Questo progetto costruisce il livello di misurazione di un quadro elettrico di officina. Quattro moduli su guida DIN da 35 mm lavorano insieme: un MicroPLC con ESP32 e tre contatori di energia trifase ENM-223-R1. Nove trasformatori di corrente a pinza misurano nove canali, e tutti i dati finiscono in Home Assistant senza cloud e senza abbonamento. La misurazione Modbus a nove canali è quindi il primo strato di un’automazione più ampia, pensata per rendere più semplici le fasi successive: protezioni, distacco dei carichi, controllo del compressore.
Il MicroPLC è il master RS-485 e il ponte verso Home Assistant tramite l’API nativa ESPHome. Non tocca mai un sensore di corrente. Ogni ENM-223-R1 è invece uno strumento autonomo, con front end ATM90E32AS, tre ingressi di corrente, ingressi di tensione per L1/L2/L3/N/PE, due relè a contatto pulito SPDT e una porta RS-485. Continua a misurare e a eseguire la logica di allarme locale anche se il controller, la rete o il server non ci sono. L’alimentazione del quadro è a 24 V DC SELV.
La regola fase-canale che rende utilizzabili le letture
Ogni canale di corrente viene moltiplicato per l’ingresso di tensione con lo stesso numero: CT1 con L1, CT2 con L2, CT3 con L3. La moltiplicazione avviene dentro il chip di misura e prima di arrivare al Modbus. Di conseguenza un ramo monofase alimentato da L1 va pinzato su CT1, altrimenti potenza attiva, potenza reattiva e fattore di potenza risultano errati. Nessun calcolo in Home Assistant può correggerli dopo. Un modulo a tre canali misura quindi o un carico trifase, o tre rami monofase su tre fasi diverse.
Gli ingressi di corrente dei moduli accettano TA con secondario in milliampere. Il fondo scala è 120, 60 o 30 mA con PGA x1, x2 o x4, e resta a 60 mA con l’impostazione di fabbrica. Le pinze usate sono YHDC SCT-013, 100 A : 50 mA, classe 1: 50 mA alla corrente primaria piena, dentro il default di 60 mA.
Indirizzi Modbus, terminazione 120 ohm e primo giorno di consumi
Il bus è una coppia twistata A/B più COM verso ogni nodo, con terminazione da 120 Ω solo ai due estremi fisici. Ogni modulo si configura via USB-C con WebConfig in un browser Chromium: indirizzo Modbus fra 1 e 247, tutti diversi fra loro, baud rate e rapporto dei TA. Le impostazioni restano in flash sul modulo. In Home Assistant il pacchetto ESPHome pronto per l’ENM si prende da GitHub e si istanzia una volta per modulo. La dashboard usa ApexCharts card 2.2.3, card-mod 4.2.1 e Mushroom 5.2.3.
I numeri del primo giorno pieno di registrazioni dicono già molto. Il totale è 2,48 kWh, di cui 2,09 kWh, l’84 %, sono illuminazione. Il compressore dell’officina, monofase da 3 kW su L1, vale 0,35 kWh. Il sollevatore si ferma a 0,04 kWh. Sono valori piccoli, ma è esattamente questo il punto: senza la regola fase-canale rispettata, quei 0,35 kWh del compressore arriverebbero sbagliati e la ripartizione per circuito non avrebbe senso.
Prima di rifare il quadro conviene preparare l’etichettatura. Ogni pinza va segnata alle due estremità con canale, circuito, fase e direzione, perché un CT invertito o spostato di fase falsa le letture senza dare segnali evidenti. Serve poi un alimentatore 24 V DC, un contenitore per guida DIN e i quattro moduli. La pagina del progetto su Hackster.io raccoglie il lavoro completo, con i dettagli del cablaggio e dell’integrazione in Home Assistant.
- MicroPLC con ESP32 come master RS-485 e ponte ESPHome verso Home Assistant
- Tre contatori trifase ENM-223-R1 con front end ATM90E32AS su guida DIN
- Nove pinze YHDC SCT-013, 100 A : 50 mA, classe 1, una per canale
- Alimentatore 24 V DC SELV e contenitore per guida DIN
- Terminazione da 120 Ω solo ai due estremi fisici del bus
Il quadro resta autonomo anche quando la rete cade, perché ogni contatore misura e allarma per conto suo. Inoltre i due relè SPDT di ogni modulo sono già lì per la fase successiva, quella del distacco dei carichi. Con nove canali etichettati e la regola fase-canale rispettata, le letture diventano una base solida su cui costruire le automazioni.
Fonte: https://www.hackster.io/dmitry10/nine-circuits-one-panel-modbus-metering-in-home-assistant-aaa53c
