RBgrid

Cenário: um contador principal

Este é o menor sistema RBgrid útil: um hub e um contador rbAmp STD que mede tudo o que a sua casa retira da rede. É a melhor forma de começar. Todas as outras configurações (circuitos individuais, solar, mais módulos) são esta, com mais pontos acrescentados.

A versão curta desta página é o Quick start.

O que obtém no fim

  • O que a sua casa importa neste momento da rede, em watts e em dinheiro por hora, à sua tarifa.
  • Hoje, o mês até à data e a zona tarifária em vigor, na Overview.
  • Histórico horário, diário e mensal da entrada, com custo, em History.
  • Opcional: os mesmos dados no Home Assistant, através de MQTT.

Escolher o contador

STD-UI1 STD-U3I3
Alimentação monofásica trifásica
Entradas 1 tensão, 1 corrente 3 tensões, 3 correntes
Na aplicação um ponto de entrada um ponto de entrada com a soma e cada fase

Ambos medem nos dois sentidos (importação e exportação), por isso a entrada continua correta se acrescentar solar mais tarde.

O que precisa

  • Uma placa ESP32 com PSRAM e 16 MB de flash: esta é o hub — um ESP32-WROVER, ou, a partir da v1.1.8, um ESP32-S3 (N16R8). Os pinos do barramento abaixo são os do WROVER; no S3 são SDA 8 / SCL 9.
  • O rbAmp STD-UI1 ou STD-U3I3 com os seus sensores de corrente.
  • Um cabo USB e um computador com Python (para o esptool) e curl.
  • O nome e a palavra-passe da sua rede Wi-Fi doméstica. O hub usa apenas Wi-Fi de 2.4 GHz.
  • Um navegador: Chrome, Edge, Firefox ou Safari, para a aplicação servida pelo hub.

Segurança. A entrada de tensão liga-se à rede elétrica. Para qualquer trabalho dentro de um quadro elétrico, chame um eletricista qualificado. Os sensores de corrente prendem-se à volta do condutor e não tocam nele.

Passo 1. Cablar o contador

  1. Configure o módulo para I²C. O hub comunica com o módulo por I²C. Configure o interruptor de interface do módulo para I²C antes de o alimentar: o módulo só lê o interruptor no arranque.
  2. Instale os sensores de corrente. Prenda cada sensor à volta do condutor de alimentação do seu canal, depois do contador da concessionária e antes do disjuntor principal. A seta do sensor aponta no sentido da importação (da rede para a casa). Num STD-U3I3, cada sensor de corrente tem de estar no condutor cuja tensão vai para a entrada correspondente: sensor 1 em L1, 2 em L2, 3 em L3. O módulo calcula a potência de cada fase a partir desse par, por isso uma troca dá potência e fator de potência por fase errados.
  3. Ligue a entrada de tensão através de um fusível: L e N num STD-UI1; L1, L2, L3 e N num STD-U3I3.
  4. Ligue o módulo ao hub com quatro fios: o VIN do módulo ao pino 5 V/VIN da placa (4.5–5.5 V; não 3.3 V), GND, SDA ao GPIO25, SCL ao GPIO26. O VIN alimenta apenas o regulador do próprio módulo; o seu SDA/SCL funcionam a 3.3 V e ligam-se diretamente ao ESP32, sem conversor de nível. Mantenha o cabo até 15 cm. Deixe as resistências de pull-up do módulo como estão: um módulo precisa delas. Com quatro ou mais módulos no mesmo barramento, são cortadas em todos menos um; veja Sensors and modules.
Ligação de um STD-U3I3 e dos módulos Basic UI1, UI2 e UI3 ao hub ESP32 num único barramento I²C: quatro fios para cada módulo, com o VIN do módulo no pino 5V/VIN da placa, GND em GND, SDA em GPIO25 e SCL em GPIO26.
Four modules and the hub on one bus. With four or more modules, the pull-ups are cut on all but one.

O módulo sai da fábrica com o endereço I²C 0x50. Deixe-o aí. No primeiro arranque, um hub novo encontra o módulo em 0x50 e cria por si dois pontos: a grid input (o primeiro canal do módulo) e a voltage. Se o módulo responder noutro endereço, não é criada nenhuma entrada da rede, por isso mantenha o endereço de fábrica neste cenário.

Mais informação: Hardware e o guia de cablagem do rbAmp STD.

Passo 2. Gravar o hub

Descarregue os quatro ficheiros de firmware da versão mais recente: bootloader.bin, partition-table.bin, ota_data_initial.bin e main_release.bin. Ligue a placa por USB e execute o comando esptool das notas da versão. Ele grava os quatro ficheiros nos respetivos endereços. → Build & flash

Depois de gravar, o hub reinicia e abre a sua própria rede Wi-Fi para a configuração.

Passo 3. Ligar o hub à sua Wi-Fi

  1. Num telemóvel ou computador, ligue-se à rede Wi-Fi do hub rbgrid-xxxx com a palavra-passe de configuração RBGRID123. É a mesma em todos os hubs, incluindo os de fábrica, por isso vai alterá-la no passo 6.
  2. Abra http://192.168.4.1.
  3. Escolha a sua Wi-Fi doméstica, introduza a palavra-passe e grave. O hub reinicia e liga-se à sua rede.
  4. Descubra o novo endereço do hub, de uma de três formas:
    • abra http://rbgrid-xxxx.local/, com os mesmos quatro caracteres do nome da Wi-Fi do hub (por exemplo rbgrid-bfac.local). Isto funciona no Windows, macOS e iOS, mas não de forma fiável no Android;
    • ligue-se de novo a rbgrid-xxxx e abra http://192.168.4.1: a página mostra o endereço do hub na sua rede doméstica e uma ligação para a aplicação;
    • procure na lista de dispositivos do seu router.

O hub mantém o seu próprio ponto de acesso ativo. Vai definir a sua própria palavra-passe para ele no passo 6.

Passo 4. Abrir a aplicação web

A aplicação web não faz parte do ficheiro de firmware. Abra-a de uma de duas formas (→ Opening the app):

  • Em webapp.rbgrid.io, sem instalar nada: num computador na mesma rede, abra webapp.rbgrid.io no Chrome ou no Edge, introduza o endereço do hub em Device IP or URL e escolha Connect. Quando o navegador pedir para permitir o acesso a dispositivos na sua rede local, permita.
  • A partir do hub: instale o rbgrid-ui_<version>.zip da mesma versão uma vez, como descrito em Opening the app, e depois abra http://<hub address>/.

A aplicação abre na Overview com um aviso: The hub still has its factory settings. Escolha Set up → para iniciar o assistente. Também está no menu, em System → Setup wizard.

A Overview: o primeiro ecrã assim que a aplicação se liga a um hub

Passo 5. O assistente de configuração

O assistente tem sete passos. Pode movimentar-se entre eles por qualquer ordem, saltar os opcionais e voltar mais tarde: nada fica bloqueado. Um passo que não esteja concluído mostra uma nota, e Done lista o que falta. → Referência completa: First setup: the wizard

5.1 Connection

Mostra o hub com o qual a aplicação está a trabalhar. Nada a preencher.

5.2 Security (opcional)

O API token é uma palavra-passe para alterar as definições do hub. Sem ele, qualquer pessoa na sua rede que abra a aplicação pode alterar as definições ou a tarifa. Atrás do router de casa isto costuma ser aceitável, mas recomendamos definir um.

Escreva um token, escolha Set e anote-o. A aplicação guarda-o neste navegador. Noutro navegador ou dispositivo, terá de o introduzir novamente na primeira vez que alterar uma definição.

5.3 Site & time

  • Site scenario: escolha Home. Isto decide o que a Overview mostra; pode alterá-lo mais tarde e nada reinicia.
  • Site: dê-lhe um Name (por exemplo "My home") e, opcionalmente, Where it is. Até 31 caracteres em cada um. Escolha Save.
  • Time: escolha o seu Time zone e Save. O fuso aplica-se de imediato.
  • Verifique o indicador de estado: deve dizer synchronized. O hub acerta o relógio pela internet (NTP). Se não sincronizar, escolha Sync with NTP. Numa rede sem internet, escolha Use this device's time: o relógio do hub é acertado pelo relógio do seu navegador.

A hora é importante: as zonas tarifárias, "today" e "this month" seguem todos o relógio e o fuso horário do hub. → Time

5.4 Sensors

O passo lista os canais do módulo. Neste cenário, o hub já criou a grid input e o ponto de tensão, por isso não há nada a associar, e o passo fica concluído.

Os restantes canais do módulo (se existirem) aparecem como free. Deixe-os livres por agora.

Só STD-U3I3: medir as três fases.

  1. Recomendado primeiro: abra Settings → Mains e defina Mains system como Three phase. Isto aplica-se de imediato.
  2. Abra Points. No cartão do módulo, escolha Use as the three-phase input e confirme.
  3. Escolha Restart now. Após o reinício, a entrada mede as três fases: a Overview mostra o total, e a página da entrada mostra cada fase (tensão, corrente, potência, fator de potência). O histórico da entrada é mantido.

Este botão está apenas na página Points, não no assistente.

5.5 Tariff (opcional, mas necessário para o dinheiro)

Sem tarifa, o hub conta a energia mas mostra o dinheiro a partir de um exemplo de fábrica. Introduza o seu preço tal como consta na fatura:

  • Currency
  • Price per kWh. Com uma tarifa diurna/noturna, ative There is a night rate (23:00–07:00) e introduza os dois preços.
  • Price as on the bill, incl. VAT: deixe ativo se o preço da fatura incluir IVA, e verifique o VAT, %. Num hub novo começa nos 21 % do exemplo de fábrica; defina a sua taxa. O hub guarda o preço sem IVA e volta a acrescentá-lo.
  • The grid pays per exported kWh: apenas se tiver solar e um contrato de injeção. Caso contrário, deixe vazio: qualquer preço aqui valoriza cada kWh exportado.

Escolha Save the tariff. Com a aplicação v1.1.3, a aplicação pergunta primeiro Replace the hub's tariff?, porque o exemplo de fábrica é um plano mais completo do que o formulário rápido; escolha Replace. A aplicação v1.1.4 substitui o exemplo de fábrica sem perguntar. A partir daí, o dinheiro começa a contar ao seu preço.

A tarifa do assistente reconstrói sempre o plano completo: outras zonas, impostos, taxas e net metering são repostos. Use-a num hub novo. Para alterar um plano existente, use Tariffs. → Tariffs

Se as suas horas noturnas não forem 23:00–07:00, ou se tiver mais zonas, impostos ou taxas, defina o plano em Tariffs.

5.6 Integrations (opcional)

O Home Assistant e outros sistemas de casa inteligente recebem os dados do hub por MQTT. Se não os usar, escolha Skip. → MQTT broker

5.7 Done

Um resumo da configuração:

Row Needed for "All set"
Site: a name other than "Default" yes
Time zone no
Time: synced yes
Tariff: yours, not the factory example yes
Metering points: at least one yes
Security: token set no

Quando todas as linhas obrigatórias estiverem a verde, o título diz All set. Caso contrário, diz Almost done e lista o que falta, com um botão Fix em cada linha. Escolha Go to overview.

Passo 6. Proteger a Wi-Fi do próprio hub

O hub mantém o seu ponto de acesso rbgrid-xxxx, ainda com a palavra-passe de configuração. Enquanto não a alterar, qualquer pessoa por perto pode ligar-se. A Overview e as Settings mostram um aviso até alterar esta palavra-passe e definir um API token (sem token, o hub não diz à aplicação o estado da palavra-passe).

Abra Settings → Hub access point, introduza uma nova palavra-passe (8–63 caracteres: letras latinas, dígitos e símbolos) e escolha Change password. Os dispositivos ligados ao ponto de acesso voltam a ligar-se. → Settings

Passo 7. Verificar que funciona

Abra a Overview:

  • Now mostra a potência retirada da rede e quanto custa por hora à zona tarifária atual.
  • Ligue uma carga conhecida (uma chaleira, um aquecedor). A potência deve subir cerca da sua potência nominal em poucos segundos.
  • Se a potência aparecer como export enquanto só está a consumir, um sensor de corrente está virado ao contrário e precisa de ser rodado no condutor (trabalho dentro do quadro).

Uma casa num módulo de 7 canais: o que a Overview mostra após a configuração

O History começa na primeira hora completa. As vistas diária e mensal enchem-se à medida que o tempo passa. → History

O que vem a seguir

  • Medir circuitos individuais: acrescente módulos rbAmp Basic ou STD, um de cada vez, a partir de Points → Add a module. O hub retira os módulos do endereço de fábrica por si. Até 8 módulos, no firmware do hub v1.1.2 e posteriores. → Sensors and modules
  • Associar os canais livres como pontos (esquentador, cozinha, bomba de calor). Reinicie o hub depois de acrescentar pontos para que passem a guardar histórico. O hub guarda histórico para até 12 pontos; mais pontos mostram apenas valores em tempo real. → Points
  • Refinar a tarifa: mais zonas, imposto sobre a energia, taxa de rede, IVA, um preço de injeção. → Tariffs
  • Home Assistant: ligue um broker. → MQTT broker
  • Dúvidas: FAQ