Androidのメモとか

ポキオの日記です。京急は神。

ESP8266で自宅での電力消費量を測ってみようと思った

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電力計じゃなくて、電流計か・・・

どっちでも良いんですが。 自宅がボロアパートなので、常にブレーカーが飛ぶんじゃないかという危機感と同居しています。そこで、ブレーカーが落ちそうなのかどうかを監視するために、電流を測定してみたいと思います。

使うもの

  • ESP8266が乗ったボード
  • ブレッドボード的なやつ
  • いい感じの抵抗2つ(多分10kΩ)
  • クランプ式電流センサー(ゆくゆくは2つ)
  • その他諸々

クランプ式電流センサはこれを使いました。

LILLYエレクトロニクス 交流電流センサーSCT-013から0300-30A非侵襲スプリットコア電流トランス

詳しいスペックが良くわからないんですが、30Aで1V流れそうな雰囲気があります。電極は3.5mmのイヤホンのプラグと同じ形状になってます。電流を見るだけならArduinoで十分なんですが、いい感じのArduinoがなかったので、今回はESP8266が乗ったボードを使っています。

ざっくり配線

ESP8266

相変わらず酷い配線をお許し下さい。先ほどの電流センサに掛かる電圧をボードのAnalog Inputで読み取るわけですが、家庭用電源は交流なので、正値・負値の両方がありえます。流石にAnalog Inputに負値が入力されるとまずそうなので、3.3Vを1kΩの2つの抵抗で分圧させて、理論値1.65Vにセンサーの電圧を足したものを読み取っています。30Aで1Vっぽいので、1.65V以上の電圧が生じることはなさそう。

yhdc sct-013

センサーは配電盤内の大元のブレーカーから伸びてる、それっぽい導線に挟みました。家庭用の電源は単相3線式となっていて、トータルの電流値を測るにはもう一つセンサーが必要になるようですが、今回は1つだけで実験します。

コーディング

コードは至ってシンプルです。

  • 交流なので、瞬間瞬間の電圧を測ってもだめで、ある程度適当にサンプル数を稼いで、それを平均しています・・・が、本当は二乗平均で計算しなければならないそうなので、今度はそうします。

  • 電圧のオフセット値が理論値の1.65Vではなく1.58Vになっているのは、実際の3.3V出力が、ちょうど3.3Vになっていなかったので補正しています。

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  float total = 0;
  int sample = 5000;

  for (int i = 0; i < sample; i++) {
    int sensorValue = analogRead(A0);
    float voltage = sensorValue * (3.2 / 1023.0);
    float current = (voltage - 1.58) * 30;
    total += fabs(current);
  }

  Serial.println(total / sample);
}

動作確認

値は正しいかわかりませんが、なんとなく電流を読み取れていそうです。(でも、どうやって値が正しいか評価するのか・・・)

yhdc esp8266

Learning Esp8266: Build the Internet of Things With the Arduino Ide and Raspberry Pi

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