394 lines
15 KiB
Markdown
394 lines
15 KiB
Markdown
# ESPHome DLMS/Cosem PUSH RS485 čtení
|
|
|
|
|
|
[](https://img.shields.io/github/license/Tomer27cz/xt211/blob/master/LICENSE)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
### [[English Version]](README.md)
|
|
|
|
Můj poskytovatel elektřiny (ČEZ Distribuce) mi právě nainstaloval nový chytrý elektroměr. Až do teď jsem používal [Home Assistant Glow](https://glow-energy.io/) pro sledování spotřeby domácnosti. Takže jsem byl nadšený, že se konečně dostanu k novému elektroměru a zkusím z něj číst data. Bohužel to nebylo tak jednoduché, jak jsem doufal, ale po mnoha neúspěšných pokusech se mi to povedlo rozchodit a chci se s vámi podělit o zkušenosti.
|
|
|
|
## Sagecom XT211 - Můj elektroměr
|
|
|
|
[Stránky ČEZ Distribuce pro Sagecom XT211 AMM](https://www.cezdistribuce.cz/pro-zakazniky/potrebuji-vyresit/elektromery-a-odecty/pruvodce-elektromery/xt211-amm) | [Datasheet](documents/Datasheet_Sagemcom_XT211_EN.pdf)
|
|
|
|
|
|
|
|
Sagecom XT211 je třífázový chytrý elektroměr podporující protokol DLMS/COSEM pro datovou komunikaci. Má integrované RS485 rozhraní, které lze použít pro čtení dat. Elektroměr je nastavený na PUSH komunikaci, což znamená, že každých 60 sekund sám odesílá data bez nutnosti dotazování.
|
|
|
|
|
|
|
|
V mém případě byl port elektroměru připojen do zařízení WM-RelayBox, které slouží k dálkovému odpojování dodávky elektřiny. Rozhraní RS485 je přístupné přes RJ12 port na zařízení.
|
|
|
|
|
|
|
|
### WM-RelayBox
|
|
|
|
[Datasheet](documents/WM-RelayBox__Datasheet_2024-ENG_v3.pdf) | [Installation Guide](documents/WM-Relay_Box__Installation_Guide_EN_V3_1.pdf) | [Quick Guide](documents/WM-RelayBox__Quick_Guide_V1_00.pdf)
|
|
|
|
RelayBox se připojuje k elektroměru (přes jeho RJ12 E-Meter port) a přijímá jednosměrné DLMS/COSEM PUSH zprávy a příkazy z Head-end systému prostřednictvím elektroměru.
|
|
|
|
Potom provádí požadované akce relé a zároveň odesílá všechna data z elektroměru do zákaznického rozhraní HAN / P1 (oddělený, galvanicky izolovaný RJ12 port).
|
|
|
|
|
|
|
|
### Zákaznické rozhraní HAN
|
|
|
|
HAN port je izolovaný RJ12 port poskytující přístup k datům odesílaným elektroměrem. Port využívá RS485 komunikaci s následujícím zapojením:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Některé zdroje uvádí, že pin 6 je připojen k zemi, jiné že se nepoužívá. Já mám připojené jen piny 3 a 4, protože pro RS485 potřebuji jen datové vodiče (a měl jsem jen RJ11 kabel bez pinů 1 a 6).
|
|
|
|
| Pin | Signal |
|
|
|-----|-------------|
|
|
| 1 | Not used |
|
|
| 2 | Not used |
|
|
| 3 | Data A (+) |
|
|
| 4 | Data B (-) |
|
|
| 5 | Not used |
|
|
| 6 | GND |
|
|
|
|
### RS485 na TTL převodník
|
|
|
|
Pro připojení HAN portu do ESPHome zařízení jsem použil RS485 na TTL převodník. Konkrétně tento modul z AliExpressu [ TTL To RS485](https://www.aliexpress.com/item/1005006828879851.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.458.667a1802FPpBbB), ale existuje mnoho podobných.
|
|
|
|
|
|
|
|
### Parametry RS485
|
|
|
|
Parametry jsou definované v dokumentu [připojovací podmínky NN](documents/pripojovacipodminkynn.pdf) od ČEZ Distribuce:
|
|
|
|
|
|
|
|
| Parameter | Hodnota |
|
|
|-----------------|----------|
|
|
| Baud rate | 9600 bps |
|
|
| Data bits | 8 |
|
|
| Start bits | 0 |
|
|
| Stop bits | 1 |
|
|
| Parity | None |
|
|
| Flow control | None |
|
|
|
|
## PulseMeter (Home Assistant Glow)
|
|
|
|
Na [Home Assistant Glow](https://glow-energy.io/) jsem měl rád že se hodnoty aktualizovaly celkem rychle (podle frekvence pulzů). Nový elektroměr však posílá PUSH zprávy jen každých 60 sekund, což není ideální pro sledování okamžité spotřeby.
|
|
|
|
Takže jsem to zkombinoval: PulseMeter používám pro okamžitý příkon (W) a DLMS/Cosem z ESPHome pro energii (kWh).
|
|
|
|
Více o PulseMeteru najdeš v dokumentaci [Home Assistant Glow documentation](https://glow-energy.io/).
|
|
|
|
### LM393 Fotodiodový senzor
|
|
|
|
|
|
|
|
# Montáž
|
|
|
|
ESPHome zařízení a RS485 převodník jsem dal do malé projektové krabičky.
|
|
|
|
### [Box.stl](3d%20print/Box.stl)
|
|
|
|
|
|
Krabičku pro fotodiodu jsem převzal z Home Assistant Glow.
|
|
|
|
### [Sensor_bottom_side_v1.stl](3d%20print/Sensor_bottom_side_v1.stl)
|
|
|
|
|
|
### [Sensor_top_side_v1.stl](3d%20print/Sensor_top_side_v1.stl)
|
|
|
|
|
|
Vyrobil jsem rám pro upevnění senzoru na elektroměr XT211.
|
|
|
|
### [Frame XT211 Wide.stl](3d%20print/Frame%20XT211%20Wide.stl)
|
|
|
|
|
|
# Schéma zapojení
|
|
|
|
|
|
|
|
LM393 fotodioda:
|
|
- VCC → 5V
|
|
- GND → GND
|
|
- DO (Digitální výstup) → GPIO6
|
|
- AO (Analogový výstup) → GPIO5 (analogový vstup, volitelné)
|
|
|
|
RS485 na TTL převodník:
|
|
- VCC → 5V
|
|
- GND → GND
|
|
- TXD → RX (GPIO21)
|
|
- RXD → TX (GPIO22)
|
|
|
|
HAN port (RJ12 / RJ11):
|
|
- B- (Data B) → HAN pin 4
|
|
- A+ (Data A) → HAN pin 3
|
|
- GND → pin 6 (volitelné)
|
|
|
|
Activity LED (volitelné):
|
|
- Anoda → GPIO4 (+ 220 ohmový rezistor)
|
|
- Katoda → GND
|
|
|
|
Power Led (volitelné):
|
|
- Anoda → 5V (+ 4700 ohmový rezistor - pro nižší jas)
|
|
- Katoda → GND
|
|
|
|
# Custom ESPHome komponenta
|
|
|
|
Existují dvě verze komponenty v tomto repozitáři:
|
|
- `xt211` - původní verze, kterou jsem použil pro svůj setup, založená na [esphome-dlms-cosem](https://github.com/latonita/esphome-dlms-cosem))
|
|
- `dlms_push` - napsaná od začátku (už nepoužívá Gurux knihovny) se strukturou esphome komponentů, je flexibilnější a snazší na údržbu.
|
|
|
|
- Používám a budu udržovat verzi `dlms_push`, ale verze `xt211` je stále k dispozici pro referenci a pro ty, kteří ji chtějí použít tak, jak je.
|
|
|
|
## ESPHome konfigurace
|
|
|
|
### Kompletní konfigurace: [esphome-smartmeter.yaml](esphome-smartmeter.yaml)
|
|
|
|
```yaml
|
|
esp32:
|
|
variant: esp32c3
|
|
framework:
|
|
type: esp-idf
|
|
```
|
|
|
|
Přidej externí komponentu:
|
|
|
|
```yaml
|
|
external_components:
|
|
- source: github://Tomer27cz/xt211
|
|
components: [dlms_push]
|
|
refresh: 1s
|
|
```
|
|
|
|
[//]: # (The configuration options are:)
|
|
|
|
[//]: # (- `show_log` (optional, default: `false`) - whether to show the log of the DLMS/COSEM communication. This is useful for debugging and first setup, but it can be quite verbose.)
|
|
|
|
[//]: # (- `receive_timeout` (optional, default: `50ms`) - the timeout for receiving data from the meter. If the meter does not send any data within this time, the communication is considered finished and it will be processed.)
|
|
|
|
[//]: # (- `custom_pattern` (optional) - custom COSEM object pattern)
|
|
|
|
Konfigurační možnosti jsou:
|
|
- `show_log` (volitelné, výchozí: `false`) - zda zobrazit log komunikace DLMS/COSEM. To je užitečné pro ladění a první nastavení, ale může být docela obsáhlé.
|
|
- `receive_timeout` (volitelné, výchozí: `50ms`) - časový limit pro přijímání dat z elektroměru. Pokud elektroměr během této doby nepošle žádná data, komunikace se považuje za ukončenou a bude zpracována.
|
|
- `custom_pattern` (volitelné) - vlastní vzor COSEM objektů
|
|
|
|
Až bude komponenta fungovat, můžeš nastavit `show_log` na `false`, aby se logy přestaly zobrazovat.
|
|
|
|
```yaml
|
|
logger:
|
|
baud_rate: 0
|
|
|
|
uart:
|
|
id: bus_1
|
|
rx_pin:
|
|
number: GPIO21
|
|
mode:
|
|
input: true
|
|
pullup: true
|
|
tx_pin: GPIO20
|
|
baud_rate: 9600
|
|
data_bits: 8
|
|
parity: NONE
|
|
stop_bits: 1
|
|
|
|
dlms_push:
|
|
id: my_dlms_meter
|
|
uart_id: bus_1
|
|
```
|
|
|
|
V novějších verzích ESPHome (esp-idf > 5.x) je potřeba pro piny `uart` nastavit pull-up, jinak komunikace nebude fungovat. Proto6e výchozí stav pinů byl změněn na "floating".
|
|
|
|
Používám stejné piny pro RS485 převodník jako pro logger, takže jsem musel logger vypnout nastavením `baud_rate` na 0. Pokud chceš logger ponechat povolený, můžeš použít jiné piny pro logger.
|
|
|
|
### Number sensor (`sensor`)
|
|
Moje spotřeba elektřiny se měří v kWh, ale elektroměr odesílá hodnotu ve Wh. Proto používám lambda filtr k převodu hodnoty z Wh na kWh vydělením 1000.
|
|
|
|
```yaml
|
|
sensor:
|
|
- platform: dlms_push
|
|
id: active_energy_consumed
|
|
name: "Energy"
|
|
obis_code: 1.0.1.8.0.255
|
|
unit_of_measurement: kWh
|
|
accuracy_decimals: 3
|
|
device_class: energy
|
|
state_class: total_increasing
|
|
filters:
|
|
- lambda: "return x/1000.0;"
|
|
```
|
|
|
|
### Binary sensor (`binary_sensor`)
|
|
Binární senzor má hodnotu `false`, pokud je hodnota 0, a hodnotu `true`, pokud je hodnota jakákoli jiná.
|
|
|
|
```yaml
|
|
binary_sensor:
|
|
- platform: dlms_push
|
|
name: "Relay 1"
|
|
obis_code: 0.1.96.3.10.255
|
|
```
|
|
|
|
### Text sensor (`text_sensor`)
|
|
|
|
```yaml
|
|
text_sensor:
|
|
- platform: dlms_push
|
|
name: "Serial number"
|
|
obis_code: 0.0.96.1.1.255
|
|
entity_category: diagnostic
|
|
```
|
|
|
|
### Pulzní měřič (`pulse_meter`) - pro monitorování spotřeby energie (W) v reálném čase
|
|
|
|
```yaml
|
|
time:
|
|
- platform: homeassistant
|
|
id: homeassistant_time
|
|
|
|
number:
|
|
- platform: template
|
|
id: select_pulse_rate
|
|
name: 'Puls rate - imp/kWh'
|
|
optimistic: true
|
|
mode: box
|
|
min_value: 100
|
|
max_value: 10000
|
|
step: 100
|
|
restore_value: yes
|
|
initial_value: 1000
|
|
|
|
sensor:
|
|
- platform: pulse_meter
|
|
name: 'Pulse Power Consumption'
|
|
id: sensor_energy_pulse_meter
|
|
unit_of_measurement: 'W'
|
|
state_class: measurement
|
|
device_class: power
|
|
icon: mdi:flash-outline
|
|
accuracy_decimals: 0
|
|
pin: GPIO6
|
|
|
|
on_raw_value:
|
|
then:
|
|
- switch.turn_on: indicator_led
|
|
- delay: 100ms
|
|
- switch.turn_off: indicator_led
|
|
on_value:
|
|
then:
|
|
- sensor.template.publish:
|
|
id: power_consumption
|
|
state: !lambda 'return x;'
|
|
|
|
# dont know what this does but it was commented out
|
|
internal_filter: 100ms
|
|
|
|
filters:
|
|
# Sensor can quickly transition between on and off (unintendet bevaior)
|
|
# this meter has max load of 13.27 kW (32A - 3 Phase - 240V) = pulse every 270ms at full load
|
|
- debounce: 100ms
|
|
# multiply value = (60 / imp value) * 1000
|
|
# - multiply: 60
|
|
# Clamp to physically possible max (13.3 kW) - if larger then drop the value
|
|
- lambda: |-
|
|
float watts = x * ((60.0 / id(select_pulse_rate).state) * 1000.0);
|
|
if (watts > 13300.0) return NAN;
|
|
return watts;
|
|
|
|
# Update the sensor with an average every 10th second. See
|
|
# https://github.com/klaasnicolaas/home-assistant-glow/#reduce-the-amount-of-data-the-sensors-produce
|
|
# for more information.
|
|
#- throttle_average: 10s
|
|
|
|
# filter out impossible numbers
|
|
- filter_out: NaN
|
|
```
|
|
|
|
### Kombinace spotřeby energie ze senzorů PulseMeter a DLMS/Cosem
|
|
|
|
Vytvoříme senzor `template`, který kombinuje spotřebu energie ze senzorů PulseMeter a DLMS/Cosem. Pokaždé, když se kterýkoli ze senzorů aktualizuje, aktualizuje se i kombinovaný senzor.
|
|
|
|
```yaml
|
|
sensor:
|
|
- platform: template
|
|
id: power_consumption
|
|
name: "Power Consumption"
|
|
unit_of_measurement: 'W'
|
|
accuracy_decimals: 0
|
|
device_class: power
|
|
state_class: measurement
|
|
icon: mdi:flash
|
|
|
|
[... pulzní měřič z výše uvedeného configu ...]
|
|
|
|
- platform: dlms_push
|
|
id: active_power
|
|
name: "Active power consumption"
|
|
obis_code: 1.0.1.7.0.255
|
|
unit_of_measurement: W
|
|
accuracy_decimals: 0
|
|
device_class: power
|
|
state_class: measurement
|
|
on_value:
|
|
then:
|
|
- sensor.template.publish:
|
|
id: power_consumption
|
|
state: !lambda 'return x;'
|
|
```
|
|
|
|
## OBIS kódy ČEZ Distribuce XT211
|
|
|
|
Úplný seznam OBIS kódů naleznete v dokumentu [vp_1-13.pdf](documents/vp_1-13.pdf) od ČEZ Distribuce.
|
|
|
|
| OBIS kód | Hodnota | Popis |
|
|
|-----------------|-----------------|---------------------------------------|
|
|
| 0-0:96.1.1.255 | SN meter | Výrobní číslo elektroměru (Device ID) |
|
|
| 0-0:96.3.10.255 | stav odpojovače | Indikace stavu odpojovače |
|
|
| 0-0:17.0.0.255 | limiter | Hodnota pro limiter |
|
|
| 0-1:96.3.10.255 | stav relé R1 | Stav relé R1 |
|
|
| 0-2:96.3.10.255 | stav relé R2 | Stav relé R2 |
|
|
| 0-3:96.3.10.255 | stav relé R3 | Stav relé R3 |
|
|
| 0-4:96.3.10.255 | stav relé R4 | Stav relé R4 |
|
|
| 0-0:96.14.0.255 | aktuální tarif | Aktuální tarif |
|
|
| 1-0:1.7.0.255 | P+ | Okamžitý činný výkon odběru |
|
|
| 1-0:21.7.0.255 | P+ L1 | Okamžitý činný výkon v L1 |
|
|
| 1-0:41.7.0.255 | P+ L2 | Okamžitý činný výkon v L2 |
|
|
| 1-0:61.7.0.255 | P+ L3 | Okamžitý činný výkon v L3 |
|
|
| 1-0:2.7.0.255 | P- | Okamžitý činný výkon dodávky |
|
|
| 1-0:22.7.0.255 | P- L1 | Okamžitý činný výkon v L1 |
|
|
| 1-0:42.7.0.255 | P- L2 | Okamžitý činný výkon v L2 |
|
|
| 1-0:62.7.0.255 | P- L3 | Okamžitý činný výkon v L3 |
|
|
| 1-0:1.8.0.255 | A+ | Činná energie (+A) |
|
|
| 1-0:1.8.1.255 | A+ T1 | Činná energie tarif 1 (+A) |
|
|
| 1-0:1.8.2.255 | A+ T2 | Činná energie tarif 2 (+A) |
|
|
| 1-0:1.8.3.255 | A+ T3 | Činná energie tarif 3 (+A) |
|
|
| 1-0:1.8.4.255 | A+ T4 | Činná energie tarif 4 (+A) |
|
|
| 1-0:2.8.0.255 | A- | Činná energie (-A) |
|
|
|
|
|
|
# Finální setup
|
|
|
|
Finální konfigurační soubor ESPHome naleznete zde: [esphome-smartmeter.yaml](esphome-smartmeter.yaml)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Finální setup má:
|
|
- Zařízení ESPHome s komponentou DLMS/Cosem
|
|
- Převodník RS485 na TTL
|
|
- Fotodiodový senzor LM393 pro PulseMeter
|
|
- Namontované uvnitř projektové krabičky
|
|
- Připojené k HAN portu WM-RelayBoxu
|
|
- Připojené k Home Assistant přes integraci ESPHome
|
|
- Activity LED pro indikaci detekce pulzu
|
|
- Power LED pro indikaci stavu napájení
|
|
- Napájení přes 5V napájecí zdroj (z USB napájecího adaptéru)
|
|
|
|
## Poděkování
|
|
- [latonita](https://github.com/latonita) - za původní komponentu esphome-dlms-cosem
|
|
|