ESPHome компонент для подключения счетчиков электроэнергии Энергомера CE102M CE207 CE208 CE301 CE303 CE307 CE308 по RS-485 (ГОСТ МЭК/IEC 61107-2011)

1. Назначение
2. Отказ от ответственности
3. Функции
4. Пример отображения в home-assistant
5. Подключение
6. Настройка основного компонента
7. Настройка сенсоров для опроса счетчика
8. Примеры готовых конфигураций
9. Проблемы, особенности, рекомендации

1. Назначение

Компонент для считывания данных с электросчетчиков, поддерживающих протокол МЭК/IEC 61107, таких как Энергомера СЕ102М, СЕ301, СЕ303. Потенциально, может работать и сдругими счетчиками поддерживающими данный ГОСТ. Кроме того, работает и с некоторыми счетчиками Энергомера, заявленными как СПОДЭС (SPds в названии - например CE207-R7.849.2.OA SPds). Проверено на нескольких CE207, СЕ208, СЕ307, СЕ308.

2. Отказ от ответственности

Пользуясь данным ПО пользователь полностью берет на себя всю ответственность за любые последствия.

3. Функции

подключение как безадресное (широковещательный запрос), так и по адресу (9 последних цифр заводского номера),
работа с несколькими счетчиками на одной шине RS485,
работа с несколькими шинами RS485,
индивидуальна настройка сенсоров под конкретные запросы,
работа с массивом возвращаемых значений,
два вида сенсоров: числовой и текстовый,
работа только на скорости 9600 бод,
возможна, но не гарантируется, работа через оптопорт, если он поддерживает начальную скорость 9600 бод

4. Пример отображения в home-assistant

5. Подключение

Устройства:

микроконтроллер Esp (работа провена на модулях на базе esp32, esp32s, esp32s2, esp8266)
- если испольуется UART0, то в модуле логгера нужно отключать вывод в порт (baud_rate:0)
модуль трансивера RS485,
- должен быть расчитан на 3.3 вольта (связка Esp + модуль на max485 расчитаный на 5 вольт может работать некорректно)
- запитываем либо от esp модуля, либо отдельно, земля общая
счетчик электрической энергии (работа проверена со счетчиками Энергомера СЕ102М, СЕ301 версии CE301v11.8s4, СЕ303 версии CE303v11.8s4)
- A+ и B- соединяем с модулем
  - желательно подключение витой парой (А и В переплетены между собой)
  - земли счетчика и модуля 485 не соединяем, а если кабель с экраном/оплеткой - можно соеденить с землей только со стороны модуля для уменьшения наводок
  - если расстояние до счетчика большое, то может понадобиться терминирующий резистор 120 Ом между A и B
- CE301/CE303 в корпусах R32/R33 - необходимо отдельно подавать питание 9-12 вольт на клеммы V+, V-.
- пользуемся документацией на счетчик для уточнения схем подключений

5.1 Рекомендуемый вариант подключения с RS-485 модулем с автоматическим выбором направления передачи

На данный момент в продаже много модулей RS-485 с расширеным набором функций - с логикой автоматического выбора направления передачи, защитными диодами и предохранителями. Эти модули рекомендуются к использованию, т.к. более надежны.
Например, модуль XY-017

┌───────┐           3.3В     ┌─────────────┐                 ┌────────────────┐
│       │            └── VCC ┤             │                 │                │
│  MCU  ├ RX ──────────── RX ┤ RS485<->TTL ├ A ───┐─┐─┐─── A ┤ Электросчетчик │
│ ESPxx ├ TX ──────────── TX ┤   module    ├ B ───└─└─└─── B ┤                │
│       │                    │             │                 │                │
│       │                    │             │          ┌─── + ┤                │
│       ├ GND ────────── GND ┤             │      9-12В ── - ┤                │
└───────┘                    └─────────────┘                 └────────────────┘

Иногда RX/TX на модуле перепутаны - ничего страшного, просто меняем.

5.2 Вариант подключения с классическим RS-485 модулем с 4 входами

Классический модуль с RO/DI/DE/RE входами + общая земля. MAX485 расчитан на 5В, а MAX3485 на 3.3В, хотя первый в 90% случаев прекрасно работает и от 3.3В тоже.

RO - прием,
DI - передача,
DE + R̅E̅ - контроль линии для передачи данных (flow_control_pin в yaml)


┌───────┐           3.3В     ┌─────────────┐                 ┌────────────────┐
│       │            └───VCC ┤             │                 │                │
│  MCU  ├ RX ──────────── RO ┤ RS485<->TTL ├ A ───┐─┐─┐─── A ┤ Электросчетчик │
│ ESPxx ├ TX ──────────── DI ┤   module    ├ B ───└─└─└─── B ┤                │
│       ├ FLOW ──────┬─── RE ┤             │                 │                │
│       │            └─── DE ┤             │          ┌─── + ┤                │
│       ├ GND ────────── GND ┤             │      9-12В ── - ┤                │
└───────┘                    └─────────────┘                 └────────────────┘

5.3 Подключение нескольких счетчиков

Подключение нескольких счетчиков возможно двумя способами:

Подключение к одной шине RS485 - самый простой вариант, просто необходимо параллельно подключить счетчики к одной шине: соединить А c А, B с B

     ┌─────┐    ┌─────┐         ┌─────┐
     │ # 1 │    │ # 2 │  ...    │ # N │
     │ A B │    │ A B │  ...    │ A B │
     └─┬─┬─┘    └─┬─┬─┘         └─┬─┬─┘
       │ │        │ │             │ │
  ─ A ─┴──────────┴───── ... ─────┘ │
  ─ B ───┴──────────┴─── ... ───────┘

Подключение к разным шинам RS485 - нужно подключать два модуля RS485.

6. Настройка основного компонента

Подлючаем внешний компонент из репозитория

external_components:
  - source: github://latonita/esphome-energomera-iec
    refresh: 30s
    components: [energomera_iec]

Конфигурируем UART 9600 7E1:

uart:
  rx_pin: GPIO16
  tx_pin: GPIO17
  baud_rate: 9600
  data_bits: 7
  parity: EVEN
  stop_bits: 1

Основной модуль (hub)

energomera_iec:
  id: ce102m
  update_interval: 30s
#  address: 123456789             # обязательно, если несколько устройств на одной шине
#  receive_timeout: 500ms         # время ожидания ответа от счетчика
#  delay_between_requests: 100ms  # задержка между запросами к счетчику
#  flow_control_pin: GPIO32
#  uart_id: bus_01

address - по-умолчанию пустой, если счетчик один - то адрес не требуется. Если несколько счетчиков - то там указываем его адрес - это последние 9 цифр его заводского номера.
receive_timeout - по-умолчанию 500мс, если ответы длинные - то можем не успеть дождаться ответа - увеличиваем.
delay_between_requests - по-умолчанию 100мс, иногда счетчик может тупить после больших запросов и не успевает принять новый - увеличиваем. важно - больше 1.5с не рекомендую, в счетчиках есть таймаут от 1.5с до 3с - если их не дергают, они считают, что общение закончено и закрывают сессию.
flow_control_pin - указываем, если 485 модуль требует сигнал направления передачи RE/DE
uart_id - если использьзуете несколько портов UART, указать его id

7. Настройка сенсоров для опроса счетчика

Реализованы два типа сенсоров:

sensor - числовые данные, float
text_sensor - текстовые данные в формате "как пришли от счетчика"

sensor/text_sensor:
  - platform: energomera_iec
    # energomera_iec_id: ce102m   # обязательно, если несколько счетчиков
    name: Название сенсора
    request: ЗАПРОС()
    index: индекс ответа, по-умолчанию 1
    sub_index: суб-индекс внутри ответа, по-умолчанию 0 = весь ответ из скобок
    ... остальные стандартные параметры для сенсора ...

Названия функций для запроса берем из документации на счетчик. Если запрос возвращает несколько значений, то, по-умолчанию, берется первое, но можно выбрать указав номер ответа (индекс, начинается с 1). Если в скобках указано несколько значений через запятую, то можно указать какое именно брать (суб-индекс, начинается с 1). Примеры запросов и ответов от счетчика:

Счетчик	Запрос	Ответ счетчика	Индекс	Суб-индекс	Результат
CE102M	`VOLTA()`	`VOLTA(228.93)`	не указан	не указан	228.93
CE301/303	`VOLTA()`	`VOLTA(228.93)VOLTA(230.02)VOLTA(235.12)`	не указан	не указан	228.93
CE301/303	`VOLTA()`	`VOLTA(228.93)VOLTA(230.02)VOLTA(235.12)`	1	не указан	228.93
CE301/303	`VOLTA()`	`VOLTA(228.93)VOLTA(230.02)VOLTA(235.12)`	2	не указан	230.02
*, кроме СПОДЭС	`ET0PE()`	`ET0PE(34261.8262567)(25179.1846554)(9082.6416013)(0.0)(0.0)(0.0)`	2	не указан	25179.1846554
CE307/308	`EMD01(0.0,1)`	`EMD01(20.08.24,0.45991)(0.41342)`	1	2	0.45991
CE307/308	`EMD01(0.0,1)`	`EMD01(20.08.24,0.45991)(0.41342)`	2	не указан	0.41342

Запросы берем из руководств на счетчики. Например, Руководство по эксплуатации CE102M , или Руководство пользователя CE301 и CE303.

Кроме того, оказалось, что некоторые СПОДЭС счетчики Энергомера (например, 307 и 308, и, возможно, также 207 и 208) тоже уверенно отвечают на запросы по стандарту МЭК, но с некоторыми особенностями. Например, там не работает команда ET0PE для получения накопленной энергии. Вместо этого можно использовать команды работы с архивом EMDzz/ENDzz и аналогичные. Документация по командам CE208 и CE308, взятая с форума поддержки Энергомеры.

7.1 Пример. Запрос потребления электроэнергии в кВт*ч

sensor:
  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 2
    name: Энергия Тариф 1
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 3
    name: Энергия Тариф 2
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

7.2 Пример. Запрос даты

Дату счетчик возвращает в формате нн.дд.мм.гг, где - день недели 00 - воскресенье, 01 понедельник. Пример: 03.13.07.24. Превратить это в нормальную дату можно, например,так:

text_sensor:
  - platform: energomera_iec
    name: Date
    request: DATE_()
    filters:
      - lambda: |-
          std::string str{x};
          str.erase(0,3);
          str.insert(6,"20");
          return str;

Некоторые счетчики (например, СЕ207) дату возвращают в формате н.дд.мм.гг, например 3.11.09.24. Поэтому в lambda выражении надо поправить удаление лишних символов: str.erase(0,2);:

text_sensor:
  - platform: energomera_iec
    name: Date
    request: DATE_()
    filters:
      - lambda: |-
          std::string str{x};
          str.erase(0,2); 
          str.insert(6,"20");
          return str;

7.3 Пример. Несколько счетчиков на одной шине

Можно опрашивать несколько устройств на одной шине, необходимо обязательно указывать адрес счетчика. В противном случае счетчики начнут отвечать одновременно и процесс считывания данных будет нарушен.

uart:
    id: bus_1
    rx_pin: GPIO4
    tx_pin: GPIO5
    baud_rate: 9600
    data_bits: 7
    parity: EVEN
    stop_bits: 1

energomera_iec:
  - id: meter_01
    uart_id: bus_1
    address: 123456001
  - id: meter_02
    uart_id: bus_1
    address: 123456002

sensor:
  - platform: energomera_iec
    energomera_iec_id: meter_01
    request: ET0PE()
    index: 1
    name: Электроэнергия. Счетчик №1
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    energomera_iec_id: meter_02
    request: ET0PE()
    index: 1
    name: Электроэнергия. Счетчик №2
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

8. Примеры готовых конфигураций

Важный момент - в примерах имена сенсоров указаны на русском языке для лучшего понимания. При компиляции Esphome заменяет все не-латинские символы на _. И если попадутся два сенсора с одинаковыми названиями с учетом замен - то Home Assistant будет смешивать их данные. Крайне рекомендую в yaml писать на английском/латинице, а уже в HASS переименовывать на русский.

Для однофазного счетчика CE102M

Скачать конфиг ce102m.yaml

esphome:
  name: energomera-ce102m

esp32:
  board: esp32dev
  framework:
    type: arduino

logger:
  level: DEBUG

external_components:
  - source: github://latonita/esphome-energomera-iec
    refresh: 30s
    components: [energomera_iec]

uart:
  rx_pin: GPIO16
  tx_pin: GPIO17
  baud_rate: 9600
  data_bits: 7
  parity: EVEN
  stop_bits: 1

energomera_iec:
  id: ce102m
  update_interval: 30s
#  receive_timeout: 500ms
#  delay_between_requests: 150ms
#  flow_control_pin: GPIO32

sensor:
  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 1
    name: Energy
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 2
    name: Energy T1
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 3
    name: Energy T2
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    name: Current
    request: CURRE()
    unit_of_measurement: A
    accuracy_decimals: 2
    device_class: current
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Voltage
    request: VOLTA()
    unit_of_measurement: V
    accuracy_decimals: 1
    device_class: voltage
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Frequency
    request: FREQU()
    unit_of_measurement: Hz
    accuracy_decimals: 2
    device_class: frequency
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Power Factor
    request: COS_f()
    unit_of_measurement: "%"
    accuracy_decimals: 2
    device_class: power_factor
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Active Power
    request: POWEP()
    unit_of_measurement: kW
    accuracy_decimals: 3
    device_class: power
    state_class: measurement

text_sensor:
  - platform: energomera_iec
    name: Serial Number
    request: SNUMB()
    entity_category: diagnostic

  - platform: energomera_iec
    name: Time
    request: TIME_()
    entity_category: diagnostic

  - platform: energomera_iec
    name: Date
    request: DATE_()
    entity_category: diagnostic
    filters:
      - lambda: |-
          std::string str{x};
          str.erase(0,3);
          str.insert(6,"20");
          return str;

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password
  reboot_timeout: 5min
  power_save_mode: NONE

api:
  password: !secret api_password

ota:
  password: !secret ota_password

Для трехфазных счетчиков CE301, CE303

Скачать конфиг ce303.yaml

esphome:
  name: energomera-ce303

esp8266:
  board: nodemcuv2

logger:
  level: DEBUG

external_components:
  - source: github://latonita/esphome-energomera-iec
    refresh: 10s
    components: [energomera_iec]

uart:
  rx_pin: D5
  tx_pin: D6
  baud_rate: 9600
  data_bits: 7
  parity: EVEN
  stop_bits: 1
  rx_buffer_size: 512

energomera_iec:
  id: ce303
  address: 123456789
  update_interval: 10s
#  delay_between_requests: 50ms
#  receive_timeout: 500ms

sensor:
  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 1
    name: Energy
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 2
    name: Energy T1
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    request: ET0PE()
    index: 3
    name: Energy T2
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    name: Current Phase A
    request: CURRE()
    index: 1
    unit_of_measurement: A
    accuracy_decimals: 3
    device_class: current
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Current Phase B
    request: CURRE()
    index: 2
    unit_of_measurement: A
    accuracy_decimals: 3
    device_class: current
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Current Phase C
    request: CURRE()
    index: 3
    unit_of_measurement: A
    accuracy_decimals: 3
    device_class: current
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Voltage Phase A
    request: VOLTA()
    index: 1
    unit_of_measurement: V
    accuracy_decimals: 3
    device_class: voltage
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Voltage Phase B
    request: VOLTA()
    index: 2
    unit_of_measurement: V
    accuracy_decimals: 3
    device_class: voltage
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Voltage Phase C
    request: VOLTA()
    index: 3
    unit_of_measurement: V
    accuracy_decimals: 3
    device_class: voltage
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Active Power
    request: POWEP()
    index: 1
    unit_of_measurement: kW
    accuracy_decimals: 3
    device_class: power
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Active Power Phase A
    request: POWPP()
    unit_of_measurement: kW
    accuracy_decimals: 3
    index: 1
    device_class: power
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Active Power Phase B
    request: POWPP()
    unit_of_measurement: kW
    accuracy_decimals: 3
    index: 2
    device_class: power
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Active Power Phase C
    request: POWPP()
    unit_of_measurement: kW
    accuracy_decimals: 3
    index: 3
    device_class: power
    state_class: measurement

text_sensor:
  - platform: energomera_iec
    name: Serial Number
    request: SNUMB()
    entity_category: diagnostic

  - platform: energomera_iec
    name: Time
    request: TIME_()
    entity_category: diagnostic

  - platform: energomera_iec
    name: Date
    request: DATE_()
    entity_category: diagnostic
    filters:
      - lambda: |-
          std::string str{x};
          str.erase(0,3);
          str.insert(6,"20");
          return str;

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

api:
  password: !secret api_password

ota:
  platform: esphome
  password: !secret ota_password

Для однофазного счетчика CE207 СПОДЭС

esphome:
  name: energomera-ce207-esp32
  friendly_name: Energomera-ce207-esp32

esp32:
  board: esp32dev
  framework:
    type: arduino

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

api:
  password: !secret api_password

ota:
  platform: esphome
  password: !secret ota_password

external_components:
  - source: github://latonita/esphome-energomera-iec
    refresh: 30s
    components: [energomera_iec]

uart:
  rx_pin: GPIO16
  tx_pin: GPIO17
  baud_rate: 9600
  data_bits: 7
  parity: EVEN
  stop_bits: 1 

energomera_iec:
  id: ce207

sensor:
  - platform: energomera_iec
    request: EMD01(0.0,3)
    index: 1
    sub_index: 2
    name: Energy
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing

  - platform: energomera_iec
    name: Current
    request: CURRE()
    unit_of_measurement: A
    accuracy_decimals: 2
    device_class: current
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Voltage
    request: VOLTA()
    unit_of_measurement: V
    accuracy_decimals: 1
    device_class: voltage
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Frequency
    request: FREQU()
    unit_of_measurement: Hz
    accuracy_decimals: 2
    device_class: frequency
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Power Factor
    request: COS_f()
    unit_of_measurement: "%"
    accuracy_decimals: 2
    device_class: power_factor
    state_class: measurement

  - platform: energomera_iec
    name: Active Power
    request: POWEP()
    unit_of_measurement: kW
    accuracy_decimals: 3
    device_class: power
    state_class: measurement

text_sensor:
  - platform: energomera_iec
    name: Serial Number
    request: SNUMB()
    entity_category: diagnostic

  - platform: energomera_iec
    name: Time
    request: TIME_()
    entity_category: diagnostic

  - platform: energomera_iec
    name: Date
    request: DATE_()
    entity_category: diagnostic
    filters:
      - lambda: |-
          std::string str{x};
          str.erase(0,2);
          str.insert(6,"20");
          return str;

9. Проблемы, особенности, рекомендации

"да должно всё работать" :)
основная проблема - неверно выбранное питание/модуль для 485. еще достаточно часто модули встречаются нерабочие.
при слабом сигнале wifi, esp может терять точку доступа и часто заново подключаться. А если esp одноядерная (например, esp8266 или esp32s2), то это может влиять на сбор данных со счетчика и, в целом, может приводить к неожиданным перезагрузкам
по идее, hardware uart всегда надежнее, но, в целом, software uart и на esp8266 работает без сбоев, если не делать запросы, которые возвращают кучу данных
забавно, что у кого-то бывает работает только software uart, у кого-то - только hardware uart, у многих - и так и так
модуль 485 желательно брать с защитными диодами - наблюдали как умершую esp8266, так и модуль, у которого работала только отправка, а прием не работал
модули 485 с маркировкой пинов rx/tx - иногда rx/tx наоборот :)
внимательно смотрите на номера пинов на esp - ориентируйтесь на распиновку модулей (pinout diagram). Часто производители нумеруют пины на плате совсем не так, как они пронумерованы на чипе esp (например, nodemcu). Указывайте номера, как на чипе (GPIOxx)
при подключении нескольких счетчиков на одну шину - опрос происходит последовательно
при подключении нескольких счетчиков на разные шины - опрос может происходить параллельно и если используется SoftwareSerial, то могут появляться ошибки при считывании, рекомендуется использовать esp32 и только HardwareSerial

Provide feedback

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

README.md

README.md

ESPHome компонент для подключения счетчиков электроэнергии Энергомера CE102M CE207 CE208 CE301 CE303 CE307 CE308 по RS-485 (ГОСТ МЭК/IEC 61107-2011)

1. Назначение

2. Отказ от ответственности

3. Функции

4. Пример отображения в home-assistant

5. Подключение

5.1 Рекомендуемый вариант подключения с RS-485 модулем с автоматическим выбором направления передачи

5.2 Вариант подключения с классическим RS-485 модулем с 4 входами

5.3 Подключение нескольких счетчиков

6. Настройка основного компонента

7. Настройка сенсоров для опроса счетчика

7.1 Пример. Запрос потребления электроэнергии в кВт*ч

7.2 Пример. Запрос даты

7.3 Пример. Несколько счетчиков на одной шине

8. Примеры готовых конфигураций

9. Проблемы, особенности, рекомендации

Files

README.md

Latest commit

History

README.md

File metadata and controls

ESPHome компонент для подключения счетчиков электроэнергии Энергомера CE102M CE207 CE208 CE301 CE303 CE307 CE308 по RS-485 (ГОСТ МЭК/IEC 61107-2011)

1. Назначение

2. Отказ от ответственности

3. Функции

4. Пример отображения в home-assistant

5. Подключение

5.1 Рекомендуемый вариант подключения с RS-485 модулем с автоматическим выбором направления передачи

5.2 Вариант подключения с классическим RS-485 модулем с 4 входами

5.3 Подключение нескольких счетчиков

6. Настройка основного компонента

7. Настройка сенсоров для опроса счетчика

7.1 Пример. Запрос потребления электроэнергии в кВт*ч

7.2 Пример. Запрос даты

7.3 Пример. Несколько счетчиков на одной шине

8. Примеры готовых конфигураций

9. Проблемы, особенности, рекомендации