Главная  /  On-line руководство  /  Измеритель параметров электрической сети PZEM-004T v3.0 (Modbus)

Измеритель параметров электрической сети PZEM-004T v3.0 (Modbus)


Содержание

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



Общие данные

ВНИМАНИЕ!
• PZEM-004T V3.0 или Version 3.0 — это обновленная версия, заменяющая старую версию PZEM004T V1.0. Старая версия больше не производится.
• Новая версия отличается от старой версии более высокой точностью, высокой скоростью обновления и более стабильной связью.
Прошивка «Smacont-ESP» не поддерживает работу со старой версией счетчика.

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

Счётчики измеряют мгновенные значения активной мощности, накопленную энергию (кВт/ч), коэффициент мощности, напряжение, ток, частота сети.


Смаконт. PZEM-004T v3.0. Счётчики электроэнергии

PZEM-004T v3.0. Счётчики электроэнергии

Счётчики электроэнергии PZEM-004T v3.0 предназначены для работы в однофазных цепях переменного тока. Измерение параметров производится при помощи внешних трансформаторов тока (неразъемных или разъемных), что позволяет производить монтаж системы без отключения потребителей.

Измерители PZEM-004T обеспечивают гальваническую развязку от измеряемой сети.

Существует три версии исполнения счетчиков PZEM-004T (не путать с версией «V3.0 или Version 3.0»).


Смаконт. PZEM-004T v3.0. Версии исполнения

PZEM-004T v3.0. Версии исполнения

Рекомендуется применять разъемный трансформатор тока, что обеспечивает большую гибкость при использовании счетчика в различных проектах. Неразъемный трансформатор тока является недорогим вариантом для проектов, где есть возможность установки данного типа трансформатора.

В данной статье рассмотрена в основном рассмотрена работа с версией PZEM-004T-100А. Работа с версией PZEM-004T-10А, отличается только схемой подключения.



Технические характеристики

Напряжение

• диапазон: 80...260В;
• разрешение: 0,1В;
• погрешность: 0,5%.

Ток

• диапазон: 0,01...100А;
• разрешение: 0,001А;
• погрешность: 0,5%.

Активная мощность

• диапазон: 0...23кВт;
• разрешение: 0,1Вт;
• менее 1000 Вт, отображается один десятичный знак, например: 999,9 Вт;
• более 1000 Вт, отображается только целое число, например: 1000 Вт;
• погрешность: 0,5%.

Частота

• диапазон: 45...65Гц;
• разрешение: 0,1Гц;
• погрешность: 0,5%.

Потребление энергии

• диапазон: 0...9999,99кВт/ч;
• разрешение: 1Вт/ч;
• менее 10кВт/ч, единица отображения - Вт/ч (1кВт/ч = 1000Вт/ч), например: 9999Вт/ч;
• более 10кВт/ч, единица отображения - кВт/ч, например: 9999,99кВт/ч;
• программный сброс значения.

Рабочая температура

• диапазон: минус 20 ... +60С;



Схема подключения

Для связи устройства со счетчиком используется интерфейс UART.

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

Счетчик PZEM-004T подключается к устройству «на прямую», без применения дополнительных модулей (см. рис. ниже).


Смаконт. PZEM-004T v3.0. Схема подключения к устройству

PZEM-004T. Схема подключения к устройству

Как видно из схемы, TTL-интерфейс модуля PZEM-004T запитывается от внешнего источника питания 5 В. Это означает, что для корректного обмена данными необходимо подключать все четыре линии (RX, TX, GND, Uпит).

Для организации трехфазного счетчика, схема подключения указана ниже.


Смаконт. PZEM-004T v3.0. Схема подключения трехфазного счетчика

PZEM-004T. Схема подключения трехфазного счетчика

При подключении трех счетчиков PZEM-004T, для коррекной работы по протокоду Modbus, необходимо установить разные адреса на измерителях.



Протокол обмена данными

Обмен данными между PZEM-004T и устройством производится по протоколу Modbus.

Протокол обмен: PZEM-004T-V3-Datasheet-User-Manual.pdf.



Инициализация устройства

Для запроса значений от счетчика PZEM-004T, устройство должно работать в режиме «MODBUS RTU Master», т.е. выступать в роли ведущего (master, client).

Для работы по протоколу «MODBUS RTU», НЕОБХОДИМО РАЗРЕШИТЬ работу UART при помощи действия «serial_SetParam()».

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-004T представлен на рисунке ниже.


Smacont. Инициализация устройства     Smacont. Инициализация устройства

Инициализация устройства

Внимание! Порядок следования байт CRC16: Hi:Low.




Таблица переменных устройства

Карта регистров счётчика электроэнергии PZEM-004T представлена на рисунке ниже.


Смаконт. PZEM-004T. Карта регистров

PZEM-004T. Карта регистров

Создаем следующую таблицу переменных «Vx».


Смаконт. Таблица переменных «Vx»

Таблица переменных «Vx»

При чтении данных из PZEM-004T данные будут сохраняться в переменные «V100»...«V109».




Действия

Как видно из карты регистров счётчика PZEM-004T, необходимо:
1. Прочитать 10ть регистров.
2. Для получения значения «напряжение», значение регистра 0x0000 умножить на 0.1.
3. Для получения значения «ток», объединить регистры 0x0001 и 0x0002 и полученное значение умножить на 0.001.
4. Для получения значения «мощность», объединить регистры 0x0003 и 0x0004 и полученное значение умножить на 0.1.
5. Для получения значения «потребление энергии», объединить регистры 0x0005 и 0x0006.
6. Для получения значения «частота», значение регистра 0x0007 умножить на 0.1.
7. Для получения значения «коэффициент мощности», значение регистра 0x0008 умножить на 0.01.

Создаем действие считывания регистров 0x0000...0x0009 из счетчика PZEM-004T.


Смаконт. Действие считывания регистров из PZEM-004T

Действие считывания регистров из PZEM-004T

1. Создаем множители 0.1, 0.01 и 0.001, для чего присваиваем константе «C1» значение 0.1, а константе «C2» значение 0.01, «C3» значение 0.001.

2. Создаем константу, которая определяет период работы таймера опроса счетчика PZEM-004T (10000 = 10000мсек = 10секунд).


Смаконт. Инициализация констант

Инициализация констант

Создаем действия преобразования переменных «V100», «V107» и «V108» в значения «напряжение», «частота» и «коэффициент мощности».

Действие «modbus_SetRegFormat()» выполняется автоматически, при приеме данных от Slave-устройства. При этом, будет выполнена корректировка значения на заданные коэффициент. В результате, в переменных «V100», «V107» и «V108» будет сохранено значение с десятичной точкой.


Смаконт. Действия преобразования переменных «V100», «V107» и «V108»

Действия преобразования переменных «V100», «V107» и «V108»

Создаем действия преобразования переменных «V101», «V102» в значение «ток», «V103», «V104» в значение «мощность», переменных «V105», «V106» в значение «потребление энергии».

Действие «modbus_SetRegFormat()» выполняется автоматически, при приеме данных от Slave-устройства. При этом, будет выполнена корректировка значения на заданные коэффициент.


Смаконт. Действие преобразования переменных «V101», «V102», «V103», «V104», «V105», «V106»

Действие преобразования переменных «V101», «V102», «V103», «V104», «V105», «V106»

ПРИМЕЧАНИЕ
Порядок следования байт регистров: little-endian byte swap.

Следует учитывать, что результат выполения функции «modbus_SetRegFormat()» будет сохраняться в переменных «V101», «V103», «V105». В переменных «V102», «V104», «V106» будет сохранено значение, которое принято от Slave-устройства в «сыром» виде.

Инициализация таймера «TMR0» для опроса счетчика PZEM-004T выполняется при помощи действия «tmr_SetParam()».


Смаконт. Инициализация таймера «TMR0»

Инициализация таймера «TMR0»





Сценарии

Алгоритм работы устройства (сценарии) заключается в следующем:
1. При подаче напряжения питания на устройство, автоматически будет выполнена инициализация Modbus, UART, TMR0.
2. Периодически опрашивать счётчик электроэнергии PZEM-004T (действие N2). Опрос производится по таймеру «TMR0», по событию «Update». Период опроса 10 сек.
3. Дополнительно можно передавать полученные данные на приложение «MQTT Dash» (по протоколу MQTT) и/или на сайт «Народный мониторинг» (по протоколу GET).


Смаконт. Сценарии

Сценарии

Файл конфигурации, для работы со счетчиком PZEM-004T-V3: скачать.



Программы

Прошивка «Smacont-ESP»:
скачать

«Программа Настройки»:
запусить (только браузер Firefox)
скачать zip-архив

Телеграм канал

Новости

Энергонезависимая память (EEPROM)

Переменные «Vx» (карта переменных «Vx»)

WEB-интерфейс

Действие «wifi_CheckConn()». После подключения к WiFi-сети, выполнить действие с задержкой

Обмен данными. Open Monitoring

Датчики температуры и влажности AHT10/AHT15/AHT20/AHT21/AHT25

Датчик температуры и влажности SHT30 (SHT31/SHT35)

Действие «valueToVx()», «valueToArrVx()». Отслеживание заданного уровня в диапазоне значений

Действие «termostat()». Термостат

ESP-NOW. Датчик температуры и влажности с питанием от батареек

Последовательные интерфейсы (UART, I2C, SPI)

Управление одноканальным модулем реле

Протокол MQTT

Обмен данными. NarodMon

Обмен данными. ioControl



Программы для модулей ESP     Программы     Применения     Справочник         Контакты     SMACONT. Напишите нам smacont@ya.ru