太阳能热水器通过esp32接入homeassistant

前言

家里安装有太阳能热水器，但是使用并不方便，一是不知道水热不热，二是每次上水得手动上，每次使用完都得记得手动上水。后来我在淘宝上看到了太阳能的传感器，搜了一下实现原理，感觉可以用esp32将传感器接入智能家居，遂购买后进行尝试。

前排提示：本人并无电路基础，所得结果为思考和ai的共同结果，对电路理解较为浅显，如有错误还请指出。本文旨在给各位提供一个新的思路，大家和谐讨论，不喜勿喷

实现逻辑

我购买的传感器探头是4芯的，2芯的原理没看明白，好像更复杂，就用了更简单的4芯。绿白线是水温，红蓝线是水位。
水温部分实际原理是NTC，在esphome页面可以直接找到相关的配置样例，我用了5.1k的电阻进行分压，用3.3v供电。
水位部分应该是多个电阻，水位不同时电阻也不同，我用了62k的电阻进行分压，用5v供电。

由于线路会进行更改，所以我还购买了面包板，方便原件插接。

逻辑迭代

版本1

最初版本接线（已迭代）

最初版本接线

最开始的版本中，接线逻辑如下：

5v-62k电阻-红线-蓝线-gnd 64k电阻和红线间接gpio口检测电压，理论上红蓝线不分正反
3.3v-5.1k电阻-绿线-白线-gnd 5.1k电阻和绿线间接gpio口检测电压，理论上白绿线不分正反

使用esphome接入后，观察了一段时间，温度准确。但是发现一个问题，水位会向上漂移，电压值会线性越来越高，准确性很差。我查资料后发现，可能是电解水导致的小气泡在电极上负极，越来越多后电压就越来越高，影响到了准确性。

版本2

我修改了接线逻辑，如下：

5v-62k电阻-红线-蓝线-gpio模拟gnd（可控通断） 64k电阻和红线间接gpio口检测电压，理论上红蓝线不分正反
3.3v-5.1k电阻-绿线-白线-gpio模拟gnd（可控通断） 5.1k电阻和绿线间接gpio口检测电压，理论上白绿线不分正反

这次使用esphome接入后，电压较为平稳。观察记录水位对应的电压后，重新写到代码中（这里需要自行观察，水位变化的时候电压变化还是很明显的。）

esphome代码

我的代码中包含了蓝牙网关的部分，可自行删除。如果数值和我不同，也可自行调整。部分为ai生成，已自行使用过一段时间。

substitutions: # Name the device and it's entities device: "esp32-ble-tracker" device_name: esp32-ble-tracker esphome: name: $device friendly_name: $device # 5. 开机初始化：确保初始断电 on_boot: then: - output.turn_off: water_level_ground esp32: board: esp32dev framework: type: arduino # Enable logging logger: # Enable Home Assistant API api: encryption: key: "key" ota: - platform: esphome password: "password" wifi: ssid: !secret wifi_ssid password: !secret wifi_password fast_connect: on reboot_timeout: 23min ap: ssid: "Esp32-Ble-Tracker" password: !secret wifi_password captive_portal: external_components: - source: github://myhomeiot/esphome-components esp32_ble_tracker: scan_parameters: interval: 120ms window: 99ms active: true bluetooth_proxy: active: true binary_sensor: - platform: homeassistant id: ble_gateway_discovery entity_id: binary_sensor.ble_gateway attribute: discovery on_state: then: lambda: id(blegateway).set_discovery(x); ble_gateway: id: blegateway discovery: true on_ble_advertise: then: - homeassistant.event: event: esphome.on_ble_advertise data: packet: !lambda return packet; gateway_id: $device_name text_sensor: - platform: homeassistant id: ble_gateway_devices entity_id: binary_sensor.ble_gateway attribute: devices on_value: then: lambda: id(blegateway).set_devices(x); - platform: wifi_info ip_address: name: $device_name IP address id: ip_address - platform: version name: $device_name ESPHome Version switch: - platform: template id: switch_ble_gateway_discovery name: BLE Gateway Discovery icon: mdi:bluetooth-connect lambda: return id(blegateway).get_discovery(); turn_on_action: [lambda: id(blegateway).set_discovery(true);] turn_off_action: [lambda: id(blegateway).set_discovery(false);] disabled_by_default: false entity_category: config sensor: # WiFi signals strength sensor - platform: wifi_signal name: $device WiFi Signal Sensor update_interval: 60s # —— 温度原始 ADC —— - platform: adc id: solar_temp_adc pin: GPIO34 name: "solar_temp_adc1" update_interval: never accuracy_decimals: 2 attenuation: 11db filters: - median: window_size: 3 # 奇数，建议 3~7 send_every: 1 # 每次都输出（使用中值） # —— NTC 温度（基于 resistance）—— - platform: resistance id: resistance_sensor sensor: solar_temp_adc # 指向上面的 ADC configuration: DOWNSTREAM resistor: 5.024kOhm # 分压电阻（接在 VCC 和 OUT 之间） - platform: ntc id: solar_temp_ntc sensor: resistance_sensor calibration: b_constant: 3435 reference_temperature: 25°C reference_resistance: 10kOhm name: "solar_temp" accuracy_decimals: 1 #################### 太阳能水位传感器 #################### # 2. ADC 电压传感器 - platform: adc id: solar_water_level_adc pin: GPIO32 name: "solar_water_level_adc4" # 保留原名 update_interval: never # 关闭自动采样！ accuracy_decimals: 2 attenuation: 11db # 3. 水位百分比（基于同一电压值计算） - platform: template id: solar_water_level_pct name: "solar_water_level" unit_of_measurement: "%" accuracy_decimals: 0 icon: mdi:cup-water update_interval: never # 由 interval 统一触发，不自动更新 # 1. 电源控制引脚（用于给水位传感器供电） output: - platform: gpio pin: GPIO25 id: water_level_ground inverted: true # 低电平 = 接地（导通） # 4. 核心：定时通电采样（每15秒一次） interval: - interval: 15s then: # 1. 接通共地（GPIO24 输出 LOW） - output.turn_on: water_level_ground - delay: 30ms # 等待电压稳定 # 2. 手动更新 ADC 值 - component.update: solar_water_level_adc - component.update: solar_temp_adc - delay: 7ms # 3. 发布水位 - lambda: |- float v = id(solar_water_level_adc).state; float level = 100; if (v > 1.6) level = 0; else if (v > 1.4) level = 25; else if (v > 1.0) level = 50; else if (v > 0.78) level = 75; id(solar_water_level_pct).publish_state(level); - delay: 7ms # 4.5 断电（防止电解） - output.turn_off: water_level_ground

homeassistant中显示效果

上面的电压是温度的，下面的是水位的

水位电压显示效果

写在最后

这样将太阳能热水器加入homeassistant中后，再将上水管加上电磁阀，用智能开关控制，即可实现自动上水。总体效果还算满意。