Základy diaľkového ovládania vykurovania bytov, domov a chát. Poďme sa rozprávať o riadiacej jednotke vykurovania pre vidiecky dom

Vykurovací systém akéhokoľvek typu musí nevyhnutne obsahovať ovládacie prvky. Môžu to byť jednoduché mechanické zariadenia, ktoré stabilizujú tlak a teplotu. Ale sú neúčinné pre automatizáciu dodávky tepla. Preto sa odporúča zvážiť ovládanie vykurovacieho systému vášho domu rôzne cesty: pomocou elektronických ovládačov a špecializovaného hardvéru.

Zásady organizácie „inteligentného“ vykurovania

Moderná riadiaca jednotka vykurovania domu je komplexný elektronický komplex prepojený do jednej siete so všetkými systémovými komponentmi. Ich parametre upravuje pomocou vstavaných riadiacich jednotiek.

Aby bol systém riadenia vykurovania domu skutočne efektívny, je potrebné správne vybrať jeho prvky. Vyznačujú sa súborom možností a schopnosťou organizovať trojstrannú komunikáciu medzi používateľom, elektronickou riadiacou jednotkou a vykurovacími komponentmi.

Čo by ste mali zvážiť pri výbere konkrétneho riadiaceho systému? Existuje niekoľko základných parametrov, ktoré charakterizujú akúkoľvek reguláciu vykurovania:

  • Možnosť pripojenia k elektronickým jednotkám kotla elektrické termostaty, snímače teploty a tlaku;
  • Flexibilita prispôsobenia. Riadiaci systém vykurovania Arduino má teda otvorený softvérový kód, ktorý umožňuje prispôsobiť ho pre konkrétne autonómne zásobovanie teplom;
  • Zmena aktuálnych vykurovacích hodnôt v závislosti od vonkajších faktorov - vnútorná teplota vonku, výskyt pohotovostna situacia, nedostatok chladiacej kvapaliny;
  • Nainštalované diaľkové ovládanie kúrenia na diaľkovú zmenu parametrov v systéme.

Správne zostavená schéma riadiacej jednotky vykurovacieho systému je centralizovaná. Tie. na kritických úsekoch hlavného vedenia kotol a radiátory vykurovania, ovládacie prvky - termostaty, regulátory - stop. Sú spojené s jedným riadiacim uzlom. Nazýva sa programátor alebo zariadenie na riadenie prevádzky dodávky tepla.

Na tvorenie efektívny systém Na ovládanie kotla musí mať elektronickú ovládaciu jednotku, ktorá obsahuje svorky na pripojenie k externému programátoru.

Hlavnými ovládacími prvkami vykurovania sú programátory a termostaty

Na organizáciu autonómneho zásobovania teplom budete potrebovať elektronické zariadenia. Môžu mať ovládací panel vykurovacieho kotla a schopnosť súčasne meniť paromery vo viacerých pripojených komponentoch.

Tieto zariadenia sa nazývajú programátory resp elektronické termostaty. Rovnako ako iné podobné zariadenia môžu mať ovládanie vykurovania cez SMS alebo internet. Ale to sú len doplnkové funkcie. Na výber optimálny model musíte poznať základné funkčné vlastnosti programátora:

  • Počet pripojených okruhov. Môže sa meniť od 1 do 12. Na zvýšenie počtu konektorov je nainštalovaný ďalší modul;
  • Prevádzkové režimy systému. V závislosti od nastavení môžete nastaviť ovládanie vykurovacích telies v úspornom, normálnom a komfortnom režime;
  • Zásuvný modul – ovládanie vykurovania telefónom. GSM stanica odovzdá požadované informácie prostredníctvom SMS - teplota chladiacej kvapaliny, upozornenie na núdzový režim atď.;
  • Dostupnosť rádiových vysielačov na vytvorenie bezdrôtových komunikačných kanálov medzi pripojenými vykurovacími komponentmi.

Súhrnne sa inštalované zariadenie nazýva riadiaci rám vykurovania. Môže pozostávať z komponentov s rôznymi funkciami. Účel zostáva rovnaký - možnosť automaticky alebo poloautomaticky meniť parametre dodávky tepla.

Ale okrem miestnych zariadení existujú aj zónové, inštalované na špecifických komponentoch - kotly, radiátory. Ovládaním vykurovania cez internet pomocou týchto zariadení môžete regulovať stupeň ohrevu vody v systéme a teplotu v konkrétnej batérii. Takéto zariadenia sa často nazývajú nie programátory, ale elektronické termostaty.

Sú cenovo dostupnejšie a ľahko sa inštalujú. Termostaty nevyžadujú rozvádzač vykurovania, čo znižuje zložitosť inštalácie. V niektorých prípadoch je možné pripojiť niekoľko termostatov k jednej riadiacej jednotke.

Čo by ste mali zvážiť pri vytváraní rozpočtu na inteligentné vykurovanie? Okrem nákladov na ovládací prvok potrebujete poznať približnú cenu spotrebného materiálu - komunikačné vodiče, ovládací panel kúrenia. Ten je potrebný pri inštalácii systému pozostávajúceho z niekoľkých blokov - programátora, modulu GSM, rozširovacích pásikov pre ďalšie stýkače.

Dôležité je zvážiť aj umiestnenie – skriňa ovládania vykurovania by mala byť inštalovaná na dostupnom mieste. Jeho inštalácia v kotolni sa neodporúča, aj keď ide o najjednoduchšiu možnosť z hľadiska náročnosti práce. Najlepšie je nainštalovať ho do obývacej izby. Potom bude možné oveľa častejšie sledovať a meniť systémové parametre.

Modely programátorov sa líšia počtom pripojených komponentov systému. Nazývajú sa riadiace obvody.

Moduly pre diaľkové ovládanie dodávky tepla

Ak chcete zorganizovať systém riadenia domáceho vykurovania, musíte sa postarať o možnosť diaľkové ovládanie. Špeciálne moduly pomôžu zabezpečiť túto funkciu. Najčastejšie nie sú súčasťou štandardného balíka programátorov a termostatov.

Po zakúpení riadiacej jednotky vykurovania domácnosti by ste si mali vybrať správne komunikačné zariadenie. Záležiac ​​na technické požiadavky môže poskytnúť nasledujúce typy spojenia medzi používateľom a ovládacím prvkom:

  • GSM ovládanie. Dáta sa prenášajú pomocou mobilnej komunikácie. V skutočnosti ide o pevný telefón s funkciami generovania, odosielania, prijímania a spracovania SMS správ;
  • pripojenie k internetu. Vyznačuje sa rozšírenejšou funkcionalitou a prakticky nie je geograficky obmedzený. V tomto prípade môže byť ovládacím panelom vykurovacieho kotla tablet, notebook alebo akýkoľvek počítač s nainštalovaným špeciálnym softvérovým balíkom.

Na to musí mať programátor flexibilné nastavenia. Systémy riadenia vykurovania Arduino majú túto schopnosť. V skutočnosti môžu byť prispôsobené pre akúkoľvek schému, od riadenia ventilácie až po zložité výrobné komplexy.

GSM riadiaca jednotka kotla

Najjednoduchším a relatívne cenovo dostupným spôsobom riadenia chodu kotla je inštalácia ovládania vykurovania cez SMS. Na to sa zakúpi samostatná jednotka, ktorá je pripojená k programátoru alebo termostatu. Niektoré modely už majú podobnú funkciu.

Vo fáze výberu diaľkové ovládanie vykurovanie, mali by ste sa rozhodnúť pre spôsob prenosu dát cez GSM sieť. To do značnej miery závisí od možností konkrétneho modelu telefónu, ako aj od vstavaných funkcií jednotky na prenos údajov.

Najjednoduchší spôsob prijímania správ je formou SMS. Jednotka inštalovaná v riadiacom ráme vykurovania bude vysielať nasledujúce údaje:

  • Pokles teploty a tlaku pod (nad) kritickú úroveň;
  • Havarijná porucha kotla - výpadok prúdu, nedostatok energie. V tomto prípade je možné preniesť chybový kód a jeho popis.

Na spätné ovládanie vykurovania telefónom je potrebné poslať SMS v určitom formáte. S ich pomocou môžete nastaviť úroveň teploty a spustiť spustenie kotla po núdzovom vypnutí. Mnohé modely majú tiež zabudovanú funkciu oneskorenia príkazov. Tie. odošle sa hodnota parametra a zobrazí sa čas aktivácie kotla na jeho dosiahnutie.

Je dôležité si uvedomiť, že získané údaje sa môžu líšiť od skutočných údajov. Pre efektívne riadenie vykurovacích radiátorov je potrebné poznať stupeň chyby nasledujúcich zariadení:

  • Snímače teploty. Hodnoty väčšiny elektronických modelov majú chybu ±0,5 °C;
  • Krok zmeny teploty v termostate. Môže sa pohybovať od 0,2 °C do 0,5 °C.

V praxi je to naozaj potrebné pri nastavení kúrenia do protimrazového režimu, kedy sa úroveň ohrevu chladiacej kvapaliny udržiava na +5°C. To vám umožní ušetriť náklady na energiu a zároveň sa vyhnúť núdzovým situáciám.

Pre inštaláciu GSM jednotky nie je potrebné kupovať špeciálnu riadiacu skriňu dodávky tepla. Toto zariadenie je zriedka ovládané, takže sa môžete obmedziť na inštaláciu uzavretého rozvádzača.

Ovládanie vykurovania cez internet

Ovládanie vykurovania cez internet má všetky výhody riadenia dodávky tepla pomocou SMS správ. Avšak možnosť prijímať veľká kvantita informácie ovplyvňujú kvalitu dodávky tepla.

Funkcie riadiacej jednotky vykurovania chaty pri pripojení na internet majú množstvo výhod. Hlavnou je možnosť inštalácie špeciálnych softvérových systémov. Sú integrované do notebooku, smartfónu alebo akéhokoľvek iného typu osobného počítača. Diaľkové ovládanie dodávky tepla má zároveň nasledujúce možnosti:

  • Užívateľsky prívetivé rozhranie. Najčastejšie je určený pre operačné systémy smartfónov. Ale s malou úpravou sa dá nainštalovať do počítača;
  • Počet pripojených používateľov nie je obmedzený, ako v blokoch SMS;
  • Schopnosť prispôsobiť parametre a akékoľvek miesto, kde je internet. V tomto prípade nie je potrebné povoliť roaming. Výnimkou sú internetové služby od mobilných operátorov.

Je dôležité správne prednastaviť diaľkové ovládanie vykurovacieho kotla. Na tento účel sa odporúča najprv skontrolovať skutočné hodnoty systému po ich zmene. Toto je potrebné na kalibráciu systému.

Niektoré modely internetových blokov inštalovaných v ráme ovládania vykurovania majú obmedzenia operačného systému. Najčastejšie používaným OS je Android alebo IOS.

Tipy na organizáciu diaľkového ovládania kúrenia

Vo väčšine prípadov si môžete sami vyrobiť riadiaci systém vykurovania chaty. To je možné len správnym výberom komponentov systému. Tie. Najprv musíte analyzovať stav a možnosti už nainštalovaného zariadenia.

Klasická schéma riadiacej jednotky vykurovacieho systému má jednu riadiacu jednotku, ktorá je prepojená so všetkými prvkami dodávky tepla. Programátor musí spĺňať nasledujúce požiadavky:

  • Počet pripojených svoriek a ich konfigurácia sa musí zhodovať s podobnými komunikačnými uzlami kotla a termostatov. V opačnom prípade nebude možné ovládať dodávku tepla cez SMS. V prípade potreby sa zakúpia adaptéry;
  • Maximálna vzdialenosť používateľa od riadiacej jednotky. Ak táto vzdialenosť nepresahuje 300 m, môžete si zakúpiť modely s riadením mín. Na zväčšenie komunikačnej plochy sa odporúča použiť ovládanie vykurovania cez mobilný telefón alebo internet;
  • Schopnosť samostatne (alebo s pomocou špecialistov) nastaviť ďalšie prevádzkové parametre. To sa vykonáva pomocou regulátora založeného na doskách riadenia vykurovania;
  • Pripojenie autonómnej napájacej jednotky. K tomu potrebujete dostatočne veľkú riadiacu skrinku vykurovania. Tento parameter sa berie do úvahy pri výbere miesta inštalácie riadiacej jednotky v dome.

Nezabudnite na možnosť ovládať vykurovacie radiátory. To je možné vykonať pomocou miestnych zariadení - mechanických termostatov. Sú lacné, ale nedajú sa pripojiť k bežnému elektronickému riadiacemu systému.

Ak kúrenie plní aj funkciu dodávky teplého tepla, je potrebné, aby programátor disponoval riadiacou funkciou pre túto oblasť.

Ovládanie diaľkového vykurovania

V prípade diaľkového vykurovania bude schéma regulácie oveľa zložitejšia. Môže zahŕňať viacero jednotiek - vybavený rozvádzač vykurovania v centrálnej kotolni, rozvod chladiacej kvapaliny v bytovom dome.

V tomto prípade sa ovládanie vykurovania cez internet prakticky nepoužíva. Výnimkou sú merače tepla, ktoré prenášajú údaje o prietoku chladiva priamo správcovskej spoločnosti.

Na druhej strane nie je dôležité, aby spotrebiteľ poznal vlastnosti usporiadania regulácie vykurovania. Každý odberateľ tepla v bytovom dome musí byť oboznámený s normami na zabezpečenie dodávky tepla do bytových domov:

  • Teplotný rozsah v obytných priestoroch - od +18 do +22 °С;
  • Možné prehriatie by nemalo byť väčšie ako 4 °C;
  • Zníženie teploty – nie nižšie ako 3°C.

Ak sú tieto hodnoty mimo normy, musíte kontaktovať správcovskú spoločnosť. Systematické porušovanie prevádzkového režimu vykurovania môže byť spôsobené zastaraným riadiacim zariadením. Jediným východiskom je inštalácia elektronická jednotka riadenie centralizovaného zásobovania teplom.

Pri výbere programátora pre autonómne vykurovanie musíte vziať do úvahy, že veľká väčšina modelov je citlivá na zmeny napätia v sieti. Preto sa odporúča nainštalovať stabilizátor napätia.

Príklad inštalovaného ovládania vykurovania nájdete pri sledovaní videa:

Moderné komunikačné prostriedky umožňujú realizovať mnohé myšlienky, ktoré boli v nedávnej minulosti vnímané ako fantastické. A ak skôr diaľkové ovládanie kúrenia vidiecky dom vyzeral ako takýto projekt, teraz je to skutočne fungujúci systém, ktorý umožňuje na diaľku meniť jeho prevádzkový režim v súlade s aktuálnou situáciou. Čo je na to potrebné a ako sa dá takýto režim vykurovania realizovať?

Ktorý vykurovací systém je možné ovládať na diaľku?

Samotné vykurovacie systémy sa časom veľmi zmenili. V súčasnosti majú vidiecke domy najčastejšie dvojrúrkové systémy, v ktorom sa vykonáva nútený obeh. Špeciálne čerpadlo prečerpáva chladiacu kvapalinu v celom objeme a vďaka rozdeľovaciemu hrebeňu ju možno dodať takmer do každého vykurovacieho zariadenia.

V takomto systéme sa vytvára vysoký krvný tlak a na jeho ochranu pred zničením v nepredvídaných situáciách je k dispozícii bezpečnostná jednotka vykurovania alebo je špeciálne nainštalovaná bezpečnostná skupina vykurovania. V prípadoch, keď tlak prekročí kritickú hodnotu, sa aktivuje poistný ventil, hrozba poškodenia vykurovacieho systému sa odstráni a môže pokračovať v bežnej prevádzke.

Tieto dva faktory - možnosť prúdenia chladiacej kvapaliny do akéhokoľvek vykurovacieho zariadenia a bezpečnostná jednotka vykurovacieho systému možno považovať za hlavné na realizáciu diaľkového ovládania vykurovania.

Samozrejme, potrebujete aj vybavenie schopné zvládnuť všetku prácu, snímače, špeciálne ventily a zariadenia na reguláciu chladiacej kvapaliny, kombinovanie rôzne zariadenia do informačnej siete a napriek tomu bude popísaný systém na to najvhodnejší.

Ako funguje diaľkovo ovládané kúrenie?

Diaľkové ovládanie vykurovania vo vidieckom dome vám umožňuje implementovať napríklad tieto prevádzkové režimy:

  • všeobecne, keď sa nastavená teplota udržiava v celom dome;
  • zonálne, v tomto prípade v rôzne miestnosti môže existovať individuálna teplota;
  • dočasne, s ním v iný čas Cez deň si dom dokáže udržiavať vlastný tepelný režim, napríklad ak v dome nie sú obyvatelia, bude chladnejšie.

Diaľkové ovládanie vykurovania znamená, že ktorýkoľvek z týchto režimov, ako aj konkrétne hodnoty teploty v miestnosti, sa menia pomocou mobilnej komunikácie, alebo sa vykurovanie riadi cez internet. Napríklad pri odchode z domu v prípade potreby nastavíte ekonomický režim, kedy sa v ňom teplota udržiava na minimálnej hodnote. Pri večernom návrate nečakáte hostí, čo znamená, že bude stačiť zabezpečiť teplo len pre samostatné izby a všetko ostatné ponechajte nezmenené. To všetko je možné prostredníctvom systému diaľkového ovládania vykurovania.

Prečo je to vôbec potrebné?

V prvom rade vytvára dodatočný komfort. takže, aktivácia na diaľku vykurovací systém vo vidieckom dome alebo v súkromnom dome bude schopný poskytnúť nastavenú teplotu pre váš príchod, ako je popísané v príklade vyššie. Ďalšou výhodou tohto prístupu je:

  • dodatočné úspory nákladov na vykurovanie, niekedy dosahujúce päťdesiat percent, vďaka prevádzke vykurovania v ekonomickom režime, keď v dome nie sú žiadni obyvatelia;
  • zvýšenie životnosti zariadenia, zabezpečené jeho prevádzkou pri zníženom zaťažení.

Ovládanie vykurovacieho systému pomocou mobilného telefónu

Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že trendom vývoja inžinierskych systémov je ich integrácia do jednej siete, čo umožňuje znížiť celkové náklady na údržbu domu. Tak, bezpečnostný systém pre vykurovanie v prítomnosti voľných riadiacich kanálov a zodpovedajúce softvér môže navyše vykonávať ďalšie funkcie, napríklad zapnúť alebo vypnúť zavlažovanie v skleníku.

Prevádzka rôznych inžinierskych systémov v jednej sieti rozširuje úlohy určené pre úspešné fungovanie domu ako celku.

Bezpečnostná skupina pre vykurovací systém, ktorá aktuálne monitoruje hodnotu tlaku, môže byť dodatočne vybavená príslušnými snímačmi a akčnými členmi, resp. Požiarna bezpečnosť vykurovacie systémy môžu byť zabezpečené takýmto systémom.

No, nezabudnite, že tento prístup je súčasťou ideológie vytvárania „ inteligentný dom“, čo znamená ďalší rozvoj všetkých inžinierskych systémov.

Diaľkové ovládanie rôznych inžinierskych systémov vrátane vykurovania je potrebné považovať za ich ďalší rozvoj. Účelom jej realizácie je zabezpečiť jednoduchosť používania a vytvoriť životné podmienky, ktoré najlepšie zodpovedajú individuálnym potrebám a aktuálnym okolnostiam.

Vytvorenie vykurovania vo vašom vlastnom dome znamená jeho kvalitu povinný prvok používanie automatizácie. Nebudete neustále sedieť v kotolni a manuálne sledovať chod kotla a ostatné prevádzkové parametre samotného systému. Áno a komfortné podmienky v dome je lepšie zabezpečiť nie otvorenými oknami, hoci nikto nezrušil vetranie v miestnostiach, ale nastavením požadovanej teploty. Toto sú úlohy, ktoré vykonáva automatizácia vykurovacích systémov.

Komponenty riadiaceho systému vykurovania

Čo je potrebné automatizovať?

Vzhľadom na spôsob vykurovania domu je potrebné poznamenať, že prevádzka automatického vykurovacieho systému by mala pokrývať aspoň tieto komponenty:

  • prevádzka vykurovacieho kotla;
  • poskytovanie pohodlných životných podmienok;
  • šetrným spôsobom šetrí palivo a prevádzkové zariadenia.

Pri výbere vykurovacieho kotla spravidla už čiastočne určujeme, aký druh automatizácie vykurovania sa použije. Faktom je, že výrobcovia kvality podobné vybavenie v návrhu zabezpečiť riadiacu jednotku vykurovania.

Jeho úlohou je vytvoriť bezpečný prevádzkový režim kotla, na ktorý sa používajú prídavné snímače. Takýto regulátor vykurovacieho systému spravidla monitoruje bezpečnosť a poskytuje:

  • ochrana pred prehriatím chladiacej kvapaliny;
  • ochrana pred zvýšením a znížením tlaku v systéme;
  • kontrola plnenia kotla vodou;
  • kontrola tlaku plynu v potrubí (pre plynové vykurovanie);
  • kontrola tlaku výfukových plynov.

Niektoré z týchto funkcií môžu byť inštalované na želanie zákazníka (voliteľné), ale automatické riadenie vykurovania, aspoň prevádzky kotla, bude kompletné s týmto prístupom.

Prevádzka moderného kotla je riadená pomocou špeciálneho panelu

O automatickom riadení vykurovacieho systému

Pri zvažovaní automatizácie vykurovacích systémov je potrebné mať na pamäti, že vykurovanie môže byť riadené teplotou:

  • chladiaca kvapalina;
  • vzduch v dome;
  • vonkajší vzduch, v závislosti od počasia.

Riadiace systémy založené na regulácii teploty chladiacej kvapaliny fungujú bez ohľadu na aktuálne podmienky. Dôsledkom toho bude vysoká zotrvačnosť celého procesu, nízka účinnosť a plytvanie. Ukazuje najlepšie výsledky automatický systém vykurovací systém, ktorý pracuje na udržiavaní nastavenej teploty v dome.

Prvky regulačného systému vykurovania riadeného počasím

Regulácia v závislosti od počasia sa považuje za najprogresívnejšiu a najúčinnejšiu, pretože vám umožňuje rýchlo reagovať na meniace sa podmienky prostredia. Avšak bežné prostriedky ktoré monitorujú a riadia vykurovací systém sú schopné zabezpečiť jeho pomerne efektívnu prevádzku.

Ako to funguje

Tu je potrebné poznamenať, že automatizáciu vykurovania súkromného domu je možné vybudovať pomocou rôznych zariadení, ktoré fungujú autonómne aj pod kontrolou centralizovaných systémov.

Ovládanie pomocou vykurovacieho kotla

Pri tomto prístupe sa celá regulácia vykurovania obmedzuje na nastavenie teploty chladiacej kvapaliny na kotle. V tomto prípade začne fungovať automatika, ktorá je v ňom zabudovaná, na vykurovanie, ktoré funguje týmto spôsobom, je ovládanie na kotle úplne postačujúce. Udrží požadovanú teplotu chladiacej kvapaliny bez ohľadu na jej hodnotu v priestoroch.

Viac podrobností v článku - automatizácia pre vykurovací kotol.

Termostatický ventil

Toto je asi najjednoduchšie automatický regulátor teplota ohrevu. Je umiestnený na každom radiátore a na ňom (na jeho hlave) môžete nastaviť požadovanú hodnotu. V prípadoch, keď sa príliš zahreje, regulátor funguje a preruší tok chladiacej kvapaliny do batérie. Keď teplota klesne pod nastavenú hodnotu, ventil sa otvorí a do radiátora začne prúdiť voda, ktorá ohrieva miestnosť.

Termostatický ventil

Takáto automatizácia vykurovania súkromného domu funguje bez ohľadu na teplotu chladiacej kvapaliny, v skutočnosti je univerzálna a nezávislá od typu použitého kotla (plyn, tuhé palivo, kvapalina atď.).

V tomto prípade je v miestnosti nainštalovaný špeciálny regulátor teploty - v skutočnosti regulátor vykurovania Mení ohrev chladiacej kvapaliny (zapnutie alebo vypnutie horákov, regulácia prívodu vody atď.), Poskytovanie požadovaného režimu.

Regulátor izbovej teploty

V skutočnosti je v tomto prípade ovládanie úplne elektronické; vykurovanie domu funguje podľa príkazov zo špeciálneho centra a môže realizovať akýkoľvek daný prevádzkový režim. Ak je takáto riadiaca a regulačná štruktúra vybavená jednotkami diaľkovej komunikácie a modulom GSM, vytvorí sa automatizovaná riadiaca jednotka vykurovacieho systému s diaľkovým prístupom.

Možnosť kombinovaného ovládania

Stojí za zmienku, že spoločná práca regulátora a termostatického ventilu vytvára pre prevádzku systému optimálne podmienky. Regulátor regulácie kúrenia zabezpečí ekonomickú spotrebu paliva a reguláciu teploty vzduchu a ventil vám umožní udržiavať požadovaný režim v každej miestnosti.

Na tvorenie optimálne parametre Aby vykurovací systém fungoval, vyžaduje automatizačné nástroje, ktoré nielen udržiavajú komfortné podmienky, ale poskytujú aj významné úspory nákladov na vykurovanie domu.

Vytvorenie vykurovania vo vašom vlastnom dome znamená použitie automatizácie ako povinného prvku. Nebudete neustále sedieť v kotolni a manuálne sledovať chod kotla a ostatné prevádzkové parametre samotného systému. A je lepšie zabezpečiť pohodlné podmienky v dome nie otvorením okien, hoci nikto nezrušil vetranie v miestnostiach, ale nastavením požadovanej teploty. Toto sú úlohy, ktoré vykonáva automatizácia vykurovacích systémov.

Čo je potrebné automatizovať?

Vzhľadom na spôsob vykurovania domu je potrebné poznamenať, že prevádzka automatického vykurovacieho systému by mala pokrývať aspoň tieto komponenty:

  • prevádzka vykurovacieho kotla;
  • poskytovanie pohodlných životných podmienok;
  • šetrným spôsobom šetrí palivo a prevádzkové zariadenia.

Pri výbere vykurovacieho kotla spravidla už čiastočne určujeme, aký druh automatizácie vykurovania sa použije. Faktom je, že výrobcovia vysokokvalitných podobných zariadení zahŕňajú do dizajnu riadiacu jednotku vykurovania.

Jeho úlohou je vytvoriť bezpečný prevádzkový režim kotla, na ktorý sa používajú prídavné snímače. Takýto regulátor vykurovacieho systému spravidla monitoruje bezpečnosť a poskytuje:

  • ochrana pred prehriatím chladiacej kvapaliny;
  • ochrana pred zvýšením a znížením tlaku v systéme;
  • kontrola plnenia kotla vodou;
  • kontrola tlaku plynu v potrubí (pre plynové vykurovanie);
  • kontrola tlaku výfukových plynov.

Niektoré z týchto funkcií môžu byť inštalované na želanie zákazníka (voliteľné), ale automatické riadenie vykurovania, aspoň prevádzky kotla, bude kompletné s týmto prístupom.

O automatickom riadení vykurovacieho systému

Pri zvažovaní automatizácie vykurovacích systémov je potrebné mať na pamäti, že vykurovanie môže byť riadené teplotou:

  • chladiaca kvapalina;
  • vzduch v dome;
  • vonkajší vzduch, v závislosti od počasia.

Riadiace systémy založené na regulácii teploty chladiacej kvapaliny fungujú bez ohľadu na aktuálne podmienky. Dôsledkom toho bude vysoká zotrvačnosť celého procesu, nízka účinnosť a plytvanie. Najlepšie výsledky vykazuje automatický vykurovací systém, ktorý pracuje na udržaní nastavenej teploty v dome.

Regulácia v závislosti od počasia sa považuje za najprogresívnejšiu a najúčinnejšiu, pretože vám umožňuje rýchlo reagovať na meniace sa podmienky prostredia. Avšak konvenčné prostriedky, ktoré monitorujú a riadia vykurovací systém, môžu zabezpečiť jeho pomerne efektívnu prevádzku.

Ako to funguje

Tu je potrebné poznamenať, že automatizáciu vykurovania súkromného domu je možné vybudovať pomocou rôznych zariadení, ktoré fungujú autonómne aj pod kontrolou centralizovaných systémov.

Ovládanie pomocou vykurovacieho kotla

Pri tomto prístupe sa celá regulácia vykurovania obmedzuje na nastavenie teploty chladiacej kvapaliny na kotle. V tomto prípade začne fungovať automatika, ktorá je v ňom zabudovaná, na vykurovanie, ktoré funguje týmto spôsobom, je ovládanie na kotle úplne postačujúce. Udrží požadovanú teplotu chladiacej kvapaliny bez ohľadu na jej hodnotu v priestoroch.

Možno je to najjednoduchší automatický regulátor teploty vykurovania. Je umiestnený na každom radiátore a na ňom (na jeho hlave) môžete nastaviť požadovanú hodnotu. V prípadoch, keď sa príliš zahreje, regulátor funguje a preruší tok chladiacej kvapaliny do batérie. Keď teplota klesne pod nastavenú hodnotu, ventil sa otvorí a do radiátora začne prúdiť voda, ktorá ohrieva miestnosť.

Takáto automatizácia vykurovania súkromného domu funguje bez ohľadu na teplotu chladiacej kvapaliny, v skutočnosti je univerzálna a nezávislá od typu použitého kotla (plyn, tuhé palivo, kvapalina atď.).

V tomto prípade je v miestnosti nainštalovaný špeciálny regulátor teploty - v skutočnosti regulátor vykurovania Mení ohrev chladiacej kvapaliny (zapnutie alebo vypnutie horákov, regulácia prívodu vody atď.), Poskytovanie požadovaného režimu.

V skutočnosti je v tomto prípade ovládanie úplne elektronické; vykurovanie domu funguje podľa príkazov zo špeciálneho centra a môže realizovať akýkoľvek daný prevádzkový režim. Ak je takáto riadiaca a regulačná štruktúra vybavená jednotkami diaľkovej komunikácie a modulom GSM, vytvorí sa automatizovaná riadiaca jednotka vykurovacieho systému s diaľkovým prístupom.

Možnosť kombinovaného ovládania

Stojí za zmienku, že spoločná prevádzka regulátora a termostatického ventilu vytvára optimálne podmienky pre fungovanie systému. Regulátor regulácie kúrenia zabezpečí ekonomickú spotrebu paliva a reguláciu teploty vzduchu a ventil vám umožní udržiavať požadovaný režim v každej miestnosti.

Na vytvorenie optimálnych parametrov pre prevádzku vykurovacieho systému potrebuje automatizačné nástroje, ktoré nielen udržiavajú komfortné podmienky, ale poskytujú aj významné úspory nákladov na vykurovanie domu.

Ako hovoria analytici, internet vecí (IoT, Internet of Things) je sľubnou oblasťou. Jedným z hlavných trendov internetu vecí je automatizácia domácnosti alebo, ako to obchodníci radi hovoria, vytvorenie „inteligentného domu“.

Slovné cvičenia nechajme na pokoji a pouvažujme nad konkrétnym projektom.

Formulácia problému

Bývam vo vlastnom dome neďaleko Moskvy. Okrem zjavných výhod tohto typu ubytovania existujú určité nuansy. Ak v bytovom dome väčšinu úžitkových úloh preberá správcovská spoločnosť, potom si ich musíte vyriešiť sami.

Jednou z týchto úloh pre mňa bola potreba vzdialeného monitorovania a riadenia vykurovacieho systému. Je pravda, že v stredný pruh V Rusku nie je kúrenie v zime otázkou pohodlia, ale prežitia. Podľa opakovane overeného empirického zákona sa všetky problémy dejú v tých najnevhodnejších časoch. Po viac ako desaťročnej skúsenosti s bývaním vo vlastnom som sa o platnosti tohto zákona presvedčil aj ja.

Ale ak sa napríklad porucha vodného čerpadla v 30-stupňových mrazoch dá ešte nejako prežiť, potom sa porucha vykurovacieho kotla zmení na katastrofu. V takomto mraze bežne zateplený dom vychladne za menej ako deň.

Často musím na dlhší čas opustiť domov, a to aj v zime. Preto sa pre mňa stala neodkladnou úlohou možnosť diaľkového monitorovania stavu vykurovacieho systému a jeho riadenia.

V mojom dome má vykurovací systém dva kotly, solárny (žiaľ, nie je tam plyn a nepredpokladá sa) a elektrický. Táto voľba je spôsobená nielen otázkami redundancie, ale aj optimalizáciou nákladov na vykurovanie. V noci s výnimkou veľkých mrazov elektrokotol funguje, keďže v dome je dvojtarifný elektromer. Výkon tohto kotla je celkom dostatočný na príjemnú nočnú teplotu (18-19 stupňov). Cez deň prichádza do prevádzky solárny kotol, ktorý zvýši teplotu na 22-23 stupňov. Vykurovací systém funguje v tomto režime už niekoľko rokov a umožňuje nám dospieť k záveru, že táto možnosť je ekonomická.

Je zrejmé, že každodenné manuálne prepínanie prevádzkových režimov vykurovacieho systému nie je práve najrozumnejšou voľbou, preto padlo rozhodnutie tento proces automatizovať a zároveň poskytnúť možnosť diaľkového ovládania.

Technická úloha

Podľa zvyku vývojára som ako prvú vec zosystematizoval požiadavky na vytváraný riadiaci systém a napísal som si niečo podobné technickej špecifikácii.

Tu je krátky zoznam hlavných požiadaviek na navrhované riešenie:

  • regulovať teplotu v dome a vonku
  • poskytnúť tri režimy pre výber vykurovacích kotlov (podrobnejšie nižšie)
  • poskytujú vzdialené monitorovanie stavu systému a jeho ovládanie
Spočiatku bolo na zozname niekoľko ďalších položiek, ale potom boli kvôli tomu vylúčené rôzne dôvody. Plánoval som napríklad vybaviť systém obrazovkou zobrazujúcou aktuálne parametre a možnosťou ovládania cez dotykový displej. To sa mi ale zdalo zbytočné duplikovanie diaľkového ovládania cez internet. Samozrejme, môžete prísť s úplne životné situácie keď je potrebná lokálna indikácia a ovládanie. Netvrdím, ale nemali by sme zabúdať, že táto možnosť by si vyžadovala dodatočnú zložitosť a zvýšené náklady na systém.

Algoritmus riadenia vykurovacieho systému zahŕňa scenár apokalypsy spojený s úplným výpadkom prúdu. O diaľkovom ovládaní sa v tomto prípade samozrejme baviť netreba. Ale tých v dome môže mať niekoľko jednoduché manipulácie prepnite do režimu núdzového vykurovania. Stačí prepnúť jeden externý štvorpólový prepínač a spustiť záložnú benzínovú elektrocentrálu. Tým sa zabezpečí, že solárny kotol bude fungovať autonómne. V praxi sa to už niekoľkokrát stalo, keď mrznúce dažde viedli k masívnym poruchám elektrických vedení.

Moderné vykurovacie kotly majú spravidla jednotky diaľkového ovládania spojené bežným dvojžilovým vodičom. Aby nedošlo k rušeniu továrenských riadiacich obvodov, bolo rozhodnuté prepnúť tieto vodiče sami. Prerušenie drôtu, vykonané konvenčným elektromechanickým relé, vedie k zastaveniu prevádzky kotla.

IoT bezpečnostná metóda

Po prečítaní hororových príbehov o dôsledkoch hackovania inteligentných domácností som sa rozhodol hrať na istotu a minimalizovať možnosť externého hackovania. Niekto povie, hovoria, kto potrebuje hacknúť to vaše? inteligentný dom. Súhlasím, že pravdepodobnosť je minimálna, ale pozorujúc pravidelné pokusy o hacknutie mojich webových serverov, rozhodol som sa konať podľa zásady: je lepšie spať, ako byť podvyživený. vtip.

Aby som to urobil, opustil som bežnú paradigmu, kde centrálny server iniciuje riadenie distribuovaných inteligentných senzorov (zariadení). Rozhodlo sa použiť klasickú schému klient-server, kde klientom je inteligentný senzor.
Výber takejto architektúry nie je vždy možný v IoT, ale v v tomto prípade celkom prijateľné, pretože vykurovacie systémy majú pomerne veľkú zotrvačnosť. Ani možnosť okamžite a ľubovoľne meniť nastavenia v systéme, napríklad teplotu v miestnosti, nevedie k okamžitému dosiahnutiu zadaných parametrov.

Prenesenie iniciatívy pri výmene dát na stranu inteligentného senzora umožňuje takmer úplne eliminovať jeho hackovanie neoprávnenými osobami. Koniec koncov, senzor dostane iba odpoveď zo servera na svoju požiadavku. Teoreticky je možné takúto požiadavku zachytiť a nahradiť odpoveď, no túto hrozbu minimalizuje napríklad protokol https. Ak si neželáte zvýšiť tento protokol v senzore, potom je tu možnosť vypočítať kontrolné súčty s prihliadnutím na parametre, ktoré sú útočníkovi a priori neznáme. Tento kryptografický problém však presahuje rámec skúmanej témy.

Ak požiadavka nedostane odpoveď zo servera, inteligentný senzor po čakaní určitého časového limitu pokračuje v prevádzke v predtým nastavenom režime.

Ako server bolo rozhodnuté vytvoriť malú webovú stránku s databázou MySQL, ktorá bola nasadená na doméne tretej úrovne jednej z mojich stránok. Stránka bola napísaná pomocou adaptívneho rozloženia, ktoré vám umožňuje pohodlne pracovať zo smartfónu.
Na výmenu informácií so serverom sa vybralo päťminútové obdobie.

Táto voľba je čiastočne spôsobená jednou nuansou prevádzky elektrického kotla. Aby sa zabránilo varu vody v žiarovke ohrievača zo zvyškového tepla vykurovacích telies, používa sa takzvaný dobeh kotla. Inými slovami, po vypnutí vykurovacích telies obehové čerpadlo ešte nejaký čas pracuje. Môj kotol má štandardne nastavený čas zábehu 4 minúty, aj keď ho možno predĺžiť na dlhší čas. Preto päťminútový interval výmeny dobre zapadá do logiky vykurovacieho systému. A častejšia výmena dát nepriniesla žiadnu výhodu, viedla len k zvýšeniu počtu záznamov v databáze servera.

Pracovný algoritmus

Činnosť inteligentného senzora, nazývaného meteorologický modul, neobsahuje nič neobvyklé. Cyklus skúma snímače teploty a vlhkosti. Toto trvá približne 4,5 minúty. Potom sa na server vygeneruje požiadavka GET a prijatá odpoveď sa spracuje. V dôsledku toho je perióda (hlavný cyklus) dlhá približne 5 minút. Tu sa v praxi nevyžaduje dokonalá presnosť, perióda sa ukázala o niekoľko sekúnd kratšia, čo vedie k postupnému posunu. Pri ideálnej päťminútovej perióde by sa za deň prenieslo 288 meraní, ale v skutočnosti je to 289-290. To vôbec neovplyvňuje fungovanie systému.

Hlavný náčrt programu s podrobnými komentármi je uvedený v listingu. Vzhľadom na rozsiahle množstvo kódu som nezverejnil implementácie použitých podprogramov. Výpis obsahuje diagnostické správy pre výstup do terminálu.

Hlavný náčrt programu

/* * Sketch Meteo Control Mega2560 * ver. 13.0 * zjednodušený algoritmus automatizácie: deň - diesel, noc - elektrický. Počiatočný prah 21 stupňov, krok - 0,5 stupňa * výmena so serverom cez http 1.0 */ // libs #include #include "DHT.h" // káblové pripojenia // pripojenie časovača cez zbernicu I2C, adresa na zbernici 104 #define DS3231_I2C_ADDRESS 104 //definujte #define HYSTERÉZU 0,5 // hysterézia teplotného prahu, stupne #define LONG_CYCLE 9 // trvanie meracieho cyklu 9 - asi 5 minút, berúc do úvahy čas výmeny so serverom #define SHORT_CYCLE 13 // trvanie malého meracieho cyklu, 13 sek. berúc do úvahy čas zberu dát zo snímačov, malý cyklus vyjde asi 30 sekúnd #define DAY_BEGIN 6 // začiatok denného tarifného obdobia #define DAY_END 22 // koniec denného tarifného obdobia #define MIN_INTERVAL 3000 / / interval čítania snímača teploty 3 sec #define PIN_DHT_IN 23 / / vstup snímača teploty a vlhkosti vnútri AM2301 #define PIN_DHT_OUT 22 // vstup snímača teploty a vlhkosti vonku AM2301 #define DHTTYPE DHT21 DHT dhtin(PIN_DHT_IN, DHTTYPE); DHT dhtout(PIN_DHT_OUT, DHTTYPE); #define RELAY_E 25 // riadiaci výstup relé elektrokotla #define RELAY_D 24 // riadiaci výstup relé solárneho kotla #define LED_R 27 // LED RGB #define LED_G 29 // LED RGB #define LED_B 31 // LED RGB #define LED 13 / / interná LED #define LEAP_YEAR(_year) ((_year%4)==0) // pre výpočet priestupný rok // vars uint32_t workTime; // doba prevádzky kotla od momentu zopnutia relé plavák hIn; // vlhkosť vo vnútri float tIn; // teplota vo vnútri plaváka hOut; // vlhkosť vonku float tOut; // plavák vonkajšej teploty tModule; // teplota vo vnútri modulu počasia float tInSet; // nastavenie hodnoty teploty vo vnútri float tOutSet; // nastavenie hodnoty vonkajšej teploty. V aktuálnej verzii sa nepoužíva. Parameter je ponechaný pre vývojové bajty sekundy, minúty, hodiny, deň, dátum, mesiac, rok; byte del; // veľké počítadlo cyklov, počíta malé cykly ako decrement char weekDay; bajt tMSB, tLSB; plávajúca teplota 3231; statický bajt mesiacDni = (31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31); uint32_t unixSeconds; // UNIX timestamp uint16_t timeWorkElectro; // prevádzkový čas (s) elektrického kotla medzi výmennými reláciami so serverom uint16_t timeWorkDiesel; // prevádzkový čas (s) solárneho kotla medzi výmennými reláciami so serverom uint32_t unixSecondsStartCycle; // UNIX časová pečiatka začiatku cyklu medzi reláciami komunikácie so serverom int modeWork; // prevádzkový režim meteorologického modulu, 0 - auto, 1 - manuálne vypnuté, 2 - manuálne-elektrické, 3 - manuálne-dieselové, 4 - poloautomatické-elektrické, 5 - poloautomatické-dieselový typ bajtuKotol; // typ pracovného kotla, 0 - kotly nefungujú, 1 - elektrický, 2 - stav solárneho kotlaKotol; // stav bežiaceho kotla pre serverovú charovú jednotku = "1"; // modus id char; // označenie prevádzkového režimu modulu počasia pre server String message; // reťazec na odoslanie na server char ans; // znak z vyrovnávacej pamäte String answerServer; // počiatočný reťazec odpovede servera String tInSer; // reťazec zo servera = prah vnútornej teploty String tOutSer; // reťazec zo servera = prah vonkajšej teploty String timeSer; // reťazec zo servera = nastavenie času char datetime; // pole na nastavenie času modulu void setup() ( Serial.begin(115200); // nastavenie rýchlosti COM portu pre terminál Serial.println("Start setup()"); Serial.println("Meteo Číslo modulu. Ver.13.0: " + String(jednotka)); pinMode(LED, OUTPUT); //LED flash pinMode(LED_R, OUTPUT); //LED_R pinMode(LED_G, OUTPUT); //LED_G pinMode(LED_B) , OUTPUT); / /LED_B // inicializácia externého časovača Wire.begin( //nastavenie riadiaceho registra na výstup štvorcovej vlny na pine 3 pri 1Hz Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS) // 104 je adresa zariadenia DS3231 Wire.write; (0x0E zápis(B00000000) // nastavenie predvolenej prahovej hodnoty teploty tInSet = 21 // aktivácia externého teplomera pinMode (); PIN_DHT_IN, INPUT_PULLUP // nastavenie pinov ovládania kotla na výstup pinMode(RELAY_D, OUTPUT); // automatický režim // kotly sú vypnuté reléElectroSwitchOff(); reléDieselSwitchOff(); timeWorkElectro = 0; // reset času prevádzky kotlaWorkDiesel = 0; unixSecondsStartCycle = 0; // resetovanie počiatočnej doby prevádzky kotla typuKotol = 0; Serial.println("Všetky kotly vypnuté"); digitalWrite(LED_G, HIGH); // zapnite zelenú farbu RGB LED. Počiatočný stav, kotly sú vypnuté //inicializácia serial 1 je na esp8266 Serial1.begin(115200); //prenosová rýchlosť do modulu ESP8266 Serial1.setTimeout(1000); while (!Seriál1); String startcommand = "AT+CWMODE=1"; // Modul ESP8266 v klientskom režime Serial1.println(startcommand); Serial.println(startcommand); oneskorenie (2000); del = 0; // resetovanie veľkého počítadla slučky ) void loop() ( Serial.print("Start loop()."); // diagnostický výstup aktuálneho času get3231Date(); // získanie aktuálneho času unixSeconds = timeUnix(sekundy, minúty, hodiny, dátum, mesiac, rok // označenie UNIX v sekundách Serial.print("Aktuálny dátum a čas: ");< 10) Serial.print("0"); Serial.print(date, DEC); Serial.print("."); if (month < 10) Serial.print("0"); Serial.print(month, DEC); Serial.print("."); Serial.print(year, DEC); Serial.print(" - "); if (hours < 10) Serial.print("0"); Serial.print(hours, DEC); Serial.print(":"); if (minutes < 10) Serial.print("0"); Serial.print(minutes, DEC); Serial.print(":"); if (seconds < 10) Serial.print("0"); Serial.println(seconds, DEC); // сбор данных с датчиков Serial.println("Getting temperature and himidity"); getSensors(); // подготовка сообщения для отправки на сервер collectServerData(); // БЛОК ОБМЕНА С СЕРВЕРОМ И ИНИЦИАЛИЗАЦИИ // отправка данных на сервер и прием управляющей строки Serial.println("Send data to server"); connectServer(); // анализ управляющей строки и установка новых режимов controlServer(); // БЛОК УПРАВЛЕНИЯ КОТЛАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСТАНОВЛЕННОГО РЕЖИМА switch(modeWork){ case 0: // автоматический режим Serial.println("Current Mode: Auto"); autoMode(); break; case 1: // manuálny mód Serial.println("Manuálny režim"); manualMode1(); prestávka;


prípad 2: // manuálny režim Serial.println("Manuálny režim"); manualMode2(); prestávka;
  • prípad 3: // manuálny režim Serial.println("Manuálny režim"); manualMode3(); prestávka;
  • prípad 4: // poloautomatický režim Serial.println("Poloautomatický režim Electro"); semiAutoMode4(); prestávka;
  • prípad 5: // poloautomatický režim Serial.println("Poloautomatický režim Diesel"); semiAutoMode5(); prestávka;
) del = DLHÝ_CYKLUS; // nastavenie veľkého počítadla cyklov while (del > 0) ( Serial.print("Spustiť krátky cyklus #"); Serial.println(del); // zobrazenie malého počtu cyklov mDelay(SHORT_CYCLE); // zber údajov z Sériové senzory .println("Získanie teploty a vlhkosti" getSensors( // zníženie počítadla vo veľkej slučke) );

Pôvodná verzia systému počítala s možnosťou prevádzky elektrokotla počas dňa za účelom úspory motorovej nafty. V tejto verzii modul počasia monitoroval dobu prevádzky elektrokotla počas dňa. Ak do hodiny nebolo možné dosiahnuť nastavenú teplotu v dome, elektrokotol sa vypol a po pauze na dobeh sa zapol solárny kotol.

Na základe skúseností z prvej zimy bola táto možnosť odstránená. Dôvodom bol nedostatočný výkon elektrokotla, ktorý v pomerne veľkých mrazoch (pod -10 stupňov) nedokázal zabezpečiť dosiahnutie stanoveného cieľa. komfortná teplota. Preto bolo rozhodnuté jednoznačné spustenie solárneho kotla cez deň v automatickom režime.

Poloautomatický režim znamená prísny výber jedného alebo druhého kotla s údržbou automatické nastavenie jeho práca na snímačoch teploty modulu počasia. Tento režim sa osvedčil v niekoľkých prípadoch. Po prvé, pri poruche jedného kotla je vynútená prevádzka druhého kotla bez ohľadu na dennú dobu. Po druhé, pri miernych mrazoch a topeniach môžete elektrický kotol zapnúť nepretržite, alebo naopak, vo veľmi silných mrazoch môžete spustiť iba solárny kotol.

Manuálny režim takmer vôbec nepoužívam. Ide nielen o výber konkrétneho kotla na prevádzku, ale aj o prenesenie kontroly nad ním na štandardnú vzdialenú jednotku. Inými slovami, kotol bude riadený nastavenými teplotnými parametrami na tejto jednotke. Meteorologický modul v tomto režime naďalej funguje len ako stanica na monitorovanie teploty a vlhkosti.

Vo svojej požiadavke na server odošle meteorologický modul dátový paket, ktorý obsahuje informácie o aktuálnom stave kotlov (ktorý kotol je vybraný, či funguje alebo nie), aktuálny miestny čas modulu počasia, trvanie prevádzky kotlov za predchádzajúcich päť minút, aktuálna teplota a vlhkosť v dome a mimo neho. Žiadosť obsahuje aj identifikátor modulu počasia. V mojom prípade je to zbytočné, ale zvyk navrhovať na škálovanie sa prejavil.

Po odoslaní požiadavky meteorologický modul čaká na odpoveď servera do 20 sekúnd. Výsledná odpoveď sa analyzuje pomocou regulárnych výrazov. Odpoveď servera obsahuje štyri parametre:

  • prahová hodnota teploty vo vnútri domu
  • prahová hodnota teploty mimo domu
  • špecifikovaný prevádzkový režim
  • čas počiatočného nastavenia hodín reálneho času modulu
Aktuálna verzia nepoužíva prah vonkajšej teploty. Táto funkcia bola poskytnutá na implementáciu výberu vzorov vykurovania v závislosti od teploty „cez palubu“. Možno niekedy túto funkciu implementujem.

Posledný parameter sa vyžaduje pomerne zriedka. Pýtal som sa to len dvakrát. Pri prvom spustení modulu a po výmene batérie v module hodín reálneho času. Ak dočasné nastavenia nevyžadujú zmeny, potom je tento parameter nulový.

Po analýze odpovede zo servera sa vynulujú aktuálne počítadlá prevádzkového času kotla. Koniec koncov, predchádzajúca hodnota už bola odoslaná na server. Pri resetovaní sa berie do úvahy čas pauzy čakania na odpoveď zo servera.

Treba poznamenať, že prenášaný čas prevádzky kotla má odhadovanú hodnotu. Tento parameter sa nedá použiť na posúdenie povedzme spotrebovanej elektriny. Je to spôsobené prevádzkovými vlastnosťami vykurovacích kotlov. Napríklad, keď teplota v kotle dosiahne 80 stupňov, vypne sa, ale kruhové čerpadlo pokračuje v prevádzke. Keď teplota chladiacej kvapaliny klesne na 60 stupňov, kotol opäť začne pracovať. Meteorologický modul meria iba celkový čas, ktorý kotol potreboval na dosiahnutie prahu teploty vo vnútri domu.

Po dosiahnutí nastavenej teploty sa kotol vypne a meteorologický modul pokračuje v čítaní hodnôt teploty každých 30 sekúnd. Keď teplota klesne o viac ako 0,5 stupňa, vykurovací kotol sa vráti do prevádzky. Táto hodnota hysterézie bola zvolená empiricky, berúc do úvahy zotrvačnosť vykurovacieho systému.

Na vizuálnu indikáciu funkčnosti modulu počasia bolo do podprogramu oneskorenia medzi cyklami merania teploty pridané blikanie vstavanej LED.

Chcel by som poznamenať, že výber prevádzkového režimu kotla nastáva na konci päťminútového obdobia. Keď je modul na začiatku zapnutý alebo keď sa reštartuje, predvolený režim je nastavený na automatický.

Implementácia

Na realizáciu nápadu som použil to, čo bolo po ruke. Bolo rozhodnuté postaviť meteorologický modul pomocou modulov Arduino. Ako procesorová doska bola použitá Mega 2560, ktorá zostala z predchádzajúcich experimentov. Táto tabuľa je pre túto úlohu zjavne nadbytočná, ale bola k dispozícii. Okrem toho mal prototypový štít, na ktorom boli umiestnené takmer všetky ostatné moduly. Ide o hodiny reálneho času DS3231 a WiFi modul ESP8266(01). Pre samostatné ovládanie elektrických a solárnych kotlov bola zakúpená spínacia jednotka s dvomi relé.

Ako zdroj energie bol použitý existujúci počítačový zdroj. Ako je známe, v takomto bloku je toho dosť široký výber sekundárne napájacie napätie. Je tam +5V a čo je obzvlášť dôležité pri práci s WiFi modulom ESP8266, +3,3V. Okrem toho sú tieto jednotky veľmi spoľahlivé, berúc do úvahy nepretržitý charakter prevádzky meteorologického modulu.

Obrázok ukazuje schému spínania dosky. Schematický diagram nebol zobrazený pre svoju samozrejmosť. Na obrázku je RGB LED pre vizuálnu indikáciu prevádzkových režimov meteorologického modulu. Zelená farba signalizuje, že kotly sú vypnuté, červená znamená, že solárny kotol je v prevádzke, modrá znamená elektrický kotol. Nemal som po ruke 220 Ohmové odpory, takže RGB LED bola pripojená priamo na výstupy dosky, bez prúd obmedzujúcich odporov. Priznám sa, že som sa mýlil, ale vedome som to riskol. Prúdový odber každého pinu LED je len 20 mA, výstup dosky umožňuje pripojiť až 40 mA. Za tri roky prevádzky zatiaľ neboli žiadne problémy.

Ako teplotné senzory boli použité DHT21 (AM2301). Spočiatku som na meranie teploty v dome používal snímač DHT11, ktorý má však veľmi slabú presnosť merania a knižnica DTH.h z neznámeho dôvodu nefungovala správne pri použití v obvode dvoch odlišné typy senzory Ale keďže výmena DHT11 kvôli jeho nadmernej chybovosti bola zrejmá, neobťažoval som sa zaoberať sa problémom knižnice.

Čísla v štvorcoch označujú počet vodičov spájajúcich externé zariadenia s hlavnou doskou.

Celý obvod bol zostavený v závesnom kovovom paneli používanom na inštaláciu elektrického vedenia. Výber takéhoto tela súvisel aj s tým, čo bolo po ruke.

Tu ma však čakalo úplne predvídateľné prekvapenie. Keď sú dvere úplne zatvorené, telo štítu je tienené WiFi signál. Musel som nechať pootvorené dvierka, pretože som nemal túžbu hľadať iné vhodné puzdro a všetko znova nainštalovať. Takže už tri roky žijem s pootvorenými dverami.

Server správy

Webový server používaný na monitorovanie a správu je napísaný v čistom PHP a má adaptívne usporiadanie. Pôvodne bola myšlienka napísať aplikáciu pre Android, ale túto myšlienku som opustil, pretože server by bol stále potrebný.

Po autorizácii sa sprístupní niekoľko stránok s informáciami. Ide o aktuálny stav systému podľa poslednej požiadavky prijatej z modulu počasia, tabuľky hodnôt v aktuálnej hodine a grafické znázornenie súhrnných informácií za ľubovoľné časové obdobie. Nechýba ani stránka s výberom nastavení ovládania modulu počasia.

V čase písania tohto článku bol modul počasia už vypnutý, pretože sa skončila vykurovacia sezóna. Preto sú všetky parametre na hlavnej stránke webu relevantné v čase vypnutia. Pozorný čitateľ si všimne, že to bolo 2. mája.

Hodnoty za 25. januára 2018 sú uvedené ako príklad grafov. Histogramy zobrazujú dobu prevádzky kotlov.

Stránka nastavení

Ako som už spomínal, toto riešenie na monitorovanie a riadenie vykurovacieho systému súkromného domu sa osvedčilo už trom vykurovacej sezóny. Počas tejto doby došlo len k dvom zamrznutiam spôsobeným dlhodobou stratou internetového kanála. Navyše nezamrzol celý modul počasia, ale iba WiFi modul ESP8266.

Vo všeobecnosti som s funkčnosťou systému úplne spokojný, no vzhľadom na očividnú redundanciu použitej platformy uvažujem o jej rozšírení.



Páčil sa vám článok? Zdieľajte so svojimi priateľmi!