Měřič energie Elektor ESP32

Specifikace

• Napájení: Až 300 mA při 12 V
• Mikrokontrolér: ESP32-S3
• Kompatibilita displejů: OLED displeje se základní podporou OLED a knihovnami Adafruit_SSD1306 a Adafruit_GFX
• Připojení k Wi-Fi: Podporuje integraci s Home Assistant přes ESPHome
• Záznam dat: Vestavěný web server pro vzdálený monitoring
• Přesnost: Vhodné pro domácí použití se stabilními údaji

Počáteční programování bez portu USB-C
Pro počáteční naprogramování měřiče energie ESP32 bez portu USB-C postupujte takto:

1. Použijte externí programátor ESP32 připojený k konektoru JP2 na desce.
2. Po počátečním programování povolte aktualizace OTA (Over-The-Air) pro budoucí aktualizace firmwaru.

Přidání portu USB-C
Pokud chcete přidat port USB-C, můžete tak učinit takto:

1. Zajištění potřebných SMD součástek vlastními silami.
2. Seznam kusovníků (BOM) naleznete v repozitáři projektu na GitHubu.

Připojení OLED displeje
Připojení OLED displeje:

1. Zajistěte kompatibilitu s OLED displeji, které fungují s knihovnami Adafruit_SSD1306 a Adafruit_GFX.
2. Postupujte podle poskytnutého náčrtu se základní podporou OLED nebo integrujte funkce OLED pomocí firmwaru ESPHome.

Často kladené otázky (FAQ) k elektroměru Elektor ESP32
Otázka 1. Jak mám zpočátku naprogramovat měřič energie ESP32 bez portu USB-C?
Port USB-C byl záměrně vynechán z důvodů bezpečnosti, složitosti a nákladů. ESP32 můžete naprogramovat pomocí externího programátoru ESP32 připojeného k konektoru JP2 na desce. Po počátečním naprogramování můžete povolit aktualizace OTA (Over-The-Air) pro pohodlné budoucí aktualizace firmwaru.

Q2. Mohu si sám přidat port USB-C?
Ano, je to možné, ale musíte si potřebné SMD součástky sehnat sami. Elektor v současné době nenabízí sadu pro tento účel, ale seznam kusovníků je k dispozici v repozitáři projektu na GitHubu.
Otázka 3. Jaký typ OLED displeje je kompatibilní s elektroměrem?
Měřič energie podporuje běžné I²C OLED displeje, typicky 0.96palcové OLED displeje s rozlišením 128×64 s čipsetem SSD1306. Můžete také použít větší displeje (1.3″, 1.9″), ale bude nutné provést drobné úpravy firmwaru pro rozvržení a rozlišení.
Otázka 4. Jak připojím OLED displej?
Připojte OLED displej k portu I²C (konektor K5) kompatibilnímu s Qwiic na desce. Pokud se pořadí pinů vaší OLED obrazovky liší, k dispozici jsou dva konektory na K5.
Otázka 5. Vyžaduje OLED displej programování?
Ano. Počáteční náčrt má vestavěnou základní podporu OLED a firmware ESPHome plně integruje funkce OLED. Displej si můžete přizpůsobit pomocí knihoven Adafruit_SSD1306 a Adafruit_GFX.
Otázka 6. Jak mohu nastavit Wi-Fi připojení pro integraci s Home Assistant?
Nejprve nakonfigurujte svůj ESP32 pomocí ESPHome web rozhraní se základními parametry nastavení.

Po počáteční konfiguraci zkopírujte a vložte podrobnou konfiguraci YAML z našeho repozitáře GitHub do nastavení vašeho zařízení a nahrajte ji.
Otázka 7. Je možné používat elektroměr bez ESPHome nebo MQTT?
Ano, měřič může fungovat zcela offline a zobrazovat data v reálném čase na OLED obrazovce bez integrace. V případě potřeby můžete upravit dodaný náčrt založený na MQTT tak, aby odebral funkce MQTT a přidal funkci protokolování na SD kartu pomocí modulu SD karty I²C.
Otázka 8. Jaký zdroj napájení mám použít?
Požadovaný transformátor by měl poskytovat až 300 mA při 12 V, což je dostatečné pro napájení ESP32-S3 a periferií, jako jsou senzory a OLED displej.

Otázka 9. Jak přesný je elektroměr?
Elektroměr ESP32 poskytuje stabilní a konzistentní údaje dostatečné pro domácí použití. Ačkoli není určen pro průmyslové použití, kalibrační funkce ATM90E32 zajišťují přijatelnou přesnost vhodnou pro účely monitorování domácností.
Q10. Mohu obnovit ESP32, pokud přestane reagovat?
Ano. Pokud modul reaguje, přeprogramujte jej pomocí správného 3.3V programátoru ESP32. Pokud je poškozený, můžete modul ESP32-S3 vyměnit nebo připojit jiný modul ESP32 přímo k IO konektoru.
Otázka 11. Existují nějaká známá omezení nebo poznámky ke kompatibilitě, o kterých bych měl vědět?
Ujistěte se, že všechny použité propojovací a programovací nástroje poskytují logickou úroveň 3.3 V. ESP32S3 není tolerantní k signálům 5 V a při připojení k nekompatibilnímu zařízení by se mohl poškodit.
Otázka 12. Co když má můj OLED displej obrácené piny VCC a GND?
Deska nabízí na K5 dva konektory speciálně pro OLED displeje s obrácenými piny VCC a GND, což je u některých OLED obrazovek běžné.
Q13. Mohu zaznamenávat energetická data na SD kartu?
Ano, modul SD karty I²C můžete připojit přes konektor Qwiic. Budete muset upravit a rozšířit dodaný náčrt nebo firmware tak, aby podporoval záznam dat.
Otázka 14. Obsahuje elektroměr vestavěný webserver?
Ano, projekt elektroměru zahrnuje vestavěný webserver hostovaný na ESP32. Toto web Rozhraní zrcadlí data OLED displeje a nabízí uživatelům další pohodlný způsob, jak vzdáleně sledovat spotřebu energie.
Otázka 15. Co mám dělat, když se mé zařízení nepřipojí k Wi-Fi?
Pečlivě zkontrolujte konfiguraci YAML. Ujistěte se, že jste zadali správné SSID a heslo a ověřte, zda se statická IP adresa a nastavení podsítě shodují s nastavením vaší sítě.
Otázka 16. Jaké je doporučené nastavení rezistoru pro objem?tagsnímání e a proudu?
Měřič používá objemový poměr 1:101.tagDělič je určen pro bezpečnost a flexibilitu, což má za následek přibližně ±200 mV na ADC pro špičkový vstup 20 V. Pro snímání proudu poskytuje 5násobný zatěžovací rezistor přibližně 250 mV, což efektivně vyvažuje rozlišení a tepelný výkon. V případě potřeby můžete tyto rezistory upravit pro vyšší využití ADC.
Q17. Mohu pro flashování použít různé programátory, jako například desky FTDI nebo Arduino?
Používejte pouze programátory kompatibilní s ESP32 s logickými úrovněmi 3.3 V. Nepoužívejte logické součástky s napětím 5 V, jako jsou některé desky FTDI a Arduino, protože by mohly poškodit modul ESP32-S3.

Otázka 18. Je k dispozici předinstalovaný firmware?
Elektroměr je záměrně ponechán bez předinstalovaného firmwaru, aby si uživatelé mohli flexibilně vybrat a nakonfigurovat preferované firmwarové prostředí (ESPHome, MQTT atd.).
Otázka 19. Co se stane, když omylem použiji 5V logiku a poškodím ESP32-S3?
Pokud dojde k poškození, lze modul ESP32-S3 odpájet a vyměnit. Alternativně lze samostatný modul ESP32-S3 připojit přímo přes IO konektory.
Q20. Kde najdu komplexní dokumentaci a firmware např.amples?
Komplexní dokumentace, včetně firmwaruampSoubory a kompletní kusovník (BOM) jsou k dispozici v oficiálním repozitáři Elektor na GitHubu.

Dokumenty / zdroje

Měřič energie Elektor ESP32 [pdfUživatelská příručka FNIRSI 2C53P, ESP32 Měřič energie, ESP32, Měřič energie, Měřič

Reference

• Uživatelská příručka