Contatore di energia elektor ESP32
Specifiche
- Alimentazione: fino a 300 mA a 12 V
- Microcontrollore: ESP32-S3
- Compatibilità display: display OLED con supporto OLED di base e librerie Adafruit_SSD1306 e Adafruit_GFX
- Connettività Wi-Fi: supporta l'integrazione di Home Assistant tramite ESPHome
- Registrazione dati: integrata web server per il monitoraggio remoto
- Precisione: Adatto per uso residenziale con letture stabili
Programmazione iniziale senza porta USB-C
Per programmare inizialmente il contatore energetico ESP32 senza una porta USB-C, seguire questi passaggi:
- Utilizzare un programmatore ESP32 esterno collegato all'intestazione JP2 sulla scheda.
- Dopo la programmazione iniziale, abilitare gli aggiornamenti OTA (Over-The-Air) per futuri aggiornamenti del firmware.
Aggiunta di una porta USB-C
Se desideri aggiungere una porta USB-C, puoi farlo nel seguente modo:
- Reperimento autonomo dei componenti SMD necessari.
- Per l'elenco BOM, fare riferimento al repository GitHub del progetto.
Collegamento del display OLED
Per collegare un display OLED:
- Garantire la compatibilità con i display OLED che funzionano con le librerie Adafruit_SSD1306 e Adafruit_GFX.
- Seguire lo schizzo fornito con il supporto OLED di base o integrare la funzionalità OLED tramite il firmware ESPHome.
Domande frequenti (FAQ) Contatore di energia Elektor ESP32
D1. Come faccio a programmare inizialmente il contatore energetico ESP32 senza una porta USB-C?
La porta USB-C è stata intenzionalmente omessa per motivi di sicurezza, complessità e costi. È possibile programmare l'ESP32 utilizzando un programmatore ESP32 esterno collegato al connettore JP2 sulla scheda. Dopo la programmazione iniziale, è possibile abilitare gli aggiornamenti OTA (Over-The-Air) per futuri aggiornamenti firmware.
D2. Posso aggiungere una porta USB-C da solo?
Sì, è possibile, ma è necessario procurarsi autonomamente i componenti SMD necessari. Elektor non offre attualmente un kit per questo scopo, ma l'elenco delle distinte base (BOM) è disponibile nel repository GitHub del progetto.
D3. Quale tipo di display OLED è compatibile con il contatore energetico?
Il contatore di energia supporta i comuni display OLED I²C, in genere gli schermi OLED 128×64 da 0.96 pollici con chipset SSD1306. È possibile utilizzare anche display più grandi (1.3", 1.9"), ma saranno necessarie piccole modifiche al firmware per layout e risoluzione.
D4. Come si collega il display OLED?
Collega il tuo display OLED alla porta I²C compatibile con Qwiic (connettore K5) sulla scheda. Se l'ordine dei pin del tuo schermo OLED è diverso, due opzioni di connettore su K5 risolvono il problema.
D5. Il display OLED richiede programmazione?
Sì. Lo sketch iniziale fornito include il supporto OLED di base e il firmware ESPHome integra completamente la funzionalità OLED. È possibile personalizzare il display utilizzando le librerie Adafruit_SSD1306 e Adafruit_GFX.
D6. Come posso configurare la connettività Wi-Fi per l'integrazione con Home Assistant?
Inizialmente, configura il tuo ESP32 utilizzando ESPHome web interfaccia con parametri di configurazione di base.
Dopo la configurazione iniziale, copia e incolla la configurazione YAML dettagliata dal nostro repository GitHub nelle impostazioni del tuo dispositivo e caricala.
D7. È possibile utilizzare il contatore energetico senza ESPHome o MQTT?
Sì, il misuratore può funzionare completamente offline, mostrando dati in tempo reale sullo schermo OLED senza integrazione. È possibile modificare lo sketch basato su MQTT fornito per rimuovere le funzioni MQTT e aggiungere la funzionalità di registrazione su scheda SD tramite il modulo I²C per schede SD, se lo si desidera.
D8. Quale alimentatore dovrei usare?
Il trasformatore richiesto dovrebbe fornire fino a 300 mA a 12 V, sufficienti per alimentare l'ESP32-S3 e le periferiche come i sensori e il display OLED.
D9. Quanto è preciso il contatore energetico?
Il misuratore di energia ESP32 fornisce letture stabili e costanti, sufficienti per l'uso residenziale. Sebbene non sia di livello industriale, le funzioni di calibrazione dell'ATM90E32 garantiscono una precisione accettabile, adatta al monitoraggio domestico.
D10. Posso ripristinare l'ESP32 se smette di rispondere?
Sì. Se il modulo risponde correttamente, aggiornalo utilizzando un programmatore ESP32 da 3.3 V. In caso di danni, puoi sostituire il modulo ESP32-S3 o collegare un altro modulo ESP32 direttamente all'header IO.
D11. Ci sono limitazioni note o note di compatibilità di cui dovrei essere a conoscenza?
Assicurarsi che tutti gli strumenti di interfaccia e programmazione utilizzati forniscano un livello logico di 3.3 V. L'ESP32S3 non tollera segnali a 5 V e potrebbe danneggiarsi se collegato ad apparecchiature incompatibili.
D12. Cosa succede se il mio display OLED ha i pin VCC e GND invertiti?
La scheda offre due opzioni di connettore su K5 specificamente per adattarsi ai display OLED che hanno pin VCC e GND invertiti, comuni in alcuni schermi OLED.
D13. Posso registrare i dati energetici su una scheda SD?
Sì, è possibile collegare un modulo scheda SD I²C tramite il connettore Qwiic. Sarà necessario modificare ed estendere lo sketch o il firmware fornito per supportare la registrazione dei dati.
D14. Il contatore energetico include un sensore incorporato webserver?
Sì, il progetto del contatore energetico include un sistema integrato webserver ospitato sull'ESP32. Questo web L'interfaccia rispecchia i dati del display OLED, offrendo agli utenti un altro metodo comodo per monitorare il consumo energetico da remoto.
D15. Cosa devo fare se il mio dispositivo non si connette al Wi-Fi?
Controlla attentamente la configurazione YAML. Assicurati di aver inserito SSID e password corretti e verifica che l'indirizzo IP statico e le impostazioni della subnet corrispondano alla tua rete.
D16. Qual è la configurazione di resistenza consigliata per voltage rilevamento della corrente?
Il misuratore utilizza un volume 1:101tagUn partitore per sicurezza e flessibilità, che fornisce circa ±200 mV all'ADC per un ingresso di picco di 20 V. Per il rilevamento della corrente, una resistenza di carico da 5 fornisce circa 250 mV, bilanciando efficacemente risoluzione e prestazioni termiche. È possibile regolare queste resistenze per un maggiore utilizzo dell'ADC, se lo si desidera.
D17. Posso usare programmatori diversi come schede FTDI o Arduino per il flashing?
Utilizzare solo programmatori compatibili con ESP32 con livelli logici a 3.3 V. Evitare di utilizzare dispositivi logici a 5 V come alcune schede FTDI e Arduino, poiché potrebbero danneggiare il modulo ESP32-S3.
D18. Viene fornito il firmware preinstallato?
Il contatore energetico è intenzionalmente lasciato senza firmware preinstallato per consentire agli utenti la flessibilità di selezionare e configurare l'ambiente firmware preferito (ESPHome, MQTT, ecc.).
D19. Cosa succede se accidentalmente utilizzo la logica a 5 V e danneggio l'ESP32-S3?
In caso di danni, il modulo ESP32-S3 può essere dissaldato e sostituito. In alternativa, è possibile collegare direttamente un modulo ESP32-S3 separato tramite gli header IO.
D20. Dove posso trovare documentazione completa e firmware exampmeno?
Documentazione completa, firmware examples e la distinta base (BOM) completa sono disponibili nel repository ufficiale Elektor GitHub.
Documenti / Risorse
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Contatore di energia elektor ESP32 [pdf] Manuale d'uso FNIRSI 2C53P, Contatore di energia ESP32, ESP32, Contatore di energia, Contatore |