培正 PZEM-004T 是一个电能监控模块，能够监测家庭用电的电压，电流，频率，实时功率，耗电量等信息；支持通过 UART 协议进行读取；因此可以使用 ESP8266 或者 ESP32 等模块，将用电信息添加到 HomeAssistant 中
硬件
| 硬件 | 价格 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| peacefair PZEM-004T 100A 主机+开合式CT | 42 | 1 | 电表，建议使用开合式CT，不需要改动电路 |
| 220V 转 5V1A 供电模块 | 8 | 1 | 用于为培正电表和 3v 模块供电 |
| 5V 转 3.3V 供电模块 | 3.5 | 1 | 用于为 ESP-01S 模块供电 |
| 40P杜邦线母对母 | 2.6 | 1 | 用于连接所有的模块 |
| 40P杜邦线母对公 | 2.6 | 1 | 用于连接所有的模块 |
##1. ESP-01S 刷入 esphome 固件
运行 esphome 容器
docker run -d \
--name="esphome" \
-p 6052:6052 \
-e TZ=Asia/Shanghai \
--hostname="esphome" \
-v ~/esphome/config:/config \
--privileged \
esphome/esphome
刷入固件
启动后访问 http://localhost:6052/，选择添加设备，完整配置文件如下：
substitutions:
name: "power-monitor"
friendly_name: "Power Monitor"
esphome:
name: ${name}
project:
name: "power.monitor"
version: "1.0.0"
esp8266:
board: esp01_1m # ESP-01/01S
logger:
baud_rate: 0 # 和 UART 冲突，关闭日志
# 启用 Home Assistant API
api:
# 手动升级密码
ota:
password: "12345678"
wifi:
ssid: !secret wifi_ssid
password: !secret wifi_password
# WiFi 连接失败时启用 AP
ap:
ssid: ${name}
password: "12345678"
captive_portal:
web_server:
port: 80
status_led:
pin: GPIO2
# ESP 01/01S 的引脚为 GPIO1 和 GPIO3
uart:
rx_pin:
number: GPIO3
tx_pin:
number: GPIO1
baud_rate: 9600
id: mod_uart
modbus:
send_wait_time: 50ms
uart_id: mod_uart
id: mod_bus
text_sensor:
- platform: version
name: "${friendly_name} Version"
hide_timestamp: false
sensor:
- platform: pzemac
current: # 电流
name: "${friendly_name} Current"
voltage: # 电压
name: "${friendly_name} Voltage"
energy: # 总电量
name: "${friendly_name} Energy"
# 转换成 kWh
filters:
- multiply: 0.001
unit_of_measurement: "kWh"
# 保留小数点后三位
accuracy_decimals: 3
power: # 当前功率
name: "${friendly_name} Power"
filters:
- multiply: 1
unit_of_measurement: "Wh"
accuracy_decimals: 1
frequency: # 频率
name: "${friendly_name} Frequency"
power_factor: # 功率因子
name: "${friendly_name} Power Factor"
update_interval: 15s # 15s 同步一次，太短可能会导致 ESP 不断重启
# 启动时间
- platform: uptime
name: "${friendly_name} Uptime"
id: uptime_sensor
update_interval: 1s
将 ESP-01S 连接到电脑，然后刷入即可
2. 连接培正电表
接线方式如图：
连接好之后将互感线圈挂到入户线或需要测量的电线上，然后通电启动；待启动成功后访问 http://power-monitor.local/(和 esphome 配置中的 substitutions.name一致) 即可看到相关的数据
3. 配置 Home Assistant
在 Home Assistant 添加 ESPHome 组件，将 power-monitor 添加到实体中
配置能源面板
进入 HomeAssistant-配置-仪表盘-能源，添加用电数据，实体选择 Power Monitor Energy
添加后提示 Unexpected device class 和 Last reset missing 错误
因为 ESPHome 传感器没有提供 Home Assistant 需要的重置时间和传感器类型，当配置为能源时，会提示 Last reset missing 和 Unexpected device class 错误；需要在配置文件 configuration.yaml 中为其指定类型和重置时间
homeassistant:
customize_glob:
sensor.power_monitor_power:
last_reset: "1970-01-01T00:00:00+00:00"
device_class: energy
state_class: measurement
重启后即可看到用电信息：
