支持HA2021.8.X能源功能的培正用电信息采集方案

involute

Peacefair Energy Monitor

2021.9.5更新

• 修改state_class适配HA2021.9.X，下载附件0.7.2或者HACS更新

2021.9.3更新

• 修改了可能无法建立存储目录从而导致插件失败的BUG，需要更新的直接下载附件的0.7.1或者从HACS更新

使用培正PZEM-004T交流通讯盒进行用电信息采集的Home Assistant集成，支持Home Assistant 2021.8.X后新增的能源功能。

支持通过ModbusRTU over UDP/TCP访问PZEM-004T，不支持串口访问方式。

成本低廉，整套东西硬件投入不足70元。

警告

**以下操作仅适于有一定强电电路知识的人，涉及强电操作，注意人身安全。**


硬件准备

用电信息采集

用电信息采集采用的是培正PZEM-004T，论坛中已有很多解决方案，本方案中采用的是100A使用互感器非接触采集的方案。
非接触采集不用接触强电接线，安全性较好。如果采用互感器，选那种可以打开的互感器，比较方便往线上套。
**互感器与PZEM模块断开时，可能会产生高压感应电流，要从电路中取下互感器。不要从PZEM上摘下，应该连着PZEM模块一起取下，然后再摘下互感器**
**互感器从PZEM模块摘下后，不得开路，应把线圈的红黑线互相短接在一起**

信息传输

PZEM-004T使用TTL进行通讯，但大老远的拉根USB-TTL线到HA主机，显然不现实，所以这里采用的是WiFi-TTL无线传输模块。
因为PZEM-004T的TTL是5V供电，因此没有直接采用3.3V的ESP-01(S)模块，而是使用了一款基于ESP-M2的DT-06 WiFi-TTL无线传输模块，自带透传固件，5V供电，省掉了5V-3.3V降压模块。当然你可以根据喜好自主选择无线传输模块。

如果使用DT-06做为透传模块，记得选要透传固件的，配置文档找卖家要即可。

如何配置透传模块，透传模块使用的端口、协议，要记清楚，后续配置要用。
很多小伙伴表示弄不懂透传，我介绍一下DT-06模块的透传设置。
1、DT-06接5V通电
2、无线网搜索热点"Doit_WiFi_xxxxxx"并连接，热点无密码
3、如果没有自动弹出网页，则在浏览器输入默认地址"192.168.4.1"
4、网页如图所示

5、MODULE菜单下有Serial（串口）/WiFi（无线网）/Networks（网络三个选项），一个个配置
6、串口设置如下，要符合PZEM模块的串口要求


7、无线网设置如下，只用打开STA模式就行，填写你自己的无线网SSID和密码，下边DHCP相关选项是由路由器分配IP还是设定固定IP

8、网络设置如下，这一步是设置透传模式，下拉列表中选择UDP Server或者TCP Server，我推荐使用UDP Server。
然后如果是TCP Server，就在下方TCP Server Local Port填写TCP透传端口，如果是UDP Server，就在下方UDP Server填写UDP透传端口。
无论使用TCP或者UDP，用的哪个端口，随后安装集成的时候要填写对应的设置。



接线图




接线实拍

照片中是拆掉了弱电箱的门，互感器直接套在入户主线的火线上，从插座的空开下接了一个带USB的小插座，用于给PZEM-004T提供220V/5V供电。看起来乱七八糟，外边挂一幅画就全挡住了。




有盆友反应004T的RX灯常亮，可以考虑在DT-06的TX到004T的RX之间串接一个1K左右电阻，没做精确阻抗匹配，但1K左右应该都可以。



集成安装

使用HACS自定义存储库安装，或者从Latest release下载最新的Release版本，将其中的custom_components/peacefair_energy下所有文件放到<Your Home Assistant Config Folder>/custom_components/peacefair_energy中，重新启动Home Assistant。


配置

安装
在Home Assistant的集成界面，点击添加集成，搜索”Peacefair Energy Monitor”进行添加。需要填写的数据包括：

• 透传模块的IP地址
• 透传模块的端口
• 协议(TCP或UDP)
• 模块从站地址(一般为1)
  

选项
选项是采集间隔，默认为15秒钟采集一次，可根据需要自行调整。


特性
- 支持Home Assistant 2021.8.x之后的能源面板
- 自动记录日、周、月、年度的实时用电量
- 提供昨日、上周、上月、去年的历史用电量

误差
根据长期测试，该集成的月度统计数据与国网电力的数据误差低于3%。


实时用电信息
实时信息包含以下传感器

传感器名称	默认名称	含义
sensor.<IP>_energy	Energy	总用电量
sensor.<IP>_voltage	Voltage	当前电压
sensor.<IP>_current	Current	当前电流
sensor.<IP>_power	Power	当前功率
sensor.<IP>_frequency	Power Frequency	交流频率
sensor.<IP>_power_factor	Power Factor	当前功率因数

统计信息
统计信息包含以下传感器

传感器名称	默认名称	含义
sensor.<IP>_day_real	Energy Consumption Today	今日用电量
sensor.<IP>_day_history	Energy Consumption Yesterday	昨日用电量
sensor.<IP>_week_real	Energy Consumption This Week	本周用电量
sensor.<IP>_week_history	Energy Consumption Last Week	上周用电量
sensor.<IP>_month_real	Energy Consumption This Month	本月用电量
sensor.<IP>_month_history	Energy Consumption Last Month	上月用电量
sensor.<IP>_year_real	Energy Consumption This Year	今年用电量
sensor.<IP>_year_history	Energy Consumption Last Year	去年用电量

服务
包含一个服务

peacefair_energy.reset_energy

作用为重置总用电量

参数	描述	示例
entity_id	要重置的总用电量实体	sensor.IP_energy

注意：重置总用电量不会影响各实时传感器及统计信息传感器的数值


Home Asssitant的能源

在Home Assistant 2021.8.X中新增的能源功能，可以使用集成中的"总用电量"传感器作为能源消耗的统计依据。
如果你是国网北京电力的用户，可以使用[bj_sgcc_energy](https://github.com/georgezhao2010/bj_sgcc_energy)作为电费单价实体。
不是国网北京电力的用户也没关系，可以使用本集成中的本月用电量、今年用电量，根据当地的用电收费政策，使用模版计算出用电单价来。



调试
要打开调试日志输出，在configuration.yaml中做如下配置

logger:
  default: warn
  logs:
    custom_components.peacefair_energy: debug

复制代码

传感器信息显示
以下为示例






github
https://github.com/georgezhao2010/peacefair_energy/
如果有用，请点个星

本地压缩包
懒得更新压缩包，自己去github下载最新release吧

involute

xiaopi 发表于 2021-8-21 16:43
我是按照这个方法装的，怎么设置透传呢https://bbs.hassbian.com/thread-6081-1-1.html

你是啥Wifi模块？如果是ESP系列的，可以用这个ESPHome的组件刷TCP透传
https://github.com/oxan/esphome-stream-server

别的配网设置就是ESPHome那一套

如果实在不会，又想弄透传，直接某宝上买个透传固件的DT-06就行。

花落花空

感谢大神的集成，之前用esphome读的培正，得自己搞月用电数据啥的。看到帖子试了下改成透传，很容易就成功了。贴一个esphome下ttl透传的代码吧，方便手头有8266的朋友，就不用再买个dt-06了

external_components:
  - source: github://oxan/esphome-stream-server

stream_server:
    uart_id: pzem
    port: 1234
uart:
  rx_pin: 4
  tx_pin: 5
  baud_rate: 9600
  id: pzem

复制代码

rx_pin和tx_pin根据实际接线修改，id随意。大佬勿喷。

firewater

想用这个能源方案，但找不到硬件解决方案，不是太贵， 就是要接线，这个正好！一定要试试，感谢分享！

dscao

牛，把这个改成插件形式了，硬件接好后，使用上就更方便了。
之前我用的PZ004电表误差太大，达到了10%左右。后来用立新电表(涂鸦版)，误差基本小于1%，安装后也很简洁，就是要动强电的线路。pz004就一直闲置在那了。

wfx

大佬，使用nodemcu模块可以刷您的固件吗？

xiaopi

我是按照这个方法装的，怎么设置透传呢https://bbs.hassbian.com/thread-6081-1-1.html

jjcs

培正的5v供电好像3.3v也可以

jjcs

楼主我没搞懂TCP透穿，之前大部分教程不都是ttl转到8266上吗，那么你这个模块是为了？

involute

jjcs 发表于 2021-8-21 22:38
培正的5v供电好像3.3v也可以

问题在于5V电源有现成的USB可以提供，你又去哪方便的弄3.3V电源？

involute

jjcs 发表于 2021-8-21 22:42
楼主我没搞懂TCP透穿，之前大部分教程不都是ttl转到8266上吗，那么你这个模块是为了？ ...

所谓透传就是WiFi-TTL双向透明传输，HA用Modbus-RTU over TCP/UDP直接采集培正的数据。

以往的方案大部分是是TTL转MQTT，我不喜欢MQTT，就酱。
透传也并非必须要TCP透传，配置成UDP透传和TCP透传都可以，让我看，UDP透传效果更好。