آب و هوا برای گرمایش خانه - IoT RasPi Zero و ESP12: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

داستان

به یاد داشته باشید،

این پروژه متکی به این است که شما یک RaspberryPi Zero را که یک سرور اتوماسیون خانگی Domoticz را اجرا می کند (به راحتی ساخته می شود) با قرمز گره ای اجرا کرده و به عنوان یک کارگزار MQTT تنظیم شده است.

چرا این ویترین را می نویسیم؟

برای نشان دادن راه حل من در مورد اینکه چگونه برخی از هزینه های گرمایش/مصرف انرژی را ذخیره کرده ام و این فکر را به شما منتقل می کنم ، بنابراین می توان آن را در خانه خود پذیرفت یا با توجه به نیازهای شما تغییر کرد.

بررسی اجمالی

در ماه های بهار و پاییز که دمای هوای خارج از آن می تواند حدود 11 درجه سانتیگراد باشد ، متوجه شدم خانه من در خارج از خانه دمای کمی از دست داده است. من همچنین متوجه شدم که صبح گرمایش برای مدتی روشن می شود (حداکثر 30 دقیقه) و سپس تا روز بعد خاموش می ماند. من این را به عنوان اتلاف انرژی در یک روز آفتابی یا در گرمای بالای 12 درجه سانتیگراد در خارج از خانه به طور طبیعی در دمای راحت گرم می کنم. به طور معمول این زمان از سال است که برای صرفه جویی در مصرف گاز ، گرمایش را خاموش می کنم. این پروژه به منظور خودکارسازی این فرایند بر اساس دمای هوای خارج از منزل و استفاده از برخی از سنسورهای دمای خانگی موجود من ، این مزیت را دارد که دمای پیش بینی شده را بدانم و بر اساس آن عمل کنم ، اما اگر دمای بیش از حد خانه را از دست داد ، اجازه گرمایش را می دهد. برای بازگشت دوباره

پیش نیازهای پروژه

• از دمای محلی خارج از دمای هوا استفاده کنید
• از پیش بینی محلی در خارج از دمای هوا استفاده کنید
• از عملکرد گرمایش جلوگیری کنید اما بر تولید آب گرم تأثیر نگذارد
• شرایط خانه را در نظر بگیرید (اما خیلی حساس نباشید)

مرحله 1: راه اندازی سرویس سخت افزار/نرم افزار

1. Raspberry Pi Zero به عنوان یک کارگزار MQTT با Domoticz و Node-Red با سنسور محلی (اتاق 1) Dallas 18b20 نوع اجرا می شود.
2. ESP12 با اجرای برنامه آردوینو IDE ، این کنترل کننده همچنین اتصال را با گرمایش در کابینتی که شیر کنترل حرارت در آن قرار دارد انجام می دهد. این نیز دارای یک سنسور محلی دالاس (اتاق 2) برای اتاق مجاور است.
3. ESP01 یک برنامه آردوینو IDE را برای انتقال خواندن دما و رطوبت اتاق محلی از سنسور DHT22 اجرا می کند (اتاق 3).

مرحله 2: بازیابی اطلاعات

خواندن درجه حرارت اتاق 1 ، 2 و 3 به سرور اتوماسیون خانگی Domoticz برای ثبت داده ها و مشاهده آسان ارسال می شود ، این پیام از طریق پیام های MQTT با استفاده از DomoticzJSONformat ارسال می شود ، من از گره قرمز برای ایجاد میانگین خواندن درجه حرارت 3 اتاق استفاده می کنم -از طریق MQTT به مشتریان علاقه مند (ESP12 یکی است) و برای ورود به Domoticz ارسال می شود.

سرور Domoticz همچنین برای بازیابی شرایط آب و هوایی محلی (هر 10 دقیقه) به OpenWeatherMap متصل می شود ، Domoticz همچنین این داده ها را مجدداً از طریق موضوع "خارج" MQTT ارسال می کند ، با این حال ، اندازه این پیام بزرگ است ، بنابراین من از node-red استفاده می کنم برای تغییر و حذف این داده ها فقط حاوی اطلاعات دما ، این موضوع در موضوعی ارسال می شود که ESP12 در آن مشترک است. علاوه بر این ، گره قرمز به OpenWeatherMap متصل می شود و داده های پیش بینی منطقه من را بازیابی می کند ، دوباره این داده های دریافتی بسیار دقیق است و حاوی اطلاعات 5 روز است ، بنابراین من از گره قرمز استفاده می کنم تا این را به پیش بینی دمای 3/6 ساعت بعدی و دوباره ارسال مجدد در همان موضوع فوق است.

مرحله 3: قفل گرمایش فیزیکی

ESP12 در همان کمد قرار دارد که دارای مخزن ذخیره آب گرم و اتصالات سیم کشی شیرها/ترموستات ها است. با تجربه در سیستم های کنترل الکتریکی ، کابل را برای کشف کابل ترموستات اصلی اتاق پیدا کردم ، یک کابل مناسب با سیم اصلی را به جعبه کنترل خود کشیدم و رله ای را نصب کردم که ESP12 می تواند آن را کنترل کند. من رله ESP12 را به صورت سری با ترموستات اتاق سیم کشی کردم تا بتواند در صورت لزوم گرمایش را متوقف کند. علاوه بر این ، من نگران این بودم که "اگر ESP12 خراب شود" چه می شود ، بنابراین یک سوئیچ فیزیکی را به موازات رله قرار دادم تا بتوانم شرایط عادی را در صورت نیاز احیا کنم (هنوز مجبور نبودم).

مرحله 4: عملکرد نرم افزار

ESP12 دارای برخی از نقاط تعیین شده برای دمای فعلی خارج ، دمای پیش بینی 3 ساعته ، دمای پیش بینی 6 ساعته و دمای متوسط خانه است.

نمودار را ببینید.

به طور خلاصه ، اگر دمای بیرون بیش از 10.5 درجه سانتی گراد و متوسط دمای خانه بالای 19.4 درجه سانتی گراد باشد (ترموستات من روی 19.5 درجه سانتیگراد تنظیم شده است) یا پیش بینی روز بالای 11 درجه سانتی گراد باشد ، گرمایش غیرفعال می شود. اگر قرائت های مختلف در زیر نقاط تنظیم شده اند که کمی زیر تنظیمات قبلی ذکر شده اند ، گرمایش را فعال می کنند تا سوئیچینگ مزاحم را کاهش دهند.

مرحله 5: توسعه آینده؟

• در نظر بگیرید که آیا هوا آفتابی است یا نه ، وقتی خانه در زیر نور خورشید پخته نمی شود ، می توان نقاط تنظیم شده را کاهش داد.
• شرایط باد؟
• اضافه کردن لغو از راه دور