Απομακρυσμένος μεταδότης θερμοκρασίας νερού ηλιακού θερμοσίφωνα

[evzone]

Σκοπός
Μέτρηση θερμοκρασίας του ζεστού νερού του ηλιακού θερμοσίφωνα και διασύνδεση με το ολοκληρωμένο σύστημα οικιακού αυτοματισμού Home Assistant

Προβλήματα

1. Απουσία ηλεκτρικής παροχής στον ηλιακό θερμοσίφωνα
2. Απουσία υποδομής για εγκατάσταση ενσύρματης επικοινωνίας
3. Απόσταση ηλιακού θερμοσίφωνα στη ταράτσα 7-όροφης πολυκατοικίας με το σύστημα αυτοματισμού στο 2ο όροφο
4. Μέτρηση θερμοκρασίας ζεστού νερού σε συμβατικό ηλιακό θερμοσίφωνα

Επίλυση προβλημάτων

1. Χρήση επαναφορτιζόμενης μπαταρίας με μελλοντική δυνατότητα φόρτισιης από φωτοβολταϊκό πάνελ
2. Ασύρματη μετάδοση θερμοκρασίας
3. Ασύρματη επικοινωνία με διαμόρφωση LoRa
4. Αντικατάσταση κιτ αντίστασης-ανοδίου με δύο κυάθια

Μπλόκ Διάγραμμα


Θεωρητικό κύκλωμα


Φωτογραφίες κατασκευής


Φωτογραφίες αντίστασης με κυάθιο


Κόστος ηλεκτρονικών

Υλικό	Ενδεικτική τιμή
Arduino Pro Mini	5,00 €
Αδιάβροχος αισθητήρας θερμοκρασίας DS18B20	3,50 €
LoRa Ra-02 module	10,00 €
Μπαταρία 18650 Li-On 2600mAh με αυτοπροστασία	6,50 €
Κουτί κατασκευής IP65	5,00 €
Ηλιακός Φορτιστής CN3065	4,00 €
Κεραία RF 433ΜΗz	2,50 €
Διάφορα μικροϋλικά	5,00 €
	41,50 €

Δεν περιλαμβάνεται το κόστος του δέκτη LoRa.

[evzone]

H κατασκευή βρίσκεται σε δοκιμαστική φάση και μετά την ολοκλήρωση των δοκιμών θα εγκατασταθεί στον ηλιακό θερμοσίφωνα. Επιπλέον το φωτοβολταϊκό πάνελ θα τοποθετηθεί μελλοντικά.

[ΜαστροΤζεπέτο]

Συγχαρητήρια για την κατασκευή ! Αφού μάλλον το έχεις το θέμα με τα ασύρματα. Που θα διαβάζεις την ένδειξη ;;;; α, ναι στο κινητό με το "Home assistant". Ωραίος !!!!

[el greco 1]

πες μας περιπου ποσο κοστισε το ολο συστημα.

[evzone]

πες μας περιπου ποσο κοστισε το ολο συστημα.

Χοντρικά στα 40 ευρώ χωρίς το κιτ αντίστασης. Πρόσθεσα λίστα υλικών και τιμής στο αρχικό μήνυμα.

[evzone]

Συγχαρητήρια για την κατασκευή ! Αφού μάλλον το έχεις το θέμα με τα ασύρματα. Που θα διαβάζεις την ένδειξη ;;;; α, ναι στο κινητό με το "Home assistant". Ωραίος !!!!

Ευχαριστώ!

Η θερμοκρασία λαμβάνεται από ένα άλλο κιτ δέκτη LoRa και αναμεταδίδεται με το πρωτόκολλο MQTT σε ένα Raspberry Pi που τρέχει το Home Assistant. Από εκεί και πέρα οι επιλογές για την ένδειξη θερμοκρασίας είναι πολλαπλές: Η/Υ, tablet, κινητό κλπ.

[elektronio]

Μπορείς να προσθέσεις ένα RTC DS3231 και ένα φετ ώστε να διακόπτεται η τροφοδοσία και να ανοίγει κάθε ένα λεπτό να κάνει μέτρηση μετάδοση και να ξανακλείνει η τροδοδοσία (θα μένει υπό τάση μονο το RTC). Έτσι θα έχεις οικονομία στην κατανάλωση κατά 60 φορές λιγότερο (περίπου).
Με λίγη εξυπνάδα στο λογισμκό μπορείς να ρίξεις και άλλο τις μετρήσεις π.χ. κάποιες ώρες της νύχτας να ρίχνει το ρυθμό σε 1 / τέταρτο ή αν η θερμοκρασία βρίσκεται γενικά σε χαμηλό επίπεδο ας πούμε 5- 25 οC να έχει ρυθμό 1 μέτρηση / 5 λεπτά οπότε θα έχεις ακόμη μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας και με ένα μικρό πανελάκι θα βγάζει ακόμη και περιόδους με βαριά συννεφιά αρκετών ημερών. Έτσι κατά πάσα πιθανότητα δεν θα χρειαστεί να ασχοληθείς με την μπαταρία παρά μόνο όταν χαλάσει.

Στο κόστος δεν έχεις υπολογίσει το κομμάτι του δέκτη.

[evzone]

Μπορείς να προσθέσεις ένα RTC DS3231 και ένα φετ ώστε να διακόπτεται η τροφοδοσία και να ανοίγει κάθε ένα λεπτό να κάνει μέτρηση μετάδοση και να ξανακλείνει η τροδοδοσία (θα μένει υπό τάση μονο το RTC). Έτσι θα έχεις οικονομία στην κατανάλωση κατά 60 φορές λιγότερο (περίπου).
Με λίγη εξυπνάδα στο λογισμκό μπορείς να ρίξεις και άλλο τις μετρήσεις π.χ. κάποιες ώρες της νύχτας να ρίχνει το ρυθμό σε 1 / τέταρτο ή αν η θερμοκρασία βρίσκεται γενικά σε χαμηλό επίπεδο ας πούμε 5- 25 οC να έχει ρυθμό 1 μέτρηση / 5 λεπτά οπότε θα έχεις ακόμη μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας και με ένα μικρό πανελάκι θα βγάζει ακόμη και περιόδους με βαριά συννεφιά αρκετών ημερών. Έτσι κατά πάσα πιθανότητα δεν θα χρειαστεί να ασχοληθείς με την μπαταρία παρά μόνο όταν χαλάσει.

Στο κόστος δεν έχεις υπολογίσει το κομμάτι του δέκτη.

Υπάρχουν αρκετές λύσεις για την εξοικονόμηση κατανάλωσης και κατέληξα στη παρακάτω λογική:

• Deep sleep για 8 sec (κατανάλωση 1,5 mA)
• Έλεγχος διαφοράς θερμοκρασίας και μέτρηση χρόνου 15min για 0,5 δευτερόλεπτο (κατανάλωση 5,6mA)
• Αν η διαφορά είναι >0,25 βαθμούς ή έχει παρέλθει ο χρόνος 15min τότε αποστολή μέτρησης μέσω LoRa για 2,3 sec (κατανάλωση 86mA)

Η μέγιστη θεωρητική διάρκεια της μπαταρίας για αποστολή 4-5 μετρήσεων ανά ώρα είναι γύρω στις 48 μέρες.

Τα παραπάνω συνοψίζονται πειραματικά με το παλμογράφο (με διαφοροποιημένες παραμέτρους από τις παραπάνω):


Επιπλέον αν αφαιρέσω τα LED στο Arduino θα μειώσω τη κατανάλωση ακόμα περισσότερο.

[nkarama]

Συγχαρητήρια !!! Και εγώ θεωρώ ότι οι μη-wifi λύσεις είναι οι περισσότερο κατάλληλες για τέτοιες δουλειές...

Χρησιμοποιώ χρόνια τώρα την λύση του bare-bone arduino να τρέχει στα 8ΜΗζ με το εσωτερικό ρολόι και με τροφοδοσία 3.3V. To RF κομάτι το έχει αναλάβει ένα nRF24L01 και το firmware είναι το mysensors.
Τροφοδοτείτε μέσω μιας μπαταρίας 18650 μετά απο έναν Step-up/step-down (ανάλογα την τάση εισόδου μεταβάλει μόνο του την λειτουργία του ώστε να έχει 3.3V έξοδο).
Η μπαταρία φορτίζετε μέσω ενός πάμφθηνου ηλιακού πάνελ. Ο φορτιστής είναι ρυθμισμένος να φορτίζει στα 100mA γιατί το πάνελ δεν αντέχει και πολλά-πολλά...

Στέλνει δεδομένα κάθε 15 λεπτά.

Η κατανάλωση σε κατάσταση αναμονής είναι μη μετρήσιμη απο τα όργανα που διαθέτω (κάτω απο το 0.01mA που θεωρητικά έχει ανάλυση το ANENG) και κατα την μετάδοση των δεδομένων ανάλογα την απόσταση απο τον δέκτη (μιας και η επικοινωνία είναι αμφίδρομη λόγω acknowledge) περίπου 100mA για 2 δευτερόλεπτα.

Στις φώτο η αντίστοιχη υλοποίηση για μέτρησ της θερμοκρασίας και υγρασίας αέρα. Δεν έχω υπολογίσει πόσο μπορεί να κρατήσει η μπαταρία, αλλά 3 χρόνια τώρα, είναι μια χαρά...





Τώρα είμαι στην διαδικασία της ενοποίησης των μετρήσεων του θερμοσίφωνα με αυτές του αέρα για να έχω έναν αισθητήρα στην ταράτσα.. Με μια πλακέτα της προκοπής...



Αναμένω λίγο μεγαλύτερη κατανάλωση λόγω των δύο αισθητήρων......

[evzone]

Συγχαρητήρια !!! Και εγώ θεωρώ ότι οι μη-wifi λύσεις είναι οι περισσότερο κατάλληλες για τέτοιες δουλειές...

Χρησιμοποιώ χρόνια τώρα την λύση του bare-bone arduino να τρέχει στα 8ΜΗζ με το εσωτερικό ρολόι και με τροφοδοσία 3.3V. To RF κομάτι το έχει αναλάβει ένα nRF24L01 και το firmware είναι το mysensors.
Τροφοδοτείτε μέσω μιας μπαταρίας 18650 μετά απο έναν Step-up/step-down (ανάλογα την τάση εισόδου μεταβάλει μόνο του την λειτουργία του ώστε να έχει 3.3V έξοδο).
Η μπαταρία φορτίζετε μέσω ενός πάμφθηνου ηλιακού πάνελ. Ο φορτιστής είναι ρυθμισμένος να φορτίζει στα 100mA γιατί το πάνελ δεν αντέχει και πολλά-πολλά...

Στέλνει δεδομένα κάθε 15 λεπτά.

Η κατανάλωση σε κατάσταση αναμονής είναι μη μετρήσιμη απο τα όργανα που διαθέτω (κάτω απο το 0.01mA που θεωρητικά έχει ανάλυση το ANENG) και κατα την μετάδοση των δεδομένων ανάλογα την απόσταση απο τον δέκτη (μιας και η επικοινωνία είναι αμφίδρομη λόγω acknowledge) περίπου 100mA για 2 δευτερόλεπτα.

Στις φώτο η αντίστοιχη υλοποίηση για μέτρησ της θερμοκρασίας και υγρασίας αέρα. Δεν έχω υπολογίσει πόσο μπορεί να κρατήσει η μπαταρία, αλλά 3 χρόνια τώρα, είναι μια χαρά...





Τώρα είμαι στην διαδικασία της ενοποίησης των μετρήσεων του θερμοσίφωνα με αυτές του αέρα για να έχω έναν αισθητήρα στην ταράτσα.. Με μια πλακέτα της προκοπής...



Αναμένω λίγο μεγαλύτερη κατανάλωση λόγω των δύο αισθητήρων......

Συγχαρητήρια και για τις δικές σου κατασκευές!

Τι απόσταση καλύπτει το nRF24L01;
Στη δικιά μου περίπτωση το LoRa στα 433 MHz επικοινωνεί άνετα για μια απόσταση γύρω στα 30 μέτρα που μεσολαβούν και 5 όροφοι από μπετό.