智能电表 DDSU666 接入 HomeAssistant 详细安装教程
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DDSU666电表RS485 + ESP32 + ESPHome + HomeAssistant
本方案是使用 正泰 DDSU666 带 RS485 通讯的电表,添加一个 ESPHome 模块连接到 HomeAssistant 智能家居系统,在线查看电压、电流、功率等数据。
最终选择此方案原因:
- 导轨式安装方便小巧
- 数据在本地随便自己折腾
- 精度有足够保障及安全性
考虑过的方案:
立新 DDS238-2 这款有可以直接使用渡鸦APP控制,不过数据是直接到他们的服务器,再通过 APP 查看,同步到 HA 比较麻烦。优势是可以远程拉闸,不过这个对于我使用价值不大。价格 140元左右相对较贵。
安培那种 DIY 的也有,不过那种精度和安全性就没法和品牌的比了。
数据加入 HA 都需要一个 485 转换模块,才能将电表数据传输给 HA 设备,通过 Wi-Fi 或 网线 或 其他,我选择了最简单的 Wi-Fi 无线也方便。
所以这一套系统的基本结构就是:
电表 + 485转换模块 + 模块电源
485 模块都不便宜,还要供电电源也不小,网上找了很多方案都不太满意。
最后是看到这个大佬 的教程做的,应该是最小化了,安装后简洁美观。
我买的这个电表是 Modbus-RTU 协议,直接使用,其他协议不懂如何调试。注意正泰 DDSU666 这个电表有其他协议,购买请咨询一下客服,购买 Modbus 协议的。
准备工作
打印 PCB 板
去大佬 Github 中找到 EDA 文件下载,解压后里面有 3个文件,找到 1-PCB_PCB_ESP485.json 这个文件需要用到。
1、打开 网站注册登陆后,选择菜单 文件 > 打开 > 立创EDA ;
2、选择刚刚的 1-PCB_PCB_ESP485.json 文件,打开后可以看到 PCB板了,接着选择菜单 制造 > PCB制版文件Gerber > 生成 将这个文件保存到电脑;
3、进入下单网址 这里是同一个账号,使用 Windows 系统安装 PC小助手
进去下单可以免费包邮样板 5片。下单需要的 PCB 文件就是刚刚保存的 Gerber 文件,不清楚可以在线客服咨询。
购买硬件
名称 | 型号 | 数量 |
---|---|---|
ESP-C3-13U | 4M | 1 |
AMS1117-3.3 稳压电源芯片降压IC | AMS1117-3.3 | 1 |
MAX13487EESA SOIC-8 | / | 1 |
0603贴片电阻 4.7KΩ | / | 1 |
0603贴片电容 50V 100NF ±10% | / | 1 |
2.4G内置柔性FPC软天线 | IPEX接头 | 1 |
220V转5V700mA电源模块 | 5V700mA | 1 |
正泰DDSU666 | 5-80A ModBus | 1 |
正泰模数化插座 | AC30-103 | 1 |
尖嘴元件镊子 | 弯嘴 | 1 |
热缩管 | 直径5mm | 1 |
40P彩排杜邦线 | 公对母 | 1 |
CH341A编程器 | / | 1 |
电烙铁(要有尖烙铁头) | / | 1 |
电线(连接电表强电) | 6平方 | 1 |
刷固件
对于我这样的小白这个地方折腾了很久,从来没有刷过一头雾水。折腾了很久,最后是安装下面流程顺利完成。
ESPHome
安装这个错误很多次,很多不能用各种报错。Windows10 命令安装后不能编译,后来使用 R2S(OpenWrt)中的 Docker 安装 ESPHome 还是无法编译,最后使用 macOS 系统安装 Docker 再安装 ESPHome 后终于编译成功了。
ESPHome 文件
esphome: name: esp32_c3 platform: ESP32 board: esp32-c3-devkitm-1 platformio_options: platform: https://github.com/platformio/platform-espressif32.git#feature/arduino-upstream platform_packages: - framework-arduinoespressif32@https://github.com/espressif/arduino-esp32.git#2.0.0 board_build.variant: esp32c3 board_build.f_cpu: 160000000L board_build.f_flash: 40000000L upload_protocol: esptool board_build.flash_mode: dio wifi: ssid: "#你的WIFI名称#" password: "#你的WIFI密码#" captive_portal: logger: api: password: '#api密码,简单好记就行#' ota: password: '#ota密码,可以跟上面一样#' web_server: port: 80 time: - platform: sntp id: esp485_time uart: id: esp485_uart rx_pin: 18 tx_pin: 19 baud_rate: 9600 data_bits: 8 stop_bits: 1 modbus: id: esp485_modbus send_wait_time: 200ms modbus_controller: - id: esp485_modbus_controller modbus_id: esp485_modbus address: 0x01 #设备地址码(一般是1根据实际情况填)# command_throttle: 200ms setup_priority: -10 update_interval: 10s sensor: - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_u name: "U" address: 0x2000 register_count: 2 unit_of_measurement: "V" register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 1 device_class: voltage - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_i name: "I" address: 0x2002 register_count: 2 unit_of_measurement: "A" register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 3 device_class: current - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_p name: "P" address: 0x2004 register_count: 2 unit_of_measurement: "W" register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 1 filters: - multiply: 1000 device_class: power - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_q name: "Q" address: 0x2006 register_count: 2 unit_of_measurement: "var" register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 1 filters: - multiply: 1000 device_class: power - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_s name: "S" address: 0x2008 register_count: 2 unit_of_measurement: "VA" register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 1 filters: - multiply: 1000 device_class: power - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_pf name: "PF" address: 0x200A register_count: 2 register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 3 device_class: power_factor - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_freq name: "Freq" address: 0x200E register_count: 2 unit_of_measurement: "Hz" register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 2 - platform: modbus_controller modbus_controller_id: esp485_modbus_controller id: esp485_modbus_ep name: "Ep" address: 0x4000 register_count: 2 unit_of_measurement: "kWh" register_type: holding value_type: FP32 accuracy_decimals: 2 device_class: energy state_class: total_increasing
安装 Docker
使用 macOS 安装 (点击进入有其他系统安装方法)
$ brew install --cask --appdir=/Applications docker
安装 ESPHome 及 编译固件
使用刚刚安装好的 Docker 安装 ESPHome 容器
下载镜像文件
docker pull esphome/esphome:latest
运行,端口 6052,打开网页
docker run -d -p 6052:6052 esphome/esphome # 打开网页 http://localhost:6052/
添加设备
根据提示输入名称、Wi-Fi、芯片类型 创建完成
创建后点击卡片 EDIT 编辑,删除其中代码,将上面的 ESPHome 代码复制进去,记得修改其中的Wi-Fi及密码信息,点击保存。
继续操作点击 Insta > Manual download
编译成功会输出 INFO Successfully compiled program.
并自动下载 bin 文件。
将下载文件 esp32_c3.bin
改名成 firmware.bin
等会刷机会用到
esptool.py 安装
Python3 安装
使用 Windows10 到 官方网站下一个 Python3
版本文件直接安装,安装时需要勾选 PATH
。(eg:安装的 Python 3.8.7(64-bit) 版本,勾选 Add Python 3.8 to PATH)
# 命令窗口输入 py 查看是否安装成功 C:UsersCarl>py Python 3.8.7 (tags/v3.8.7:6503f05, Dec 21 2020, 17:59:51) [MSC v.1928 64 bit (AMD64)] on win32 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> # 输入 exit() 退出
CH34X 驱动安装
使用 Windows10 系统安装,首先安装刷机设备需要的驱动,购买 CH341
时找卖家要一个驱动文件,安装就可以了。可以在 开始 > 右键 > 设备管理器 > 端口COM
中看到设备及端口号,记住这个端口,比如:COM3。
根据自己使用的刷机设备安装对应驱动即可。
安装 esptool.py
Windows10 打开CMD命令窗口,输入:
pip install esptool .... 等待安装完成 # 最后输出下面代码成功 Installing collected packages: esptool Running setup.py install for esptool ... done Successfully installed esptool-3.2
可以在刷写固件前先执行擦除固件
esptool.py --port COM4(你的端口) erase_flash
刷写固件
芯片接线
刷机设备对应接芯片 3.3V
和 GND
刷机设备 TX
接芯片 RXD
,刷机设备 RX
接芯片 TXD
芯片 IO9
接一根线备用,在刷机时需要接刷机设备 GND
接线参考图片
写入固件
Windows10 桌面新建文件夹 esp32 ,去 Github 下载 firmware 文件夹中 3个固件,并将文件放到刚刚创建好的esp32文件夹中,还有刚刚编译成功的改名固件 firmware.bin 也放在这个文件夹,共有以下 4个固件。
boot_app0.bin / bootloader_dout_40m.bin / partitions.bin / firmware.bin
其他系统刷机根据自己情况选择。
刷写固件前,将 IO09 接到刷机设备 GND ,再插入电脑 USB。
# esptool.py 命令应该是全局命令 # 进入固件所在目录 cd /xxx/xxx/ # 命令窗口粘贴以下命令回车运行 esptool.py --chip esp32c3 --port COM3(改成你的端口) --baud 460800 --before default_reset --after hard_reset write_flash -z --flash_mode dout --flash_freq 40m --flash_size detect 0x0000 bootloader_dout_40m.bin 0x8000 partitions.bin 0xe000 boot_app0.bin 0x10000 firmware.bin
查看是否成功
固件刷写完成后,从电脑拔下刷写设备,将刚刚接地的 IO9
线断开接地,再次插入电脑 USB 通电,等待一会。
登陆你的路由器(刚刚填写Wi-Fi密码的路由器),查找到新连网设备 esp32 ,找到设备 IP 地址复制。
在浏览器中打开此 IP 地址,如果成功加载下面页面并显示正常,就是说明刷写固件成功了,接下来焊接芯片连接电表。
- 数据是没有的,接电表后才有数据
- 下次可以直接在线升级固件,不用刷机了,点击“选择文件”上传更新就好了。
焊接芯片和安装
焊接芯片和元器件
焊接芯片时注意不要有虚焊,PCB板质量一般容易掉焊盘,把握好温度。
连接电源模块和芯片板
电源模块可以用绝缘胶包起来防止短路
改造数字插座
数字插座铜片用的热缩管包起来绝缘作用,电源 L N 线是焊接在铜片上,需要用刀片对塑料外壳做小加工以更好的盖合外壳。芯片下面用了双面胶粘在外壳上,其实不沾也可以,只要做好了绝缘工作。
连接模块和电表
esp32 模块 rs485 通讯线 A(黄),B(橙)依次接正泰电表 24 和 25 端口。
测试功能
先用家中插座接电源测试功能完整性,如果能够获取电表数据并正常显示说明刷写固件成功了,并且焊接没有问题。
装入电箱
⚠️ 强电危险操作,请勿模仿
经过测试没有问题后,断开家中总闸开关,一定要确认家中强电接线情况,并且用测电笔经过检测电压情况,准备工作做好后,按照下面指示图接线,一定不能接错。
产品说明书接线方法(我购买的上图升级款,就是下图中 5(80)A 款)
我是按照上图中接线
自己购买的 6平方电线,接入户空气开关输出端,再接到电表输入端(下面),电表输出端(上面)再接到空开旁边的欠压保护器的输入端(下面)。
数字插座 零N 火L 线接到上面电表旁的空气漏保开关输出端。
esp32 模块 rs485 通讯线 A B 依次接电表 24 25 端口。
数字插座引出黑色天线,尽量不要遮挡以防信号不好。
通电后可以看到智能电表已经在工作了,按 蓝色箭头 按钮可以依次切换显示的各种数据信息,说明书有详细说明。这款电表带背光,一段时间后自动熄灭。
看起来简洁美观,也有安全保障。
配置 HomeAssistant
完成这些操作后,打开 HomeAssistant 后台,进入配置应该就能看到新的 esp32-c3 设备,直接添加就行了,可以在能源中设置相关信息。
可以在 配置 – 能源 中设置一个电费价格,我设置的固定价格,不会弄阶梯价格。
下载文件
CH34x_Install_V1.5.pkg(macOS 10.15 安装无效)
DDSU666 电表说明书.pdf
esp-c3-13u 规格书.pdf
ESP32-C3 资料
GitHub库文件:ESP485-main
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