Vejrlås til boligopvarmning - IoT RasPi Zero & ESP12: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Historie

At notere,

Dette projekt er afhængigt af, at du har en RaspberryPi Zero, der kører en Domoticz-hjemmeautomatiseringsserver (ganske let lavet) med node-rød og er konfigureret som en MQTT-mægler.

Hvorfor skrive dette udstillingsvindue?

For at fremvise min løsning på, hvordan jeg har sparet nogle varmeudgifter/energiforbrug og til at sætte tanken i dig, så den kan blive indført i dit hjem eller ændret, så den passer til dine behov.

Oversigt

I foråret og efteråret måneder, hvor den udvendige lufttemperatur kan være omkring 11degC, bemærkede jeg, at mit hus tabte lidt eller ingen temperatur til det ydre. Jeg bemærkede også, at opvarmningen om morgenen ville tænde et stykke tid (op til 30 minutter) og derefter blive slukket til den næste dag. Jeg så dette som spild af energi, som på en solskinsdag eller som ved varmer over 12 grader uden for huset naturligt vil blive varme til en behagelig temperatur. Normalt ville dette være den tid på året, hvor jeg ville slukke min varme for at spare gasforbrug. Dette projekt er at automatisere denne proces baseret på lokal lufttemperatur udefra og ved hjælp af nogle af mine eksisterende husholdningstemperaturfølere, har projektet fordelen ved at kende den forudsagte temperatur og handle på den, men hvis huset tabte for meget temperatur, vil det tillade opvarmning at komme tilbage på.

Projektkrav

• Brug lokal strøm udenfor lufttemperatur
• Brug lokal vejrudsigt uden for lufttemperaturer
• Forhindre opvarmning i at fungere, men påvirk ikke varmtvandsproduktionen
• tage hensyn til husstandsforhold (men ikke at være for følsomme)

Trin 1: Opsætning af hardware/software

1. Raspberry Pi Zero kører som en MQTT-mægler med Domoticz og Node-Red komplet med lokal sensor (værelse 1) Dallas 18b20-type.
2. ESP12 kører et Arduino IDE -program, og denne controller udfører også låsen med opvarmningen, der er placeret i skabet, hvor varmestyringsventilen er. Også denne har en lokal Dallas -sensor (værelse 2) til det tilstødende rum.
3. ESP01 kører et Arduino IDE -program til at transmittere lokale rumtemperatur-/fugtighedsmålinger fra en DHT22 -sensor (værelse 3).

Trin 2: Datahentning

Rum 1, 2 & 3 temperaturmålinger sendes til Domoticz hjemmeautomatiseringsserveren til datalogning og let visning dette sendes via MQTT-beskeder ved hjælp af DomoticzJSONformat, jeg bruger node-rød til at oprette en gennemsnitstemperaturaflæsning af de 3 rum, som derefter genoprettes -overført via MQTT til interesserede kunder (ESP12 er en) og til Domoticz til logning.

Domoticz-serveren opretter også forbindelse til OpenWeatherMap for at hente lokale vejrforhold (hvert 10. minut), Domoticz sender også disse data videre via et MQTT "out" emne, men størrelsen på denne besked er stor, så jeg bruger knude-rød for at ændre og slette disse data for bare at indeholde temperaturoplysningerne, sendes dette om et emne, som ESP12 abonnerer på. Derudover vil denne knude-rød oprette forbindelse til OpenWeatherMap og hente prognosedata for mit område, igen er disse modtagne data meget detaljerede og indeholder oplysninger i 5 dage, så jeg bruger node-rød til at justere dette til den næste 3/6timers temperaturprognose og igen er genudsendelse om det samme emne som ovenfor.

Trin 3: Fysisk opvarmning

ESP12 er placeret i det samme skab, der har varmtvandstanken og ledningsforbindelser til ventiler/termostater. Da jeg havde erfaring med elektriske kontrolsystemer, sporede jeg kablet for at opdage hovedrumstermostatakablet, jeg førte et passende strømkabel til min kontrolboks og installerede et relæ, som ESP12 kan styre. Jeg har forbundet ESP12 -relæet i serie med rumtermostaten, så det kan holde varmen afbrudt, hvis det kræves. Derudover var jeg bekymret for "hvad nu hvis ESP12 mislykkedes", så jeg placerede en fysisk switch parallelt med relæet, så jeg kan genoprette normale forhold, hvis det er nødvendigt (jeg har ikke været nødt til det endnu).

Trin 4: Softwaredrift

ESP12 har nogle setpunkter for den aktuelle udetemp., 3-timers prognosetemp, 6-timers prognosetemp og gennemsnitlig hustemp.

Se rutediagram.

For at opsummere vil opvarmningen blive deaktiveret, hvis udetemperaturen er over 10,5degC og den gennemsnitlige hustemperatur er over 19,4degC (min termostat er indstillet til 19,5degC) ELLER prognosen for dagen er over 11degC. Opvarmningen er aktiveret, hvis de forskellige aflæsninger er under setpunkter sat lidt under de tidligere nævnte setpunkter for at reducere generende skift.

Trin 5: Fremtidig udvikling?

• Tag hensyn til, om det er solrigt eller ej, når huset ikke er bagt i solen, kan sætpunkterne sænkes.
• vindforhold?
• indarbejde fjernoverstyring