Säälukitus kodin lämmitykseen - IoT RasPi Zero & ESP12: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tarina

Huomioida,

Tämä projekti edellyttää, että sinulla on RaspberryPi Zero, jolla on Domoticzin kotiautomaatiopalvelin (melko helppo tehdä) solmupunaisella ja joka on määritetty MQTT-välittäjäksi.

Miksi kirjoittaa tämä esittely?

Esitelläkseni ratkaisuni siitä, miten olen säästänyt joitakin lämmityskustannuksia/energiankulutusta, ja siementämään ajatuksen sinuun, jotta se voidaan ottaa käyttöön kotiisi tai muokata tarpeidesi mukaan.

Yleiskatsaus

Keväällä ja syksyllä, jolloin ulkoilman lämpötila voi olla noin 11 astetta, huomasin, että taloni menetti vähän tai ei ollenkaan lämpötilaa ulkopuolelle. Huomasin myös, että aamulla lämmitys käynnistyy jonkin aikaa (enintään 30 minuuttia) ja pysyy poissa käytöstä seuraavaan päivään asti. Näin energianhukkaa, kuten aurinkoisena päivänä tai yli 12 asteen lämpötiloissa talon ulkopuolella lämpenee luonnollisesti mukavaan lämpötilaan. Normaalisti tämä olisi se aika vuodesta, jolloin sammuttaisin lämmityksen säästääkseni kaasun käyttöä. Tämän projektin tarkoituksena on automatisoida tämä prosessi paikallisen ulkolämpötilan perusteella ja hyödyntää joitakin kotitalouksessani olevia lämpötila -antureita. Hankkeen etuna on tietää ennustettu lämpötila ja vaikuttaa siihen, mutta jos talo menettää liikaa lämpötilaa, se mahdollistaa lämmityksen tulla takaisin.

Projektin vaatimukset

• Käytä paikallista ulkoilman lämpötilaa
• Käytä paikallista sääennustetta ulkoilman lämpötiloista
• Estä lämmityksen toiminta, mutta älä vaikuta kuuman veden tuotantoon
• ottaa huomioon kotitalouden olosuhteet (mutta ei liian herkkä)

Vaihe 1: Laitteisto-/ohjelmistopalvelun asennus

1. Raspberry Pi Zero toimii MQTT-välittäjänä Domoticzin ja solmunpunaisen kanssa paikallisanturilla (huone 1) Dallas 18b20 -tyyppi.
2. ESP12, joka käyttää Arduino IDE -ohjelmaa, tämä ohjain suorittaa myös lukituksen lämmityksen ollessa asennettuna kaappiin, jossa lämmityksen säätöventtiili on. Tässäkin on paikallinen Dallas -anturi (huone 2) viereiseen huoneeseen.
3. ESP01 käyttää Arduino IDE -ohjelmaa paikallisten huonelämpötila-/kosteuslukemien lähettämiseksi DHT22 -anturista (huone 3).

Vaihe 2: Tietojen haku

Huoneiden 1, 2 ja 3 lämpötilalukemat lähetetään Domoticzin kotiautomaatiopalvelimelle tietojen kirjaamista varten ja helppo katselu, joka lähetetään MQTT-viestien kautta DomoticzJSONformat-ohjelmalla. Käytän solmupunaista luodakseni kolmen huoneen keskilämpötilan, joka sitten -lähetetään MQTT: n kautta kiinnostuneille asiakkaille (ESP12 yksi) ja Domoticzille kirjautumista varten.

Domoticz-palvelin muodostaa yhteyden myös OpenWeatherMapiin paikallisten sääolosuhteiden noutamiseksi (10 minuutin välein), Domoticz lähettää myös nämä tiedot uudelleen MQTT-"out" -aiheen kautta, mutta tämän viestin koko on suuri, joten käytän node-rediä Jos haluat muuttaa ja poistaa nämä tiedot vain sisältämään lämpötilatietoja, tämä lähetetään aiheeseen, jonka ESP12 on tilannut. Lisäksi tämä solmu-punainen muodostaa yhteyden OpenWeatherMapiin ja hakee ennustetietoja alueeltani, taas tämä vastaanotettu data on erittäin yksityiskohtaista ja sisältää tietoja 5 päiväksi, joten käytän solmupunaista säätääkseni tämän seuraavan 3/6 tunnin lämpötilaennusteeseen ja uudelleenlähetys on samasta aiheesta kuin yllä.

Vaihe 3: Fyysisen lämmityksen lukitus

ESP12 sijaitsee samassa kaapissa, jossa on kuumavesisäiliö ja venttiilien/termostaattien johdotusliitännät. Koska minulla on kokemusta sähköisistä ohjausjärjestelmistä, etsin kaapelin löytääksesi huonetermostaatin pääkaapelin, vedin sopivan verkkokaapelin ohjauslaatikkooni ja asensin releen, jota ESP12 voi ohjata. Johdotin ESP12 -releen sarjaan huonetermostaatin kanssa, jotta se voi tarvittaessa pitää lämmityksen pois päältä. Lisäksi olin huolissani”mitä jos ESP12 epäonnistui”, joten asetin fyysisen kytkimen releen rinnalle, jotta voin palauttaa normaalit olosuhteet tarvittaessa (minun ei ole vielä tarvinnut).

Vaihe 4: Ohjelmiston käyttö

ESP12: ssa on joitakin asetusarvoja nykyiselle ulkolämpötilalle, 3 tunnin ennusteen lämpötilalle, 6 tunnin ennusteen lämpötilalle ja talon keskilämpötilalle.

Katso vuokaavio.

Yhteenvetona voidaan todeta, että lämmitys poistetaan käytöstä, jos ulkolämpötila on yli 10,5 astetta ja talon keskilämpötila on yli 19,4 astetta (termostaattini on asetettu 19,5 asteeseen) TAI päivän ennuste on yli 11 astetta. Lämmitys on käytössä, jos eri lukemat ovat asetusarvojen alapuolella, jotka ovat hieman edellä mainittujen asetusarvojen alapuolella haitallisen kytkennän vähentämiseksi.

Vaihe 5: Tuleva kehitys?

• Ota huomioon, onko aurinkoista vai ei, kun taloa ei paisteta auringossa, asetusarvoja voidaan alentaa.
• tuuliolosuhteet?
• sisällyttää kauko -ohitus