yaml layout updates to v1.x

2026-02-25 21:05:21 +13:00
parent 61b0c64a1e
commit a8d2927274
44 changed files with 6521 additions and 4689 deletions
@@ -1,15 +1,30 @@
-##########################################################################################
-##########################################################################################
-# MAIN HOUSE 3 PHASE POWER MONITOR
-# Power Monitor using 3x PZEM004 for 3 phase monitoring plus energy monitoring for 32A EV Charger
+#:########################################################################################:#
+# TITLE: MAIN HOUSE 3 PHASE POWER MONITOR
+# zorruno.com layout v1.1 2026
+#:########################################################################################:#
+# REPO:
+# https://home.fox.co.nz/gitea/zorruno/zorruno-homeassistant/src/branch/master/esphome/esp-mainpowermonitor.yaml
+#:########################################################################################:#
+# VERSIONS:
+# v1.3 2026-02-25 Updated yaml to zorruno layout V1.1
+# v1.2 2026-02-25 Updated yaml to zorruno layout V1.1. Added EV charging binary sensor
+#      and EV power rolling average (default 5 min). Clarified EV pulse notes.
+# v1.1 2026-02-21 Fix globals array init compile error, reduce flash writes (globals update_interval)
+# v1.0 2026-02-21 Initial Version
+#:########################################################################################:#
+# HARDWARE:
+# - Wemos D1 mini (ESP8266)
+# - 3x PZEM-004T V3 (Modbus, 9600 baud)
+# - DHT11 (GPIO2)
+# - EV pulse input (GPIO14)
+#:########################################################################################:#
+# OPERATION NOTES:
+# - Power Monitor using 3x PZEM-004T V3 (Modbus) for 3-phase monitoring
+# - Pulse input energy monitoring for 32A EV Charger (2 Wh per pulse)
+# - Adds a 5 minute rolling average for EV power to avoid spiky readings at low loads
+# - Adds a binary sensor to indicate when the EV charger is operating (threshold configurable)
 #
-# Hardware: Wemos D1 mini (ESP8266) + 3x PZEM-004T V3 (Modbus) + DHT11 + EV Pulse Input
-#
-# V1.1 2026-02-21 Fix globals array init compile error, reduce flash writes (globals update_interval)
-# V1.0 2026-02-21 Initial Version
-#
-# NOTES
-# - PZEM-004T V3 uses Modbus over UART at 9600 baud.
+# NOTES:
 # - UART is on GPIO1 (TX) and GPIO3 (RX). Logger UART is disabled (baud_rate: 0).
 # - You will usually need to disconnect PZEM UART wires while flashing via USB.
 # - DHT11 is on GPIO2 (boot-strap pin and D1 mini onboard LED pin). Usually OK, but if you ever
@@ -17,23 +32,35 @@
 # - PZEM "energy" from ESPHome pzemac is in Wh, converted to kWh in this YAML.
 # - Phase mapping requested: Red=0, Yellow=1, Blue=2 (Tasmota-style). In ESPHome pzemac Modbus
 #   addresses must be 0x01..0xF7, so this YAML maps to Red=0x01, Yellow=0x02, Blue=0x03.
-# - 365-day history array is RAM-only (not restored) to avoid ESP8266 restore limits and flash wear.
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+# - EV pulse power at very low load is inherently "chunky" due to 2 Wh pulses. Energy totals
+#   remain accurate. Rolling average reduces spikes but can still read 0 W between infrequent pulses.
+#:########################################################################################:#
+# OFFLINE NOTES:
+# a) Home Assistant OFFLINE, WiFi OK
+#    - Device continues measuring power, energy, and pulses locally.
+#    - MQTT/API publishing will fail until HA is back.
+# b) WiFi OFFLINE (LAN down), Device powered
+#    - No SNTP updates, so time may become invalid or drift (depending on last sync).
+#    - Power and energy totals continue accumulating, but period rollovers (today/month/year)
+#      will not update unless time is valid.
+# c) Entire WiFi/Network OFFLINE
+#    - Accurate time IS needed for daily/monthly/year rollovers (SNTP required for correct period boundaries).
+#    - Loss of network will drift the timeclocks; time of day can be reset by powering off then on again at 12pm (midday)
+#:########################################################################################:#

-##########################################################################################
-# SPECIFIC DEVICE VARIABLE SUBSTITUTIONS
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# SUBSTITUTIONS: Specific device variable substitutions
+#:########################################################################################:#
 substitutions:
  # Device Naming
  device_name: "esp-mainpowermonitor"
  friendly_name: "Main House 3 Phase Power Monitor"
-  description_comment: "Power Monitor using 3x PZEM004 for 3 phase monitoring plus energy monitoring for 32A EV Charger"
+  description_comment: "Power Monitor using 3x PZEM004 for 3 phase monitoring plus energy monitoring for 32A EV Charger (Layout V1.1)"
  device_area: "Data Cupboard"

  # Project Naming
  project_name: "Wemos.D1Mini PZEM-004T V3 3-Phase Power Monitor"
-  project_version: "v1.1"
+  project_version: "v1.3"

  # Passwords
  api_key: !secret esp-api_key
@@ -45,10 +72,6 @@ substitutions:
  # Don't forget to switch it back when changed.
  current_ip_address: ${static_ip_address}

-  # MQTT Controls
-  #mqtt_device_name: "main-house-3phase-power"
-  #mqtt_main_topic: "${mqtt_command_main_topic}/${mqtt_device_name}"
-
  # Device Settings
  log_level: "ERROR"
  pzem_update_interval: "10s"
@@ -70,6 +93,20 @@ substitutions:
  ev_pulse_filter_ms: "50ms" # Debounce / filter
  ev_pulse_pin_mode: "INPUT_PULLUP"

+  # EV Charging Detection (Averaged power + binary sensor)
+  # Minimum EV charging power threshold (W) for binary sensor
+  # NOTE: Pick a value comfortably above idle (idle can be ~0.2 kWh/day = very infrequent pulses).
+  ev_charging_min_power_w: "300"
+
+  # Rolling average window - configuration notes:
+  # - Substitutions are string replacements, so window samples must be updated manually if you change times.
+  # - window_samples = (avg_minutes * 60) / sample_interval_seconds
+  ev_power_avg_window_minutes: "5"             # informational
+  ev_power_avg_sample_interval: "10s"
+  ev_power_avg_sample_interval_seconds: "10"   # must match the value above
+  ev_power_avg_window_samples: "30"            # 5 min @ 10s = 30 samples
+  ev_power_avg_buffer_size: "180"              # ring buffer >= window_samples (180 @ 10s = 30 minutes)
+
  # Names - PZEM (per phase)
  pzem_red_v_name: "Main Power Red Voltage"
  pzem_red_i_name: "Main Power Red Current"
@@ -109,6 +146,7 @@ substitutions:

  # Names - EV Wallcharger
  ev_power_name: "EV Wallcharger Power"
+  ev_charging_name: "EV Wallcharger Charging"
  ev_total_energy_name: "EV Wallcharger Total Energy"
  ev_today_name: "EV Wallcharger Energy Today"
  ev_yesterday_name: "EV Wallcharger Energy Yesterday"
@@ -122,9 +160,9 @@ substitutions:
  hum_name: "Main Power Monitor Humidity"
  dew_name: "Main Power Monitor Dew Point"

-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
 # PACKAGES: Included Common Packages
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
 packages:
  #### WIFI, Network (Static/DHCP/IPV6 etc), Fallback AP, Safemode ####
  common_wifi: !include
@@ -154,9 +192,10 @@ packages:
  diag_basic: !include common/include_basic_diag_sensors.yaml
  diag_more: !include common/include_more_diag_sensors.yaml

-##########################################################################################
-# ESPHome
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# ESPHOME:
+# https://esphome.io/components/esphome.html
+#:########################################################################################:#
 esphome:
  name: "${device_name}"
  friendly_name: "${friendly_name}"
@@ -172,9 +211,10 @@ esphome:
      - delay: 3s
      - script.execute: rollover_check

-##########################################################################################
-# ESP Platform and Framework
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# ESP PLATFORM AND FRAMEWORK:
+# https://esphome.io/components/esp8266/
+#:########################################################################################:#
 esp8266:
  board: d1_mini
  restore_from_flash: true
@@ -185,16 +225,17 @@ preferences:
 mdns:
  disabled: false

-##########################################################################################
-# LOGGING
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# LOGGING:
+# https://esphome.io/components/logger.html
+#:########################################################################################:#
 logger:
  level: "${log_level}"
  baud_rate: 0

-##########################################################################################
-# UART + MODBUS (PZEM-004T V3)
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# UART + MODBUS (PZEM-004T V3):
+#:########################################################################################:#
 uart:
  id: uart_pzem_bus
  tx_pin: GPIO1
@@ -205,9 +246,9 @@ modbus:
  id: modbus_pzem_bus
  send_wait_time: 200ms

-##########################################################################################
-# GLOBALS (Energy rollovers + 365-day history + temp min/max)
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# GLOBALS (Energy rollovers + 365-day history + temp min/max):
+#:########################################################################################:#
 globals:
  # Date tracking for rollovers (restored)
  - id: g_last_day
@@ -320,6 +361,25 @@ globals:
    update_interval: ${globals_save_interval_pulses}
    initial_value: "0"

+  # EV rolling average power (RAM only)
+  - id: g_ev_power_avg_w
+    type: float
+    restore_value: no
+    initial_value: "0.0"
+
+  # EV pulse history ring buffer for rolling average (RAM only)
+  - id: g_ev_pulses_hist
+    type: uint32_t[${ev_power_avg_buffer_size}]
+    restore_value: no
+  - id: g_ev_pulses_hist_index
+    type: int
+    restore_value: no
+    initial_value: "0"
+  - id: g_ev_pulses_hist_count
+    type: int
+    restore_value: no
+    initial_value: "0"
+
  # Temperature min/max tracking (RAM ONLY - not restored, gentler on flash)
  - id: g_temp_today_min
    type: float
@@ -357,18 +417,35 @@ globals:
    restore_value: no
    initial_value: "-9999.0"

-##########################################################################################
-# INTERVAL (periodic rollover checks)
-# NOTE: common_sntp may define its own interval. That is OK.
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# INTERVAL (periodic rollover checks + EV rolling average updates):
+#:########################################################################################:#
 interval:
  - interval: "${rollover_check_interval}"
    then:
      - script.execute: rollover_check

-##########################################################################################
-# SENSORS
-##########################################################################################
+  - interval: "${ev_power_avg_sample_interval}"
+    then:
+      - script.execute: ev_power_avg_update
+
+#:########################################################################################:#
+# BINARY SENSORS:
+#:########################################################################################:#
+binary_sensor:
+  - platform: template
+    name: "${ev_charging_name}"
+    id: ev_wallcharger_charging
+    device_class: power
+    icon: "mdi:ev-station"
+    lambda: |-
+      const float p = id(ev_power_avg_w).state;
+      if (isnan(p)) return false;
+      return (p >= ${ev_charging_min_power_w});
+
+#:########################################################################################:#
+# SENSORS:
+#:########################################################################################:#
 sensor:
  ########################################################################################
  # PZEM-004T V3 - RED PHASE
@@ -851,23 +928,16 @@ sensor:

  ########################################################################################
  # EV WALLCHARGER PULSE ENERGY (GPIO14)
-  # - pulse_counter reports pulses/minute
-  # - Power (W) = pulses_per_min * (Wh_per_pulse) * 60
  ########################################################################################
  - platform: pulse_counter
    id: ev_pulse_rate_ppm
+    internal: true
    pin:
      number: GPIO14
      mode: ${ev_pulse_pin_mode}
      inverted: false
    update_interval: 10s
    internal_filter: ${ev_pulse_filter_ms}
-    name: "${ev_power_name}"
-    unit_of_measurement: "W"
-    accuracy_decimals: 0
-    filters:
-      - lambda: |-
-          return x * (${ev_pulse_wh} * 60.0f);
    total:
      id: ev_pulses_raw_total
      internal: true
@@ -882,6 +952,15 @@ sensor:
              id(g_ev_pulses_total_abs) += (raw - last);
              id(g_ev_pulses_raw_last) = raw;

+  - platform: template
+    name: "${ev_power_name}"
+    id: ev_power_avg_w
+    unit_of_measurement: "W"
+    accuracy_decimals: 0
+    update_interval: "${ev_power_avg_sample_interval}"
+    lambda: |-
+      return id(g_ev_power_avg_w);
+
  - platform: template
    name: "${ev_total_energy_name}"
    id: ev_total_energy_kwh
@@ -957,9 +1036,9 @@ sensor:
    lambda: |-
      return id(g_ev_last_year_kwh);

-##########################################################################################
-# SCRIPTS
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# SCRIPTS:
+#:########################################################################################:#
 script:
  # Initialize RAM-only history arrays and counters
  - id: init_history_arrays
@@ -972,6 +1051,59 @@ script:
          id(g_mains_daily_hist_index) = 0;
          id(g_mains_daily_hist_count) = 0;

+          // Init EV pulse history buffer so rolling average starts stable after boot
+          const int ev_buf = ${ev_power_avg_buffer_size};
+          const uint32_t p0 = id(g_ev_pulses_total_abs);
+
+          for (int i = 0; i < ev_buf; i++) {
+            id(g_ev_pulses_hist)[i] = p0;
+          }
+          id(g_ev_pulses_hist_index) = 0;
+          id(g_ev_pulses_hist_count) = ev_buf;
+          id(g_ev_power_avg_w) = 0.0f;
+
+  # EV rolling average update (based on absolute pulse total)
+  - id: ev_power_avg_update
+    mode: queued
+    then:
+      - lambda: |-
+          const int buf = ${ev_power_avg_buffer_size};
+          int idx = id(g_ev_pulses_hist_index);
+          if (idx < 0 || idx >= buf) idx = 0;
+
+          const uint32_t p_now = id(g_ev_pulses_total_abs);
+          id(g_ev_pulses_hist)[idx] = p_now;
+
+          idx = (idx + 1) % buf;
+          id(g_ev_pulses_hist_index) = idx;
+
+          if (id(g_ev_pulses_hist_count) < buf) id(g_ev_pulses_hist_count)++;
+
+          int win = ${ev_power_avg_window_samples};
+          if (win < 1) win = 1;
+          if (win > buf) win = buf;
+
+          if (id(g_ev_pulses_hist_count) < win) {
+            return;
+          }
+
+          int old_idx = idx - win;
+          if (old_idx < 0) old_idx += buf;
+
+          const uint32_t p_old = id(g_ev_pulses_hist)[old_idx];
+          const uint32_t dp = (p_now >= p_old) ? (p_now - p_old) : 0;
+
+          const float wh = ((float) dp) * (${ev_pulse_wh});
+          const float seconds = ((float) win) * (${ev_power_avg_sample_interval_seconds});
+
+          if (seconds <= 0.0f) {
+            id(g_ev_power_avg_w) = 0.0f;
+            return;
+          }
+
+          // W = Wh * 3600 / seconds
+          id(g_ev_power_avg_w) = wh * 3600.0f / seconds;
+
  # Period rollover check (day/month/year) for:
  # - Main total energy (sum of 3 PZEM channels)
  # - EV total energy (pulse derived)
@@ -1117,9 +1249,42 @@ script:
          if (t < id(g_temp_month_min)) id(g_temp_month_min) = t;
          if (t > id(g_temp_month_max)) id(g_temp_month_max) = t;

-##########################################################################################
-# SWITCHES
-##########################################################################################
+#:########################################################################################:#
+# SWITCHES:
+#:########################################################################################:#
 switch:
  - platform: restart
-    name: "Main Power Monitor Restart"
+    name: "Main Power Monitor Restart"
+
+#:########################################################################################:#
+# ROLLBACK COPY (v1.1) - EV POWER SECTION (for quick revert)
+# NOTE: This is commented out. Remove the new EV blocks and uncomment to restore old behavior.
+#:########################################################################################:#
+#sensor:
+#  - platform: pulse_counter
+#    id: ev_pulse_rate_ppm
+#    pin:
+#      number: GPIO14
+#      mode: ${ev_pulse_pin_mode}
+#      inverted: false
+#    update_interval: 10s
+#    internal_filter: ${ev_pulse_filter_ms}
+#    name: "${ev_power_name}"
+#    unit_of_measurement: "W"
+#    accuracy_decimals: 0
+#    filters:
+#      - lambda: |-
+#          return x * (${ev_pulse_wh} * 60.0f);
+#    total:
+#      id: ev_pulses_raw_total
+#      internal: true
+#      on_value:
+#        then:
+#          - lambda: |-
+#              uint32_t raw = (uint32_t) x;
+#              uint32_t last = id(g_ev_pulses_raw_last);
+#              if (raw < last) {
+#                last = 0;
+#              }
+#              id(g_ev_pulses_total_abs) += (raw - last);
+#              id(g_ev_pulses_raw_last) = raw;