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Sistema de monitorização de consumo energético com nodemcu, PZEM e emoncms

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José Rosado Posted: 12 Feb 2018 20:02

Começo esta thread com um pequeno vídeo para deixar água na boca (ou se calhar não):

 

Isto é apenas um pequeno exemplo do que pode ser feito. O que é preciso?

Um nodemcu  - https://www.ebay.co.uk/itm/NodeMCU-Lua-ESP8266-Development-Board-ESP12-ESP-12-with-CP2102-USB-UK-Seller/322485098225?hash=item4b159c16f1:m:mNkQGcU0dvkTkc5Hs9294LA

Um ou mais PZEM-T004, dependendo de quantos elementos pretendemos monitorizar (consumo total da casa, produção dos painéis fotovoltaico, etc..) - https://www.ebay.co.uk/itm/Digital-AC-Multifunction-Meter-Watt-Power-Volt-Amp-Current-Test-Module-PZEM-004T/152878820115?hash=item239849ab13:g:PJ4AAOSwy1NaaEao

Fonte de alimentação: qualquer daqueles carregadores USB dos telemóveis serve e arranjam-se baratecos nos chineses

Opcional: Um ecrã LCD para o arduino  - https://www.ebay.co.uk/itm/With-Without-IIC-I2C-TWI-1602-Serial-Backlight-LCD-Module-YwRobot-For-Arduino/262983388221?hash=item3d3b080c3d:m:mbo7oGHheXz4EnFaF39NzOg

 

O PZEM liga ao ESP8266/nodemcu que com o respectivo código vai buscar a informação pertinente (Tensão, Corrente, Potência) e envia-a a periodicamente para um servidor emoncms - https://emoncms.org/

Neste site é possível criar uma conta para enviarmos os nossos feeds. Para quem não queira enviar esta informação para a net, é possível criar um servidor caseiro com um raspberry pi e instalar o emoncms. No meu caso vou instalar no meu NAS.

No emoncms é possível criar dashboards como o que viram no vídeo, totalmente customizavel:

 

Ou utilizar aplicações que podem mostrar o vosso consumo e gasto ao longo do tempo:

Existem inclusive aplicações para monitorizar a produção de energia solar, custos em bi-horário, etc...

 

Requer-se: alguma habilidade com ligações eléctricas e electrónicas. Saber programar no arduino e muita pesquisa. Para dar ideia, estes dois dias que estou a curar uma gripe foram passados essencialmente a colocar o nodemcu a comunicar com o PZEM e descobrir como enviar a informação para o emoncms. Depois de se saber isto, fica a idea que é muito mais simples do que parecia e um gosto muito doce na boca Big Smile

 

Mais capítulos se seguirão Stick out tongue

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José Rosado replied on 21 Feb 2018 23:28

E a coisa começa a compor-se Big Smile. Neste momento está montado um modulo que esta noite vai medir o carregamento do Mancha Branca. Eis os dados que ele está a fornecer:

 

Aquele "picozinho" no gráfico em baixo foi o resultado de uma experiência a carregar um bocadinho o Mancha Branca. Amanhã deverei ter dados e um gráfico do carregamento completo (está com 58%). De notar que esta página é totalmente configurável. O resultado daquele bocadinho de carga dá dados para aqui:

 

Onde também é possível obter custos:

 

É possível notar um bugzito que é quando não existiu consumo em determinado tarifário, são apresentados valores negativos..algo passível de ser corrigido..

 

Quero também ver se consigo diminuir a altura do gráfico para se verem os valores dos custos sem ter de andar com o scrooll vertical. 

 

Mais capítulos se seguirão Stick out tongue

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tanto te melguei que finalmente o sistema sai do papel... excelente trabalho

estou quase a fazer anos, vamos lá ver se 365 depois consigo montar isso aqui em casa :D

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José Rosado replied on 22 Feb 2018 10:26

João Ferreira:
depois consigo montar isso aqui em casa :D

Dado que estou a incluir a opção de updates via web, sempre que houver modificações de código envio-te o ficheiro e só tens de fazer o update Stick out tongue

Entretanto, hoje de manhã ainda durante a carga:

 

E o histórico da carga toda durante a noite:

 

Engraçado ver no final a fase de balanceamento. 

O sistema mediu um total de consumo de 13,57kWh. O contador que tenho montado no quadro mediu 13,4kWh. Pequenas diferenças que se devem à precisão de cada sistema. A App para contabilização de custos só apresenta os custos de cada dia no dia seguinte, de modo que nesse lado ainda não existem alterações. 

 

Entretanto comecei a modificar um bocado mais o look, estando agora assim:

 

Do lado esquerdo será um gráfico com o consumo diário. Ainda não mostra nada, porque só hoje é que criei o feed, de modo que ainda não dados e não vai buscar ao histórico. 

 

Não percam o próximo episódio, que nós também não Stick out tongue

 

P.S.: Sintam-se à vontade para comentar, dar sugestões e perguntar!

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José Rosado replied on 23 Feb 2018 0:21

Agora que já chegamos ao dia 23, já temos as estatísticas para o dia 22, nomeadamente:

O consumo que afinal totalizou 13.4 kWh, com 13.3 kWh em vazio e 0.1kWh fora de vazio. Se relembrarem o gráfico da potência ao longo do tempo, o carro só acabou de carregar um bocado depois das 8h00, daí este pequeno consumo depois dessa hora. Afinal bateu certo com o medidor de energia, sendo que os restantes 0.17 kWh para chegar aos 13,57kWh devem ter vindo de umas experiências anteriores. E claro, que é possível obter o custo também:

 

1.37€ resultado de 1.36 no vazio (deve estar arredondado) + 0.02€ fora do vazio ()também arredondado, de certeza).

 

E amanhã há mais Wink

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José Rosado replied on 23 Feb 2018 9:21

Mais umas imagens, desta vez da carga de hoje à noite:

E os custos desta carga:

Torna-se tão fácil fazer o registo no sprimonitor assim Big Smile

Próximo post para falar melhor sobre o sistema, começando pelo nodemcu Wink

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cada vez gosto mais do que vejo :) 

Rosado admite lá que chatear-te a cabeça para arrancares com este projeto valeu a pena Big Smile

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João Ferreira:
Rosado admite lá que chatear-te a cabeça para arrancares com este projeto valeu a pena

 

A ideia já vinha de há bastante tempo atrás. O aparecimento dos nodemcu e os PZEM facilitaram em muito a implementação. 

 

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José Rosado replied on 16 Mar 2018 13:33

Nova entrada para reportar o acrescento do sistema de monitorização principal. Este módulo monitoriza o consumo de toda a casa. Além disso, resolvi incluir-lhe mais algumas funcionalidades, nomeadamente um pequeno botão que vai permitir (quando carregado) apresentar no ecrã os dados dos outros módulos (neste momento apenas existe o que monitoriza os carregamentos do carro) e um RTC  (Real Time Clock) que se acerta todos os dias às 2 horas da manhã através do protocolo NTP. Para apresentar mais informação, inclui um ecrã de 4 linhas por 20 colunas. Eis o sistema aqui ainda na bancada de testes:

 

 

Aqui na fase de montagem junto do quadro principal: 

(Grande a confusão de "fiarada" Angel)

E agora já ligado com pormenor do ecrã principal:

E finalmente com a caixa fechada e a funcionar:

 

Neste momento apenas lê os dados do consumo total da casa e envia-os para o emoncms. Falta o software para ir buscar os dados ao outro módulo e mostrar no ecrã (pressionando o botão) durante 10s. Mas como o código inclui o update por página web, é só compilar o novo código e fazer o upload (ou seja, não é preciso abrir a caixa para ligar o módulo ao PC). 

O Dashboard do emoncms teve entretanto de ser modificado:

 

Ainda em projecto no entanto, sendo que irá sofrer mais algumas modificações Wink

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Isto vai... Esperem até ver a versão 2.0 aqui para o serrano

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