Interblocco meteorologico per il riscaldamento domestico - IoT RasPi Zero ed ESP12: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Storia

Da notare,

Questo progetto si basa sul fatto che tu abbia un RaspberryPi Zero che esegue un server di automazione domestica Domoticz (facilmente realizzato) con node-red ed è configurato come broker MQTT.

Perché scrivere questa vetrina?

Per mostrare la mia soluzione di come ho risparmiato alcuni costi di riscaldamento/consumo energetico e per seminare il pensiero in te, in modo che possa essere adottato nella tua casa o modificato in base alle tue esigenze.

Panoramica

Nei mesi primaverili e autunnali, dove la temperatura dell'aria esterna può essere di circa 11°C, ho notato che la mia casa ha perso poca o nessuna temperatura verso l'esterno. Ho anche notato che al mattino il riscaldamento si accendeva per un po' di tempo (fino a 30 minuti) per poi rimanere spento fino al giorno successivo. L'ho visto come uno spreco di energia perché in una giornata di sole o quando fa caldo sopra i 12°C fuori casa si riscalda naturalmente a una temperatura confortevole. Normalmente questo sarebbe il periodo dell'anno in cui spegnerei il riscaldamento per risparmiare sull'utilizzo del gas. Questo progetto è quello di automatizzare questo processo in base alla temperatura dell'aria esterna locale e utilizzando alcuni dei miei sensori di temperatura domestici esistenti, il progetto ha il vantaggio di conoscere la temperatura prevista e agire su di essa, ma se la casa perdesse troppa temperatura consentirà il riscaldamento per tornare su.

Requisiti del progetto

• Utilizzare la temperatura dell'aria esterna attuale locale
• Usa le previsioni locali delle temperature dell'aria esterna
• Impedisce il funzionamento del riscaldamento ma non influisce sulla produzione di acqua calda
• tenere conto delle condizioni familiari (ma non essere troppo sensibili)

Passaggio 1: configurazione del servizio hardware/software

1. Raspberry Pi Zero funzionante come Broker MQTT con Domoticz e Node-Red completo di sensore locale (Room 1) tipo Dallas 18b20.
2. ESP12 eseguendo un programma Arduino IDE, questo controller conduce anche l'interblocco con il riscaldamento è situato nell'armadio dove si trova la valvola di controllo del riscaldamento. Anche questo ha un sensore locale Dallas (stanza 2) per la stanza adiacente.
3. ESP01 esegue un programma Arduino IDE per trasmettere le letture locali di temperatura/umidità della stanza da un sensore DHT22 (stanza 3).

Passaggio 2: recupero dati

Le letture della temperatura delle stanze 1, 2 e 3 vengono inviate al server domotico Domoticz per la registrazione dei dati e una facile visualizzazione questo viene inviato tramite messaggi MQTT utilizzando DomoticzJSONformat, io uso node-red per creare una lettura della temperatura media delle 3 stanze che viene poi ri -trasmesso via MQTT ai clienti interessati (ESP12 essendo uno) e al Domoticz per la registrazione.

Il server Domoticz si connette anche a OpenWeatherMap per recuperare le condizioni meteorologiche locali (ogni 10 minuti), anche Domoticz invia nuovamente questi dati tramite un argomento "out" MQTT, tuttavia, la dimensione di questo messaggio è grande, quindi uso node-red per modificare ed eliminare questi dati per contenere solo le informazioni sulla temperatura, questo viene inviato su un argomento a cui è iscritto l'ESP12. Inoltre, il node-red si collegherà a OpenWeatherMap e recupererà i dati di previsione per la mia zona, anche in questo caso i dati ricevuti sono molto dettagliati e contengono informazioni per 5 giorni, quindi uso node-red per adattarli alla previsione della temperatura di 3/6 ore successiva e di nuovo la ritrasmissione è sullo stesso argomento di cui sopra.

Passaggio 3: interblocco del riscaldamento fisico

L'ESP12 si trova nello stesso armadio che contiene il bollitore dell'acqua calda e i collegamenti elettrici per valvole/termostati. Essendo esperto nei sistemi di controllo elettrico, ho tracciato il cavo per scoprire il cavo del termostato ambiente principale, ho fatto passare un cavo di rete adatto alla mia scatola di controllo e ho installato un relè che l'ESP12 può controllare. Ho collegato il relè ESP12 in serie con il termostato ambiente in modo che possa mantenere spento il riscaldamento, se necessario. Inoltre, ero preoccupato per "e se l'ESP12 non funzionasse", quindi ho posizionato un interruttore fisico in parallelo al relè in modo da poter ripristinare le condizioni normali se necessario (non ho ancora dovuto).

Passaggio 4: funzionamento del software

L'ESP12 ha alcuni set point per la temperatura esterna corrente, la temperatura prevista per 3 ore, la temperatura prevista per 6 ore e la temperatura media della casa.

Vedi diagramma di flusso.

Per riassumere, il riscaldamento sarà disabilitato se la temperatura esterna è superiore a 10,5 gradi C e la temperatura media della casa è superiore a 19,4 gradi C (il mio termostato è impostato a 19,5 gradi C) OPPURE la previsione per il giorno è superiore a 11 gradi C. Il riscaldamento è abilitato se le varie letture sono al di sotto dei setpoint impostati leggermente al di sotto dei setpoint precedentemente menzionati per ridurre fastidiose commutazioni.

Passaggio 5: sviluppo futuro?

• Considera se c'è il sole o meno, quando la casa non è cotta al sole i setpoint potrebbero essere abbassati.
• condizioni del vento?
• incorporare l'override remoto