ATM90E32 + ESP32: vlastní měřič spotřeby elektřiny

Měřit spotřebu elektřiny po celém bytě nebo domě? Dřív to byl výsadní park drahých komerčních systémů s cloudem, ke kterému jste nikdy pořádně neměli přístup. Dnes si za pár stovek korun poskládáte měřák, který posílá data přímo do Home Assistantu, nikam jinam, a měří s přesností, ze které by se nezačervenal ani profesionální elektroměr. Pojďme bastlit.

Co vlastně budeme měřit a čím

Základ celého systému je integrovaný obvod ATM90E32 — specializovaný čip navržený přímo pro měření energie v síti. Najdete ho například na deskách CircuitSetup 2 a 6 channel energy meter nebo na Gelidus Research 2 channel power meteru. Čip umí měřit až tři AC napětí a tři proudy přes CT kleště (proudové transformátory), takže zvládne jak jednofázový byt, tak třífázový rodinný dům.

Komunikace s ESP32 probíhá přes SPI bus — to znamená, že v konfiguraci ESPHome musíte mít definovaný spi: blok s mosi_pin a miso_pin. Žádný I2C, žádné analogové piny s nejistou přesností. SPI je rychlé, spolehlivé a ATM90E32 na něm sedí jako přirozené.

Vedle ATM90E32 existuje i DIY cesta s modulem ZMPT101B (měření napětí) a CT kleštěmi na analogových pinech ESP32 — to je řešení, které popisuje třeba tento projekt na GitHubu. Je levnější, ale vyžaduje pečlivější kalibraci, protože ESP32 nemá zrovna nejlepší ADC a výsledky mohou kolísat. Pro monitoring celého domu bych doporučil jít rovnou cestou přes ATM90E32 — přesnost se vyplatí.

GPIO zapojení pro CircuitSetup 6-channel Energy Meter (ESP32)

Funkce	ESP32 Pin	Poznámka
SPI MOSI	GPIO 13	Data do ATM90E32
SPI MISO	GPIO 12	Data z ATM90E32
SPI CLK	GPIO 14	Hodinový signál
CS1 (první ATM90E32)	GPIO 5	Chip Select
CS2 (druhý ATM90E32)	GPIO 4	Chip Select add-on board
IRQ1	GPIO 17	Přerušení
IRQ2	GPIO 16	Přerušení add-on board

Konfigurace v ESPHome: od nuly k hotovému měřáku

ESPHome je v tomto projektu klíčový hráč. Žádné psaní C++, žádné kompilování v Arduino IDE — stačí YAML konfigurace a firmware si ESPHome vygeneruje a přes OTA nahraje sám. Od verze 2026 je výchozím frameworkem ESP-IDF, což je pro čistě senzorové projekty jako tento ideální volba.

Tady je základní kostra konfigurace pro jednofázový měřák s ATM90E32:

substitutions:
  disp_name: energy-meter
  friendly_name: "Domácí měřák"
  update_time: 10s
  current_cal: '27518'
  voltage_cal: '42080'

esphome:
  name: ${disp_name}
  friendly_name: ${friendly_name}

esp32:
  board: esp32dev
  framework:
    type: esp-idf

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

api:
  encryption:
    key: !secret api_key

ota:
  - platform: esphome
    password: !secret ota_password

logger:

spi:
  clk_pin: GPIO14
  miso_pin: GPIO12
  mosi_pin: GPIO13

sensor:
  - platform: atm90e32
    cs_pin: GPIO5
    phase_a:
      voltage:
        name: "${friendly_name} Napětí L1"
        id: voltage_l1
      current:
        name: "${friendly_name} Proud L1"
      power:
        name: "${friendly_name} Výkon L1"
      reactive_power:
        name: "${friendly_name} Jalový výkon L1"
      power_factor:
        name: "${friendly_name} Účiník L1"
      forward_active_energy:
        name: "${friendly_name} Spotřeba L1"
        id: ct1_kwh
    line_frequency: 50Hz
    gain_pga: 1X
    update_interval: ${update_time}
    current_phases: 1
    gain_voltage: ${voltage_cal}
    gain_ct1: ${current_cal}

Klíčové parametry jsou gain_voltage a gain_ct1 (respektive gain_ct2, gain_ct3) — to jsou kalibrační konstanty, které musíte změřit. Postup je jednoduchý: připojte referenční voltmetr a ampérmetr, změřte skutečné hodnoty a spočítejte nové koeficienty podle vzorce CVnew = Vr × CVold / V. Konstanty 42080 a 27518 jsou výchozí hodnoty pro CircuitSetup desky s konkrétními CT kleštěmi — u vlastního sestavení se bez kalibrace neobejdete.

Utility Meter a Energy Dashboard v Home Assistantu

Jakmile ESP32 s ATM90E32 běží a data tečou do Home Assistantu, přichází ta zábavná část — vizualizace a automatizace. Surový senzor forward_active_energy (v kWh) je kumulativní čítač. Aby jste z toho dostali denní, týdenní nebo měsíční spotřebu, potřebujete Utility Meter helper:

1. Jděte do Nastavení → Pomocníci → + Vytvořit pomocníka
2. Vyberte Měřič spotřeby (Utility Meter)
3. Jako vstup nastavte váš kWh senzor z ESPHome
4. Zvolte cyklus resetování — Denní pro denní přehled
5. Zapněte přepínač Periodicky resetovat

Výsledkem je entita, která každý den o půlnoci nuluje počítadlo a ukazuje spotřebu od 00:00. Tu pak hodíte do Energy dashboardu (Energie v bočním menu HA) a máte okamžitě přehled, co doma žere elektřinu a kdy.

Pokud máte 6-kanálový CircuitSetup měřák, můžete sledovat každý okruh zvlášť — sporák, bojler, klimatizace, nabíječka auta — a přesně vidět, kde peníze mizí. To je ten moment, kdy si říkáte, proč jste to nepostavili dřív.

Bezpečnost především: práce v rozvaděči není pro každého

Tohle musím zdůraznit, protože jde o životy. CT kleště (proudové transformátory) jsou navrženy tak, aby se nasazovaly na vodič bez přerušení obvodu — prostě je rozevřete a nasadíte na kabel. To je bezpečné a zvládne to každý šikovný kutil.

Co ale v žádném případě nedělejte sami, pokud nejste elektrikář: nezasahujte do hlavní přípojky za elektroměrem, neodpojujte vodiče v rozvaděči pod napětím a nikdy neotevírejte CT kleště, pokud je proud zapnutý — otevřený CT obvod může generovat nebezpečně vysoké napětí. Na rozvaděč dejte štítek s varováním.

Měřící desku s ATM90E32 instalujte do plastové krabičky na DIN lištu — hotové kryty pro CircuitSetup desky existují a jsou navržené přímo pro montáž do rozvaděče. ESP32 může sedět vedle v samostatné krabičce napájené z malého spínaného zdroje 5V.

Výsledek: lokální, přesný a váš

Celkové náklady na takový systém? Záleží na rozsahu. CircuitSetup 2-kanálový modul s ESP32 vyjde na zhruba 1 500–2 000 Kč, 6-kanálový pak na 3 000–4 000 Kč. Za to dostanete měřák, který nevysílá data nikam na cloud, funguje i při výpadku internetu, a jehož firmware můžete kdykoli upravit a přes OTA aktualizovat — bez šroubováku, bez fyzického přístupu k zařízení.

ESPHome jako platforma se dál rozvíjí raketovým tempem a podpora ATM90E32 je stabilní a produkčně ověřená. Pokud hledáte způsob, jak konečně pochopit, kde doma mizí elektřina — a případně na to navázat automatizace — tohle je cesta, kterou doporučuju bez váhání.

Bastlíte podobný měřák? Máte zkušenosti s kalibrací CT kleští nebo s více-fázovým zapojením? Napište do komentářů — rád se podívám na vaše konfigurace.