Wettersperre für Hausheizung - IoT RasPi Zero & ESP12 - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Geschichte

Notieren,

Dieses Projekt setzt voraus, dass Sie einen RaspberryPi Zero haben, auf dem ein Domoticz-Heimautomatisierungsserver (ganz einfach erstellt) mit node-red läuft und als MQTT-Broker eingerichtet ist.

Warum dieses Schaufenster schreiben?

Um meine Lösung zu präsentieren, wie ich Heizkosten / Energieverbrauch eingespart habe, und um Ihnen den Gedanken zu geben, damit er in Ihr Zuhause übernommen oder an Ihre Bedürfnisse angepasst werden kann.

Überblick

In den Frühlings- und Herbstmonaten, in denen die Außenlufttemperatur etwa 11 ° C betragen kann, habe ich festgestellt, dass mein Haus wenig bis gar keine Temperatur nach außen verloren hat. Mir ist auch aufgefallen, dass morgens die Heizung für einige Zeit (bis zu 30 Minuten) anging und dann bis zum nächsten Tag ausgeschaltet blieb. Ich sah dies als Energieverschwendung, da sich das Haus an einem sonnigen Tag oder bei Temperaturen über 12 ° C außerhalb des Hauses auf natürliche Weise auf eine angenehme Temperatur erwärmt. Normalerweise würde ich zu dieser Jahreszeit meine Heizung ausschalten, um Gas zu sparen. Dieses Projekt soll diesen Prozess basierend auf der lokalen Außenlufttemperatur automatisieren und einige meiner vorhandenen Haushaltstemperatursensoren verwenden. Das Projekt hat den Vorteil, die vorhergesagte Temperatur zu kennen und darauf zu reagieren wieder zu kommen.

Projektvoraussetzungen

• Lokale aktuelle Außenlufttemperatur verwenden
• Verwenden Sie die lokale Vorhersage der Außenlufttemperaturen
• Verhindern Sie den Betrieb der Heizung, aber beeinträchtigen Sie nicht die Warmwasserbereitung
• Haushaltsbedingungen berücksichtigen (aber nicht zu empfindlich sein)

Schritt 1: Einrichtung des Hardware-/Software-Dienstes

1. Raspberry Pi Zero läuft als MQTT-Broker mit Domoticz und Node-Red komplett mit lokalem Sensor (Raum 1) vom Typ Dallas 18b20.
2. ESP12, auf dem ein Arduino IDE-Programm ausgeführt wird, führt dieser Controller auch die Verriegelung mit der Heizung durch, die sich im Schrank befindet, in dem sich das Heizungsregelventil befindet. Auch dieser hat einen lokalen Dallas-Sensor (Raum 2) für den angrenzenden Raum.
3. ESP01, auf dem ein Arduino IDE-Programm ausgeführt wird, um lokale Raumtemperatur- / Feuchtigkeitsmesswerte von einem DHT22-Sensor (Raum 3) zu übertragen.

Schritt 2: Datenabruf

Die Temperaturmesswerte von Raum 1, 2 und 3 werden zur Datenprotokollierung und einfachen Anzeige an den Domoticz-Heimautomatisierungsserver gesendet. Dies wird über MQTT-Nachrichten im DomoticzJSON-Format gesendet -über MQTT an interessierte Clients (ESP12 ist einer) und an die Domoticz zur Protokollierung übermittelt.

Der Domoticz-Server verbindet sich auch mit OpenWeatherMap, um lokale Wetterbedingungen abzurufen (alle 10 Minuten), der Domoticz sendet diese Daten auch über ein MQTT-Out-Thema erneut, jedoch ist die Größe dieser Nachricht groß, daher verwende ich Node-Red Um diese Daten so zu ändern und zu löschen, dass sie nur die Temperaturinformationen enthalten, wird diese zu einem Thema gesendet, das der ESP12 abonniert hat. Zusätzlich verbindet sich der Knoten-Rot mit OpenWeatherMap und ruft Vorhersagedaten für mein Gebiet ab. Auch diese empfangenen Daten sind sehr detailliert und enthalten Informationen für 5 Tage, also verwende ich Knoten-Rot, um dies auf die nächste 3/6-Stunden-Temperaturvorhersage einzustellen und erneute Übertragung ist zum gleichen Thema wie oben.

Schritt 3: Physische Heizungsverriegelung

Das ESP12 befindet sich im selben Schrank, in dem sich der Warmwasserspeicher und die Kabelanschlüsse für Ventile/Thermostate befinden. Da ich Erfahrung mit elektrischen Steuerungssystemen habe, habe ich das Kabel verfolgt, um das Hauptraumthermostatkabel zu entdecken, ich habe ein geeignetes Netzkabel zu meiner Steuerbox geführt und ein Relais installiert, das der ESP12 steuern kann. Ich habe das ESP12-Relais in Reihe mit dem Raumthermostat verdrahtet, damit es bei Bedarf die Heizung ausgeschaltet halten kann. Darüber hinaus war ich besorgt darüber, "was ist, wenn der ESP12 ausfällt", also habe ich einen physischen Schalter parallel zum Relais platziert, damit ich bei Bedarf die normalen Bedingungen wiederherstellen kann (musste ich noch nicht).

Schritt 4: Softwarebetrieb

Der ESP12 hat einige Sollwerte für die aktuelle Außentemperatur, die 3-Stunden-Prognosetemperatur, die 6-Stunden-Prognosetemperatur und die durchschnittliche Haustemperatur.

Siehe Flussdiagramm.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Heizung deaktiviert wird, wenn die Außentemperatur über 10,5 °C und die durchschnittliche Haustemperatur über 19,4 °C liegt (mein Thermostat ist auf 19,5 °C eingestellt) ODER die Vorhersage für den Tag über 11 °C liegt. Die Heizung wird aktiviert, wenn die verschiedenen Messwerte unter den Sollwerten liegen, die leicht unter den zuvor genannten Sollwerten eingestellt sind, um lästiges Schalten zu reduzieren.

Schritt 5: Zukünftige Entwicklung?

• Berücksichtigen Sie, ob es sonnig ist oder nicht, wenn das Haus nicht in der Sonne gebacken wird, können die Sollwerte gesenkt werden.
• Windverhältnisse?
• Remote-Override einbinden