elektor ESP32 エネルギーメーター
仕様
- 電源: 12 Vで最大300 mA
- マイクロコントローラ: ESP32-S3
- ディスプレイの互換性: 基本的な OLED サポートと Adafruit_SSD1306 および Adafruit_GFX ライブラリを備えた OLED ディスプレイ
- Wi-Fi接続: ESPHome経由でHome Assistant統合をサポート
- データロギング: 内蔵 web リモート監視用のサーバー
- 精度: 安定した測定値で住宅用途に適しています
USB-Cポートなしの初期プログラミング
USB-C ポートなしで ESP32 エネルギー メーターを最初にプログラムするには、次の手順に従います。
- ボード上の JP2 ヘッダーに接続された外部 ESP32 プログラマーを使用します。
- 初期プログラミングが完了したら、将来のファームウェア アップデートのために OTA (Over-The-Air) アップデートを有効にします。
USB-Cポートの追加
USB-C ポートを追加する場合は、次の手順に従ってください。
- 必要な SMD コンポーネントを自分で調達します。
- BOM リストについては、プロジェクトの GitHub リポジトリを参照してください。
OLEDディスプレイ接続
OLED ディスプレイを接続するには:
- Adafruit_SSD1306 および Adafruit_GFX ライブラリで動作する OLED ディスプレイとの互換性を確保します。
- 提供されているスケッチに従って基本的な OLED サポートを実行するか、ESPHome ファームウェアを通じて OLED 機能を統合します。
よくある質問（FAQ）Elektor ESP32 エネルギーメーター
Q1. USB-C ポートなしで ESP32 エネルギーメーターを最初にプログラムするにはどうすればよいですか?
USB-Cポートは、安全性、複雑さ、コスト上の理由から意図的に省略されています。ESP32は、ボード上のJP2ヘッダーに接続された外付けESP32プログラマを使用してプログラミングできます。初期プログラミング後、OTA（Over-The-Air）アップデートを有効にすることで、将来のファームウェアアップデートをスムーズに行うことができます。
Q2. USB-Cポートを自分で追加できますか？
はい、可能ですが、必要なSMD部品はご自身でご用意いただく必要があります。Elektorは現在このためのキットを提供していませんが、BOMリストはプロジェクトのGitHubリポジトリでご覧いただけます。
Q3. エネルギーメーターと互換性のあるOLEDディスプレイの種類は何ですか?
エネルギーメーターは、一般的なI²C OLEDディスプレイ（通常はSSD1306チップセット搭載の0.96インチ、128×64インチのOLEDディスプレイ）をサポートしています。より大きなディスプレイ（1.3インチ、1.9インチ）も使用できますが、レイアウトと解像度についてはファームウェアの微調整が必要になります。
Q4. OLEDディスプレイはどのように接続すればよいですか？
OLEDディスプレイをボード上のQwiic互換I²Cポート（K5コネクタ）に接続します。OLEDスクリーンのピン配列が異なる場合は、K5の2つのコネクタオプションで対応できます。
Q5. OLEDディスプレイにはプログラミングが必要ですか?
はい。提供されている初期スケッチには基本的なOLEDサポートが組み込まれており、ESPHomeファームウェアはOLED機能を完全に統合しています。Adafruit_SSD1306およびAdafruit_GFXライブラリを使用してディスプレイをカスタマイズできます。
Q6. Home Assistant統合のためにWi-Fi接続を設定するにはどうすればよいですか？
まず、ESPHomeの web 基本的な設定パラメータを備えたインターフェース。
初期設定後、GitHub リポジトリから詳細な YAML 設定をコピーしてデバイス設定に貼り付け、アップロードします。
Q7. ESPHomeやMQTTなしでもエネルギーメーターは使えますか？
はい、メーターは完全にオフラインで動作し、統合なしでOLED画面にリアルタイムデータを表示します。提供されているMQTTベースのスケッチを変更してMQTT機能を削除し、必要に応じてI²C SDカードモジュールを介してSDカードへのログ記録機能を追加することもできます。
Q8. どのような電源を使用すればよいですか？
必要なトランスは、ESP32-S3 やセンサー、OLED ディスプレイなどの周辺機器に電力を供給するのに十分な、12 V で最大 300 mA を供給する必要があります。
Q9. エネルギーメーターの精度はどのくらいですか？
ESP32エネルギーメーターは、住宅用途に十分な安定した測定値を提供します。産業グレードではありませんが、ATM90E32の校正機能により、家庭用モニタリングに適した許容精度を確保しています。
Q10. ESP32 が応答しなくなった場合、回復できますか?
はい。モジュールが応答する場合は、適切な3.3V ESP32プログラマを使用して再フラッシュしてください。破損している場合は、ESP32-S3モジュールを交換するか、別のESP32モジュールをIOヘッダーに直接接続してください。
Q11. 知っておくべき既知の制限事項や互換性に関する注意事項はありますか?
使用するすべてのインターフェースおよびプログラミングツールが3.3Vのロジックレベルに対応していることを確認してください。ESP32S3は5V信号には対応しておらず、互換性のない機器に接続すると損傷する可能性があります。
Q12. OLED ディスプレイの VCC ピンと GND ピンが逆になっている場合はどうなりますか?
このボードは、一部の OLED 画面でよくある逆の VCC ピンと GND ピンを持つ OLED ディスプレイに対応するために、K5 に 2 つのコネクタ オプションを提供します。
Q13. エネルギーデータをSDカードに記録できますか？
はい、Qwiicコネクタを介してI²C SDカードモジュールを接続できます。データロギングをサポートするには、付属のスケッチまたはファームウェアを変更して拡張する必要があります。
Q14. エネルギーメーターには内蔵の webサーバ？
はい、エネルギーメータープロジェクトには組み込みの webESP32でホストされているサーバー。これは web インターフェースは OLED ディスプレイ データをミラーリングし、ユーザーにエネルギー使用量をリモートで監視するためのもう 1 つの便利な方法を提供します。
Q15. デバイスがWi-Fiに接続できない場合はどうすればよいですか?
YAML設定をよく確認してください。正しいSSIDとパスワードが入力されていること、また、静的IPアドレスとサブネット設定がネットワークと一致していることを確認してください。
Q16. ボリュームの推奨抵抗設定は何ですか？tageと電流検知？
メーターは1:101 volを使用しますtag安全性と柔軟性を確保するために分圧器を設け、ピーク入力電圧20Vの場合、ADCで約±200mVの電圧が得られます。電流検出には、5Vの負荷抵抗で約250mVの電圧が得られ、分解能と熱性能のバランスが効果的に保たれます。必要に応じて、これらの抵抗を調整することで、ADCの利用率を高めることができます。
Q17. フラッシュ書き込みに FTDI や Arduino ボードなどの異なるプログラマーを使用できますか?
ESP32互換プログラマーは3.3Vロジックレベルでのみ使用してください。一部のFTDIやArduinoボードなどの5VロジックデバイスはESP32-S3モジュールを損傷する可能性があるため、使用しないでください。
Q18. プリインストールされたファームウェアは提供されますか?
エネルギー メーターには、ユーザーが好みのファームウェア環境 (ESPHome、MQTT など) を柔軟に選択して構成できるように、意図的にファームウェアがプリインストールされていません。
Q19. 誤って5Vロジックを使用してESP32-S3を損傷した場合はどうなりますか？
破損した場合は、ESP32-S3モジュールをはんだ付け解除して交換できます。あるいは、別のESP32-S3モジュールをIOヘッダー経由で直接接続することもできます。
Q20. 包括的なドキュメントやファームウェアはどこで入手できますか？ampレ？
包括的なドキュメント、ファームウェアexampファイルと完全な部品表 (BOM) は、公式 Elektor GitHub リポジトリで入手できます。
ドキュメント / リソース
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elektor ESP32 エネルギーメーター [pdf] ユーザーマニュアル FNIRSI 2C53P、ESP32 エネルギーメーター、ESP32、エネルギーメーター、メーター |