【冷氣遙控 7/7】加上功率監測，看冷氣吃幾瓦

charles

這篇的內容（21 段）

1. 第一步：買零件
2. ⚠ 為什麼電平轉換板不能亂買
3. 第二步：斷電與驗電
4. 第三步：接 AC 那一側
5. 3-1 接電壓（L / N）
6. 3-2 夾電流互感器（CT）
7. 3-3 收進盒子
8. 第四步：接 DC 那一側（ESP32）
9. 第五步：完整的 ESPHome 設定檔
10. 第六步：先在桌上測通訊
11. 第七步：送電，驗證讀數
12. 讀數不對的三種情況
13. 第八步：接進能源儀表板
14. 9-1 算真正的電費
15. 9-2 異常耗電提醒
16. 9-3 驗證節能措施到底有沒有用
17. 9-4 抓出「以為關了其實沒關」
18. 第十步：不能開配電箱怎麼辦
19. 通過這篇的標準
20. 整個系列到這裡
21. 這個系列的七篇

控制得了冷氣之後，下一個問題是「它到底吃多少電」。這一篇會做出一個每十秒回報一次冷氣真實功率的感測器，接進 Home Assistant 的能源儀表板。



⚠⚠ 先講安全，這一篇跟前六篇不一樣

前六篇最糟的下場是燒掉一顆一百五十塊的 ESP32。這一篇碰的是 220V 的市電，最糟的下場是死人。

請先讀完下面這幾條，再決定要不要自己做。

• 台灣的《電業法》與《用戶用電設備裝置規則》規定，室內配線屬於電器承裝業與電匠的業務範圍。 自己動配電箱在法律上是有爭議的，而且一旦出事保險可能不理賠
  
• 220V 交流電通過心臟的致死電流只要幾十毫安培。這個數字遠低於你家任何一個無熔絲開關的跳脫電流 —— 斷路器保護的是電線不要起火，不是保護你
  
• 台灣的 220V 迴路是兩條火線，沒有中性線。 兩條對地都有 110V，摸到哪一條都會電。這跟 110V 迴路不一樣（那個至少有一條中性線相對安全）
  
• 不要一個人做。 旁邊要有人在你出事時能立刻切掉總開關
  
• 手不要有汗、不要站在金屬梯上、不要穿拖鞋踩在磁磚地上
  
• 任何一步你覺得「應該沒事吧」，就停下來找水電師傅。 叫一次工大概一兩千塊，比什麼都便宜
  

這一篇的做法已經把危險部分縮到最小：量電流用的是夾在電線外面的互感器，不用剪線、不用剝皮。真正接觸市電的只有量電壓的兩條線，而且是接在無熔絲開關的出線端子上（那裡本來就是設計給人鎖螺絲的地方）。

第零步：先確認你的冷氣是哪一種接法

這決定你要不要開配電箱。到冷氣室內機下方或旁邊看一眼：

• 沒有插頭，電線直接進牆 → 220V 專用迴路。台灣的分離式冷氣九成是這種。要做這一篇的全部步驟
  
• 有一個大大的、腳是橫的或斜的插頭 → 220V 插頭式（窗型、移動式常見）。買一個支援電力監測的 220V 智慧插座就好，不用開配電箱。挑額定 16A 以上的，冷氣啟動電流很大
  
• 是一般的兩腳插頭 → 110V。一般的智慧插座就能量，最簡單
  

下面從第一步開始，寫的是第一種情況。

第一步：買零件

總共大約六百到八百塊。

• PZEM-004T v3 100A 版 ×1（搜「PZEM-004T v3 100A」，約 250–400 元）。一定要買附開合式電流互感器的 100A 版，不要買 10A 版 —— 10A 版是內建分流器，要把電線剪斷串進去，那是完全不同等級的風險
  
• ESP32 開發板 ×1（搜「ESP32 DevKit V1」，約 150–200 元）
  
• 雙向邏輯電平轉換板 ×1（搜「TXS0108E 電平轉換」或「TXB0104 電平轉換」，約 40–80 元）。理由下面說，這個不能亂買
  
• DIN 導軌塑膠盒或防水接線盒 ×1（約 80–150 元）
  
• USB 電源供應器 + 線（配電箱附近沒插座的話還要一條延長線）
  
• 壓接端子（Y 型或 O 型，適合 1.25mm² 線） 一包
  
• 非接觸式驗電筆 ×1（搜「驗電筆 感應式」，約 150–300 元）。這個不要省
  
• 三用電表 ×1（有的話就好，沒有的話約 300–600 元）
  

⚠ 為什麼電平轉換板不能亂買

市面上有兩種：

• IC 型（TXS0108E、TXB0104） —— 主動驅動，買這種
  
• MOSFET 型（板子上一整排 BSS138 小黑點） —— 靠上拉電阻被動拉高。不要買這種
  

原因是 PZEM-004T v3 的 RX 腳位背後是一顆光耦合器，要推動裡面的 LED 需要實際的電流。MOSFET 型只靠一顆 10kΩ 上拉電阻，電流小到推不動那顆 LED。

症狀是：日誌裡完全沒有錯誤，但所有讀數永遠是空的。 你會去懷疑接線、懷疑元件名稱，但問題在這片二十塊錢的小板子。

省錢的替代做法：不用轉換板，改成把一顆 1kΩ 電阻焊在 PZEM 模組的 5V 腳與 RX 腳之間（這是社群流傳很久的做法，等於幫光耦補上驅動電流）。焊之前一定要先把模組完全斷電。

另外注意：PZEM-004T v4 可以直接吃 3.3V，不需要轉換。模組上印的版本號要看清楚 —— 但印著「V1.0」的不代表要用舊元件，那是外殼的版本，後面第五步會講。

第二步：斷電與驗電

這一步做完之前，不要碰任何一條線。

• 打開配電箱，找到標著「冷氣」的那顆無熔絲開關（通常是兩極連動、比較大顆的那個）
  
• 把它扳到 OFF
  
• 請家人開一次冷氣，確認真的沒反應 —— 這是確認你關對了那一顆
  
• 用非接觸式驗電筆貼近那顆開關的出線端（下方兩顆螺絲），你會看到燈不亮、不會嗶
  
• 有三用電表的話，轉到交流電壓 750V 檔，兩支表棒分別碰那兩顆出線螺絲，你會看到讀數是 0 或接近 0
  

驗電筆會亮 / 電表量到 220V → 你關錯開關了。回去一顆一顆試，或直接把總開關關掉。

⚠ 驗電筆量到 0 不等於絕對安全。 感應式驗電筆隔著線槽或金屬盒可能失效。三用電表直接量端子才是真正的證據，兩個都做過才往下走。

第三步：接 AC 那一側

PZEM 模組上 AC 側有四個接點：

• L 和 N —— 這兩個是量電壓用的，同時也是整顆模組的電源
  
• CT+ 和 CT- —— 接那個開合式電流互感器（通常是一個 3.5mm 的插頭，直接插進去）
  

3-1 接電壓（L / N）

台灣的 220V 迴路是兩條火線，沒有中性線。 PZEM 只是量兩端的電壓差，所以：

• L 接到冷氣無熔絲開關出線端的其中一條
  
• N 接到另外一條
  
• 哪條接哪個都可以，它不在乎極性
  

線用 1.25mm² 以上的絞線，兩端壓好 Y 型端子再鎖上去。銅線不要裸露在端子外面。

3-2 夾電流互感器（CT）

這是整篇最容易搞錯的一步。

• 只夾一條線。那兩條火線隨便挑一條夾住
  
• 絕對不可以兩條一起夾。兩條的電流方向相反，磁場會互相抵銷，讀出來永遠是 0
  
• 不可以夾地線（綠色或裸銅那條）。正常情況地線沒有電流，一樣是 0
  
• 互感器外殼上有一個箭頭，箭頭方向要朝著負載（也就是朝冷氣那邊，不是朝開關那邊）
  
• 夾緊到聽見「喀」一聲。沒完全閉合的話磁路有縫隙，讀數會偏低而且會跳
  

互感器是夾在電線的絕緣皮外面的，不用剝皮、不用剪線。 這也是為什麼這篇要用 100A 版。

3-3 收進盒子

PZEM 模組的 AC 側有裸露的焊點。接好之後一定要放進塑膠盒，蓋子鎖上，不要就這樣放在配電箱裡晃。

第四步：接 DC 那一側（ESP32）

這一側是 5V 以下，安全。 但先把 AC 那邊的線接好、盒子蓋上再做這一步。

PZEM 模組另一側有四隻針腳：5V、GND、TX、RX。

1. PZEM 5V   ←→  電平轉換板 高壓側 VCCA/VCCB 的 5V  ←→  ESP32 的 VIN（5V）
2. PZEM GND  ←→  電平轉換板 GND                    ←→  ESP32 的 GND
3. PZEM TX   →   電平轉換板 B1                      →   ESP32 GPIO16（RX）
4. PZEM RX   ←   電平轉換板 B2                      ←   ESP32 GPIO17（TX）
5. 電平轉換板的低壓側 VCC ←→ ESP32 的 3.3V

複製代碼

三個重點：

• TX 和 RX 要交叉接。PZEM 的 TX 接到 ESP32 的 RX，PZEM 的 RX 接到 ESP32 的 TX。直接對接的話兩邊都在講話、沒人在聽
  
• 電平轉換板的高壓側接 5V、低壓側接 3.3V。反了的話 5V 會直接灌進 ESP32 的腳位
  
• GND 一定要共接。少了這條，訊號沒有共同參考點，讀數會時有時無
  

⚠ 不要跟紅外線那顆 ESP32 共用一塊板子

前六篇的板子上 GPIO16 已經給紅外線接收頭了，會打架。更重要的是位置：紅外線那顆要放在看得到冷氣的地方，這顆要放在配電箱裡，物理上根本不在同一處。

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