hobbylab.jp 測定器・計器 pzem -016全般

モジュールの概要について説明します。このモジュールは交流の電圧、電流、有効電力、消費電力量、周波数、力率の測定に使用されます。表示機能は備えておらず、データはRS485インターフェースを介して読み取られます。
RS485通信インターフェースのボーレートは9600、データビットは8ビット、ストップビットは2ビット、パリティはなしです。
電圧閾値を設定できます。高電圧閾値と低電圧閾値に分割でき、測定電圧が閾値を超えるとアラームを発します。デフォルトの高電圧閾値は300V、低電圧閾値は7Vです。
このモジュールは peacefair社のAC Communication Module PZEM-014/-016で私が購入したものは左写真の100Aの外部トランス付きPZEM-016です。

型　番		PZEM-014	PZEM-016
電力	範囲(kW)	0~2.3	0~23
	測定開始(W)	0.4
	解像度(W)	0.1
電流	範囲(A)	0~10	0~100A
	測定開始(A)	0.01	0.02
	分解能(A)	0.001
	精度(%)	0.001
電圧	範囲(V)	80~260
	測定電圧分解能(V)	0.1
	測定電圧精度(%)	0.5
電力量	範囲(kWH)	0.0~9999.99
	解像度(Wh)	1
	精度(%)	0.5
周波数	範囲(Hz)	45~65
	解像度(Hz)	0.1
	精度(%)	0.5
力率	範囲	0.00~1.00
	解像度	0.01
	精度(%)	1

が有り、その他RS485に接続するUSBアダプターがついた物もあります。

2.接続方法

注意が必要なのは PAEM-017 と違い MODBUS 端子の両端にある 5(V) - GND 端子は入力では無く出力端子なので注意すること。
測定器の電圧端子に80(V)〜260(V)が印加されると6.2(V)が出力された。(6.2(V)は実測値です。ただし取説には5(V)と記載されている。)

3.ModBus マスター

　マスターは測定器に指示するパソコンを言います。
　そのパソコンからの指示の後続から説明します。

(1)フレーム構造

★通常

No Bytes	0	1	2	3	4	5	6	7
項目	Device Address	Function	DataTop Address	DataLower Asddress	Top Register	Lower Register	Top CRC	Lower CRC

★キャリブレーションの時は

No Bytes	0	1	2	3	4	5
項目	0xF8	0x41	0x37	0x21	TopCRC	LowerCRC

★電力量のリセット(アドレス0xXXは0x01〜0xF7)

No Bytes	0	1	2	3
項目	0xXX	0x42	TopCRC	LowerCRC

(2)Device Address

アドレスは0xF8が汎用アドレスになっている。
キャリブレーション(ファンクションNo0x41)は汎用アドレスの時に実施することができます。
ブロードキャストアドレスは0x00です。
設定できるアドレスの範囲は0x01〜0xF7です。

(3)Function

値	概要
0x03	保持レジスタの読み取り
0x04	入力レジスタの読み取り
0x06	単一レジスタの書き込み
0x41	キャリブレーション
0x42	エネルギーリセットなど

エネルギーリセットの0x42はDstaAddressとDataRegisterのデータは不要なので、信号は
0xxx(Device Address) + 0x42 + CRC(Lo) +CRC(Hi)
になります。

(4)DataAddress

a.保持レジスタ

値	概要
0x0001	電力閾値 1LSB=1W
0x0002	Modbusのデバイスアドレス(0x0001〜0x00F7)

b.入力レジスタ

値	概要
0x0000	電圧値 1LSB=0.01V
0x0001	電流値下位 1LSB=0.01A
0x0002	電流値上位
0x0003	電力下位 1LSB=0.1W
0x0004	電力上位
0x0005	電力量下位 1LSB=1Wh
0x0006	電力量上位
0x0007	周波数 1LSB=0.1Hz
0x0008	力率 1LSB=0.01
0x0009	アラームステータス 0xFFFF
0x0006	高電圧警報状態 0xFFFFはアラーム、0x0000アラームなし
0x0007	低電圧警報状態 0xFFFFはアラーム、0x0000アラームなし

(5)DataRegister

ファンクション0x04の時はDataAddressを始めとして幾つのデータを送るか指定します。
1つのデータアドレスでデータは16bit = 2bytになります。

(6)CRC

CRCは16bit＝2Byte(2バイト)のバイナリ値で構成されています。
CRCは送信側が計算し、受信側が受信データのCRCを計算し受信データのCRCと比較して違っていればエラーになります。