Blokada pogodowa do ogrzewania domu - IoT RasPi Zero i ESP12: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Fabuła

Zauważyć,

Ten projekt polega na tym, że masz RaspberryPi Zero z serwerem automatyki domowej Domoticz (dość łatwo wykonany) z węzłem czerwonym i jest skonfigurowany jako broker MQTT.

Po co pisać tę wizytówkę?

Aby pokazać moje rozwiązanie, w jaki sposób zaoszczędziłem trochę kosztów ogrzewania/zużycia energii, i zasiać tę myśl w Tobie, aby można ją było zastosować w Twoim domu lub zmodyfikować tak, aby odpowiadała Twoim potrzebom.

Przegląd

W miesiącach wiosennych i jesiennych, kiedy temperatura powietrza na zewnątrz może wynosić około 11 stopni Celsjusza, zauważyłem, że mój dom tracił niewiele lub wcale nie tracił temperatury na zewnątrz. Zauważyłem też, że rano ogrzewanie włączało się na jakiś czas (do 30 minut), a potem pozostawało wyłączone do następnego dnia. Postrzegałem to jako stratę energii, ponieważ w słoneczny dzień lub przy temperaturach powyżej 12 st. C na zewnątrz dom naturalnie nagrzeje się do komfortowej temperatury. Normalnie byłaby to pora roku, w której wyłączałbym ogrzewanie, aby zaoszczędzić na zużyciu gazu. Ten projekt ma zautomatyzować ten proces w oparciu o lokalną temperaturę powietrza na zewnątrz i wykorzystując niektóre z moich istniejących domowych czujników temperatury, projekt ma tę zaletę, że zna przewidywaną temperaturę i działa na nią, ale jeśli dom stracił zbyt dużo temperatury, pozwoli to na ogrzewanie wrócić.

Wymagania projektowe

• Użyj lokalnego prądu zewnętrznego temperatury powietrza
• Użyj lokalnej prognozy temperatury powietrza na zewnątrz
• Zapobiegaj działaniu ogrzewania, ale nie wpływaj na produkcję ciepłej wody
• brać pod uwagę warunki domowe (ale nie być zbyt wrażliwym)

Krok 1: Konfiguracja usługi sprzętu/oprogramowania

1. Raspberry Pi Zero działa jako broker MQTT z Domoticz i Node-Red wraz z lokalnym czujnikiem (pokój 1) typu Dallas 18b20.
2. ESP12 z programem Arduino IDE, ten sterownik również prowadzi blokadę z ogrzewaniem, gdzie znajduje się w szafce, w której znajduje się zawór sterujący ogrzewaniem. To również ma lokalny czujnik Dallas (pokój 2) dla sąsiedniego pokoju.
3. ESP01 z programem Arduino IDE do przesyłania lokalnych odczytów temperatury/wilgotności w pomieszczeniu z czujnika DHT22 (pokój 3).

Krok 2: Pobieranie danych

Odczyty temperatury w pokojach 1, 2 i 3 są wysyłane do serwera automatyki domowej Domoticz w celu rejestrowania danych i łatwego przeglądania, są one wysyłane za pomocą wiadomości MQTT przy użyciu formatu DomoticzJSON. -przesyłane przez MQTT do zainteresowanych klientów (ESP12 jest jednym) i do Domoticza w celu zalogowania.

Serwer Domoticz łączy się również z OpenWeatherMap, aby pobrać lokalne warunki pogodowe (co 10 minut), Domoticz również ponownie wysyła te dane za pośrednictwem tematu „out” MQTT, jednak rozmiar tej wiadomości jest duży, więc używam node-red aby zmienić i usunąć te dane, aby zawierały tylko informacje o temperaturze, jest to wysyłane na temat, który subskrybuje ESP12. Dodatkowo ten węzeł-czerwony połączy się z OpenWeatherMap i pobierze dane prognozy dla mojego obszaru, ponownie te otrzymane dane są bardzo szczegółowe i zawierają informacje na 5 dni, więc używam czerwonego węzła, aby dostosować je do następnej prognozy temperatury 3/6 godzin i ponownie retransmisja dotyczy tego samego tematu, co powyżej.

Krok 3: Fizyczna blokada ogrzewania

ESP12 znajduje się w tej samej szafce, w której znajduje się zasobnik ciepłej wody i połączenia przewodów do zaworów/termostatów. Mając doświadczenie w elektrycznych systemach sterowania, namierzyłem kabel, aby znaleźć główny kabel termostatu pokojowego, poprowadziłem odpowiedni kabel sieciowy do mojej skrzynki kontrolnej i zainstalowałem przekaźnik, który może kontrolować ESP12. Połączyłem przekaźnik ESP12 szeregowo z termostatem pokojowym, aby w razie potrzeby mógł utrzymać ogrzewanie wyłączone. Dodatkowo martwiłem się „a co, jeśli ESP12 zawiedzie”, więc umieściłem fizyczny przełącznik równolegle do przekaźnika, aby w razie potrzeby przywrócić normalne warunki (jeszcze nie musiałem).

Krok 4: Obsługa oprogramowania

ESP12 posiada kilka nastaw dla bieżącej temperatury zewnętrznej, prognozowanej temperatury na 3 godziny, prognozowanej temperatury na 6 godzin i średniej temperatury w budynku.

Zobacz schemat blokowy.

Podsumowując, ogrzewanie zostanie wyłączone, jeśli temperatura na zewnątrz przekroczy 10,5 st. C, a średnia temperatura domu przekroczy 19,4 st. C (mój termostat jest ustawiony na 19,5 st. C) LUB prognoza na dzień przekroczy 11 st. C. Ogrzewanie jest włączone, jeśli różne odczyty są poniżej nastaw ustawionych nieco poniżej wcześniej wspomnianych nastaw, aby zmniejszyć uciążliwe przełączanie.

Krok 5: Przyszły rozwój?

• Weź pod uwagę czy jest słonecznie czy nie, gdy dom nie jest upieczony na słońcu można obniżyć nastawy.
• warunki wiatrowe?
• włączyć zdalne sterowanie