ESP32 Power Analyzer

Ein ESP32-basiertes Messgerät zur Erfassung von harmonischen Oberwellen und Netzrückwirkungen in Echtzeit.

Features

• Echtzeit-Oszilloskop für Spannung & Strom
• Oberschwingungs-Analyse (DC + 1.–40. Harmonische, THD)
• Binärer Daten-Recorder (interleaved Voltage/Current)
• Webinterface mit HTTP & WebSocket
• FFT-Auswertung auf dem ESP32
• SPIFFS-Frontend für Scope & Harmonics

Projektstruktur

.
├── main/
│   ├── adc_fft.c          # FFT-basierte Oberschwingungsanalyse
│   ├── recorder.c         # Datenaufzeichnung & Download
│   ├── webserver.c        # HTTP & WebSocket Routen
│   └── main.c             # Initialisierung & Tasks
├── include/
│   ├── adc_fft.h
│   ├── recorder.h
│   ├── webserver.h
│   └── config.h
├── doc/
│   ├── Dokumentation_Power-Analyzer.pdf
│   ├── Artikel_Power-Analyzer.pdf
│   └── Scope-Screenshot-22052025.png

Beispiel: SCOPE, THD & FFT

Webinterface

Zugriff über:

http://<ESP-IP>/

Funktionen:

• Live-Plot (Oszi) via /ws_scope
• Oberschwingungen als JSON via /harmonics
• Binär-Download (/download) im Float32-Format

Dokumentation

• Dokumentation als PDF
• Artikel zur Anwendung

Build-Setup

Voraussetzung: ESP-IDF installiert

idf.py build
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor

Frontend hochladen:

idf.py spiffs-flash

Datenformat

// Header
uint32_t sample_rate;
uint32_t num_samples;

// Daten (interleaved)
float voltage[n];
float current[n];

Python-Auswertung

import numpy as np

with open("data.bin", "rb") as f:
    sr = np.fromfile(f, dtype=np.uint32, count=1)[0]
    n  = np.fromfile(f, dtype=np.uint32, count=1)[0]
    data = np.fromfile(f, dtype=np.float32).reshape(-1, 2)
    voltage, current = data[:,0], data[:,1]

Lizenz

APACHE2 – siehe LICENSE