Verrouillage météo pour le chauffage domestique - IoT RasPi Zero & ESP12 : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Histoire

À noter,

Ce projet repose sur le fait que vous ayez un RaspberryPi Zero exécutant un serveur domotique Domoticz (assez facilement réalisé) avec node-red et configuré en tant que courtier MQTT.

Pourquoi écrire cette vitrine ?

Pour présenter ma solution sur la façon dont j'ai économisé certains coûts de chauffage/consommation d'énergie et pour vous faire réfléchir, afin qu'elle puisse être adoptée dans votre maison ou modifiée en fonction de vos besoins.

Aperçu

Au printemps et en automne, où la température de l'air extérieur peut être d'environ 11 degrés Celsius, j'ai remarqué que ma maison perdait peu ou pas de température vers l'extérieur. J'ai également remarqué que le matin, le chauffage s'allumait pendant un certain temps (jusqu'à 30 minutes) puis restait éteint jusqu'au lendemain. J'ai vu cela comme un gaspillage d'énergie car par une journée ensoleillée ou lorsqu'une température supérieure à 12 degrés Celsius à l'extérieur de la maison se réchauffera naturellement à une température confortable. Normalement, ce serait la période de l'année où j'éteindrais mon chauffage pour économiser la consommation de gaz. Ce projet consiste à automatiser ce processus en fonction de la température de l'air extérieur local et en utilisant certains de mes capteurs de température domestiques existants, le projet a l'avantage de connaître la température prédite et d'agir en conséquence, mais si la maison perd trop de température, cela permettra le chauffage pour revenir dessus.

Exigences du projet

• Utiliser la température de l'air extérieur actuelle locale
• Utiliser les prévisions locales des températures de l'air extérieur
• Empêche le chauffage de fonctionner mais n'affecte pas la production d'eau chaude
• tenir compte des conditions du ménage (mais ne pas être trop sensible)

Étape 1: Configuration du service matériel/logiciel

1. Raspberry Pi Zero fonctionnant en tant que courtier MQTT avec Domoticz et Node-Red avec capteur local (salle 1) de type Dallas 18b20.
2. ESP12 exécutant un programme Arduino IDE, ce contrôleur effectue également le verrouillage avec le chauffage situé dans le placard où se trouve la vanne de régulation du chauffage. Celui-ci dispose également d'un capteur Dallas local (salle 2) pour la salle adjacente.
3. ESP01 exécutant un programme IDE Arduino pour transmettre les lectures locales de température/humidité de la pièce à partir d'un capteur DHT22 (salle 3).

Étape 2: Récupération des données

Les lectures de température des pièces 1, 2 et 3 sont envoyées au serveur domotique Domoticz pour l'enregistrement des données et une visualisation facile. Ceci est envoyé via des messages MQTT en utilisant le format DomoticzJSON, j'utilise node-red pour créer une lecture de température moyenne des 3 pièces qui est ensuite re -transmis via MQTT aux clients intéressés (ESP12 en étant un) et au Domoticz pour la journalisation.

Le serveur Domoticz se connecte également à OpenWeatherMap pour récupérer les conditions météorologiques locales (toutes les 10 minutes), le Domoticz renvoie également ces données via un sujet MQTT "out", cependant, la taille de ce message est grande donc j'utilise node-red pour modifier et supprimer ces données pour ne contenir que les informations de température, celles-ci sont envoyées sur un sujet auquel l'ESP12 est abonné. De plus, le node-red se connectera à OpenWeatherMap et récupérera les données de prévision pour ma région, encore une fois, ces données reçues sont très détaillées et contiennent des informations pendant 5 jours, j'utilise donc node-red pour ajuster cela aux prochaines prévisions de température 3/6 heures et encore une fois retransmettre est sur le même sujet que ci-dessus.

Étape 3: Verrouillage physique du chauffage

L'ESP12 est situé dans le même placard qui contient le réservoir d'eau chaude et les connexions de câblage pour les vannes/thermostats. Étant expérimenté dans les systèmes de contrôle électrique, j'ai tracé le câble pour découvrir le câble principal du thermostat d'ambiance, j'ai fait passer un câble secteur adapté à mon boîtier de commande et installé un relais que l'ESP12 peut contrôler. J'ai câblé le relais ESP12 en série avec le thermostat d'ambiance afin qu'il puisse maintenir le chauffage éteint si nécessaire. De plus, j'étais préoccupé par « et si l'ESP12 échouait » alors j'ai placé un commutateur physique en parallèle du relais afin que je puisse rétablir des conditions normales si nécessaire (je n'ai pas encore eu à le faire).

Étape 4: Fonctionnement du logiciel

L'ESP12 a des points de consigne pour la température extérieure actuelle, la température prévue sur 3 heures, la température prévue sur 6 heures et la température moyenne de la maison.

Voir l'organigramme.

Pour résumer, le chauffage sera désactivé si la température extérieure est supérieure à 10,5 degrés C et la température moyenne de la maison est supérieure à 19,4 degrés C (mon thermostat est réglé à 19,5 degrés C) OU la prévision pour la journée est supérieure à 11 degrés C. Le chauffage est activé si les différentes lectures sont inférieures aux consignes définies légèrement en dessous des consignes mentionnées précédemment pour réduire les commutations intempestives.

Étape 5: Développement futur ?

• Tenez compte du fait qu'il fasse soleil ou non, lorsque la maison n'est pas cuite au soleil, les points de consigne peuvent être abaissés.
• conditions de vent ?
• incorporer la commande à distance