Впечатления от погодозависимого управления котлом

Управление газовым котлом: оглавление

Явно заданная кривая отопления

Автоматика на основе Ардуино стоит у меня уже четыре месяца и отработала в температурном диапазоне от +30°C до -10°C. Думаю, можно уже подводить какие-то итоги.

Экономия. Производители говорят, что внедрение погодозависимой автоматики снижает затраты на отопление. Не заметил. В сентябре 2015 года среднемесячная температура была +11.66°C, в сентябре 2016: +11.19°C. Расход газа совпал: 145 м 3 . В октябре 2015 года среднемесячная температура составила +3.28°C, в 2016 году +3.68°C, расход газа соответственно: 295 м 3 и 310 м 3 . Т.е. после внедрения системы расход газа немного увеличился.

Комфорт. Вот тут да, реально круто. Бегать к котлу, выставлять температуру теперь не надо. Совсем. Система держит температуру в доме железно: небольшие колебания в плюс-минус полградуса не ощущаются.

Настройки. У меня сейчас выставлен коэффициент отопительной кривой: 1,2. Поправка на желаемую комнатную температуру: 3,0. Поправка термостата: 3,0.

Всяко разно. Хороший корпус для прибора сходу сообразить не получилось. Купил распределительную коробку 16 × 8 см. Оно, конечно, туда влезло, но крышка уже не закрылась. Потом что-нибудь придумаю еще.

Очень важно место установки температурных датчиков. Провод комнатного датчика чуть касался трубы ГВС, я реально всю голову сломал, почему автоматика так болезненно реагирует на присутствие жены на кухне. Датчик наружной температуры сначала установил под навесом. При западном ветре теплый воздух от выхлопной трубы котла умудрялся попадать под навес. Включился котел — система решила, что на улице потеплело, и вырубила котел. Датчик остыл, автоматика опять включила котел. И так по кругу с интервалом 5 минут. Датчик опустил на полметра ниже — все работает стабильно.

При питании от телефонной зарядки Ардуино работает очень не стабильно. От любых колебаний напряжения зависает. Решил проблему через подключение к он-лайн ИБП. Уже пару месяцев не одного зависания. В принципе эту же проблему решают блоком питания на 9 В, но я не пробовал.

Есть небольшие глюки при переходе через ноль: если на улице несколько суток стабильно ниже нуля, то температура в доме постепенно поднимается на градус выше заданной. Тут видимо что-то связанно с физикой явления, а не с программой. Я даже ковыряется не стал — и так сойдет.

Если котел подключен к ИБП, а Ардуина напрямую к сети, то при аварийном выключении электричества получается некий режим паники: Ардуина отрубается, а котел шпарит на полную, пока не кончится батарейка в ИБП. С одной стороны удобно, а с другой аккуратнее надо с этой фичей.

Резюме. Пока впечатления от внедрения автоматики сугубо положительные. Система получилась стабильной и удобной, в доме стало намного комфортнее. Само собой, если надумаете делать что-то подобное, то вы действуете на свой страх и риск. Рекомендовать вам вмешиваться в работу газового котла я точно не буду. Скорее даже наоборот — нечего туда лезть.

Arduino.ru

Погодозависимое управление водяным тёплым полом

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

200кг и свободен).

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Наблюдал четыре дня. На улице постоянно скачет температура (фиолетовый график, было от -15°С до +4°С). День был очень сильный ветер — дом конкретно выстужало.

А по графику дома (черный) более менее стабильно, отклонение от -0.4° до +0.7°.

Попробую увеличить Ki до 0.5 (с ограничением -10 > istate Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Наблюдал трое суток. Неплохо.

Но решил еще добавить дифф.составляющую. Kd=50

После этого 16 суток ничего не менял и не трогал. Разное было — отключение электричества, яркое солнце+оттепель (даже отопление отключал на пару суток), сильные ветры, куча народу в доме.

На улице перепады с -13°С до +10°С

Дома с +25.5° до 26.3° (заслуга солнца в южные окна). Ничего не регулирую в котельной уже месяц. Скоро уже отопление отключать.

Мой вердикт — задумка удалась! Возможно, добавил бы еще выключение циркуляционных насосов при перегреве весенним солнцем. Но это уже после проверки новым отопительным сезоном. А пока — надо придумывать для самоделки корпус, подбирать БП и красивый настенный шкаф.

Блог Евгения Николаенко

Контроль отопления и вентиляции на базе Arduino

Представляю мой новый проект — автоматическое управление отоплением и вентиляцией на базе Arduino Nano 3.0.

Довольно долго я бился над решением задачи создания оптимального микроклимата в ванной комнате, и наконец-то, благодаря знаниям, полученным в процессе изучения Arduino и различных датчиков температуры и влажности, мне это удалось! 🙂

Началось все с того, что в весенний и осенний периоды, когда погода на улице еще не стабилизировалась, в ванной комнате наблюдались постоянные перепады температуры и влажности. Обогреватель то и дело перегревал воздух в дневное время, а если его отключить, то воздух становился неприемлемо холодным для ванной комнаты. То же самое и с влажностью. Постоянно включенная вытяжка приводила к переохлаждению комнаты в ночное время, а днем, если вытяжку не включить, происходило чрезмерное оседание конденсата, о борьбе с которым я уже писал ранее. В итоге, устав от необходимости бегать включать/выключать батарею и вытяжку по нескольку раз в день, а также имея практический опыт создания автоматизированной заслонки на базе Arduino, решил сконструировать прибор для автоматического управления отоплением и вентиляцией в ванной комнате. О результатах проделанной работы рассказано в этом видео.

А теперь предлагаю подробнее рассмотреть как все работает, включая программу (скетч) для Arduino!

Устройство системы

На передней панели системы управления отоплением и вентиляции находится двухстрочный дисплей LCD 1602 I2C, который отображает текущие значения температуры и влажности, а также позволяет просматривать меню установок прибора. Красная и зеленая кнопки — кнопки управления (оказалось вполне достаточно двух кнопок для изменения настроек и управления устройством). Красный светодиод загорается при включении отопления, а зеленый — при включении вентиляции. На левой стороне расположен датчик температуры и влажности DHT22 а также USB-порт модуля Arduino, который пришлось заклеить для лучшей сохранности.

Система для управления отоплением и вентиляцией на базе Arduino. Вид сбоку

На правой стороне устройства находится выключатель и система охлаждения, представляющая собой компьютерный вентилятор, работающий на вытяжку. Без него корпус системы нагревался (от встроенного блока питания и реле), что приводило к неверным показаниям датчика температуры, т.к. он расположен близко к корпусу.

Система для управления отоплением и вентиляцией на базе Arduino. Вид сбоку

Система контроля микроклимата работает от сети 220 вольт и подключена к ближайшей розетке.

Система для управления отоплением и вентиляцией на базе Arduino.

Заглянем внутрь корпуса. Сам корпус является обычной распределительной коробкой. На его передней панели имеются 4 болта, открутив которые можно легко и быстро получить доступ к мозгам системы, а также к коммутационным реле, которые управляют нагрузкой.

Система для управления отоплением и вентиляцией на базе Arduino со снятой лицевой панелью

Внутри находится сборка из модуля ардуино нано 3.0, силовых реле с максимальным током до 10 ампер, и блоком питания на 9 вольт.

Система для управления отоплением и вентиляцией на базе Arduino. Вид изнутри

Панель управления подключена к основному модулю при помощи шлейфов.

Система для управления отоплением и вентиляцией на базе Arduino. Вид изнутри

Панель управления можно легко отсоединить от устройства для проведения профилактических работ или модернизации. Как уже упоминалось выше, в состав панели входит LCD модуль, 2 светодиода и 2 управляющие кнопки.

Панель управления системы контроля микроклимата на базе Arduino

Управляющий модуль сконструирован на монтажной плате и имеет разъемы для подключения датчика влажности и температуры DHT22, панели управления, нагрузки (4 разъема), а также источника питания. Первый, второй и четвертый разъемы работают в режиме ключа (замыкают и размыкают цепь). Третий разъем обеспечивает выход с напряжением 5 вольт для управления дистанционной розеткой.

Главный модуль системы контроля микроклимата на базе Arduino

Силовые элементы надежно припаяны при помощи медных проводов на обратной стороне монтажной платы. Логические элементы аккуратно спаяны меду собой, все реле управляются через транзисторы. Ссылку на схему более совершенной модели этого прибора см. в конце статьи!

Главный модуль системы контроля микроклимата на базе Arduino. Монтажная плата

Корпус системы — обычная электрическая разветвительная коробка стандартного размера.

Корпус системы контроля микроклимата

Настенный конвектор, отлично подсушивающий влажный воздух, находится на противоположной стене от модуля управления микроклиматом.

Настенный конвектор, управляемый системой на базе Arduino

Розетка с дистанционным управлением системы контроля микроклимата на базе Arduino

Управляющая программа (скетч для ардуино)

Теперь, пожалуй, самое интересное 🙂 Предлагаю вашему вниманию полный скетч для управления отоплением и вентиляцией на базе Arduino. Скажу сразу, что скетч модернизировался после первого запуска системы целых 3 раза. И на то были определенные причины.

Изначально температура измерялась каждые 2 секунды, и в зависимости от этого срабатывали правила включения и выключения электроприборов. Бывало так, что вытяжка включалась и выключалась каждые 2 секунды, в моменты колебания влажности или температуры на пограничных значениях.

Решением данной ситуации стало изменение алгоритма программы таким образом, чтобы измерения проводились 5 раз подряд (в течение 10 секунд), а затем для всех показателей вычислялось среднее значение, на основании которого применялись правила включения/отключения нагрузки. Это позволило избавиться от таких «скачков» с выключением вытяжки или батареи!

Итак, скетч под этим спойлером:

Скетч занимает около 50% памяти ардуино и требует дополнительных библиотек для работы с датчиком DHT22 и экраном LCD через интерфейс I2C, найти которые можно на просторах интернета.

На момент написания статьи уже месяц система работает в штатном режиме, микроклимат в ванной стал практически идеальным, конечно пришлось несколько раз менять настройки включения и выключения вытяжки и батареи, но подобрав нужные параметры все стало просто идеально — и днем и ночью комфортные ощущения при нахождении в этом помещении! 🙂

Обновлено 05.11.2018

Зависание контроллера Arduino

Прошло пол года с момента начала активной эксплуатации устройства, и обнаружились некоторые проблемы, а именно, периодические зависания модуля ардуино. Начав разбираться, первым делом наткнулся на некий WatchDog, который способен автоматически перезагрузить систему при зависании микроконтроллера. Подумал — вот оно подходящее решение. Но как выяснилось, на моей китайской копии Arduino Nano 3.0 WatchDog работает неправильно из-за некорректной прошивки загрузчика. Для того чтобы это исправить, нужна «правильная» прошивка загрузчика, найти которую можно в интернете, и программатор, которым все это дело будет «зашиваться» внутрь чипа. Пока ждал программатор с Китая, решил поискать реальные причины зависания контроллера.

Просадка напряжения

Пытаясь найти объективную причину зависания, я стал грешить на некачественный блок питания и просадку напряжения при включении реле, особенно когда несколько реле включаются одновременно, ведь зависания происходили не так часто, а всего лишь 1-2 раза в месяц.

Первым делом решил добавить 2 конденсатора по 1000 мкф в надежде, что они уменьшат просадку напряжения при срабатывании реле. Первый поставил параллельно выходу с блока питания (там кстати уже был свой конденсатор, но второй лишним не будет, подумал я), а второй — установил параллельно выходу +5V на плате ардуино, откуда как раз берется питание для реле. С этого же выхода питается и сам микроконтроллер. Складывается логичная ситуация — когда все реле включаются одновременно, микроконтроллеру не хватает напряжения и он зависает.

После добавление конденсаторов зависания практически прекратились, но все же, 1 раз в месяц могло и зависнуть.

Доработка скетча Ардуино

Поигравшись с конденсаторами, решил проверить программное обеспечение устройства на наличие неоптимального кода, который мог бы приводить к зависаниям микроконтроллера. Первым делом начал с проверки процедуры DoAll(), которая управляет включением и отключением реле. И тут меня как осенило, откуда берутся просадки напряжения.

Дело в том, что после обработки данных, полученных с датчиков, и включении/выключении какого-либо реле, происходил мгновенный переход к следующей обработке данных с датчиков, и включение/выключение следующего реле, и так далее. Фактически, все реле действительно могли включаться или отключаться одновременно, с задержкой менее 1 мсек, поскольку между обработкой данных для каждого реле отсутствовала пауза.

Исправив код этой процедуры, а именно, добавив искусственную задержку в 200 миллисекунд после включения/отключения какого-либо реле, я был крайне удивлен стабильной работой прибора. Зависания вовсе прекратились, и вот уже 2 месяца прибор работает стабильно. Теперь и WatchDog не нужен, хотя конечно он не помешает, на всякий случай.

В итоге можно сказать, что причиной зависания являлась несбалансированность нагрузки на источник питания при выполнении программного кода, а также низкое качество источника питания. Исправив программу, исчез и дисбаланс. Ниже представлен исправленный фрагмент кода процедуры DoAll(). Жирным текстом выделены те самые задержки по 200 мсек, которые были добавлены в программу и кардинально повысили стабильность работы микроконтроллера.

Обновлено 02.02.2019

Раздельное включение вентиляторов вытяжки

Зимой обнаружилось, что из одной из вытяжет стал капать конденсат, поэтому было решено отключать на зиму этот вентилятор. И чтобы не лазить каждый сезон с отверткой в развет коробку и уж тем более в само устройство, решил сделать все программно, поскольку каждый вентилятор управляется отдельным реле. Немного переработал скетч, добавив дополнительный экран настроек, на котором можно задействовать или отключить каждый вентилятор по отдельности Также уменьшил время одновременного нажатия кнопок для переключения между экранами настроек с 3 до 2 секунд. Свежий скетч можно скачать по ссылке ниже