Open Energy Monitor mit dem ESP32

Einleitung

In dieser Anleitung wird beschrieben wie mit Hilfe einer ESP32 Platine ein Strom Sensor für 3 Phasen Wechselstrom aufgebaut werden kann. Der Spannungsteiler aus den 10kOhm Widerständen erzeugt 1,6V für die SCT-013-030 Strom Sensoren. Die Stromsensoren werden mit den ADC Pin's des ESP32 verbunden. Natürlich sind die Messungen nicht sonderlich genau, da die Phasenverschiebung nicht berücksichtigt wird. Auch das wäre durch zusätzliche Transformatoren möglich die dann auf die ADC Pin's geführt werden. Da ich damit nur meinen ungefähren Stromverbrauch zuhause messen möchte ist die Schaltung völlig ausreichend.

Folgende Bauteile werden benötigt:

-Board: DOIT ESP32 DEVKIT V1 (ca. 10€)
-Strom Sensor SCT-013-30 (30A) oder SCT-013-100 (100A) siehe: http://openenergymonitor.org/emon/node/156
-6x 10kOhm Widerstände 1/4W
-3x Elko 10 uF
-Universalplatine
-evtl. USB Netzteil oder anderes Netzteil für die Spannungsversorgung
-Pfosten Stecker Rastermaß: 2.54mm
-3 x 3,5 mm Audio Anschluss

Pinbelegung des DOIT ESP32 DEVKIT V1 Board:

https://github.com/playelek/pinout-doit-32devkitv1

Grundlagen

Auf der Seite von Open Energy Monitor finden sich genügend Informationen über die Grundlagen der Leistungsberechnung. Das Prinzip lässt sich 1:1 vom Aufbau eines Arduinos übernehmen. Der ESP32 verkraftet jedoch maximal 3,3V am Analog Eingang.

https://learn.openenergymonitor.org/electricity-monitoring/ct-sensors/interface-with-arduino

Aufbau

Auf die Lochrasterplatine müssen nur wenige Bauteile. Die Teile lassen sich relativ einfach einlöten. Für den Aufbau werden nur wenige PIN's des ESP32 benötigt. Bei meinem Aufbau gibt es am obersten Sensor Anschluss noch einen zusätzlichen Burden Widerstand von 200 Ohm. Das liegt daran das der SCT-013-030 Sensor schon einige Jahre alt ist. Bei den neuen Sensoren sind keine Burden Widerstände nötig, da diese schon einen 62 Ohm Burden eingebaut haben.

Software

Ich verwende zum programmieren immer die Arduino Gui. Es sind zuerst einige Anpassungen nötig damit das DOIT ESP32 Board von der Arduino Software erkannt wird. Hierzu muss diese Anleitung umgesetzt werden:

https://github.com/espressif/arduino-esp32

Nach dem Neustart der Arduino Software kann dann das passende ESP32 Board ausgewählt werden. In meinem Beispiel ist es ein DOIT V1 Board.