Контроллер системы отопления для умного дома | ESPHome, Home-Assistant

09 мая 2021, 14:51

Одной из самых сложных для меня тем, которая вызывала много вопросов по реализации, была регулировка температуры радиаторов отопления.

Лет 7 назад я установил на один из радиаторов термоголовку Danfoss с Z-Wave. И за пару месяцев использования, мне так и не удалось совладать с ней. Основными факторами, сыгравшими против, было то, что температура замерялась непосредственно возле радиатора и сильно отличалась от всего помещения. А также скорость реакции термоголовки на изменение уставки со стороны контроллера была неприемлемо низкой.

1600x_image.png?1620380123

Чуть позже я опробовал еще одно подобное устройство от Stella Z, но проблема с замером температуры непосредственно возле отопительного прибора никуда не делась.

Да, конечно, существуют термоголовки от того же Danfoss с выносным термодатчиком, но выглядит это довольно ужасно. К тому же оставался открытым вопрос, как подружить такое устройство с умным домом.

1600x_image.png?1620380719

Спустя какое-то время, Fibaro представили свою термоголовку с отдельным беспроводным датчиком температуры. И это уже выглядело интереснее предыдущих вариантов. К сожалению, это устройство обошло меня стороной.

1600x_image.png?1620380719

Вновь к этой теме я вернулся, когда ручная регулировка температуры в доме стала доставлять массу неудобств, потому что приходилось крутить неудобные вентили на клапанах радиаторов. Сначала я, конечно, вспомнил про Fibaro, но стоимость всего мероприятия выходила бы совсем уж неприятной. И как его нормально использовать вот здесь, я не знал:

1600x_image.png?1620380720
1600x_image.png?1620380721

В поисках решения, которое можно было бы приладить к моим радиаторам, я наткнулся на термоприводы для коллекторов отопления. И тут меня осенило. Зачем пытаться что-то регулировать в конечных точках, когда можно сделать это централизованно на коллекторе.

1600x_image.png?1620380952

Конкретно такие приводы имеют только два положения: открыто или закрыто.

Кстати, при желании, их всё же можно использовать на радиаторах, если на нём установлен термостатический клапан с резьбой M30x1.5.

1600x_image.png?1620380953

Схема подключения оказалась простейшая. Все термоприводы – нормально-закрытые. Когда модуль ESP подаёт сигнал на твердотельное реле, термопривод открывается. Занимает это несколько минут.

1600x_image.png?1620381572

В собранном виде контроллер вместе с блоком питания помещается в какую-то стандартную распаячную коробку.

1600x_image.png?1620381573
1600x_image.png?1620381573

Я решил не заморачиваться с установкой настенных термостатов, потому что всё ручное управление осуществляется с телефона или компьютера.

В каждом помещении, где есть радиатор, я установил температурный датчик от Aqara, расположив их в местах, где предполагается самое частое присутствие людей.

1600x_image.png?1620381572

Код для модуля ESP с прошивкой ESPHome также предельно простой.

Описывается каждый вывод, который подключен к реле (platform: gpio). Если бы термопривод был нормально-открытый, то параметр inverted имел бы значение yes. Опционально к коллектору прицеплен датчик температуры DS18B20 (platform: dallas).

esphome:
  name: esp16_heating_control_unit_1
  platform: ESP8266
  board: d1_mini

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password
  fast_connect: true
  domain: !secret wifi_domain
  manual_ip:
    static_ip: 172.16.1.116
    subnet: 255.255.255.0
    gateway: 172.16.1.1
    dns1: 172.16.1.1

logger:
api:
ota:

dallas:
  - pin: 2

sensor:
  - platform: dallas
    address: 0xB1031635D6C6FF29
    name: "1 Heating Flow Temperature"

switch:
  - platform: gpio
    name: "Office Heater"
    icon: "mdi:radiator"
    pin: 16
    # Normal closed
    inverted: no
  - platform: gpio
    name: "Pantry Heater"
    icon: "mdi:radiator"
    pin: 14
    # Normal closed
    inverted: no
  - platform: gpio
    name: "Livingroom Heater"
    icon: "mdi:radiator"
    pin: 13
    # Normal closed
    inverted: no
  - platform: gpio
    name: "Kitchen Heater"
    icon: "mdi:radiator"
    pin: 12
    # Normal closed
    inverted: no

После подключения модуля ESP к Home Assistant, в интерфейсе появляются выключатели, управляющие термоприводами. Но сами по себе они не имеют особой пользы.

1600x_image.png?1620381572

На удивление, термостат, реализованный средствами базовой интеграции Home Assistant, обладает всем необходимым функционалом. А то я сначала собирался самостоятельно строить логику управления. Тут тоже всё просто.

Указывается:

  • переключатель, управляющий термоприводом (heater);
  • датчик температуры, по которому термостат будет ориентироваться (target_sensor);
  • диапазон регулировки термостата (min_temp, max_temp);
  • гистерезис (cold_tolerancehot_tolerance);
  • начальное состояние (initial_hvac_mode);
  • точность управления уставкой (precision).

- platform: generic_thermostat
  name: Livingroom Thermostat
  heater: switch.livingroom_heater
  target_sensor: sensor.livingroom_temperature
  min_temp: 23
  max_temp: 27
  ac_mode: false
  cold_tolerance: 0.3
  hot_tolerance: 0.1
  min_cycle_duration:
    minutes: 5
  initial_hvac_mode: "off"
  precision: 0.1

По поводу начального состояния. После перезагрузки, все термостаты по умолчанию выключены. Есть отдельная автоматизация, которая при запуске Home Assistant проверяет, отопительный ли сейчас сезон, чтобы включить все термостаты. Проверка основывается на состоянии виртуального переключателя, которое зависит от среднесуточной температуры, собираемой с помощью встроенного модуля статистики.

- id: '1604184082358'
  alias: Термостаты в отопительный сезон
  description: ''
  trigger:
  - platform: homeassistant
    event: start
  condition:
  - condition: state
    entity_id: input_boolean.heating_season
    state: 'on'
  action:
  - service: homeassistant.turn_on
    data: {}
    entity_id: group.all_thermostats
  mode: single
heating_season:
  name: Heating season
  icon: mdi:snowflake-melt
- platform: statistics
  name: Outside temperature statistics
  entity_id: sensor.openweathermap_temperature
  sampling_size: 1800
  max_age:
    days: 15
  precision: 1

Показания температуры воздуха собираются с периодичностью 5 раз в час и хранятся 15 суток.

1600x_image.png?1620382177

В Node-RED для этого есть небольшой сценарий.

При среднесуточной температуре на улице 15 градусов и ниже, проверяется, включён ли виртуальный переключатель.

1600x_image.png?1620382179

В Telegram отправляется соответствующее сообщение.

1600x_image.png?1620382179

И включается виртуальный переключатель.

1600x_image.png?1620382179

В обратную сторону это работает при среднесуточной температуре выше 19 градусов.

Что касается точности работы контроллера, то на примере графика за сутки видно, как при ночной уставке в 25.5 градусов, температура в помещении колебалась в пределах двух десятых от нее. Дневная температура 26 градусов также стабильно поддерживалась, за исключением моментов с попаданием в комнату прямых солнечных лучей. Выше – оранжевый график показывает, когда был открыт термопривод. И видно, как это совпадает с колебанием температуры в помещении.

1600x_image.png?1620382179

Решение прекрасно пережило текущую зиму, и я остался доволен работой. Дополнительно написал пару сценариев для Node-RED, срабатывающих по времени суток или по присутствию.

Со стороны котла я решил не делать никаких подключений, так как максимум, на что он способен – включаться по внешнему сигналу, и это пока оказалось ненужным.

Предвидя вопрос - «А что, если отключат свет?». Будет всё равно, так как котёл тоже выключится. А в случае выхода из строя контроллера или термопривода, последний в одно движение снимается с коллектора.



Все новости мира умных домов - t.me/SprutAI_News или Instagram
Остались вопросы? Мы в Telegram - @SprutAI

Хочешь умный дом но нет времени разбираться?
Посмотри примеры работ и выбери себе интегратора.
  1. (TIREX)
    (TIREX) месяц назад

    Пока в планах (регулирование на коллекторе), но идея подтолкнула к более конкретным решениям, благодарю!

    Думаю как-то так...

    https://www.stout.ru/catalog/k...

    https://www.stout.ru/content/e...

  2. (endoftime)
    (endoftime) месяц назад

    Хорошо когда есть такой коллектор... Вариантов запорных кранов - полно... А вот когда коллектора нет ((((

    • Сергей Исаенков (s.isaenkov)

      Когда коллектора нет, можно повесить такой термопривод на клапан радиатора. И, если радиаторов немного, то вполне сгодится вариант с размещением персональных контроллеров вблизи них.

  3. (hACK)
    (hACK) месяц назад

    Выложите код flow для Node-Red, пожалуйста.

  4. (Zerom1nd)
    (Zerom1nd) 29 дней назад
    1000x_image.jpg?1621207059

    Тоже Stout коллектор, но сервоприводы - TECE. Термостаты тоже от TECE. Вначале искал что то по wifi/zigbee, но так и не нашел! Есть варианты ? реал тесе термостат законнектить с wemos d1 ?

    • Сергей Исаенков (s.isaenkov)

      Если термостат этого не умеет, то никак. Только заменить.

      Или, как вариант, можно за термостатом спрятать релейный модуль для подрозетника (Shelly, Fibaro, Qubino). А питание на вход термостата подавать с управляемого релейного выхода микромодуля. Таким образом, при включении реле, будет полностью включаться термостат. И, если уставка на нем сохраняется при потере питания, то задать максимально возможную. По сути, всё равно, термостат становится не нужен.
      А за температурой в помещении наблюдать отдельным датчиком.

К списку статей

Устройства в материале

The Heat Controller

Производитель: Fibaro

Датчик температуры DS18B20 (зонд)

Производитель: noname
Заказать на:

wemos D1 mini

Производитель: Espressif Systems
Заказать на:
JD

Модуль реле на 4 канала

Производитель: noname
Заказать на:

Radiator Thermostat Sensor

Производитель: Fibaro

Danfoss Living Connect DAN-13

Производитель: Danfoss

Терморегулятор Eurotronic Stella Z

Производитель: Eurotronic

Скидки для сообщества

Z-Wave Ukraine

+380 68 641 9670
Промокод:
Sprut-UA
Размер скидки:
15%

Тематические чаты

Похожие статьи

17 декабря 2019, 17:49
Универсальный привод для автоматического удаленного открытия окон с простой интеграцией в умные дома.
09 ноября 2018, 20:54
Кейс создания умного дома без каких либо прокладок в виде Raspberry pi
04 сентября 2018, 12:14
Интеграция RGB ленты на ESP8266 с прошивкой tasmota в систему HomeBridge (HomeKit)
15 октября 2018, 09:05
Прошивка для Sonoff c нативным HomeKit
02 ноября 2018, 12:14
Кнопка звонка с уведомлениями в HomeKit
15 ноября 2018, 09:42
Способы автоматизации механических ворот
27 октября 2018, 12:20
Нативный Термостат для котла на ESP8266 с поддержкой Apple HomeKit
01 октября 2018, 07:43
Нативный HomeKit на ESP8266
20 октября 2018, 22:57
Теоретические основы протокола MQTT и описание того, как он работает и для чего используется
02 июля 2020, 07:24
Я хочу поделиться своей разработкой: "умным открывателем пластикового окна". В статье вы найдете все необходимое, чтобы повторить проект и изготовить собственный привод для открывания окна с использованием штатной фурнитуры окна.