Умный трехфазный энергомонитор на ESP32 и PZEM-004T

Проект для мониторинга трехфазного электропотребления с интеграцией в Home Assistant через ESPHome.

Особенности 🎯

• 📊 Мониторинг параметров по всем трем фазам:
  • Напряжение (V)
  • Ток (A)
  • Активная мощность (W)
  • Частота (Hz)
  • Коэффициент мощности
  • Потребленная энергия (kWh)
• 🚨 Дополнительные бинарные датчики:
  • Статус основного питания
  • Состояние дверцы электрощитка
  • Сигнализация периметра
• 🔄 Автоматическая перезагрузка устройства через интерфейс
• 🌐 Веб-интерфейс для мониторинга (порт 80)
• 📶 OTA-обновления прошивки

Поддерживаемое оборудование 🛠️

• Микроконтроллер: ESP32 (тестировалось на ESP32-DevKitC)
• Датчики: 3 × PZEM-004T v3.0
• Дополнительно: Кнопки/герконы для бинарных датчиков

Установка и настройка 🔧

1. Скопируйте конфигурационный файл в папку esphome
2. Настройте параметры в секциях:
   • wifi - параметры вашей сети
   • ota - пароль для OTA-обновлений
   • api - при необходимости настройте шифрование
3. Прошейте устройство через USB или OTA
4. Убедитесь в правильности подключения:

   Фаза A: TX=GPIO19, RX=GPIO18
   Фаза B: TX=GPIO17, RX=GPIO16
   Фаза C: TX=GPIO1, RX=GPIO3
   
   Бинарные датчики:
   Main Power: GPIO23
   PowerBox Door: GPIO22
   Perimeter: GPIO21
   

Интеграция с Home Assistant 🏠

После успешной настройки в HA автоматически появятся:

• 18 сенсоров энергии (по 6 на каждую фазу)
• 4 бинарных датчика
• Кнопка перезагрузки устройства

Пример использования в автоматизациях:

automation:
- trigger:
   platform: state
   entity_id: binary_sensor.power_box_door
   to: "on"
 action:
   service: notify.mobile_app
   data:
     message: "Внимание! Дверца электрощита открыта!"

Кастомизация ⚙️

• Измените интервал опроса датчиков (параметр update_interval)
• Добавьте дополнительные датчики температуры/влажности
• Настройте фильтры для бинарных датчиков
• Измените параметры fallback точки доступа

Схема подключения 🔌

PZEM-004T (Фаза A)    ESP32
     TX          →  GPIO19
     RX          ←  GPIO18

PZEM-004T (Фаза B)    ESP32
     TX          →  GPIO17
     RX          ←  GPIO16

PZEM-004T (Фаза C)    ESP32
     TX          →  GPIO1
     RX          ←  GPIO3

Бинарные датчики:
Main Power      → GPIO23 (подтяжка к +3.3V)
PowerBox Door   → GPIO22 (подтяжка к +3.3V)
Perimeter Alarm → GPIO21 (подтяжка к +3.3V)

Безопасность ⚠️

• Все работы с высоким напряжением выполняйте при отключенном питании
• Используйте разделительные трансформаторы при отладке
• Обеспечьте надежную изоляцию всех соединений

Визуализация в Grafana 📊

В проекте доступен готовый дашборд для Grafana (Grafana.json), который включает:

• Панели мониторинга мощности по фазам (Phase Power)
• Панели мониторинга тока по фазам (Phase Current)
• Панели мониторинга напряжения по фазам (Phase Voltage)

Необходимые компоненты:

1. InfluxDB - для хранения исторических данных
2. Grafana - для визуализации данных

Настройка InfluxDB в Home Assistant:

1. Установите InfluxDB через интеграции Home Assistant
2. Добавьте следующую конфигурацию в configuration.yaml:

influxdb:
  username: homeassistant
  password: x25xnm00
  max_retries: 3
  default_measurement: state
  include:
    entities:
      - sensor.phaze_a_voltage
      - sensor.phaze_b_voltage
      - sensor.phaze_c_voltage
      - sensor.phaze_a_current
      - sensor.phaze_b_current
      - sensor.phaze_c_current
      - sensor.phaze_a_power
      - sensor.phaze_b_power
      - sensor.phaze_c_power

Особенности дашборда:

• Автоматическое обновление данных
• Временной диапазон: последние 6 часов
• Поддержка InfluxDB как источника данных

Установка дашборда:

1. В Grafana перейдите в раздел Dashboards → Import
2. Загрузите файл Grafana.json
3. Укажите UID источника данных InfluxDB: "1n5SWy57k"

Имена сущностей в Home Assistant:

• Мощность: phaze_a_power, phaze_b_power, phaze_c_power
• Ток: phaze_a_current, phaze_b_current, phaze_c_current
• Напряжение: phaze_a_voltage, phaze_b_voltage, phaze_c_voltage

Лицензия 📄

MIT License. Полный текст доступен в файле LICENSE.