Cara Membuat Monitor Energi Rumah Tangga DIY Menggunakan ESP8266

Sistem pemantauan energi cerdas berbasis IoT (Internet of Things) memungkinkan Anda melacak penggunaan energi di rumah atau kantor Anda secara real-time. Sistem mengumpulkan data dalam log dan menampilkannya dengan cara yang berarti yang dapat Anda gunakan lebih lanjut untuk melakukan tindakan, seperti suara dan waspada atau kirim notifikasi di ponsel cerdas Anda atau Alexa/Asisten Google untuk penggunaan daya tinggi atau saat penggunaan energi mencapai batas tertentu ambang. Selain itu, ini juga membantu Anda menghemat daya dan mencegah pemborosan.

Dalam panduan ini, Anda akan belajar membangun perangkat pemantau energi pintar atau meteran listrik pintar dari awal menggunakan modul ESP8266, seperti NodeMCU, ESP32, atau D1 Mini, dan SCT013—sensor arus AC non-invasif.

Hal yang Anda Butuhkan

Untuk membangun perangkat pemantauan energi pintar ini, Anda memerlukan yang berikut ini,

• Mikrokontroler NodeMCU, D1 Mini, atau ESP32. Untuk proyek ini, kami telah menggunakan NodeMCU (ESP8266).
• Sensor Penjepit Arus AC Non-Invasif SCT013 30A 1V. Anda juga dapat menggunakan sensor SCT013 dengan nilai 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V, atau 100A 1V sesuai kebutuhan Anda.
  instagram viewer
• Kabel MicroUSB
• PCB tujuan umum
• Kapasitor 10µf 16V
• Dua resistor 10K (1/4 watt)
• Satu resistor 33 Ohm (1/4 watt)

Proyek DIY ini melibatkan tegangan/arus AC, yang mematikan. Jika Anda tidak berpengalaman, berhenti di sini atau lanjutkan dengan risiko Anda sendiri.

Langkah-langkah Membangun Perangkat Pemantau Energi Cerdas

Berikut adalah langkah-langkah yang dapat Anda ikuti untuk membangun perangkat pemantauan energi pintar berbasis IoT untuk melacak konsumsi daya.

Langkah 1: Instal dan Siapkan Asisten Rumah

Ikuti panduan DIY kami sebelumnya untuk instal dan atur asisten rumah di Raspberry Pi. Jika Anda tidak memiliki Raspberry Pi, Anda juga dapat menggunakan laptop lama Anda. Namun, laptop akan memiliki jejak energi yang lebih besar dan mengkonsumsi lebih banyak daya daripada Raspberry Pi 3 atau Raspberry Pi 4.

Langkah 2: Instal Add-On ESPHome di Home Assistant (HA)

ESPHome adalah add-on yang tersedia di Home Assistant yang akan digunakan untuk membuat firmware khusus dan mem-flash-nya di mikrokontroler ESP32, NodeMCU, atau D1Mini. Ikuti langkah-langkah ini untuk menginstal add-on ESPHome di HA.

Di dalam Asisten Rumah, pergi ke Konfigurasi dan klik Pengaya, Pencadangan & Pengawas.

Klik Toko Tambahan.

Di bilah pencarian, ketik ESPHome lalu klik ESPHome terdaftar di bawah Pengaya Komunitas Asisten Rumah.

Klik Install.

Ini akan menginstal Dasbor ESPHome di Asisten Rumah Anda. Setelah instalasi, klik Awal.

Aktifkan juga Penjaga, Pembaruan otomatis, dan Tampilkan di bilah sisi. Lalu klik Buka UI Web untuk meluncurkan Dasbor ESPHome.

Klik +Perangkat Baru > Melanjutkan.

Masukkan nama untuk konfigurasi, seperti pengukur daya pintar, dan klik Lanjut.

Pilih ESP32 untuk ESP32 MCU atau ESP8266 jika Anda menggunakan D1 Mini atau NodeMCU dan klik Lanjut.

Klik Melewati.

Temukan proyek yang baru dibuat dan klik Sunting.

Dalam smart-power-meter.yaml file, salin dan tempel kode YAML ini.

Sekarang buat perubahan berikut sebelum menyimpan,

• Ubah kredensial dan kata sandi Wi-Fi.
• Kami telah menambahkan lambda berfungsi untuk menghitung konsumsi daya untuk catu daya 230 Volt. Tetapi beberapa negara memiliki suplai standar 110V atau 120V, seperti Amerika Serikat. Jika Anda tinggal di negara tersebut, pastikan untuk mengubah nilainya dari 230 menjadi 110 atau 120.

Klik Menyimpan lalu klik Install. Memilih Sambungkan ke komputer ini.

ESPHome akan mengkompilasi kode dan membuat file firmware biner atau .bin, seperti: smart-power-meter.bin. Ini mungkin membutuhkan waktu untuk diselesaikan.

Setelah firmware dikompilasi, klik Unduh Proyek. Ini akan mengunduh file firmware .bin di PC Anda.

Hubungkan papan NodeMCU, ESP32, atau D1 Mini ke PC atau Mac Anda menggunakan kabel micro USB.

Unduh ESPHome-Flasher alat dan meluncurkannya. Ini tersedia untuk Windows, macOS, dan Ubuntu.

Pilih COM port, telusuri ke .tempat sampah file firmware dan kemudian klik Flash ESP.

Setelah mem-flash firmware, perangkat ESP MCU akan terhubung ke jaringan Wi-Fi dan akan online di Dashboard ESPHome.

Langkah 3: Hubungkan Sensor Clamp Arus AC SCT013 ke ESP

Untuk menghubungkan SCT013 ke ESP32 atau NodeMCU, Anda dapat membeli modul ini di eBay untuk menghubungkan atau menghubungkan sensor SCT013 dengan D1 Mini, NodeMCU, atau ESP32. Anda juga dapat membuatnya, seperti yang saya lakukan, dengan mengikuti diagram rangkaian ini.

Anda dapat membeli jack audio 3.5mm female untuk menghubungkan sensor clam arus AC SCT013 dengan ESP atau melepaskan kabel jack 3.5mm SCT013 dan kemudian menghubungkannya ke sirkuit.

Setelah selesai, nyalakan NodeMCU dengan menghubungkannya ke catu daya micro USB. Pengisi daya ponsel cerdas apa pun dengan output 5V akan berfungsi.

Langkah 4: Kalibrasi Nilai Sensor SCT013

Untuk mengukur arus dan kalibrasi sensor, Anda perlu menjepitnya pada kabel fasa (biasanya berwarna merah) yang berasal dari meteran listrik ke kotak distribusi rumah Anda.

Pergi ke Dasbor ESPHome dan klik Log dibawah smart-power-meter.

Log akan menampilkan kekuatan Wi-Fi dan status koneksi.

Catat 'Arus Terukur': Status pengiriman x.xxxx A dengan nilai.

Ini harus serupa dengan fluktuasi menit jika Anda tidak memiliki beban baru ON di rumah Anda. Kumpulkan setidaknya 10 nilai dan kemudian ambil rata-ratanya.

Kemudian tambahkan kode berikut di smart-power-meter.yaml file di bawah Sensor:

filter:
 - kalibrasi_linier:
 - 0 -> 0
 - 0.00807 -> 1.2228

Di Sini 0.00807 adalah nilai rata-rata dan 1.2228 adalah arus aktual yang ditarik ke rumah kami. Anda bisa mendapatkan nilai nyata ini dari meteran listrik Anda.

Jika meteran listrik Anda tidak menampilkan nilai arus, atau Anda tidak memiliki akses ke meteran, ikuti metode berikutnya untuk mengkalibrasi nilai sensor. Cara Alternatif untuk Mengkalibrasi Nilai Sensor Anda dapat melepaskan penutup luar dari kabel papan ekstensi dan mengekspos kabel internal.

Kemudian jepit sensor SCT013 pada kabel fasa terbuka (kabel merah) lalu jalankan beban, seperti microwave atau kipas angin. Berhati-hatilah saat melepaskan kabel papan ekstensi. Jangan memotong kabel atau menembus kabel internal.

Periksa log dan kemudian ganti nilainya. Simpan lalu klik Install.

Karena pengukur daya pintar terhubung dan online, Anda dapat mengunggah kodenya Secara nirkabel.

Firmware baru akan dikompilasi dan diunggah secara nirkabel. Setelah selesai, Anda dapat melihat nilai aktual saat ini.

Untuk nilai yang lebih akurat, kami sarankan Anda menggunakan multimeter untuk mengukur arus yang ditarik oleh alat dan dilaporkan oleh sensor SCT013. Kemudian ganti yang ada di filter nilai-nilai seperti yang dijelaskan di atas.

Langkah 5: Konfigurasikan Dasbor Energi di Asisten Rumah

Untuk mengonfigurasi dasbor energi di Asisten Rumah, Anda perlu menambahkan sensor ke Asisten Rumah. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut.

Pergi ke Konfigurasi> Perangkat dan Layanan> Tambahkan Integrasi.

Cari dan klik ESPHome.

Masukkan alamat IP sensor (Anda dapat menemukannya di log) dan klik Kirim.

Pilih area dan klik Menyelesaikan.

Klik smart-power-meter lalu klik 1 perangkat.

Klik Tambahkan ke lovelace.

Pilih salah satu Kamar (pilih yang default jika Anda belum membuat kamar apa pun) dan klik Lanjut.

Ini akan menambahkan entitas.

Anda selanjutnya dapat menyesuaikan kartu di kamar Anda untuk menambahkan pengukur yang menunjukkan permintaan saat ini.

Anda juga dapat menambahkan grafik yang indah, menggunakan integrasi kartu mini-grafik.

Langkah 6: Lacak Penggunaan Energi Harian/Bulanan/Tahunan dengan Asisten Rumah

Dasbor energi diperkenalkan di Home Assistant dengan rilis HA 2021.8, yang memudahkan untuk mendapatkan informasi mendalam tentang penggunaan energi harian, bulanan, atau tahunan Anda. Anda dapat dengan cepat mengakses dasbor dari bilah sisi dan memeriksa berapa banyak energi yang digunakan hari ini. Anda juga dapat memecah penggunaan dalam hitungan jam.

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat bagian manajemen energi dari dokumentasi Home Assistant.

Jadilah Cerdas, Hemat Energi

Selain memantau penggunaan daya oleh seluruh rumah, Anda dapat membuat beberapa sensor pemantauan energi pintar menggunakan sensor SCT013 atau PZEM-004T untuk secara aktif dan akurat melacak penggunaan daya oleh individu atau peralatan rumah tangga tertentu, seperti HVAC, pemanas listrik, motor, geyser, dll. Ini juga memberi tahu Anda status aktivitas alat, yaitu apakah AKTIF atau MATI.

Anda kemudian dapat menggunakan informasi ini sebagai acara di Asisten Rumah untuk membuat otomatisasi, seperti mengirimi Anda pemberitahuan di ponsel cerdas Anda atau melalui Alexa atau Asisten Google.

Berapa Banyak Energi yang Digunakan PC Anda? (Dan 8 Cara Memotongnya)

Ingin tahu apakah komputer menggunakan banyak daya? Saatnya mempelajari berapa banyak listrik yang digunakan komputer Anda dan cara menguranginya.

Baca Selanjutnya

Tentang Penulis