SMACONT | Измеритель параметров электрической сети PZEM-003

Содержание

Общие данные
Технические характеристики
Схема подключения
Протокол обмена данными
Инициализация устройства
Таблица переменных устройства
Действия
Сценарии

Общие данные

Счётчики электроэнергии (измерители параметров электрической сети) применяются для энергоменеджмента, технического учёта и мониторинга качества электропитания.

Счётчики измеряют мгновенные значения мощности, накопленную энергию (кВт*ч), параметры качества электроэнергии, такие как напряжение, ток.

PZEM-003. Счётчики электроэнергии

Счётчик электроэнергии PZEM-003 предназначен для работы в цепях постоянного тока. Измерение параметров производится при помощи внутреннего шунта.

Технические характеристики

Напряжение

• диапазон - 0,05...300В;
• разрешение - 0,01В;
• погрешность - 1%.

Ток

• диапазон - 0,01...10А;
• разрешение - 0,01А;
• погрешность - 1%.

Мощность

• диапазон - 0,1...3кВт;
• разрешение - 0,1Вт;
• погрешность - 1%.

Потребление энергии

• диапазон - 0...9999кВт/ч;
• разрешение - 1Вт/ч;
• погрешность - зависит от накопленного значения.

Схема подключения

PZEM-003. Схема подключения

Для связи устройства со счетчиком используется интерфейс RS485.

По умолчанию установлены следующие параметры:
• скорость передачи 9600;
• 8 бит данных;
• 1 стоповый бит;
• без контроля четности.

Для связи PZEM-003 с устройством (см. рис. ниже) применяется модуль конвертера TTL в RS485 ver2.0 на базе микросхемы MAX3485 («XY-017»).

PZEM-003. Схема подключения к устройству

Достоинством модуля «XY-017» является наличие автоматического переключения направлением прием/передача.

Модуль конвертера TTL в RS485 ver2.0 на MAX3485 - «XY-017»

Возможность автоматического переключения направления прием/передача позволяет освободить GPIO в устройстве для других целей.

Протокол обмена данными

Обмен данными между PZEM-003 и устройством производится по протоколу Modbus.

Протокол обмена

Инициализация устройства

Для запроса значений от счетчика PZEM-003, устройство должно работать в режиме «MODBUS RTU Master», т.е. выступать в роли ведущего (master, client).

Инициализация устройства, для работы в режиме «MODBUS RTU Master», выполняется в соответствии с инструкцией, за исключением того, что нет необходимости использовать дополнительный GPIO для управления переключением режима прием/передача.

Вариант настройки устройства (под управлением прошивки «Smacont-ESP») для работы со счетчиком PZEM-003 представлен на рисунке ниже.

Инициализация устройства

Внимание! Порядок следования байт CRC16: Hi:Low.

Таблица переменных устройства

Карта регистров счётчика электроэнергии PZEM-003 представлена на рисунке ниже.

PZEM-003. Карта регистров

Создаем следующую таблицу переменных «Vx» и «Vraw».

Таблица переменных «Vx» и «Vraw»

При чтении данных из PZEM-003 данные будут сохраняться в переменные «V100»...«V105». После пересчета, данные будут сохраняться в переменные «V12»...«V15».

Действия

Как видно из таблицы выше, необходимо:
1. Прочитать 6-ть регистров.
2. Для получения значения напряжения, значение регистра 0x0000 умножить на 0.01.
3. Для получения значения тока, значение регистра 0x0001 умножить на 0.01.
4. Для получения значения мощности, объединить регистры 0x0002 и 0x0003 и полученное значение умножить на 0.1.
5. Для получения значения потребление энергии, объединить регистры 0x0002 и 0x0003.
6. Регистры 0x0006 и 0x0007 не используются.

Создаем действие считывания регистров 0x0000...0x0005 из PZEM-003.

Действие считывания регистров из PZEM-003

Создаем множители 1, 0.1 и 0.01, для чего присваиваем константе «C0» значение 1, константе «C1» значение 0.1, а константе «C2» значение 0.01.

Инициализация констант

Создаем действие преобразования переменных «V100» и «V101» в значения напряжения (переменная «V12») и тока (переменная «V13»).

Действие преобразования переменных «V100» и «V101» в значения напряжения и тока

Создаем действие преобразования переменных «V102», «V103» в значение мощности (переменная «V14»), а переменных «V104», «V105» в значение потребления энергии (переменная «V15»).

Действие преобразования переменных «V102», «V103», «V104», «V105»

ПРИМЕЧАНИЯ
1. Порядок следования байт регистра «Vraw»: little-endian byte swap.
2. Умножение на «1» (заглушка), в действии N3, создано, чтобы одним действием преобразовать два значения (чтобы не создавать дополнительное действие).

Сценарии

Алгоритм работы устройства (сценарии) заключается в следующем:
1. При подаче напряжения питания на устройство, выполнить инициализацию для работы по протоколу Modbus (действие N0).
2. Периодически опрашивать счётчик электроэнергии PZEM-003 (действие N1). Опрос производится по таймеру «TMR3», по событию «Update». Период опроса 10 сек.
3. При получении данных от PZEM-003 (по событию «Update»), запускать действия N2 и N3 для преобразования данных.
4. Передавать полученные и преобразованные данные на приложение «MQTT Dash» (по протоколу MQTT) и на сайт «Народный мониторинг» (по протоколу GET).

Передача показаний счётчика электроэнергии PZEM-003 на сайт «Народный мониторинг» осуществляется каждые 5 минут по таймеру «TMR7» (по событию «Update»).

Инициализация таймеров «TMR3» и «TMR7».