ESP8266 का उपयोग करके DIY घरेलू ऊर्जा मॉनिटर कैसे बनाएं?

एक IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) आधारित स्मार्ट ऊर्जा निगरानी प्रणाली आपको वास्तविक समय में अपने घर या कार्यालय में ऊर्जा उपयोग को ट्रैक करने की अनुमति देती है। सिस्टम लॉग में डेटा एकत्र करता है और इसे एक सार्थक तरीके से प्रदर्शित करता है जिसे आप आगे कार्रवाई करने के लिए उपयोग कर सकते हैं, जैसे ध्वनि और उच्च शक्ति के उपयोग के लिए या जब ऊर्जा का उपयोग एक निश्चित सीमा तक पहुँच जाता है, तो अलर्ट करें या अपने स्मार्टफोन या एलेक्सा / गूगल असिस्टेंट पर सूचनाएं भेजें सीमा। इसके अलावा, यह आपको बिजली बचाने और अपव्यय को रोकने में भी मदद करता है।

इस गाइड में, आप ESP8266 मॉड्यूल का उपयोग करके स्क्रैच से स्मार्ट एनर्जी मॉनिटरिंग डिवाइस या स्मार्ट बिजली मीटर बनाना सीखेंगे, जैसे कि नोडएमसीयू, ईएसपी 32, या D1 मिनी, तथा एससीटी013-एक गैर-इनवेसिव एसी करंट सेंसर।

चीजें आप की आवश्यकता होगी

इस स्मार्ट एनर्जी मॉनिटरिंग डिवाइस को बनाने के लिए, आपको निम्नलिखित की आवश्यकता है,

• एक NodeMCU, D1 Mini, या ESP32 माइक्रोकंट्रोलर। इस परियोजना के लिए, हमने NodeMCU (ESP8266) का उपयोग किया है।
• एक SCT013 30A 1V नॉन-इनवेसिव एसी करंट क्लैंप सेंसर। आप अपनी आवश्यकता के अनुसार 5A 1V, 10A 1V, 15A 1V, 20A 1V, 50A 1V, या 100A 1V रेटेड SCT013 सेंसर का भी उपयोग कर सकते हैं।
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• माइक्रोयूएसबी केबल
• एक सामान्य प्रयोजन पीसीबी
• एक 10μf 16V संधारित्र
• दो 10K प्रतिरोधक (1/4 वाट)
• एक 33 ओम रोकनेवाला (1/4 वाट)

इस DIY प्रोजेक्ट में एसी वोल्टेज/करंट शामिल है, जो घातक है। यदि आप अनुभवी नहीं हैं, तो यहीं रुकें या अपने जोखिम पर जारी रखें।

स्मार्ट एनर्जी मॉनिटरिंग डिवाइस बनाने के चरण

बिजली की खपत को ट्रैक करने के लिए IoT- आधारित स्मार्ट एनर्जी मॉनिटरिंग डिवाइस बनाने के लिए आप नीचे दिए गए चरणों का पालन कर सकते हैं।

चरण 1: गृह सहायक स्थापित करें और सेटअप करें

हमारे पिछले DIY गाइड का पालन करें रास्पबेरी पाई पर गृह सहायक स्थापित और स्थापित करें. यदि आपके पास रास्पबेरी पाई नहीं है, तो आप अपने पुराने लैपटॉप का भी उपयोग कर सकते हैं। हालाँकि, लैपटॉप में एक बड़ा ऊर्जा पदचिह्न होगा और रास्पबेरी पाई 3 या रास्पबेरी पाई 4 की तुलना में अधिक बिजली की खपत करेगा।

चरण 2: गृह सहायक (HA) में ESPHome ऐड-ऑन स्थापित करें

ESPHome होम असिस्टेंट में उपलब्ध एक ऐड-ऑन है जिसका उपयोग कस्टम फर्मवेयर बनाने और इसे ESP32, NodeMCU, या D1Mini माइक्रोकंट्रोलर पर फ्लैश करने के लिए किया जाएगा। HA में ESPHome ऐड-ऑन स्थापित करने के लिए इन चरणों का पालन करें।

में गृह सहायक, के लिए जाओ विन्यास और क्लिक करें ऐड-ऑन, बैकअप और पर्यवेक्षक।

क्लिक ऐड-ऑन स्टोर।

सर्च बार में टाइप करें ईएसपीहोम और फिर पर क्लिक करें ईएसपीहोम के तहत सूचीबद्ध गृह सहायक समुदाय ऐड-ऑन।

क्लिक इंस्टॉल।

यह आपके होम असिस्टेंट में ESPHome डैशबोर्ड इंस्टॉल करेगा। स्थापना के बाद, क्लिक करें शुरू.

भी सक्षम करें निगरानी, स्वयमेव अद्यतन हो जाना, तथा साइडबार में दिखाएँ। तब दबायें वेब यूआई खोलें ESPHome डैशबोर्ड लॉन्च करने के लिए।

क्लिक +नया उपकरण > जारी रखना.

कॉन्फ़िगरेशन के लिए नाम दर्ज करें, जैसे स्मार्ट-पावर-मीटर, और क्लिक करें अगला.

यदि आप D1 मिनी या NodeMCU का उपयोग कर रहे हैं तो ESP32 MCU या ESP8266 के लिए ESP32 चुनें और क्लिक करें अगला.

क्लिक छोड़ें।

नव निर्मित प्रोजेक्ट ढूंढें और क्लिक करें संपादित करें।

में स्मार्ट-पावर-मीटर.yaml फ़ाइल, कॉपी और पेस्ट यह वाईएएमएल कोड.

अब सेव करने से पहले निम्नलिखित बदलाव करें,

• वाई-फाई क्रेडेंशियल और पासवर्ड बदलें।
• हमने एक जोड़ा है लैम्ब्डा 230 वोल्ट की आपूर्ति के लिए बिजली की खपत की गणना करने के लिए कार्य करता है। लेकिन कुछ देशों में 110V या 120V मानक आपूर्ति के रूप में हैं, जैसे कि संयुक्त राज्य अमेरिका। यदि आप उन देशों में रहते हैं, तो मान को 230 से 110 या 120 में बदलना सुनिश्चित करें।

क्लिक सहेजें और फिर क्लिक करें इंस्टॉल। चुनना इस कंप्यूटर में प्लग इन करें.

ESPHome कोड को संकलित करेगा और एक बाइनरी या .bin फर्मवेयर फ़ाइल बनाएगा, जैसे स्मार्ट-पावर-मीटर.बिन. इसे पूरा होने में कुछ समय लग सकता है।

फर्मवेयर संकलित होने के बाद, क्लिक करें प्रोजेक्ट डाउनलोड करें. यह आपके पीसी पर .bin फर्मवेयर फाइल डाउनलोड करेगा।

माइक्रो यूएसबी केबल का उपयोग करके NodeMCU, ESP32, या D1 मिनी बोर्ड को अपने पीसी या मैक से कनेक्ट करें।

डाउनलोड करें ईएसपीहोम-फ्लैशर उपकरण और इसे लॉन्च करें। यह विंडोज, मैकओएस और उबंटू के लिए उपलब्ध है।

का चयन करें कॉम पोर्ट, ब्राउज़ करें बिन फर्मवेयर फ़ाइल और फिर क्लिक करें फ्लैश ईएसपी.

फर्मवेयर फ्लैश करने के बाद, डिवाइस ईएसपी एमसीयू वाई-फाई नेटवर्क से कनेक्ट होगा और ईएसपीहोम डैशबोर्ड में ऑनलाइन होगा।

चरण 3: SCT013 AC करंट क्लैंप सेंसर को ESP से कनेक्ट करें

SCT013 को ESP32 या NodeMCU से जोड़ने के लिए, आप खरीद सकते हैं ईबे पर यह मॉड्यूल SCT013 सेंसर को D1 Mini, NodeMCU, या ESP32 के साथ इंटरफ़ेस या कनेक्ट करने के लिए। आप इस सर्किट आरेख का अनुसरण करके, जैसा मैंने किया था, आप भी एक का निर्माण कर सकते हैं।

आप SCT013 AC करंट क्लैम सेंसर को ESP से जोड़ने के लिए 3.5MM महिला ऑडियो जैक खरीद सकते हैं या 3.5mm SCT013 जैक वायर को स्ट्रिप कर सकते हैं और फिर उन्हें सर्किट से जोड़ सकते हैं।

एक बार हो जाने के बाद, NodeMCU को माइक्रो USB बिजली की आपूर्ति से जोड़कर चालू करें। 5V आउटपुट वाला कोई भी स्मार्टफोन चार्जर काम करेगा।

चरण 4: SCT013 सेंसर मानों को कैलिब्रेट करें

करंट को मापने और सेंसर को कैलिब्रेट करने के लिए, आपको इसे बिजली के मीटर से अपने घर के वितरण बॉक्स में आने वाले फेज वायर (आमतौर पर लाल रंग) पर दबाना होगा।

के लिए जाओ ईएसपीहोम डैशबोर्ड और क्लिक करें लॉग्स अंतर्गत स्मार्ट-पावर-मीटर।

लॉग वाई-फाई की ताकत और कनेक्शन की स्थिति प्रदर्शित करेंगे।

नोट करें 'मापा करंट': राज्य x.xxxx A साथ भेजा जा रहा है मूल्य।

यदि आपके घर में कोई नया लोड ऑन नहीं है तो यह मिनट के उतार-चढ़ाव के समान होना चाहिए। कम से कम 10 मान लीजिए और फिर औसत निकालिए।

फिर निम्नलिखित कोड को इसमें जोड़ें स्मार्ट-पावर-मीटर.yaml के तहत फाइल सेंसर:

फिल्टर:
 - कैलिब्रेट_लाइनियर:
 - 0 -> 0
 - 0.00807 -> 1.2228

यहां 0.00807 औसत मूल्य है और 1.2228 हमारे घर में खींची गई वास्तविक धारा है। यह वास्तविक मूल्य आप अपने बिजली मीटर से प्राप्त कर सकते हैं।

यदि आपका बिजली मीटर वर्तमान मान प्रदर्शित नहीं करता है, या आपके पास मीटर तक पहुंच नहीं है, तो सेंसर मानों को कैलिब्रेट करने के लिए अगली विधि का पालन करें। सेंसर मूल्यों को कैलिब्रेट करने का वैकल्पिक तरीका आप एक एक्सटेंशन बोर्ड केबल से बाहरी आवरण को हटा सकते हैं और आंतरिक तारों को उजागर कर सकते हैं।

फिर SCT013 सेंसर को एक्सपोज्ड फेज वायर (लाल तार) पर जकड़ें और फिर एक लोड चलाएं, जैसे कि माइक्रोवेव या पंखा। एक्सटेंशन बोर्ड केबल को अलग करते समय सावधान रहें। केबल को न काटें या आंतरिक तारों में छेद न करें।

लॉग की जाँच करें और फिर मानों को बदलें। इसे सेव करें और फिर क्लिक करें इंस्टॉल.

चूंकि स्मार्ट-पावर-मीटर जुड़ा हुआ है और ऑनलाइन है, आप कोड अपलोड कर सकते हैं बेतार रूप.

नया फर्मवेयर संकलित और वायरलेस तरीके से अपलोड किया जाएगा। एक बार हो जाने के बाद, आप वास्तविक वर्तमान मान देख सकते हैं।

अधिक सटीक मानों के लिए, हम आपको सलाह देते हैं एक मल्टीमीटर का उपयोग करें एक उपकरण द्वारा खींची गई धारा को मापने के लिए और SCT013 सेंसर द्वारा रिपोर्ट किया गया। फिर उन में बदलें फिल्टर ऊपर वर्णित के रूप में मान।

चरण 5: गृह सहायक में ऊर्जा डैशबोर्ड को कॉन्फ़िगर करें

होम असिस्टेंट में एनर्जी डैशबोर्ड को कॉन्फ़िगर करने के लिए, आपको सेंसर को होम असिस्टेंट में जोड़ना होगा। चरण इस प्रकार हैं।

के लिए जाओ कॉन्फ़िगरेशन> डिवाइस और सेवाएं> एकीकरण जोड़ें।

खोजें और क्लिक करें ईएसपीहोम।

उसे दर्ज करें आईपी ​​पता सेंसर का (आप इसे लॉग में पा सकते हैं) और क्लिक करें प्रस्तुत करना।

क्षेत्र चुनें और क्लिक करें समाप्त.

क्लिक स्मार्ट-पावर-मीटर और फिर क्लिक करें 1 डिवाइस।

क्लिक लवलेस में जोड़ें।

एक चयन करें कक्ष (यदि आपने अभी तक कोई कमरा नहीं बनाया है तो डिफ़ॉल्ट का चयन करें) और क्लिक करें अगला।

यह संस्थाओं को जोड़ देगा।

वर्तमान मांग को दर्शाने वाले गेज को जोड़ने के लिए आप अपने कमरे में कार्डों को और अधिक अनुकूलित कर सकते हैं।

आप सुंदर रेखांकन भी जोड़ सकते हैं, का उपयोग कर मिनी-ग्राफ कार्ड एकीकरण.

चरण 6: गृह सहायक के साथ दैनिक/मासिक/वार्षिक ऊर्जा उपयोग को ट्रैक करें

HA 2021.8 की रिलीज़ के साथ होम असिस्टेंट में एनर्जी डैशबोर्ड पेश किया गया था, जिससे आपके दैनिक, मासिक या वार्षिक ऊर्जा उपयोग के बारे में जानकारीपूर्ण जानकारी प्राप्त करना आसान हो जाता है। आप साइडबार से तुरंत डैशबोर्ड तक पहुंच सकते हैं और जांच सकते हैं कि आज कितनी ऊर्जा का उपयोग किया जा रहा है। आप घंटों में उपयोग को भी तोड़ सकते हैं।

अधिक जानने के लिए, गृह सहायक दस्तावेज़ीकरण का ऊर्जा प्रबंधन अनुभाग देखें।

स्मार्ट बनें, ऊर्जा बचाएं

पूरे घर में बिजली के उपयोग की निगरानी के अलावा, आप SCT013 या PZEM-004T सेंसर का उपयोग करके कई स्मार्ट ऊर्जा निगरानी सेंसर बना सकते हैं। एचवीएसी, इलेक्ट्रिक हीटर, मोटर, गीजर जैसे व्यक्तिगत या विशिष्ट घरेलू उपकरणों द्वारा बिजली के उपयोग को सक्रिय रूप से और सटीक रूप से ट्रैक करने के लिए, आदि। इससे आपको उपकरण गतिविधि की स्थिति का भी पता चलता है, अर्थात यदि यह चालू या बंद है।

फिर आप इस जानकारी को होम असिस्टेंट में इवेंट के रूप में ऑटोमेशन बनाने के लिए इस्तेमाल कर सकते हैं, जैसे कि आपको अपने स्मार्टफोन पर या एलेक्सा या गूगल असिस्टेंट के जरिए नोटिफिकेशन भेजना।

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