Enclavamiento meteorológico para calefacción doméstica - IoT RasPi Zero y ESP12: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Historia

Notar,

Este proyecto se basa en que tenga una RaspberryPi Zero ejecutando un servidor de automatización del hogar Domoticz (muy fácil de hacer) con node-red y esté configurado como un Broker MQTT.

¿Por qué escribir este escaparate?

Para mostrar mi solución de cómo he ahorrado algunos costos de calefacción / uso de energía y sembrar el pensamiento en usted, para que pueda ser adoptado en su hogar o modificado para satisfacer sus necesidades.

Visión general

En los meses de primavera y otoño, donde la temperatura del aire exterior puede rondar los 11 ° C, noté que mi casa perdía poco o nada de temperatura hacia el exterior. También noté que por la mañana la calefacción se encendía durante algún tiempo (hasta 30 minutos) y luego permanecía apagada hasta el día siguiente. Vi esto como un desperdicio de energía, ya que en un día soleado o con temperaturas superiores a 12 ° C, el exterior de la casa se calentará naturalmente a una temperatura agradable. Normalmente, esta sería la época del año en la que apagaría la calefacción para ahorrar gas. Este proyecto es para automatizar este proceso basado en la temperatura del aire exterior local y utilizando algunos de mis sensores de temperatura domésticos existentes, el proyecto tiene la ventaja de conocer la temperatura prevista y actuar sobre ella, pero si la casa pierde demasiada temperatura, permitirá la calefacción. para volver.

Requisitos del proyecto

• Utilice la temperatura del aire exterior actual local
• Utilice el pronóstico local de las temperaturas del aire exterior
• Evita que la calefacción funcione pero no afecta la producción de agua caliente.
• tener en cuenta las condiciones del hogar (pero no ser demasiado sensible)

Paso 1: Configuración del servicio de hardware / software

1. Raspberry Pi Zero ejecutándose como Broker MQTT con Domoticz y Node-Red completo con sensor local (Sala 1) tipo Dallas 18b20.
2. ESP12 ejecutando un programa Arduino IDE, este controlador también realiza el enclavamiento con la calefacción en el armario donde está la válvula de control de calefacción. Esto también tiene un sensor local de Dallas (Sala 2) para la habitación adyacente.
3. ESP01 ejecutando un programa Arduino IDE para transmitir lecturas de temperatura / humedad de la habitación local desde un sensor DHT22 (Habitación 3).

Paso 2: recuperación de datos

Las lecturas de temperatura de las habitaciones 1, 2 y 3 se envían al servidor de automatización del hogar Domoticz para el registro de datos y una fácil visualización, esto se envía a través de mensajes MQTT usando el formato DomoticzJSON. -Transmitido vía MQTT a los clientes interesados (ESP12 es uno) y al Domoticz para el registro.

El servidor de Domoticz también se conecta a OpenWeatherMap para recuperar las condiciones meteorológicas locales (cada 10 minutos), Domoticz también reenvía estos datos a través de un tema "out" de MQTT, sin embargo, el tamaño de este mensaje es grande, así que utilizo node-red para cambiar y eliminar estos datos para que solo contengan la información de temperatura, esto se envía sobre un tema al que el ESP12 está suscrito. Además, este nodo-rojo se conectará a OpenWeatherMap y recuperará datos de pronóstico para mi área, nuevamente, estos datos recibidos son muy detallados y contienen información para 5 días, así que utilizo nodo-rojo para ajustar esto al próximo pronóstico de temperatura de 3/6 horas y de nuevo retransmitir es sobre el mismo tema que el anterior.

Paso 3: Enclavamiento de calentamiento físico

El ESP12 está ubicado en el mismo armario que tiene el tanque de almacenamiento de agua caliente y las conexiones de cableado para válvulas / termostatos. Teniendo experiencia en sistemas de control eléctrico, rastreé el cable para descubrir el cable del termostato de la habitación principal, conecté un cable de red adecuado a mi caja de control e instalé un relé que el ESP12 puede controlar. Conecté el relé ESP12 en serie con el termostato de la habitación para que pueda mantener la calefacción apagada si es necesario. Además, me preocupaba "qué pasaría si el ESP12 fallara", así que coloqué un interruptor físico en paralelo al relé para poder restaurar las condiciones normales si es necesario (todavía no he tenido que hacerlo).

Paso 4: Operación del software

El ESP12 tiene algunos puntos de ajuste para la temperatura exterior actual, la temperatura de pronóstico de 3 horas, la temperatura de pronóstico de 6 horas y la temperatura promedio de la casa.

Ver diagrama de flujo.

Para resumir, la calefacción se desactivará si la temperatura exterior es superior a 10,5 ° C y la temperatura promedio de la casa es superior a 19,4 ° C (mi termostato está configurado en 19,5 ° C) O si el pronóstico para el día es superior a 11 ° C. La calefacción se habilita si las diversas lecturas están por debajo de los puntos de ajuste establecidos ligeramente por debajo de los puntos de ajuste mencionados anteriormente para reducir las interrupciones molestas.

Paso 5: ¿Desarrollo futuro?

• Tenga en cuenta si hace sol o no, cuando la casa no se cuece al sol, los puntos de ajuste podrían reducirse.
• condiciones del viento?
• incorporar anulación remota