智能电表DDSU666配ESP32详细安装教程

智能电表DDSU666配ESP32详细安装教程

编程文章jaq1232025-03-07 16:47:5223A+A-

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。

是在网上看到这个大佬
https://github.com/liwei19920307/ESP485 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。

准备工作

打印 PCB 板

去大佬 Github ESP485 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 立创 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 PCB下单 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

图片

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。

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
     unit_of_measurement: "cosΦ" #无法显示可以删除这行#
     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 Docker (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

图片

esptool.py 安装

Python3 安装

使用 Windows10 到 Python 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:\Users\Carl>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。

CH341SER.EXE及其他版本驱动下载

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 ESP485 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 ,再插入电脑刷机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

图片

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。

图片

数据是没有的,接电表后才有数据

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

改造数字插座

连接模块和电表

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

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。

图片

产品说明书接线方法(我购买的升级款)

我是按照上图中接线

数字插座 零 火 线接到上面的空气漏保开关上了。

esp32 模块 rs485 通讯线 A B 接电表 24 25 端口。

数字插座引出天线,尽量不要遮挡以防信号不好。

配置 HomeAssistant

完成这些操作后,打开 HA 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。

图片



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