ESP32 — налаштовуємо сповіщення про зникнення живлення

Цей приклад показує, як зробити просту систему на базі ESP32, яка може визначати, коли пропадає або з’являється живлення, і передавати цю інформацію до Home Assistant. Усе це реалізується через прошивку ESPHome, яка спрощує роботу з ESP-пристроями й не вимагає складного програмування.

У прикладі використовується плата Lolin D32, тому що вона має зручний USB-порт для живлення й роз’єм для акумулятора. Завдяки цьому ESP може продовжувати працювати навіть тоді, коли зникає напруга в розетці

Крім відстеження стану живлення, через Home Assistant система може надсилати сповіщення різними каналами, включно з email, мобільними додатками або вбудованими повідомленнями Home Assistant, що дозволяє миттєво дізнаватися про відключення електрики або повернення живлення.

Коротка версія

Я налаштував ESP32, щоб отримувати сповіщення, якщо зникає живлення. Ідеально, якщо ESP має і USB-порт, і роз’єм для батареї, а також пін, на якому з’являється напруга лише тоді, коли живлення подається через USB. Хоча, ймовірно, те саме можна реалізувати за допомогою дрібки вправного паяння і на інших платах ESP, які не мають усіх цих елементів.

Довга версія

У мене вдома кілька пристроїв на базі ESP, деякі з яких я вважаю критичними. Наприклад, ті, що вимірюють температуру у морозильнику. Проблема в тому, що якщо холодильник/морозильник знеструмлюється, той ESP-пристрій перестає його контролювати.

Мені важливо знати, до якої температури нагрівся морозильник до того, як живлення відновилося — щоб зрозуміти, чи потрібно викидати продукти. Також я хочу отримувати сповіщення, якщо хтось випадково вимкне холодильник/морозильник і сам ESP-пристрій (що вже траплялося) — щоб швидко відреагувати.

Це лише один приклад сценарію використання. Наприклад, у мене розставлені ESP-пристрої по будинку для BLE-відстеження присутності. Вони теж могли б сигналізувати, якщо якась конкретна лінія живлення знеструмлюється через вибитий запобіжник.

Примітка: усе мережеве обладнання живиться від UPS, тож якщо зникає живлення, мережа певний час ще працює, а отже — сповіщення продовжують надходити.

Раніше я фактично давав деяким ESP «міні-UPS»: просто підключав ESP до USB-павербанка, який був під’єднаний до зарядного пристрою в розетці. Це працювало добре й дозволяло використати старі елементи 18650. Але контролювати можливі проблеми було складно.

Як я це реалізував

Я переглянув форуми — не знайшов готових прикладів такої схеми. Люди радили зовнішні AC-реле чи інші дорожчі варіанти (на кшталт використання Ring Extenders), але все виглядало занадто складним і дорогим. Можливо, я просто пропустив чийсь кейс, але вирішив зробити власну реалізацію.

Моя ідея:

• ESP живиться від USB, але має резервну батарею.
• Якщо живлення зникає, пристрій переходить на батарею й фіксує, що на лінії 5В немає напруги, після чого надсилає сповіщення.
• Коли живлення повертається — надсилається ще одне сповіщення.

Обладнання

Я обрав Lolin D32 — це перевірена, дешева плата з USB та роз’ємом для батареї. Як бонус — у мене була запасна. Вона має пін «USB», на який подається напруга, коли плата живиться від USB.
Я просто підключив цей пін до одного з GPIO, щоб відстежувати, коли живлення з’являється або зникає.

Код виявився нескладним. Тестування пройшло з першого разу. Я використовую Bermuda для BLE-відстеження, тож приклад коду був саме для цього сценарію, але базовий принцип можна адаптувати для будь-якого іншого ESP-пристрою, просто змінивши GPIO.

# Compiled and tested on esphome 2025.2.2 and HA 2025.3.0
# Notes:
#  * need to jumper between USB pin and pin 16 - when USB power is connected, power goes to the USB pin and sets pin 16 high
#  * Using a Lolin D32 as cheap and has built in battery socket
#  * Note that need to check polarity on battery - in my case frequently they are reversed.

substitutions:
  name: ble03
  friendly_name: ble03
  devicename: ble03
  location: master

esphome:
  name: ${name}
  friendly_name: ${friendly_name}
  min_version: 2024.6.0
  name_add_mac_suffix: false
  project:
    name: ninkasi.ble
    version: '1.1'
  comment: BLE Sensor LOLIN D32 $location
  platformio_options:
    build_flags:
      - "-D CONFIG_ADC_SUPPRESS_DEPRECATE_WARN=1" # Putting this in temporarily to remove warning “legacy adc calibration driver is deprecated" message during compilation - https://github.com/esphome/issues/issues/5153#issuecomment-1847547482

esp32:
  board: esp32dev
  framework:
    type: esp-idf
    version: recommended
    # Custom sdkconfig options
    sdkconfig_options:
      COMPILER_OPTIMIZATION_SIZE: y
    # Advanced tweaking options
    advanced:
      ignore_efuse_mac_crc: false

# Enable logging
# Change to avoid "Components should block for at most 20-30ms" warning messages in the log - an issue since 2023.7.0
# Not really a breaking change - it's an issue I suspect due to the device being slow and this error previously
# simply not being reported
logger:
  baud_rate: 0  # disable serial uart logging to maybe save a little ram
  logs:
    component: ERROR

api:
  encryption:
    key: !secret esphome_encryption_key

ota:
  password: !secret ota_password
  platform: esphome

wifi:
  networks:
  - ssid: !secret wifIoT_ssid
    password: !secret wifIoT_password
    priority: 2
# Backup SSID just in case
  - ssid: !secret wifi_ssid
    password: !secret wifi_password
    priority: 1
  # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "$devicename Fallback Hotspot"
    password: !secret ota_password

esp32_ble_tracker:
  scan_parameters:
#    continuous: True
    active: True
    interval: 211ms # default 320ms
    window: 120ms # default 30ms

bluetooth_proxy:
  active: true
  
sensor:
  - platform: wifi_signal
    name: "WiFi Signal Sensor"
    id: wifisignal
    update_interval: 60s
    unit_of_measurement: dBm
    accuracy_decimals: 0
    device_class: signal_strength
    state_class: measurement
    entity_category: diagnostic
  - platform: copy # Reports the WiFi signal strength in %
    source_id: wifisignal
    id: wifipercent
    name: "WiFi Signal Percent"
    filters:
      - lambda: return min(max(2 * (x + 100.0), 0.0), 100.0);
    unit_of_measurement: "Signal %"
    entity_category: "diagnostic"
  - platform: uptime
    id: uptime_s
    name: "$devicename Uptime"
    update_interval: 60s          
  - platform: template
    name: $devicename free memory
    lambda: return heap_caps_get_free_size(MALLOC_CAP_INTERNAL);
    icon: "mdi:memory"
    entity_category: diagnostic
    state_class: measurement
    unit_of_measurement: "b"
    update_interval: 60s
# Define the battery pin (GPIO35) as an ADC sensor
  - platform: adc
    pin: GPIO35
    name: "Battery Capacity"
    id: battery_capacity
    icon: mdi:battery-medium
    unit_of_measurement: "%"
    accuracy_decimals: 0
    attenuation: 12db
    update_interval: 60s  # Update every 60 seconds (adjust as needed)
    filters:
      - multiply: 2.0
      - median:
          window_size: 7
          send_every: 7
          send_first_at: 7
      - throttle: 15min
      - calibrate_polynomial:
         degree: 3
         datapoints:
          - 0.00 -> 0.0
          - 3.30 -> 0.0
          - 3.35 -> 5.0
          - 3.39 -> 10.0
          - 3.44 -> 15.0
          - 3.48 -> 20.0
          - 3.53 -> 25.0
          - 3.57 -> 30.0
          - 3.62 -> 35.0
          - 3.66 -> 40.0
          - 3.71 -> 45.0
          - 3.75 -> 50.0
          - 3.80 -> 55.0
          - 3.84 -> 60.0
          - 3.88 -> 65.0
          - 3.92 -> 70.0
          - 3.96 -> 75.0
          - 4.00 -> 80.0
          - 4.05 -> 85.0
          - 4.09 -> 90.0
          - 4.14 -> 95.0
          - 4.20 -> 100.0
      - lambda: |-
          if (x <= 100) {
            return x;
          } else {
            return 100;
          }

    on_value_range:
      # Trigger an action if the battery voltage goes below a threshold (e.g., 3.3V)
      - above: 30
        then:
          - logger.log: "Battery voltage is above threshold"
      - below: 30
        then:
          - logger.log: "Battery power detected (below threshold)"

# Optional: Set a custom threshold to trigger actions, e.g., battery level below 3.3V
binary_sensor:
  - platform: template
    name: "Low Battery"
    lambda: |-
      if (id(battery_capacity).state < 30) {
        return true;
      } else {
        return false;
      }
    on_press:
      - logger.log: "Battery is low"
    on_release:
      - logger.log: "Battery is back to normal"

# Define the GPIO pin connected to USB power detection
  - platform: gpio
    pin: 16  # GPIO pin connected to USB power
    name: "USB Power Status"
    device_class: power
    filters:
      - delayed_on: 100ms
      - delayed_off: 100ms
    on_press:
      # Action to take when USB power is disconnected (i.e., running on battery)
      then:
        - logger.log: "Running on battery power"
    on_release:
      then:
        - logger.log: "Running on USB power"
        # Optionally, trigger actions for when USB power is present

Щоб повторити це:

1. Скомпілюйте код (адаптуючи під свій пристрій).
2. Завантажте його на ESP32.
3. Підключіть джамперний дріт від USB-піну до GPIO 16 (спочатку я використовував GPIO 5 — теж працює, але на 16 немає попереджень про strap pin).
4. Під’єднайте батарею та USB-зарядку.

Схема максимально проста — дріт між двома пінами.

Примітки та поради

• Тепер, коли я переконався, що це працює, планую перевести на таку схему кілька сенсорів. Не всі, але ключові — точно.
• Можна використовувати й інші ESP-плати — оберіть те, що вам зручно.
• Я ще не тестував систему довгостроково, але наразі вона стабільна.
• Батарея з часом деградує, бо постійно перебуває на зарядці. Хоча Lolin періодично відключає зарядку, я досліджую, до якого рівня батарея має розрядитися, щоб процес зарядки знову почався.
• Є невеликий ризик, що батарея може вийти з ладу із займанням, тому не варто ховати пристрій у важкодоступних місцях (наприклад, на горищі).
• Я використав батарею 1200 мА·год — цього вистачає, щоб ESP32 працювала як BLE-трекер понад 8 годин. Для інших задач можна використати меншу ємність.
• Ви можете налаштувати, щоб ESP сама надсилала сигнали чи мигала лампочками, але я вважаю за краще реалізовувати логіку через окрему систему автоматизації. Так легше керувати сценаріями.

alias: Alert - ble03 has detected a power outage!
description: ""
triggers:
  - trigger: state
    entity_id:
      - binary_sensor.ble03_usb_power_status
    to: "off"
    for:
      hours: 0
      minutes: 0
      seconds: 5
conditions: []
actions:
  - data:
      title: ble03 has detected a power outage!
      message: ble03 has detected a power outage!
    action: persistent_notification.create
  - metadata: {}
    data:
      message: ble03 has detected a power outage!
      title: ble03 has detected a power outage!
      target: [email protected]
    action: notify.example_com
  - action: notify.mobile_app_pixel_9_pro
    data:
      message: ble03 has detected a power outage!
      title: ble03 has detected a power outage!
mode: single

Це простий та дешевий спосіб перетворити звичайну ESP32 на датчик зникнення живлення — без дорогих реле чи складних схем. Ідеальний варіант для моніторингу критичних точок живлення у будинку, особливо якщо ваша мережа підтримується UPS.

Підписуйтеся на Telegram-канал «DOU #tech», щоб не пропустити нові технічні статті