Weervergrendeling voor thuisverwarming - IoT RasPi Zero & ESP12 - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Verhaal

Noteren,

Dit project is afhankelijk van het hebben van een RaspberryPi Zero met een Domoticz-huisautomatiseringsserver (vrij eenvoudig te maken) met node-red en is ingesteld als een MQTT-makelaar.

Waarom deze showcase schrijven?

Om mijn oplossing te laten zien hoe ik wat verwarmingskosten/energieverbruik heb bespaard en om de gedachte in u te zaaien, zodat deze in uw huis kan worden toegepast of aangepast aan uw behoeften.

Overzicht

In de lente- en herfstmaanden, waar de buitentemperatuur rond de 11°C kan zijn, merkte ik dat mijn huis weinig tot geen temperatuur verloor naar buiten. Ik merkte ook dat de verwarming 's morgens enige tijd aanging (tot 30 minuten) en vervolgens uit bleef tot de volgende dag. Ik zag dit als een verspilling van energie omdat op een zonnige dag of bij temperaturen boven de 12°C buiten het huis vanzelf opwarmt tot een aangename temperatuur. Normaal gesproken zou dit de tijd van het jaar zijn dat ik mijn verwarming uit zou zetten om gas te besparen. Dit project is om dit proces te automatiseren op basis van de lokale buitenluchttemperatuur en door gebruik te maken van enkele van mijn bestaande huishoudtemperatuursensoren, heeft het project het voordeel dat ik de voorspelde temperatuur weet en ernaar handelt, maar als het huis te veel temperatuur verliest, kan de verwarming terug te komen.

Projectvereisten

• Gebruik lokale huidige buitenluchttemperatuur
• Lokale voorspelde buitenluchttemperaturen gebruiken
• Voorkom dat de verwarming werkt, maar heb geen invloed op de productie van warm water
• rekening houden met huishoudelijke omstandigheden (maar niet te gevoelig zijn)

Stap 1: Hardware-/softwareservice instellen

1. Raspberry Pi Zero draait als een MQTT-makelaar met Domoticz en Node-Red, compleet met lokale sensor (kamer 1) Dallas 18b20-type.
2. ESP12 met een Arduino IDE-programma, deze controller voert ook de vergrendeling met de verwarming uit die zich in de kast bevindt waar de verwarmingsregelklep zich bevindt. Ook deze heeft een lokale Dallas-sensor (kamer 2) voor de aangrenzende kamer.
3. ESP01 met een Arduino IDE-programma om lokale kamertemperatuur / vochtigheidsmetingen van een DHT22-sensor (kamer 3) te verzenden.

Stap 2: Gegevens ophalen

Kamer 1, 2 & 3 temperatuurmetingen worden naar de Domoticz-domoticaserver gestuurd voor datalogging en eenvoudig bekijken. -verzonden via MQTT naar geïnteresseerde klanten (ESP12 is één) en naar de Domoticz voor logging.

De Domoticz-server maakt ook verbinding met OpenWeatherMap om lokale weersomstandigheden op te halen (elke 10 minuten), de Domoticz verzendt deze gegevens ook opnieuw via een MQTT "uit"-onderwerp, maar de grootte van dit bericht is groot, dus ik gebruik node-red om deze gegevens te wijzigen en te verwijderen om alleen de temperatuurinformatie te bevatten, wordt dit verzonden over een onderwerp waarop de ESP12 is geabonneerd. Bovendien zal de node-red verbinding maken met OpenWeatherMap en voorspellingsgegevens ophalen voor mijn gebied, opnieuw zijn deze ontvangen gegevens zeer gedetailleerd en bevatten informatie voor 5 dagen, dus ik gebruik node-red om dit aan te passen aan de volgende 3/6 uur temperatuurvoorspelling en nogmaals re-transmit gaat over hetzelfde onderwerp als hierboven.

Stap 3: Fysieke verwarmingsvergrendeling

De ESP12 bevindt zich in dezelfde kast als de warmwaterboiler en bedradingsaansluitingen voor kleppen/thermostaten. Omdat ik ervaring had met elektrische regelsystemen, volgde ik de kabel om de hoofdkabel van de kamerthermostaat te ontdekken, leidde ik een geschikte kabel met een nominale netvoeding naar mijn schakelkast en installeerde ik een relais dat de ESP12 kan aansturen. Ik heb het ESP12-relais in serie geschakeld met de kamerthermostaat, zodat de verwarming indien nodig kan worden uitgesteld. Bovendien maakte ik me zorgen over "wat als de ESP12 faalde", dus plaatste ik een fysieke schakelaar parallel aan het relais, zodat ik de normale omstandigheden kan herstellen als dat nodig is (ik heb dat nog niet hoeven doen).

Stap 4: Softwarebediening

De ESP12 heeft een aantal instellingen voor de huidige buitentemperatuur, 3-uurs voorspelde temp, 6-uurs voorspelde temp en gemiddelde huistemp.

Zie stroomschema.

Samenvattend, de verwarming wordt uitgeschakeld als de buitentemperatuur hoger is dan 10,5 graden Celsius en de gemiddelde huistemperatuur hoger is dan 19,4 graden Celsius (mijn thermostaat is ingesteld op 19,5 graden Celsius) OF als de voorspelling voor de dag hoger is dan 11 graden Celsius. De verwarming wordt ingeschakeld als de verschillende uitlezingen onder de setpoints liggen die iets onder de eerder genoemde setpoints liggen om hinderlijk schakelen te verminderen.

Stap 5: Toekomstige ontwikkeling?

• Houd er rekening mee of het zonnig is of niet, als het huis niet in de zon wordt gebakken, kunnen de setpoints worden verlaagd.
• windomstandigheden?
• override op afstand opnemen