Weather Interlock para sa Home Heating - IoT RasPi Zero & ESP12: 5 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Kwento

Upang tandaan,

Ang proyektong ito ay nakasalalay sa iyo na magkaroon ng isang RaspberryPi Zero na nagpapatakbo ng isang Domoticz server ng automation ng bahay (medyo madaling gawin) na may node-red at na-set up bilang isang MQTT Broker.

Bakit isulat ang showcase na ito?

Upang maipakita ang aking solusyon kung paano ako nag-save ng ilang mga gastos sa pag-init / paggamit ng enerhiya at upang maipasok sa iyo ang pag-iisip, upang maaari itong magamit sa iyong tahanan o mabago upang umangkop sa iyong mga pangangailangan.

Pangkalahatang-ideya

Sa mga buwan ng Spring at Autumn kung saan ang temperatura ng hangin sa labas ay maaaring humigit-kumulang na 11degC Napansin kong ang aking bahay ay medyo nawala sa walang temperatura sa labas. Napansin ko din na sa umaga ang pagpainit ay magpapatuloy sa ilang oras (hanggang sa 30minutes) pagkatapos ay tumigil hanggang sa susunod na araw. Nakita ko ito bilang isang pag-aaksaya ng enerhiya tulad ng sa isang maaraw na araw o tulad ng sa pag-init sa itaas 12degC sa labas ng bahay ay natural na magpainit sa isang komportableng temperatura. Karaniwan ito ang magiging oras ng taon na papatayin ko ang aking pag-init upang makatipid sa paggamit ng Gas. Ang proyektong ito ay upang awtomatiko ang prosesong ito batay sa lokal na temperatura sa labas ng hangin at paggamit ng ilan sa aking mga umiiral na sensor ng temperatura ng sambahayan, may kalamangan ang proyekto na malaman ang hinulaang temperatura at kumilos dito ngunit kung ang bahay ay nawalan ng labis na temperatura pinapayagan ang pag-init upang bumalik sa.

Mga Kinakailangan sa Proyekto

• Gumamit ng lokal na kasalukuyang temperatura sa labas ng hangin
• Gumamit ng lokal na pagtataya sa labas ng temperatura ng hangin
• Pigilan ang pagpainit mula sa pagpapatakbo ngunit hindi nakakaapekto sa paggawa ng mainit na tubig
• isaalang-alang ang mga kundisyon ng sambahayan (ngunit huwag maging masyadong sensitibo)

Hakbang 1: Pag-setup ng Serbisyo sa Hardware / Software

1. Ang Raspberry Pi Zero ay tumatakbo bilang isang MQTT Broker na may Domoticz at Node-Red na kumpleto sa lokal na sensor (Room 1) Dallas 18b20 na uri.
2. Ang ESP12 ay nagpapatakbo ng isang programa ng Arduino IDE, nagsasagawa din ang tagakontrol na ito ng interlock sa pagpainit sa naka-sited sa aparador kung nasaan ang balbula ng control control. Mayroon din itong lokal na sensor ng Dallas (Silid 2) para sa katabing silid.
3. Nagpapatakbo ang ESP01 ng isang programa ng Arduino IDE upang magpadala ng mga lokal na pagbabasa ng temp / halumigmig na pagbabasa mula sa isang sensor ng DHT22 (Room 3).

Hakbang 2: Pagkuha ng Data

Ang pagbabasa ng temperatura ng Room 1, 2 & 3 ay ipinapadala sa Domoticz home automation server para sa pag-log ng data at madaling pagtingin na ito ay ipinadala sa pamamagitan ng mga mensahe ng MQTT gamit ang DomoticzJSONformat, gumagamit ako ng node-red upang lumikha ng isang average na pagbabasa ng temperatura ng 3 mga silid na pagkatapos ay muli. -Nagpadala sa pamamagitan ng MQTT sa mga interesadong kliyente (pagiging ESP12 ang isa) at sa Domoticz para sa pag-log.

Ang server ng Domoticz ay kumokonekta din sa OpenWeatherMap upang makuha ang mga lokal na kondisyon ng panahon (bawat 10 minuto), muling ipinapadala ng Domoticz ang data na ito sa pamamagitan ng isang paksang "out" na MQTT, subalit, malaki ang sukat ng mensaheng ito kaya't gumagamit ako ng node-red upang baguhin at tanggalin ang data na ito upang maglaman lamang ng impormasyon sa temperatura, ipinadala ito sa isang paksa na naka-subscribe ang ESP12. Bilang karagdagan ito ang node-red ay kumokonekta sa OpenWeatherMap at kunin ang data ng pagtataya para sa aking lugar, muli ang natanggap na data na ito ay napaka detalyado at naglalaman ng impormasyon sa loob ng 5 araw kaya gumagamit ako ng node-red upang ayusin ito hanggang sa susunod na 3 / ika-6 na forecast ng temperatura at muling muling pagpapadala ay nasa parehong paksa tulad ng nasa itaas.

Hakbang 3: Physical Heating Interlock

Ang ESP12 ay matatagpuan sa parehong aparador na mayroong mainit na tangke ng imbakan ng tubig at mga koneksyon sa mga kable para sa mga balbula / termostat. Dahil sa karanasan sa mga sistemang kontrol sa elektrisidad ay natunton ko ang kable upang matuklasan ang pangunahing cable ng termostat ng silid, nagpatakbo ako ng isang angkop na maine rate na cable sa aking control box at nag-install ng isang relay na maaaring makontrol ng ESP12. I-wire ko ang ESP12 relay sa serye kasama ang termostat ng silid upang mapanatili nito ang pagpainit kung kinakailangan. Bilang karagdagan, nag-aalala ako tungkol sa "paano kung nabigo ang ESP12" kaya't naglagay ako ng isang pisikal na switch na kahanay sa relay upang maibalik ko ang mga normal na kondisyon kung kinakailangan (hindi ko pa kailangan).

Hakbang 4: Pagpapatakbo ng Software

Ang ESP12 ay may ilang mga itinakdang puntos para sa kasalukuyang temp sa labas, 3-oras na temp na pagtataya, 6 na oras na temp na pagtataya at average na temp ng bahay.

Tingnan ang flowchart.

Upang buod, ang pag-init ay hindi pagaganahin kung ang labas ng temp ay higit sa 10.5degC at ang average na temp ng bahay ay higit sa 19.4degC (ang aking Thermostat ay nakatakda sa 19.5degC) O ang pagtataya para sa araw na ito ay higit sa 11degC. Pinapagana ang pag-init kung ang iba't ibang mga pagbasa ay nasa ibaba ng mga setpoint na itinakda nang kaunti sa ibaba ng dati nang nabanggit na mga setpoint upang mabawasan ang paglipat ng istorbo.

Hakbang 5: Pag-unlad sa Hinaharap?

• Isaalang-alang kung maaraw ito o hindi, kapag ang bahay ay hindi inihurnong sikat ng araw ay maaaring mapababa ang mga setpoint.
• kondisyon ng hangin?
• isama ang remote override