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지역난방 유량계 ESP로 원격 검침하기

지역난방으로 난방을 하는 집의 가장 불만사항은 내가 얼마나 난방을 했는지 알아내려면 싱크대를 열어서 유량계를 들여다보던지.. 아니면 춥디 추운 바깥에 나가서 매번 원격 검침기의 숫자를 확인해야하는 겁니다.

싱크대 안에 있는 유량계는 아날로그 식이라서 정확한 값을 알아내려면 어쨌든 나가야 합니다.

이게 너무 너무 귀찮아서.. HA를 구축한 김에 저도 원격 검침 해보고 싶었습니다.

그래서 구현해봤습니다. 이 방법은 네이버 모 카페의 어떤 분이 알려주신 방법입니다.

우선 준비물이 있어야겠지요.

제가 구매한 물품은 아래와 같습니다. 저는 납땜 없이 할 수 있도록 구성했습니다.


우선 ESP32 보드

https://www.11st.co.kr/products/3411825790?&xfrom=&xzone=


그 다음에 유량계와 ESP32를 편하게 연동하기 위한 터미널 블록 2P 2개

https://www.11st.co.kr/products/1953440276?&xfrom=&xzone=


그리고 ESP32를 고정할 보드가 필요한데.. 개인적으로 미니 빵판은 권장해드리지 않습니다. ESP32가 생각보다 커서 미니 빵판 하나 크기입니다. 그래서 미니 빵판을 구매하실거면 3개를 구매하시길 권장해드립니다.

아니면 좀 큼지막한 모드 하나 구매하시길 권합니다.


그리고 터미널과 ESP32를 연결할 점퍼케이블이 있어야 하는데.. 저는 그냥 넉넉하게 샀습니다.

https://www.11st.co.kr/products/1946216907?&xfrom=&xzone=


그 다음에 외부 검침기로 값을 보내기 위한 릴레이가 필요합니다.

http://www.funnykit.co.kr/shop/goods/goods_view.php?inflow=naverCheckout&goodsno=9159


자 이제.. 준비물이 모두 모였다면.. 원기옥이 아니라... 조립을 해야겠죠..


우선 HA의 애드온에서 ESPHOME을 설치해주시면 됩니다.

다음에 웹 UI를 여신 다음에 + 버튼을 눌러서 새로운 구성을 등록해주셔야 하는데.. 이름을 잘 결정하시기 바랍니다. 뭐.. 큰 문제는 없지만 나중에 바꾸시려면 ESP를 다시 컴에 연결해서 플래싱을 해야하기 때문에 무지 귀찮습니다.

아.. 그리고 저는 윈도우에서 버추얼박스로 HA를 구동시키고 있기 때문에 이걸 기준으로 설명을 드리겠습니다. 도커나 다른건 관련 자료를 검색해보시기 바랍니다.

이름을 넣고.. 연결할 와이파이의 SSID와 패스워드를 입력해서 구성을 하나 추가합니다.

와이파이는 당연히 2.5GHz를 입력하셔야 합니다.

구성이 추가되었다면 EDIT를 선택하신 다음에 아래 코드를 입력해주시기 바랍니다.


esphome:

  name: boiler-usage

  platform: ESP32

  board: esp32dev

  

preferences: 

  flash_write_interval: 60min

  

logger:


api:  // 나중에 HA의 개발자옵션에서 서비스로 boiler_meter_calibration 을 불러와서 원하는 값으로 글로벌 값을 수정할 수 있습니다.

  services:

    - service: boiler_meter_calibration

      variables:

        meter_counter: float

      then:

        - globals.set:

            id: boiler_meter

            value: !lambda |-

              return id(boiler_meter) = meter_counter;

        - sensor.template.publish:

            id: boiler_remote_meter

            state: !lambda 'return id(boiler_meter);'


ota:

  password: !secret ota_pwd


wifi:

  ssid: !secret main_ap_ssid

  password: !secret main_ap_pwd


  ap:

    ssid: "home hub" // 원하시는 다름 입력하셔도 됩니다.

    password: !secret fallback_ap_pwd


captive_portal:


globals: 

  - id: boiler_meter

    type: float

    restore_value: yes            

    initial_value: '884.59'   //처음에는 그냥 0.0 넣으시고 boiler_meter_calibration 로 나중에 HA에서 글로벌 값을 수정해주시면 됩니다.


binary_sensor:

  - platform: gpio

    name: hot water 10liter pulse      

    pin:

      number: GPIO21

      mode: INPUT_PULLUP

      inverted: true

    filters:

      - delayed_on_off: 50ms       

    on_press:                                           

      then:

        - lambda: |-

            id(boiler_meter) += 0.01;  //그럴일은 없겠지만.. 만약에 유량계의 미터가 소수점 3자리라면 0.01로 고치시면 됩니다.       

        - sensor.template.publish:                    

           id: boiler_remote_meter

           state: !lambda |-

              return id(boiler_meter);        

        - switch.turn_on: boiler_remote_meter_relay_switch       

        - delay: 3s

        - switch.turn_off: boiler_remote_meter_relay_switch

  - platform: status

    name: "Boiler Meter Status"


interval:     

  - interval: 1min                                   

    then:

      - sensor.template.publish: 

          id: boiler_remote_meter

          state: !lambda |-

            return id(boiler_meter);     

            

switch:                                     

  - platform: gpio

    pin: GPIO23

    id: boiler_remote_meter_relay_switch

    name: "Boiler Meter Relay Switch"


sensor:                                  

  - platform: template

    name: Boiler remote meter

    id: boiler_remote_meter

    icon: mdi:counter

    unit_of_measurement: "m³"

    device_class: "gas"

    state_class: "total_increasing"

    accuracy_decimals: 2 // 그럴일은 없겠지만.. 만약에 유량계의 미터가 소수점 3자리라면 3으로 고치시면 됩니다.


코드를 입력하시고 SAVE 를 눌러 저장을 합니다.


그리고 INSTALL을 눌러줍니다. INSTALL 전에 등록한 기기의 Validate를 눌러서 코드에 문제가 없는지 검사하시는 것도 좋은 선택입니다.


ESP32를 등록하고 나면 Wirelessly로 플래싱을 할 수 있지만 지금은 등록이 되어 있지 않으므로 Manual download를 선택해 줍니다. 그러면 등록한 이름.bin 파일이 다운로드 폴더에 저장이 될겁니다.

이제 이 파일을 ESP에 플래싱을 해줘야 합니다.

https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers

에서 드라이버를 받으신 후에 ESP를 컴퓨터에 연결해서 드라이버를 설치해주시면 COM포트에 ESP가 인식이 될것입니다.

그 상태에서 아마 2개의 LED가 깜박이고 있으실 텐데.. BOOT 버튼을 꾸욱 눌러주시면 한쪽 LED가 꺼지면서 플래싱 모드로 변경됩니다.

그러면 https://www.espressif.com/en/support/download/other-tools 에서 Flash Download Tools을 받으셔서 아까 다운로드 받은 파일을 ESP에 플래싱을 해주시면 끝입니다. 프로그램 사용법은 너무 단순해서 생략하겠습니다.

그러면 플래싱한 ESP를 HA가 인식을 하고 등록을 권유하면 등록해주시면 됩니다.

이제 등록한 ESP와 유량계를 연결해보겠습니다.


연결은 아래처럼

해주시면 됩니다.


유량계에서 나오는 전선을 보시면 2가닥입니다. 유량계에서 나오는 전선과 원격 검침기로 나가는 전선의 연결 색상을 기억하시고 위 사진에서 1과 2의 들어오고 나오는 부분을 동일하게 연결해주시면 됩니다. 예를 들어 원격 검침기에서 나가는 전선의 검은색에 원격 검침기의 노란색이 연결되어 있었다면 1번 들어가는 곳에 검은색, 1번 나가는 곳에 노란색을 연결해주시면 됩니다.


1번 전선을 ESP의 GND에 연결하신 다음에 거기서 나오는 전선을 릴레이의 글자가 제대로 보이도록 부착했을 때(제가 위 사진의 릴레이에 KU로 표시해 두었습니다.) 오른쪽 아래에 연결합니다. 릴레이의 핀이 총 4개인데.. 제가 위 사진에 연결해야 하는 핀을 표시해 놓았으니 참조하시 바랍니다. 오른쪽 아래로 들어간 전선 위쪽에서 전선이 나와서 그 부분이 원격 검침기로 나가는 전선으로 연결하시면 됩니다.


2번 전선은 21번으로 들어가서 23번으로 나온 다음에 릴레이 스위치의 왼쪽 아래로 들어가서 왼쪽 위로 나와서 외부 검침기로 연결해 주시면 됩니다.

모두 제대로 연결이 되었다면 난방을 틀어 내부 검침기의 숫자가 HA에 들어오고 그 숫자만큼 외부 원격 검침기 숫자가 변경되는지 확인해 보시고.. 이상이 없다면

개발자 옵션의 서비스에 가셔서 boiler_meter_calibration 서비스를 선택하신 다음에 외부 검침기의 숫자를 입력해서 초기값을 설정해주시면 됩니다.


다음에 HA의 에너지에서 가스에 센서를 등록하시면 되고 필요하시다면 일별, 월별 유틸리티 미터를 만드시면 일별, 월별 사용량도 보실수 있습니다.


utility:

  daily_gas:

    source: sensor.boiler_remote_meter

    name: 난방 사용량

    cycle: daily

  monthly_gas:

    source: sensor.boiler_remote_meter

    name: 월간 난방 사용량

    cycle: monthly


최대한 상세하게 작성한다고 했지만... 부족한 부분이 있다면 댓글 남겨주시면 제가 아는 선에서 답변을 드리도록 하겠습니다.


그런데, 막상 설치를 하고 나니.. 이거.. 나중에 원격 검침기 교체할 때 원복하는 것도 귀찮네요.. 와고 하나 사다놓든지 해야겠네요..

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좀 더 자세한 설정 방법을 원하시면 https://siytek.com/add-esphome-to-home-assistant/ 을 참고하시기 바랍니다. 저도 처음에 이 내용을 보고 따라했습니다.

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