Ръководство за настройка на електромер с Modbus TCP и Home Assistant

Интегриране на електромер с Modbus TCP в Home Assistant

Modbus TCP е един от най-бързите начини да свържете електромер към Home Assistant. Работи в локалната мрежа, не зависи от интернет връзка и е подходящ за мониторинг на мощността в реално време, автоматизации на базата на соларен излишък, управление на товари и Energy Dashboard на Home Assistant.

Всички актуални електромери IAMMETER поддържат Modbus TCP. Можете да ги интегрирате с Home Assistant по два начина:

1. Modbus интеграция на IAMMETER чрез HACS — конфигурация през интерфейса, автоматично създадени обекти и настройваем интервал на сканиране.
2. Вградената Modbus интеграция на Home Assistant — конфигурация в YAML с директен контрол върху регистрите и сензорите.

Това ръководство обяснява разликите и ви помага да конфигурирате подходящия метод.

HACS Modbus или вградената Modbus на Home Assistant?

И двата метода четат едни и същи локални данни по Modbus TCP от електромера. Основната разлика е как се конфигурират обектите в Home Assistant.

За повечето потребители Modbus интеграцията чрез HACS е по-простият вариант. Използвайте вградената Modbus интеграция на Home Assistant, когато ви е необходим персонализиран списък с регистри, схема за именуване на обекти, правило за мащабиране или интервал на запитване за отделни сензори.

Ако не се нуждаете от бързи обновявания, сравнете алтернативите с HTTP и MQTT в обзора на интеграциите на електромер с Home Assistant.

Преди да започнете

Необходими са ви:

• електромер IAMMETER, свързан към същата LAN мрежа като Home Assistant;
• локалният IP адрес на електромера;
• TCP порт 502, достъпен между Home Assistant и електромера;
• актуална версия на фърмуера на електромера;
• инсталиран HACS, ако изберете интеграцията IAMMETER чрез HACS.

Добра практика е да запазите IP адреса на електромера в рутера. Промяната на DHCP адреса е честа причина работеща Modbus интеграция да стане недостъпна по-късно.

Метод 1: Конфигуриране на IAMMETER Modbus чрез HACS

Modbus интеграцията на IAMMETER чрез HACS е създадена за потребители, които искат бързи локални данни, без да дефинират ръчно всеки регистър в YAML.

Стъпка 1: Инсталиране на интеграцията

1. Отворете HACS в Home Assistant.
2. Потърсете IamMeter Modbus.
3. Инсталирайте най-новата версия.
4. Рестартирайте Home Assistant, ако бъдете подканени.

Информация за проекта и версиите:

• Хранилище на IAMMETER HACS Modbus
• Версии на IAMMETER HACS Modbus

Използвайте най-новата налична версия. Настройката за интервал на сканиране се поддържа от обновената интеграция и се предава на DataUpdateCoordinator.

Стъпка 2: Добавяне на електромера в Home Assistant

1. Отидете на Settings → Devices & services.
2. Изберете Add integration.
3. Потърсете IamMeter Modbus.
4. Въведете IP адреса на електромера и Modbus TCP порта.
5. Изберете подходящия тип електромер или фазова конфигурация.
6. Задайте интервала на сканиране или запазете стойността по подразбиране от 3 секунди.
7. Изпратете формуляра и потвърдете, че устройството и обектите са създадени.

Интеграцията създава различен брой обекти за еднофазни, двуканални и трифазни електромери. По-краткият списък с обекти не означава, че еднофазният модел има ограничена поддръжка в Home Assistant.

Стъпка 3: Проверка на обектите

Отворете устройството IAMMETER в Settings → Devices & services. В зависимост от модела наличните обекти могат да включват:

• напрежение;
• ток;
• активна мощност;
• фактор на мощността;
• внесена енергия;
• експортирана енергия;
• реактивна мощност или реактивна енергия, когато съответният електромер и набор от регистри ги предоставят.

Обектите за внесена и експортирана енергия използват kWh и включват енергийните метаданни на Home Assistant, изисквани от Energy Dashboard.

Стъпка 4: Избор на подходящ интервал на сканиране

Интервалът на сканиране по подразбиране е 3 секунди. Това е практична начална стойност за табла в реално време и автоматизации, базирани на мощността.

Препоръчителни начални стойности:

Настройката от една секунда е заявка за запитване, а не гаранция, че всяко табло на Home Assistant ще се обновява видимо веднъж в секунда. Закъснението в мрежата, броят на регистрите, натоварването на recorder и поведението при обновяване на фронтенда също влияят на резултата.

Избягвайте ненужно агресивно запитване. За повечето автоматизации стабилно обновяване на 2–5 секунди е по-полезно от възможно най-краткия интервал.

Метод 2: Използване на вградената Modbus интеграция на Home Assistant

Home Assistant включва стандартна Modbus интеграция. Този метод е напълно локален и не изисква HACS, но връзката и сензорите се дефинират в YAML.

Следният пример чете напрежение и активна мощност от еднофазен електромер:

modbus:
  - name: iammeter_hub
    type: tcp
    host: 192.168.1.6
    port: 502
    sensors:
      - name: IAMMETER Voltage
        slave: 1
        address: 0
        input_type: holding
        data_type: uint16
        scale: 0.01
        precision: 1
        unit_of_measurement: V
        device_class: voltage
        state_class: measurement
        scan_interval: 5

      - name: IAMMETER Active Power
        slave: 1
        address: 2
        input_type: holding
        data_type: int32
        unit_of_measurement: W
        device_class: power
        state_class: measurement
        scan_interval: 5

Заменете 192.168.1.6 с действителния IP адрес на електромера. Проверете съответната карта на регистрите, преди да добавите още сензори:

• Карта на регистрите на IAMMETER Modbus TCP
• Документация на Home Assistant Modbus

Често използвани регистри на IAMMETER Modbus

Следните адреси илюстрират стандартните фазови блокове, използвани от често срещаните електромери IAMMETER. Винаги използвайте актуалната документация за регистрите като авторитетен източник.

Използвайте документираните мащаб, точност и ред на думите за всеки регистър. Не извеждайте мащаба на енергията от примера за напрежението.

След редактиране на YAML:

1. стартирайте проверката на конфигурацията на Home Assistant;
2. рестартирайте Home Assistant;
3. отворете Developer tools → States;
4. потвърдете, че новите обекти имат правдоподобни стойности и мерни единици.

Добавяне на внесена и експортирана енергия към Energy Dashboard

Energy Dashboard на Home Assistant се нуждае от кумулативни енергийни обекти, а не от моментна мощност.

За ръчно конфигуриран Modbus енергиен сензор включете подходящите метаданни:

unit_of_measurement: kWh
device_class: energy
state_class: total_increasing

След това отидете на Settings → Dashboards → Energy и изберете обекта за внесена енергия като потребление от мрежата (grid consumption), а обекта за експортирана енергия като връщане към мрежата (return to grid).

Не избирайте обект за активна мощност, измервана във ватове, за енергийно поле в Energy Dashboard. Мощността показва текущата скорост; внесените/експортираните kWh отчитат кумулативна енергия.

Поддържани модели IAMMETER

Всички актуални електромери IAMMETER поддържат както HACS Modbus, така и вградената Modbus интеграция на Home Assistant.

WEM3046T и WEM3046TE измерват вторичния изход 5 A на външен токов трансформатор. За да получите действителния ток, мощност и енергия от първичната страна, трябва да се приложи правилният коефициент на трансформация. Това е характеристика на измервателната система с 5 A токов трансформатор, а не ограничение за съвместимост с Home Assistant или Modbus.

Могат ли Modbus и IAMMETER Cloud да работят едновременно?

Да. Home Assistant чете Modbus TCP локално, докато електромерът може да продължи да качва данни в IAMMETER Cloud. Не е необходимо да превключвате електромера в режим на качване по MQTT, за да използвате Modbus.

Така получавате два допълващи се изгледа:

• бързи локални данни и автоматизации в Home Assistant;
• дългосрочни отчети, анализ на разходите за електроенергия, анализ на соларната енергия и отдалечен достъп в IAMMETER Cloud.

Избягвайте множество клиенти на Modbus с висока честота

Използвайте един активен клиент за Modbus TCP запитване на електромер като безопасен модел за внедряване. Не конфигурирайте Home Assistant, Node-RED, PLC и друг логер да запитват един и същ електромер независимо и с висока честота.

Ако няколко системи се нуждаят от едни и същи измервания на живо, нека една система да чете Modbus и да разпространява данните, или използвайте MQTT архитектура, при която множество потребители се абонират към брокер.

Отстраняване на проблеми

Home Assistant не може да се свърже към порт 502

• Потвърдете, че Home Assistant и електромерът са в една и съща достъпна мрежа.
• Проверете IP адреса на електромера и го запазете в рутера.
• Проверете дали TCP порт 502 не е блокиран от защитна стена или правило за VLAN.
• Уверете се, че друг Modbus клиент не държи или не отваря повторно връзката непрекъснато.

Обектите са недостъпни или стойностите не се променят

• Потвърдете избрания тип електромер/фаза в интеграцията чрез HACS.
• При YAML проверете slave ID, адреса на регистъра, типа данни, мащаба и реда на думите.
• Увеличете временно интервала на сканиране, за да изключите прекалено агресивно запитване.
• Рестартирайте интеграцията след промяна на IP адреса на електромера.

Стойностите са неправдоподобно високи или ниски

• Проверете мащабирането на регистрите и типа данни.
• За WEM3046T/WEM3046TE проверете коефициента на външния токов трансформатор.
• Потвърдете, че обектът съответства на очакваната фаза или измервателен канал.

Енергийните обекти не се появяват в Energy Dashboard

• Използвайте кумулативна внесена/експортирана енергия в kWh.
• Потвърдете device_class: energy.
• Потвърдете state_class: total_increasing.
• Не използвайте обект за мощност във ватове.

Създаване на автоматизации с данни за мощността в реално време

След като Modbus обектите работят, Home Assistant може да използва активната мощност или мощността на експорт към мрежата, за да управлява други устройства. Примери:

• управление на реле от данни за мощността по Modbus в реално време;
• зареждане на електрически автомобил, когато соларният експорт надвиши зададен праг;
• загряване на вода с наличния соларен излишък;
• уведомяване на потребителя, когато домакинското потребление надвиши лимит;
• намаляване на управляем товар преди внасяне на скъпа електроенергия в пикови часове.

Дръжте ръководството за интеграция фокусирано първо върху установяването на надеждни данни. Добавяйте логика за управление само след като проверите конвенцията за знаците, мерните единици, интервала на обновяване и поведението, когато електромерът стане недостъпен.

Свързани ръководства за Home Assistant

• Сравнете всички методи за интеграция на IAMMETER с Home Assistant
• Конфигуриране на електромер с MQTT сървър
• Home Assistant MQTT Discovery за електромер
• Мониторинг на соларна енергия в Home Assistant
• Home Assistant и Grafana