ESP8266 ve SCT-013 ile Cihaz Bazlı Akım İzleme

Umut ER

Akıllı prizlerin kısıtlamalarından kurtulup kendi enerji monitörünüzü inşa etmek, analog sinyal işleme dünyasına giriş biletidir. SCT-013 bir akım trafosudur; içinden geçen akımı, sekonder sargısında çok küçük bir akıma dönüştürür. Ancak ESP8266’nın ADC girişi sadece 0-1V DC okuyabildiği için, bu AC sinyali hem doğru bir “burden resistor” ile gerilime çevirmeli hem de bir “DC Offset” (bias) ile 1.65V seviyesine yükseltmelisiniz.

1. Donanım ve Devre Topolojisi

Bağlantıları yaparken şu üç kritik noktaya dikkat etmelisiniz:

  • Burden Resistor (33 ohm): SCT-013’ün iki ucu arasına paralel bağlayın. Bu, akım sinyalini ESP’nin okuyabileceği bir AC gerilimine dönüştürür.
  • Gerilim Bölücü (2x 10k ohm): 3.3V ile GND arasına seri bağlayın. Bu dirençlerin birleştiği orta noktadan çıkan kablo, bizim “sanal toprağımız” (1.65V) olacak.
  • Sinyal Birleştirme: SCT-013’ün bir ucunu bu 1.65V orta noktasına, diğer ucunu ise ADC pinine bağlayın. 10uF kapasitörü de ADC pini ile GND arasına yerleştirerek sinyali filtreleyin.

2. Yazılım Entegrasyonu

Donanımı kurduktan sonra, analog veriyi dijital RMS değerine çevirmek için aşağıdaki kodları kullanabilirsiniz.

A. Arduino (EmonLib Kullanımı)

#include "EmonLib.h"
EnergyMonitor emon1;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // 60.6: SCT-013-000 için kalibrasyon çarpanı (Burden R değerine göre değişir)
  emon1.current(A0, 60.6); 
}

void loop() {
  double Irms = emon1.calcIrms(1480); 
  Serial.println(Irms);
  delay(1000);
}

B. ESPHome (Home Assistant Entegrasyonu)

sensor:
  - platform: ct_clamp
    name: "Sunucu Kabini Akım"
    pin: A0
    sensor_ct_pin_factor: 60.6
    update_interval: 5s
    sample_duration: 1s

3. Kalibrasyon ve Hassasiyet

Yukarıdaki kodlarda yer alan 60.6 değeri, devrenizdeki dirençlerin toleransına göre değişir. Hassas bir ölçüm için:

  1. Devreye sabit güç tüketen (örneğin 1000W ısıtıcı) bir cihaz bağlayın.
  2. Multimetrenizle hattan geçen gerçek Amper değerini ölçün.
  3. Kod içerisindeki çarpanı, multimetreden okuduğunuz değerle uyuşana kadar manuel güncelleyin.

4. Güvenlik ve İzolasyon

SCT-013 temassız bir sensör olsa da, devre tasarımı sırasında ESP8266’nın şebekeden tam izole olduğundan emin olun. Sensör kablolarını, ana panodaki faz uçlarına yaklaştırırken izolasyonun tam olduğundan emin olun. Şebeke ile ESP arasında bir kısa devre yaşanması, USB üzerinden bağladığınız tüm ekipmanları yakacaktır.

Özetle: Bu proje, sadece akım okumak değil, bir analog sinyalin RMS ile dijitalleştirilmesi işlemidir. DC offset ve yük direnci hesabı (burden resistor) doğru yapılmadığı sürece bu sensörden alacağınız veriler sadece gürültüden ibaret kalacaktır.