家庭总体能耗电压电流功率用电度数检测，进阶Grafana应用
本帖最后由 yuqiuyi99 于 2021-4-2 21:06 编辑文章标题不够长啊，本来拟好的是是《家庭总体能耗电压电流功率用电度数检测，以及进阶Influxdb、Grafana应用》
来论坛半年左右了，收获还是很大的。以前玩过乐联的空气检测，和modbus电表，用lua编过东西，也玩过中移动的麒麟座，还有上海合宙的gprs开发板，这些东西都依赖云，而hass刚好可以满足自己建数据库，加上外公网IP可以外网访问，所以我很多东西都转到了hass。
前一段有个帖子里，说米家智能插座增强版可以看功率，我提到了只看一个插座的功率没太大意义，要看就看整个家庭的用电。说了一句：“家里整体功耗才是王道”引得网友回复……这下好了，自己挖的坑自己得埋！论坛里前一段也有人发过测电压电流，用的是modbus协议改的，费用有点高（modbus检测模块一般70起步）而且需要编lua。这里，我班门弄斧，说说入户电压电流功率用电数检测的一种尽量简单的方法，算是共同学习吧。
家庭用电检测是个很方便的东西。第一可以节省能源，因为你知道你功率为什么有时候有变化，从而改变你的用电习惯，做到有的放矢，而不是盲目的省用电。第二是了解自己家的用电情况。例如，我知道了做饭的时候功率经常2000-4000w变化（电磁炉抽油烟机压力锅等），晚上空调的运作情况等。而且，通过历史图表或者Grafana，你可以看到一周或者一个月或者一年的用电变化，不仅是功率，每天每个星期每个月的用电量都可以显示出来，简直不要太方便。
先上图：1.在首页可以加一个6小时的曲线图，有人问怎么这么多瞬间大功率的，呵呵，很多电气启动瞬间的功率都是很高的，例如冰箱之类的。
2.在组里可以看到家庭总用电量（电度数）（当然是安装之后才开始累积的），也可以看到功率，功率因数，电亚电流之类的。这里简单科普一下：电压乘电流不是功率，交流电么，有功率因数，家庭电器一般纯阻性的很少（电炉子），大部分都是感性的，还有小部分容性的。想详细了解，请移步学习小学《自然》三年级上册第二课—青春期少女心理学！
3.高端用法：Grafana应用显示历史，看着比hass自带的好看多了吧，而且功能也多啊，而且速度也快啊。可是，这货需要Influxdb或其他数据库，没办法安装吧。
分割线https://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.png好了废话不多说，开始洗洗睡吧！啊不对，开始洗洗手干吧！
声明：强电危险，需在配电箱空气开关处接线，出现意外后果自负！！！人生苦短，珍爱生命！原材料1.培正检测模块PZEM-004T 自己搜：“PEACEFAIR品牌交流电压电流功率电能表电工仪器仪表TTL串口通信”，35元（厂家应该是宁波宇洁电子-宁波培正电子科技）。价格不贵量又足，质量不错功能也够用。不要贪多买4路8路检测的，不能检测用电量，那些其实是一个东西，加了个4052之类的端口复用芯片.
另：35元配的是闭口互感器，需要断电把入户电源火线从空气开关上拆掉套上去，再把入户电源火线装回！危险是有的，所以一定要慎重！慎重！再慎重！当然你也可以跟店老板说换个开口互感器，直接卡上去最方便也快，而且可以随时换到不同的线上检测，就是要再加8块钱（我就是加了8块钱呐，不是怕电，而是已经有个闭口互感器了，想换个开口的看准不准，后来发现一样准确）2.220v交流转5v直流模块，自己搜“开关电源5v700ma”模块，3.4块钱左右。想省钱可以找个不用的手机充电器（质量要可靠，别在电箱里自燃了）拆开自己接线也可。
测量模块用5v电压，但esp-01或12e/f都是3.3v供电，需要一个ams1117-3.3模块（5毛钱左右）把5v转成3.3v，当然因为电路简单也可以自己用ams1117（几分钱）做一个。如果运气好，买的5v模块有两个版本，有个版本上面留着ams1117空位，自己焊接上芯片直接出来5v3.3v双电压更方便！
3.esp-01模块，用esp-12e/f也行，用nodemcu也行，因为就用一组txrx端口， esp-01就够用了，7块够便宜，杀鸡用不着牛刀！发热量不大，不用担心！
硬件制作。
自己不怎么会画图，之前家里有个modbus电表一直在用，上次加装004t模块时一起组合到一个盒子里了。我两个检测模块用了两个5v电源模块供电，一个给modbus检测模块，一个给这次的主角培正检测模块。这个modbus检测模块（我用的是LT-10960A也不贵）是上传乐联网用的，他们的网站前端做的不错，看着很直观，而且还有app，他家的空气检测还可以用微信关注，最重要的是，乐为物联一般自己家用的话活雷锋不收费哈哈哈，反正随口提一句不花钱，顺便给乐为物联做个广告哈哈哈。
先上我自己最早modbus测量模块的图（用了插接头，主要是取下来方便。注意：互感器不得开路，拔下后连起来让两根线短路，不然阻抗无穷大电压会变很大的）再上我现在用的接好线之后，怎能少了妖艳的夜景哈哈哈两个模块的电路图如下
放到电箱旁边是这样唉，为了大家只装一个004t模块方便，我重新画了一个图给大家示意：004T的螺丝接线柱那头介绍里有图自己看，注意强电！白色卡扣那头就是vcc（5v）、tx、tx、gnd，连到esp01上即可。不会连，那就别往下看了，这个东西很看天赋的！注意：危险1模块要用220v电，危险2要套入户火线没办法，为了科普，搬板凳拍照
互感器怎么接，看图
软件部分：1.刷Sonoff-Tasmota，地址：https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/releases，记得可以选CN中文版的sonoff-CN.bin。有人说espeasy也可，我用着espeasy不稳定，这个sonoff半年没重启过，推荐Tasmota，而且还是中文哒！刷的方法么，windows下推荐用安信可的ESPFlashDownloadTool，很简单。看图。注意，esp01不如01s方便，记得上拉PD（EN）才能工作，下拉gpio0才能刷机。
另外也可以用官方推荐的Arduino ide，直接设定好wifi和密码以及时区。当然要说简单还是数ESPFlashDownloadTool简单直接用！在SONOFF网页的控制台，使用Timezone +8 命令，将SONOFF的时间设置时区+8，这样就与现实时间同步了，机子本身的，今日电量数据就会准确了。2.设置Tasmota见图
Tasmota 默认3分钟上传一次，但短时间功率有大范围变化了也上传，默认的就好，别瞎折腾了哈哈哈。
如果没问题的话，就出现如下：
3.hass代码部分，Packages如下：sensor:- platform: mqtt name: "zong" state_topic: "tele/sonoff/SENSOR" value_template: "{{value_json['ENERGY'].Total }}" unit_of_measurement: "KWH"- platform: mqtt name: "zuotian" state_topic: "tele/sonoff/SENSOR" value_template: "{{value_json['ENERGY'].Yesterday }}" unit_of_measurement: "KWH"- platform: mqtt name: "jintian" state_topic: "tele/sonoff/SENSOR" value_template: "{{value_json['ENERGY'].Today }}" unit_of_measurement: "KWH"- platform: mqtt name: "gonglv" state_topic: "tele/sonoff/SENSOR" value_template: "{{value_json['ENERGY'].Power }}" unit_of_measurement: "W"- platform: mqtt name: "yinshu" state_topic: "tele/sonoff/SENSOR" value_template: "{{value_json['ENERGY'].Factor }}" unit_of_measurement: " "- platform: mqtt name: "dianya" state_topic: "tele/sonoff/SENSOR" value_template: "{{value_json['ENERGY'].Voltage }}" unit_of_measurement: "V"- platform: mqtt name: "dianliu" state_topic: "tele/sonoff/SENSOR" value_template: "{{value_json['ENERGY'].Current }}" unit_of_measurement: "A" history_graph: #首页显示曲线图gl1: name: 6H entities: hours_to_show: 6 refresh: 0 homeassistant:customize: sensor.zong: friendly_name: 总用电量 icon: mdi:chart-bar-stacked sensor.zuotian: friendly_name: 昨日电量 icon: mdi:chart-bar-stacked sensor.jintian: friendly_name: 今日电量 icon: mdi:chart-bar-stacked sensor.gonglv: friendly_name: 功率 icon: mdi:chart-bar sensor.yinshu: friendly_name: 功率因数 icon: mdi:chart-bar sensor.dianya: friendly_name: 电压 icon: mdi:flash sensor.dianliu: friendly_name: 电流 icon: mdi:flash-autogroup: dianli: name:电表 control: hidden view: no entities: - sensor.zong - sensor.zuotian - sensor.jintian - sensor.gonglv - sensor.yinshu - sensor.dianya - sensor.dianliu 一顿操作猛如虎，此刻，点下一根烟，看看，你的hass页面是不是已经出现了电压电流啥的，恩，要得！
是不是很有成就感？！！！
分割线
static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.pnghttps://bbs.hassbian.com/static/image/hrline/line8.png
以下为进阶部分，可能导致双目失明，慎重慎重！！！你以为仅仅这样就能满足了吗？当然不能！远远不能让人达到“贤者时间”！这参数也太多了吧。啥电压电流我要他干啥？记录也太多了，我仅仅只需要功率和用电度数的记录啊，那么可以在recorder里改一下就行了recorder:include: entities: - sensor.gonglv - sensor.zong可是，这数据增长的也太多了吧，而且，而且最主要的是，不能主观的显示每天、每星期、每个月的用电度数啊，这时候，Influxdb出场了，Influxdb是个时间序列的数据库，非常方便hass的使用！我的数据库是这么设置的，hass本身保留7天或者30天，重要的数据同时发送给Influxdb数据库保留1年或者永久。有的人tf卡太小怎么办，这个涉及Influxdb更高级功能，下采样和数据保留策略，一次不说这么多了，吃得太多容易吐啊……
Influxdb安装和设置就不多说了，这不是科普贴啊，再说精力有限，这个帖子我都推迟了1个月了因为太懒。如何把重要的数据传给Influxdb，需要配置如下：Influxdb:host: 192.168.1.xxx#自己数据库IP，如果装在树莓派里，就输树莓派IPport: 8086database: homeassistantusername: xxxpassword: xxxxxxmax_retries: 3default_measurement: stateinclude: #需要传给Influxdb的重要数据实体贴进去，不重要的不传 entities: - sensor.gonglv - sensor.zong - sensor.xxx - sensor.xxx。。。。。。
本身Influxdb自带的就有图形显示界面，看着还行！
但……怎么说呢，术业有专攻，还是不好显示每天每周每月的用电，不够直观，最后--还是请出Grafana这个专业图标显示的吧
Grafana设置展示一下我的界面，我没有分几个大面板，直接一个面板显示完了所有我的重要数据。里面有左上角的家里人在家情况，右边是空气质量情况，左边的功率以及由电度数换算出来的每天每月用电量。
怎么换算？注意看，电度数在限定时间内用最多的减最少的，不就得出了限定时间内的用电度数了么。Grafana面板右上角可以设置显示的时间区间，也可以在小面板中单独设置时间范围，这个又属于高级使用方法了，呵呵呵，你们自己研究吧，发太多教程容易吐啊……我发个Grafana的设置代码在文末，你们导入后再自己研究吧。----擦，怎么上传附件啊？（我在研究怎么收金币哈哈哈）
以下纯属无病呻吟，以展示我文人的气质，以及感伤我那忧郁的眼神！我浪费了大量的时间和精力在计算机和电子这方面，经常半夜3点才休息，却没有空多陪陪家人。有时候回想一下，值得吗，得到什么了？那么多的时间，去做点其他事儿不好么？这时候脑子里蹦出个小人，一直在呼喊：生命在于折腾！生命在于折腾！！！是啊，生命不全是挣钱和工作，也有自己的兴趣啊。每天行尸走肉的生活多没意思，吃饭，上班，休息，再吃饭，再上班，日复一日。可是，可是，有时候很多人很多时候走入了误区，为了玩而玩，玩到不知所措……
如果再给我一次机会，我会说：我还会玩儿这类东西，只不过我不要这么沉迷，不要这么浪费时间！共勉吧
15楼有Grafana面板代码文件。密码么：nb很多人想用espeasy来连接这个模块，我从国外论坛里扒了两个espeasy固件，有兴趣的试试，密码test
楼主好，请教下，这个电量检测模块我用过，串口通讯不错，但有个问题，就是不能软重置，得用按键重置（清零数据），现在版本是否有改善，或者你怎样实现重置的（微动开关接继电器吗？） 本帖最后由 yuqiuyi99 于 2018-12-3 18:00 编辑
Jones 发表于 2018-12-3 15:14
楼主好，请教下，这个电量检测模块我用过，串口通讯不错，但有个问题，就是不能软重置，得用按键重置（清零 ...
重置它干什么啊？我没有重置过。翻翻说明书没这功能，还是需要伸出小手按几秒 感谢LZ分享~ 谢谢楼主分享， 刚才还看这个帖子，淘宝搜了一下，没敢上手:lol教程这就来了 请教一下，用espeasy怎么配置？ 这个厉害了 Jones 发表于 2018-12-3 15:14
楼主好，请教下，这个电量检测模块我用过，串口通讯不错，但有个问题，就是不能软重置，得用按键重置（清零 ...
tasmota现在可以重置，原理应该是在计算的时候用当前数值减去重置前的数值。
稳定运行了半年多，最近几天不知道抽啥风，今日用电在夜里十二点经常不重置
昨天的34度电应该是三天累计的，也许是esp8266的eeprom要坏？
xuyang 发表于 2018-12-3 17:00
请教一下，用espeasy怎么配置？
好像espeasy现在不支持004t，自己装插件才能支持。简单点，用esp8266刷个tasmota呗，几块钱的事儿