Väderförregling för uppvärmning av hus - IoT RasPi Zero & ESP12: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Berättelse

Att notera,

Detta projekt är beroende av att du har en RaspberryPi Zero som kör en Domoticz-hemautomatiseringsserver (ganska enkelt) med nod-röd och är konfigurerad som en MQTT-mäklare.

Varför skriva den här utställningen?

För att visa upp min lösning om hur jag har sparat några uppvärmningskostnader/energianvändning och för att sätta tankarna i dig, så att den kan antas i ditt hem eller modifieras för att passa dina behov.

Översikt

Under vår- och höstmånaderna där utetemperaturen kan vara runt 11 grader C märkte jag att mitt hus tappade lite eller ingen temperatur till utsidan. Jag märkte också att på morgonen skulle uppvärmningen tändas en stund (upp till 30 minuter) och sedan stanna till nästa dag. Jag såg detta som ett slöseri med energi som på en solig dag eller som vid värmen över 12 grader utanför huset naturligtvis kommer att värma till en behaglig temperatur. Normalt skulle detta vara den tid på året som jag skulle stänga av min uppvärmning för att spara gasanvändning. Detta projekt är att automatisera denna process baserad på lokal utetemperatur och med hjälp av några av mina befintliga hushållstemperatursensorer, har projektet fördelen att känna till den förutspådda temperaturen och agera på den, men om huset tappade för mycket temperatur tillåter det uppvärmning att komma tillbaka på.

Projektbehov

• Använd lokal aktuell utetemperatur
• Använd lokal prognos utanför lufttemperaturer
• Förhindra att uppvärmningen fungerar men påverkar inte varmvattenproduktionen
• ta hänsyn till hushållets förhållanden (men inte för känslig)

Steg 1: Installation av maskinvara/programvara

1. Raspberry Pi Zero körs som en MQTT-mäklare med Domoticz och Node-Red komplett med lokal sensor (rum 1) Dallas 18b20-typ.
2. ESP12 kör ett Arduino IDE -program, den här styrenheten leder också spärren med uppvärmningen vid är placerad i skåpet där värmestyrningsventilen är. Även denna har en lokal Dallas -sensor (rum 2) för det intilliggande rummet.
3. ESP01 kör ett Arduino IDE -program för att överföra lokala rumstemp/fuktighetsavläsningar från en DHT22 -sensor (rum 3).

Steg 2: Datahämtning

Rum 1, 2 & 3 temperaturavläsningar skickas till Domoticz hemautomatiseringsserver för dataloggning och enkel visning detta skickas via MQTT-meddelanden med DomoticzJSONformat, jag använder nod-rött för att skapa en genomsnittlig temperaturavläsning av de 3 rum som sedan återupprättas -överförs via MQTT till intresserade kunder (ESP12 är en) och till Domoticz för loggning.

Domoticz-servern ansluter också till OpenWeatherMap för att hämta lokala väderförhållanden (var 10: e minut), Domoticz skickar även denna data vidare via ett MQTT "out" -ämne, men storleken på detta meddelande är stor så jag använder nod-rött för att ändra och radera dessa data för att bara innehålla temperaturinformation, skickas detta till ett ämne som ESP12 prenumererar på. Dessutom kommer denna nod-röda att ansluta till OpenWeatherMap och hämta prognosdata för mitt område, återigen är denna mottagna data mycket detaljerad och innehåller information i 5 dagar så jag använder nod-röd för att justera detta till nästa 3/6-timmars temperaturprognos och igen sänds om samma ämne som ovan.

Steg 3: Fysisk uppvärmningsspärr

ESP12 är placerad i samma skåp som har varmvattentank och ledningsanslutningar för ventiler/termostater. Eftersom jag hade erfarenhet av elektriska styrsystem spårade jag kabeln för att upptäcka den huvudsakliga rumstermostatkabeln, jag drev en lämplig nätkabel till min kontrollbox och installerade ett relä som ESP12 kan styra. Jag kopplade ESP12 -reläet i serie med rumstermostaten så att den kan hålla värmen avstängd om det behövs. Dessutom var jag orolig för "vad händer om ESP12 misslyckades" så jag placerade en fysisk omkopplare parallellt med reläet så att jag kan återställa normala förhållanden om det behövs (jag har inte behövt än).

Steg 4: Programvaruoperation

ESP12 har några börvärden för den aktuella utomhustemp, 3-timmars prognostemp, 6-timmars prognos temp och genomsnittlig hustemp.

Se flödesschema.

För att sammanfatta kommer uppvärmningen att inaktiveras om yttertemperaturen är över 10,5 grader och den genomsnittliga hustemperaturen är över 19,4 grader (min termostat är inställd på 19,5 grader) ELLER prognosen för dagen är över 11 grader. Uppvärmningen är möjlig om de olika avläsningarna ligger under börvärdena som ligger något under de tidigare nämnda börvärdena för att minska störningar.

Steg 5: Framtida utveckling?

• Ta hänsyn till om det är soligt eller inte, när huset inte är bakat i solen kan börvärdena sänkas.
• vindförhållanden?
• integrera fjärrstyrning