Датчики RS-485 Modbus в Алисе через ESP32 и ESPHome

ESP32 читает датчики RS-485 Modbus RTU через трансивер RS-485 и компоненты ESPHome uart, modbus и modbus_controller. Значения появляются в Home Assistant как обычные сенсоры, и интеграция Yandex Smart Home передаёт их в «Дом с Алисой». Без карты регистров конкретного датчика ничего не заработает: RS-485 описывает только провода и уровни, а какие числа лежат в каких регистрах, знает лишь производитель. Ниже — полный путь на примере датчика DFRobot SEN0438, у которого карта регистров опубликована.

Что нужно узнать о датчике

Перед покупкой или подключением найдите в инструкции:

1. Адрес устройства на шине и как его менять.
2. Скорость и формат кадра (бит данных, чётность, стоп-биты).
3. Функцию чтения: 0x03 (holding registers) или 0x04 (input registers).
4. Адреса регистров, тип значения (со знаком или без, 16 или 32 бита) и масштаб.
5. Питание датчика.

Для SEN0438 всё это есть в инструкции производителя:

Параметр	Значение
Питание	12–36 В постоянного тока
Провода	жёлтый — A+, красный — V+, чёрный — GND, белый — B−
Скорость	9600 бод (по умолчанию)
Функции	0x03 — чтение, 0x10 — запись нескольких регистров
Регистр 0x0000	Влажность × 10
Регистр 0x0001	Температура × 10, со знаком
Адрес	задаётся 8-позиционным DIP-переключателем внутри корпуса

Пример из той же инструкции: ответ 01 03 04 01 D7 00 D6 … означает влажность 0x01D7 = 471 → 47,1 % и температуру 0x00D6 = 214 → 21,4 °C.

Нумерация регистров

По спецификации Modbus регистры в запросе адресуются с нуля: регистры с номерами 1–16 имеют адреса 0–15 (Modbus Application Protocol, IETF draft). У SEN0438 в таблице сразу указаны адреса (0x0000, 0x0001), их можно переносить в ESPHome как есть. Если другой производитель нумерует регистры с единицы, вычтите единицу.

Трансивер и подключение

ESP32 нельзя соединять с линиями A/B напрямую: нужен трансивер, который превращает UART в дифференциальный сигнал RS-485.

Трансивер	Питание	Совместимость с ESP32
MAX485	4,75–5,25 В (даташит)	Нужно согласование уровней: трансивер работает от 5 В, а входы ESP32 допускают не выше VDD + 0,3 В (даташит ESP32)
MAX3485	3,0–3,6 В (даташит)	Питается от той же линии 3,3 В, уровни совпадают

У обоих трансиверов полудуплексная схема с выводами DE (включение передатчика, активный высокий уровень) и RE (включение приёмника, активный низкий уровень). Их обычно соединяют вместе и подключают к одному GPIO, который ESPHome переключает при передаче. В документации ESPHome это вывод flow_control_pin. На ESP32 его лучше задавать в компоненте uart (аппаратный полудуплекс), а не в modbus (Modbus, UART). Документация ESPHome называет MAX485 примером трансивера без автоматического переключения направления. Модулям с автоматическим переключением flow_control_pin не нужен.

Схема:

• ESP32 TX → DI трансивера, RX ← RO, GPIO управления → DE+RE, 3V3 и GND → питание трансивера.
• A трансивера → A+ датчика (жёлтый), B → B− (белый).
• Датчик питается от своего блока 12–36 В по схеме из инструкции.
• На концах шины ставятся согласующие резисторы 120 Ом по стандарту Modbus. На некоторых трансиверах они уже распаяны, на некоторых устройствах включаются перемычкой или DIP-переключателем (документация ESPHome Modbus).

Конфигурация ESPHome

Добавьте к базовой конфигурации из ESPHome Device Builder (GPIO замените на свои):

uart:
  id: rs485
  tx_pin: GPIO17
  rx_pin: GPIO16
  baud_rate: 9600
  flow_control_pin: GPIO4

modbus:
  id: modbus1
  uart_id: rs485

modbus_controller:
  - id: sen0438
    modbus_id: modbus1
    address: 1
    update_interval: 30s

sensor:
  - platform: modbus_controller
    modbus_controller_id: sen0438
    name: "Подвал влажность"
    register_type: holding
    address: 0x0000
    value_type: S_WORD
    unit_of_measurement: "%"
    device_class: humidity
    accuracy_decimals: 1
    filters:
      - multiply: 0.1
  - platform: modbus_controller
    modbus_controller_id: sen0438
    name: "Подвал температура"
    register_type: holding
    address: 0x0001
    value_type: S_WORD
    unit_of_measurement: "°C"
    device_class: temperature
    accuracy_decimals: 1
    filters:
      - multiply: 0.1

Почему так (Modbus Controller, Modbus Controller Sensor):

• register_type: holding соответствует функции 0x03, которую поддерживает датчик. Для функции 0x04 был бы input (синоним read).
• S_WORD — 16 бит со знаком. Температура SEN0438 может быть отрицательной, поэтому беззнаковый U_WORD по умолчанию здесь не подходит.
• multiply: 0.1 переводит «значение × 10» из инструкции в реальные единицы.
• Два соседних регистра одного типа ESPHome сам объединяет в один запрос.
• Чётность и стоп-биты в инструкции SEN0438 не указаны. У компонента uart по умолчанию parity: NONE и stop_bits: 1. Если датчик не отвечает, проверьте эти параметры по инструкции своего прибора.
• device_class и unit_of_measurement заданы явно: по ним Home Assistant и интеграция Яндекса распознают тип сенсора.

Если не работает

Включите журнал обмена в компоненте uart. С опцией debug ESPHome выводит отправленные и полученные байты в шестнадцатеричном виде (UART):

uart:
  # ... параметры выше
  debug:
    direction: BOTH

Что видно в журнале	Причина	Что сделать
Запросы уходят, ответов нет	Не тот адрес или скорость, перепутаны A/B, нет питания датчика	Сверить DIP-адрес, baud_rate, проводку
Ответ с кодом ошибки	Датчик отклонил запрос	У SEN0438 коды 0x81, 0x82 и 0x83 означают неподдерживаемую функцию, недопустимый адрес чтения и недопустимую запись
Значение в 10 раз больше ожидаемого	Нет масштаба	Добавить multiply: 0.1
Отрицательная температура как 6000+	Беззнаковый тип	value_type: S_WORD
Устройство «пропадает»	Таймауты подряд	После max_cmd_retries + 1 неответов подряд (по умолчанию 5) контроллер помечает устройство offline и пропускает его опрос. Проверка повторяется каждые offline_skip_updates + 1 интервала (по умолчанию на каждом)

Если вы переносите старую конфигурацию, учтите изменения в актуальной документации ESPHome: custom_command заменён на custom_pdu (без байта адреса устройства), command_throttle больше не действует (вместо него turnaround_time у modbus), force_new_range заменён на reuse_previous_range.

Запись регистров

Начинайте только с чтения. У SEN0438 запись разрешена лишь в регистры 0x000C–0x001E (пороги тревог и поправки), остальные защищены. Перед любой записью в другой прибор сохраните исходное значение и убедитесь по инструкции, что регистр не меняет адрес или скорость обмена: после такой записи связь с устройством пропадёт.

Передача в «Дом с Алисой»

Интеграция Yandex Smart Home распознаёт сенсоры автоматически по device_class: температура (°C, °F, K), влажность (%), давление, CO2, мощность, напряжение, ток и другие из её списка поддерживаемых датчиков. Значения, для которых у Яндекса нет свойства, в Алису не попадут. Например, состояние тревоги датчика можно использовать только в автоматизациях HA.

Чтобы температура и влажность были одним устройством, а не двумя (документация):

yandex_smart_home:
  entity_config:
    sensor.podval_temperatura:
      name: Подвал
      properties:
        - type: temperature
          entity: sensor.podval_temperatura
        - type: humidity
          entity: sensor.podval_vlazhnost

entity_id подставьте свои. Для передачи выберите только sensor.podval_temperatura. Как подключить Home Assistant к Яндексу, описано в статье Home Assistant и Алиса.

Похожие задачи

Тот же стек uart + modbus использует счётчик энергии PZEM-004T V3, только вместо modbus_controller у него готовый компонент pzemac. Сборка разобрана в статье Счётчик энергии на ESP32 и PZEM-004T. Если Modbus-устройства уже подключены к серверу через USB-адаптер, а не к ESP32, посмотрите вариант с Node-RED.

Источники

• DFRobot SEN0438: инструкция RS485 Temperature & Humidity Sensor
• MODBUS Application Protocol (IETF draft)
• Analog Devices MAX1487–MAX491 (MAX485) Datasheet
• Analog Devices MAX3483–MAX3491 (MAX3485) Datasheet
• ESP32 Series Datasheet (Espressif)
• ESPHome: Modbus Component
• ESPHome: UART Bus
• ESPHome: Modbus Controller
• ESPHome: Modbus Controller Sensor
• Yandex Smart Home: поддерживаемые устройства
• Yandex Smart Home: цифровые датчики