako modul reaguje, ponovo ga flešujte koristeći odgovarajući 3.3 V ESP32 programator. Ako je oštećen, možete zamijeniti ESP32-S3 modul ili direktno spojiti drugi ESP32 modul na IO konektor.
P11. Postoje li neka poznata ograničenja ili napomene o kompatibilnosti kojih bih trebao biti svjestan?
Osigurajte da svi alati za povezivanje i programiranje koji se koriste pružaju logički nivo od 3.3 V. ESP32S3 nije tolerantan na signale od 5 V i mogao bi se oštetiti ako se poveže sa nekompatibilnom opremom.
P12. Šta ako moj OLED ekran ima obrnuto postavljene VCC i GND pinove?
Ploča nudi dvije opcije konektora na K5, posebno za smještaj OLED ekrana koji imaju obrnuto polomljene VCC i GND pinove, što je uobičajeno kod nekih OLED ekrana.
P13. Mogu li evidentirati podatke o energiji na SD kartici?
Da, možete spojiti I²C SD karticu putem Qwiic konektora. Morat ćete modificirati i proširiti priloženu skicu ili firmver kako biste podržali zapisivanje podataka.
P14. Da li brojilo energije uključuje ugrađeni webserver?
Da, projekat mjerača energije uključuje ugrađeni webserver hostovan na ESP32. Ovo web Interfejs odražava podatke na OLED ekranu, nudeći korisnicima još jednu praktičnu metodu za daljinsko praćenje potrošnje energije.
P15. Šta trebam učiniti ako se moj uređaj ne povezuje na Wi-Fi?
Pažljivo provjerite svoju YAML konfiguraciju. Provjerite da li ste unijeli ispravan SSID i lozinku i provjerite da li se statička IP adresa i postavke podmreže podudaraju s vašom mrežom.
P16. Koja je preporučena postavka otpornika za voltage i mjerenje struje?
Mjerač koristi omjer 1:101 vol.tagdjelitelj radi sigurnosti i fleksibilnosti, što rezultira sa oko ±200 mV na ADC-u za vršni ulaz od 20 V. Za mjerenje struje, otpornik od 5 opterećenja osigurava oko 250 mV, što efikasno uravnotežuje rezoluciju i termalne performanse. Po želji možete podesiti ove otpornike za veće iskorištenje ADC-a.
P17. Mogu li koristiti različite programere poput FTDI ili Arduino ploča za flešovanje?
Koristite samo ESP32-kompatibilne programere na logičkim nivoima od 3.3 V. Izbjegavajte korištenje logičkih uređaja od 5 V poput nekih FTDI i Arduino ploča, jer mogu oštetiti ESP32-S3 modul.

P18. Da li je obezbijeđen prethodno instaliran firmver?
Mjerač energije je namjerno ostavljen bez prethodno instaliranog firmvera kako bi se korisnicima omogućila fleksibilnost odabira i konfiguracije željenog firmverskog okruženja (ESPHome, MQTT, itd.).
P19. Šta se dešava ako slučajno koristim 5V logiku i oštetim ESP32-S3?
U slučaju oštećenja, ESP32-S3 modul se može odlemiti i zamijeniti. Alternativno, zasebni ESP32-S3 modul se može direktno spojiti putem IO konektora.
P20. Gdje mogu pronaći sveobuhvatnu dokumentaciju i primjerke firmvera?amples?
Sveobuhvatna dokumentacija, uključujući firmverampDatoteke i kompletan popis materijala (BOM) dostupni su na službenom Elektor GitHub repozitoriju.

Dokumenti / Resursi

Elektor ESP32 mjerač energije [pdf] Korisnički priručnik FNIRSI 2C53P, ESP32 mjerač energije, ESP32, mjerač energije, mjerač

Reference

• Uputstvo za upotrebu