Power Monitor with ESP32 and HLW8112

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ESP32 + ESP-IDF 專案，用 SPI 讀取多顆 HLW8112 的電力資料（電壓、電流、功率、能量）。

功能

• 以 SPI 與 HLW8112 通訊，支援寄存器讀寫與驗證
• 讀取並換算：
  • 電壓 RmsU
  • 電流 RmsIA/RmsIB
  • 有功功率 PowerPA/PowerPB
  • 累積能量 Energy_PA/Energy_PB
• 透過 GPIO 25/26/27 選擇不同 HLW8112 裝置（0~7）
• 啟動時可初始化 Wi-Fi（Station mode）

專案結構

• main/main.c：主流程、HLW8112 初始化、週期性讀值
• main/spi.c、main/spi.h：SPI 初始化與裝置選擇
• main/wifi.c、main/wifi.h：Wi-Fi 初始化
• main/hlw8112/hlw8112.c：HLW8112 底層讀寫
• main/hlw8112/convert.c：原始寄存器值換算為工程值
• main/hlw8112/registers.h：寄存器定義與位元欄位
• main/Kconfig.projbuild：可調整的專案設定

環境需求

• ESP-IDF v5.5.x（專案目前在 v5.5.3 測試）
• ESP32 開發板
• HLW8112 硬體與對應前端量測電路

設定

先進入專案根目錄，執行：

idf.py menuconfig

在 Power Monitor Configuration 內設定：

• Wifi Config
  • ESP_WIFI_SSID
  • ESP_WIFI_PASSWORD
  • 掃描驗證模式與 WPA3 SAE 選項
• SPI Config
  • ESP_SPI_HOST_2 或 ESP_SPI_HOST_3
  • ESP_SPI_SPEED（預設 100000）
• Others config
  • ESP_STRICT_VERIFY

SPI 腳位

依 menuconfig 選擇的 Host 不同：

• SPI Host 2
  • CS: GPIO15
  • CLK: GPIO14
  • MISO: GPIO12
  • MOSI: GPIO13
• SPI Host 3
  • CS: GPIO5
  • CLK: GPIO18
  • MISO: GPIO19
  • MOSI: GPIO23

裝置選擇線（多工/解碼）固定使用：

• SEL0: GPIO25
• SEL1: GPIO26
• SEL2: GPIO27

建置與燒錄

idf.py build
idf.py -p COM3 flash
idf.py -p COM3 monitor

Windows 使用者請將 COM3 改成實際序列埠。

執行行為

• app_main() 會依序對裝置索引 0..6 做 HLW8112 初始化
• 之後固定選擇索引 5，每秒輸出一次量測資訊

常見除錯方向

• 先確認 REG_SYSCON、REG_EMUCON 等初始化值是否與預期一致
• 若能量脈衝相關計數異常（如 PFCntPA 一直為 0）：
  • 檢查 EMUCON.Comp_off 是否關閉比較器
  • 檢查 PAstart/HFConst 設定
  • 檢查 PowerPA、EMUStatus 是否符合脈衝產生條件
• SPI 讀值驗證失敗時，優先檢查配線、SPI mode 與 clock

授權

目前未附授權條款；如需公開發佈，建議補上 LICENSE。