Arduino WiFi thermostaat

[stimm]

Dus, ik wil zoals de titel het zegt een Arduino gebruiken voor het over internet aansturen van de CV ketel in mijn appartement. Dit doel is ontstaan uit interesse, en vooral bedoeld als gaaf hobby project.

Ik ben echter een totale elektronica noob als in dat ik zelfs nog nooit een weerstandje gesoldeerd heb. Nu ben ik gaan zoeken en gaan lezen en heb ik wat onderdelen bedacht. Voor dat ik er aan ga beginnen wil ik weten of ik het goed uitvoer zo.

Hoe houd ik mijn appartement nu warm:

• Radson C.V. ketel (oud ding)
• Honeywell round on/off (T87G1006)

Nu weet ik dat er dus 2 draadjes uit de muur komen, hierop staat naar wat ik lees in de honeywell handleiding 24V, de honeywell gebruikt dit namelijk voor power stealing. Ik weet dat als je deze 2 draadjes kort sluit de C.V. aanspringt en begint met verwarmen.

Arduino situatie
Met de Arduino wil ik de temperatuur meten in de ruimte, en vervolgens een relais af trappen die met een weerstand de 2 draadjes kortsluit. En om het gaaf te maken moet dit via WiFi te doen zijn middels een webserver.

Nu heb ik dus het volgende bedacht met dingen die ik in schema's van anderen heb gezien:


Is dit een goeie manier om de draden uit de muur te sluiten? De waarde van de weerstand heb ik uit de handleiding van de honeywell waar staat bij schakelstroomsterkte:

"Inschakelen: 3,5A (maximaal)"
U=24 Volt U=24 Volt
I=3.5 Ampere I=3.0 Ampere
R=6,85 Ohm R=8 Ohm

Het gedeelte met de software voor de Arduino, wifi en temperatuur sensor kom ik wel uit denk ik, maar dit hierboven vind ik spannender.

[sebastius]

Dit ziet er naar mijn idee prima uit, maar wacht alsjeblieft even een meer deskundig type hier af, het is een tijdje terug dat ik met transistors, blusdioden etc bezig ben geweest. Overigens is het misschien wijsheid een overbruggingsschakelaar in te bouwen voor als je arduino stuk is.

[ Voor 22% gewijzigd door sebastius op 16-01-2012 18:22 ]

[Sprite_tm]

Geen idee hoe het zit met die 8 ohm weerstand, maar de rest ziet er prima uit

[stimm]

Sprite_tm schreef op maandag 16 januari 2012 @ 19:04:
Geen idee hoe het zit met die 8 ohm weerstand, maar de rest ziet er prima uit

Dat heb ik bedacht uit de handleiding van de Honeywell op pagina 8 bij schakelstroomsterkte. Klopt dat denk je?

[steffex]

interessant, wil eigenlijk hetzelfde bereiken hier.

[David]

Hoe wil je je Wi-Fi gaan doen? Wi-Fi bridges voor Arduino zijn nogal duur.

Je zou kunnen overwegen de Arduino links te laten liggen en meteen voor een Carambola te gaan. Dat is een Linux-bordje met ingebouwde Wi-Fi en wat digitale interfaces. I2C-thermometer eraan en je bent zo goed als klaar.

[stimm]

David schreef op maandag 16 januari 2012 @ 19:40:
Hoe wil je je Wi-Fi gaan doen? Wi-Fi bridges voor Arduino zijn nogal duur.

Je zou kunnen overwegen de Arduino links te laten liggen en meteen voor een Carambola te gaan. Dat is een Linux-bordje met ingebouwde Wi-Fi en wat digitale interfaces. I2C-thermometer eraan en je bent zo goed als klaar.

Ik zat te denken aan deze hoofd componenten:

• Arduino Uno €22,50
• SFE09954: WiFly Shield €69,50
• SFE09363: Color LCD Shield €30,00

[Fish]

Sprite_tm schreef op maandag 16 januari 2012 @ 19:04:
Geen idee hoe het zit met die 8 ohm weerstand, maar de rest ziet er prima uit

Die oude thermostaten met een kwikschakelar zat iets va 150 ohm in. Maar dat werkte als een voorverwarming omdat de temperatuur in de ruimte altijd wat naijlt en daardoor in praktijk iets eerder afschakeld om de 20 graden te benaderen

8 ohm lijk me dan nogal weinig

[brambo123]

Wat staat er in de handleiding van de cv ketel?

[Fish]

brambo123 schreef op maandag 16 januari 2012 @ 20:23:
Wat staat er in de handleiding van de cv ketel?

Voedingsspanning
Nominaal : 24 Volt, wisselstroom (50 Hz) of gelijkstroom
Minimaal : 18 Volt
Maximaal : 30 Volt.
Schakelstroomsterkte
Nominaal : 0,02...1,2 A
Inschakelen : 3,5 A (maximaal)
Stroomopname uit regelcircuit (power stealing)
Keuringen
Voldoet aan EC-richtlijnen (Laagspanning en EMC).
Ingeschakeld : circa 2,5 mA
Uitgeschakeld : circa 1,8 mA (bij ontladen supercondensator)
circa 0,25 mA (bij opgeladen supercondensator


die 8 ohm lijkt me nergens op gegrond

[stimm]

fish schreef op maandag 16 januari 2012 @ 20:32:
[...]


Voedingsspanning
Nominaal : 24 Volt, wisselstroom (50 Hz) of gelijkstroom
Minimaal : 18 Volt
Maximaal : 30 Volt.
Schakelstroomsterkte
Nominaal : 0,02...1,2 A
Inschakelen : 3,5 A (maximaal)
Stroomopname uit regelcircuit (power stealing)
Keuringen
Voldoet aan EC-richtlijnen (Laagspanning en EMC).
Ingeschakeld : circa 2,5 mA
Uitgeschakeld : circa 1,8 mA (bij ontladen supercondensator)
circa 0,25 mA (bij opgeladen supercondensator


die 8 ohm lijkt me nergens op gegrond

toon volledige bericht

Nou uit bovenstaande had ik dus het volgende berekent:
"Inschakelen: 3,5A (maximaal)"
U=24 Volt
I=3.0 Ampere
R=8 Ohm

Ik dacht namelijk dat die weerstand er voor zorgt dat je ze net niet echt kort sluit die draden, maar er wel genoeg stroom door heen laat lopen om de CV aan te laten slaan. Of wat denk jij?

[Fish]

ik denk dat die draad keihard mag kortsluiten. maar ach met 8 ohm en kortsluiting is er weinig verschil

je mag niet meer dan 3 ampere er dooheen trekken. maar dat zal een ketel niet zo gauw doen. als het een oude ketel is zal er ergens een relais zitten die nog wat spul aanzet. no worries

Hou er dus wel rekening mee met je arduino dat die niet pas bij 20 graden afslaat als er 20 graden gevraagd wordt. dan wordt het namelijk altijd warmer.

Mooi moment om een zelf lerend programma te maken

[ Voor 28% gewijzigd door Fish op 16-01-2012 20:53 ]

[SA007]

Zanniebal schreef op maandag 16 januari 2012 @ 19:54:
[...]

Ik zat te denken aan deze hoofd componenten:

• Arduino Uno €22,50
• SFE09954: WiFly Shield €69,50
• SFE09363: Color LCD Shield €30,00

offtopic:
Je weet dat je voor een tientje op marktplaats een router hebt waar je openwrt oid op kan draaien waar je meer mee kan

Je schema ziet er prima uit, maar zou de 8 ohm door een van 100ohm vervangen, ik ben nog geeneen ketel tegengekomen die er niet op schakelt en is wat minder zwaar op je relais.
Kan je eventueel ook een reed-relais pakken, zijn veel compacter en stiller.

Als je de power consumption van je oplossing weet te drukken (weet niet of dat uberhaupt genoeg kan met wifi erbij) kan je het hele ding ook op power stealing van je ketel draaien.

[memphis]

Als de Arduino een analoge input heeft kan je als temperatuursensor een LM35 gebruiken, dit is een rechtoe-rechtaan sensor met een 10mV/graad uitgang.

En volgens mij gaat er geen 3A over het schakelcontact, dan heb je toch betere kabels nodig dan dat telefoonkabeltje wat er nu ligt.

[stimm]

fish schreef op maandag 16 januari 2012 @ 20:51:
Hou er dus wel rekening mee met je arduino dat die niet pas bij 20 graden afslaat als er 20 graden gevraagd wordt. dan wordt het namelijk altijd warmer.

Mooi moment om een zelf lerend programma te maken

Ik was van plan zoiets doen als:

1. Meet temperatuur, vergelijk met gevraagde waarde
2. Meer dan 1 graad verschil? 5 minuten CV aanjagen
3. Minuut wachten en weer meten en aanjagen
4. Minder dan halve graad verschil? 2,5 minuut CV aanjagen

SA007 schreef op maandag 16 januari 2012 @ 21:49:
[...]

offtopic:
Je weet dat je voor een tientje op marktplaats een router hebt waar je openwrt oid op kan draaien waar je meer mee kan

Je schema ziet er prima uit, maar zou de 8 ohm door een van 100ohm vervangen, ik ben nog geeneen ketel tegengekomen die er niet op schakelt en is wat minder zwaar op je relais.
Kan je eventueel ook een reed-relais pakken, zijn veel compacter en stiller.

Als je de power consumption van je oplossing weet te drukken (weet niet of dat uberhaupt genoeg kan met wifi erbij) kan je het hele ding ook op power stealing van je ketel draaien.

reed-relais ga ik eens googlen, met die 100ohm weerstand word er dus 0,24A doorgelaten? Denk dat het gebruik van Arduino voor mij makkelijker is dan een router bord

memphis schreef op maandag 16 januari 2012 @ 21:52:
Als de Arduino een analoge input heeft kan je als temperatuursensor een LM35 gebruiken, dit is een rechtoe-rechtaan sensor met een 10mV/graad uitgang.

Ik zat te denken aan deze sensor: DS1820

[boazkl0p]

Zanniebal schreef op maandag 16 januari 2012 @ 19:54:

Ik zat te denken aan deze hoofd componenten:

• Arduino Uno €22,50
• SFE09954: WiFly Shield €69,50
• SFE09363: Color LCD Shield €30,00

Dan kan je volgens mij veel beter 2 arduino's nemen, 1 met een ethernet shield en een nRF24L01+ o.i.d. (een beetje dit idee), en een andere (ook met nRF24L01+) die dus alles meet, en vervolgens naar de andere arduino stuurt.

Arduino Uno €22,50
Iboard $29,-
2x nRF24L01+ $8,-
Color LCD Shield €30,-

[ Voor 8% gewijzigd door boazkl0p op 16-01-2012 22:45 ]

[engelbertus]

als je dan een programma gaat maken zou ik het wel zo maken dat de ervaringen uit de praktijk makkelijk zijn in te passen in je programma. wellicht is je idee van meer dan 1 graad verschil > ketel aan etc een beetje heel kort door de bocht.

misschien kun je je bord laten meten hoe snel de ruimte opwarmt, wat de vertraging is, en die dan bij de stooktijd op tellen, om zo zeg maar goeie waardes te krijgen voor het stookgedrag. stel de temperatuur is gehaald, en je ruimte koelt redelijk snel weer af
dan schakelt de thermostaat de cv redelijk snelw eer aan, voor de duur van zomaar 2,5 minuut, terwijl dat misschien niet nodig is.

als je ketel moduleert ( en dat doen ze bijna allemaal, lijkt het me niet handig als je bij een warmtevraag die er bijvoorbeeld toch s, of nog is.. elke keer na 2,5 minuut de cv uit zet, en dan pas gaat meten wat er is gebeurt, en dan weer de ketel aan zet, of het vertrek juist weer 5 minuten laat afkoelen, om er dan op een hoger vermogen weer warmte in te pompen.

je zou veel schakelmomenten krijgen en door het stogen op een hoger vermogen, minder rendement.

misschien dat je in je programma een eigen soort warmtebehoefte tabel kunt bouwen, en vervolgens een stook programma opstellen, met weinig branderstarts, en bijvoorbeeld een beveiliging tegen pendelen van de ketel.

[Garyu]

Volgens mij doet je huidige thermostaat ook heel erg weinig, dus alleen maar:

1- meten
2- IF temperatuur lager dan ingestelde waarde AND thermostaat uit THEN aanzetten
3- IF temperatuur hoger dan ingestelde waarde AND thermostaat aan THEN uitzetten
4- goto 1

Ik kan me niet voorstellen dat daar veel meer logica inzit. Alles wat je méér doet aan logica is dus beter.

[Rostvertol-Mil]

Garyu schreef op dinsdag 17 januari 2012 @ 10:24:
Volgens mij doet je huidige thermostaat ook heel erg weinig, dus alleen maar:

1- meten
2- IF temperatuur lager dan ingestelde waarde AND thermostaat uit THEN aanzetten
3- IF temperatuur hoger dan ingestelde waarde AND thermostaat aan THEN uitzetten
4- goto 1

Ik kan me niet voorstellen dat daar veel meer logica inzit. Alles wat je méér doet aan logica is dus beter.

Er zit sowieso een maximaal aantal schakelingen in. Lijkt me verder dat er wel iets van een regeling in zit, aangezien een kamer verwarmen een behoorlijk langzaam systeem is.

[boazkl0p]

Maar als je met een arduino gaat werken is het toch juist leuk om een zo efficient mogelijk programma te schrijven, wat de temperatuur zeer constant houd (indien gewenst) en je gasverbruik minimaliseert? Je kan ook in de woonkamer een aantal temperatuursensoren ophangen om de temperatuur van het water wat de radiator ingaat, en de temp van het uitkomende water te meten. Verder nog buitentemperatuur, binnentemperatuur, enz. Zo kan je het rendement van je cv volgens mij best met een paar procenten omhoog halen.

[stimm]

Rostvertol-Mil schreef op dinsdag 17 januari 2012 @ 10:44:
[...]


Er zit sowieso een maximaal aantal schakelingen in. Lijkt me verder dat er wel iets van een regeling in zit, aangezien een kamer verwarmen een behoorlijk langzaam systeem is.

De honeywell doet nu ook maximaal 6 schakelingen per uur dat ik las

boazkl0p schreef op maandag 16 januari 2012 @ 22:43:
[...]


Dan kan je volgens mij veel beter 2 arduino's nemen, 1 met een ethernet shield en een nRF24L01+ o.i.d. (een beetje dit idee), en een andere (ook met nRF24L01+) die dus alles meet, en vervolgens naar de andere arduino stuurt.

Arduino Uno €22,50
Iboard $29,-
2x nRF24L01+ $8,-
Color LCD Shield €30,-

Thanks dat ga ik ook eens bekijken dan

[mux]

boazkl0p schreef op dinsdag 17 januari 2012 @ 10:49:
Maar als je met een arduino gaat werken is het toch juist leuk om een zo efficient mogelijk programma te schrijven, wat de temperatuur zeer constant houd (indien gewenst) en je gasverbruik minimaliseert? Je kan ook in de woonkamer een aantal temperatuursensoren ophangen om de temperatuur van het water wat de radiator ingaat, en de temp van het uitkomende water te meten. Verder nog buitentemperatuur, binnentemperatuur, enz. Zo kan je het rendement van je cv volgens mij best met een paar procenten omhoog halen.

Dit werkt vooral goed als je ook controle over de waterstromen door de radiatoren hebt, en een goed idee van hoeveel thermische impedantie verschillende ruimtes hebben.

Het is wel grappig, valt eigenlijk onder domotica, maar een jaar of 10 geleden inmiddels heeft het ministerie een aantal bedrijven (waaronder Betronic) precies dit soort domoticasystemen laten ontwerpen. CO2- en dampdrukmeters in elke ruimte, kleppen in de ventilatie, kleppen in de CV, in elke ruimte meerdere warmtesensoren, proximitysensoren die mensen kunnen waarnemen. Het systeem verwarmde enkel en alleen de ruimtes waar personen het meeste in verbleven en op dat moment in verbleven. Ventilatie werd enkel aangezet in ruimtes waar personen op dat moment waren. Het was best een succesvol systeem en reduceerde - ik meen - tussen 30 en 70% van het gasverbruik en ook enkele procenten elektriciteit. Maar men is nooit verder gegaan hiermee, en heeft intussen veel minder effectieve (maar goedkopere) besparingsmethoden verplicht gesteld in nieuwbouw.

Stel je voor, als iemand op het ministerie een andere beslissing had genomen werden nu alle nieuwbouwwoningen uitgeleverd met dit soort geniale domotica

[brambo123]

Heel toevallig:
Ik ben op moment bezig met 10 temperatuur sensors die gebruik maken van nRF24L01+.
En dan 1e met een ethernet module.
Heb nu nog maar 1 proto type gemaakt, maar werkt geweldig.
Ik gebruik voor de temperatuur sensor een LM75A.
Die kan je via i2c uitlezen waardoor je zelf geen rare berekening hoeft te maken voor de temperatuur.
Voor de uiteindelijke versie gebruik ik geen arduino borden maar een eigen printplaat.
Hierdoor is het maar een printplaat van nog geen 5x5 cm
Omdat ik alle onderdelen uit china laat komen kost het iets van €16 per stuk.
Zie: top en bottom 3d render en hier huidige sensor status.
(draadloze module komt er bovenop...)
Ik hoop een komende dagen printplaten binnen te krijgen. hopen dat alles werkt
Als je interesse hebt kan ik wel printplaten bij laten maken, design heb ik toch al.

[vistu]

brambo123 schreef op dinsdag 17 januari 2012 @ 11:52:
Heel toevallig:
Ik ben op moment bezig met 10 temperatuur sensors die gebruik maken van nRF24L01+.
En dan 1e met een ethernet module.
Heb nu nog maar 1 proto type gemaakt, maar werkt geweldig.
Ik gebruik voor de temperatuur sensor een LM75A.
Die kan je via i2c uitlezen waardoor je zelf geen rare berekening hoeft te maken voor de temperatuur.
Voor de uiteindelijke versie gebruik ik geen arduino borden maar een eigen printplaat.
Hierdoor is het maar een printplaat van nog geen 5x5 cm
Omdat ik alle onderdelen uit china laat komen kost het iets van €16 per stuk.
Zie: top en bottom 3d render en hier huidige sensor status.
(draadloze module komt er bovenop...)
Ik hoop een komende dagen printplaten binnen te krijgen. hopen dat alles werkt
Als je interesse hebt kan ik wel printplaten bij laten maken, design heb ik toch al.

Dat klinkt goed, toevallig een mogelijkheid nog een zwik bij te bestellen ? Kan hier een groot scala aan mogelijkheden voor verzinnen.

[Fish]

Garyu schreef op dinsdag 17 januari 2012 @ 10:24:
Volgens mij doet je huidige thermostaat ook heel erg weinig, dus alleen maar:

1- meten
2- IF temperatuur lager dan ingestelde waarde AND thermostaat uit THEN aanzetten
3- IF temperatuur hoger dan ingestelde waarde AND thermostaat aan THEN uitzetten
4- goto 1

Ik kan me niet voorstellen dat daar veel meer logica inzit. Alles wat je méér doet aan logica is dus beter.

Ehm nee. als je de gebruiksaanwijzing leest schakeld deze 6 x per uur maximaal en dat deze instelbaar is
Bovendien kun je er van uit gaan dat de thermostaat een bepaalde hysteresis heeft. en af zal schakelen voordat de temperatuur is bereikt omdat de warmte behoorlijk naijlt (zoals ik boven al zei)

Zelfs de analoge voorganger werkt al met een voorverwarmingsweerstand om dit effect te bereiken. de traagheid komt voort uit het feit dat de veer moet opwarmen. de hysteresis wordt veroorzoaakt door het verplaatsende gewicht van het kwik

[ Voor 13% gewijzigd door Fish op 17-01-2012 19:14 ]

[engelbertus]

plus dat een open themr thermostaat veel meer kan dan dat
die berekent op bais van alle gegevens die hij tot zijn beschikking heeft een temperatuur.

een normale klokthermostaat die aan/uit schakelt heeft zelfs een leerfunctie.

wat ik verder bedoelde was dat wanneer je je programma zo maakt als omschrijven met "4 regeltjes code"

je daarin maar heel weinig opties hebt om mee te tweaken.

je wilt dit wel hebben, en dus wil je graag inzicht in hoe snel je vertrek opwarmt nadat een warmtevraag is ontstaan, zodat je al dan niet handmatig deze vertraging kunt verrekenen.
maar dan kom je er weer achter dat wanneer je na een koude nacht, en rekening houdend met een een bepaalde opwarmtijd per graad celcius, de kamer dan opeens veel sneller op temperatuur is dan verwacht. doordat de ketel op een gegeven moement op 100% gaat branden en een bak warmte je kamer in gooit terwijl de delta t hoog is, en de warmte dus heel goed kan worden afgegeven aan de kamer.

dit effect kun je vervolgens mee programmeren, en als je dat heel goed wilt doen, dan zorg je er voor dat je ook weet hoe koud het dan is geweest die nacht, en hoe koud het buiten is tijdens het opwarmen, om ook de stijgende buiten temperatuur en daarmee minder snel afkoelende ruimte, ook te kunnen incalculeren.


di proberen gewone (klok)thermostaten ook allemaal, om het comfort en rendement van je verwarming optimaal tot zijn recht te kunnen laten komen.
het is het enige waarop de fabrikanten kunnen concureren, en dat blijkt dus best nog wel complex te zijn.
bijvoorbeeld als je een erg traag systeem hebt zoals vloerverwarming, en je past nachtverlaging toe dan zijn de meeste thermostaten toch wel lichtelijk in de war, en lateb wel wat puntjes liggen.

[Fish]

Binnen de elektronica zie je dit met ladingen -> (dus energie en warmte is ook energie)

Met verwarmingen zal het net zo werken kan ik me voorstellen


zie cvb als de maximale temperatuur van je radiator. op een gegeven moment kun je herleiden leren hoe lang
rc duurt. hou rekening met de traagheid en je kunt op tijd afschakelen. maar als je weet hoelang het duurt op een bapaald temperatuurverschil op te vullen kun je zeggen om 8 uur wil ik dat het 20 graden is, en dan gaat de kachel in de winter om half 8 stoken en in de lente 10 voor 8 oid

[ Voor 45% gewijzigd door Fish op 17-01-2012 19:54 ]

[engelbertus]

en als je vloerverwarming hebt dan "leert" is dat het 2 uur duurt in de winter, maar als het dan een koude winternacht is duurt het 3 uur, en een warme winternacht dan duurt het 1,5 uur.. dus dan wordt het toch wat lastig zonder een idee van de buitentemperatuur, of de binnentemperatuur.

[sebastius]

Hij moet als het goed is zien van 'oei, ik red het niet om binnen mijn voorspelde tijd de temp te halen op de juiste tijd' of 'oei, ik ben veel te vroeg klaar, ietsje rustiger aan dus'. Dat kun je met enkel een binnensensor al doen. Een extra verband door een buitensensor maakt het nog mooier als het weer veel fluctueert qua temp.

[Sine]

Garyu schreef op dinsdag 17 januari 2012 @ 10:24:
Volgens mij doet je huidige thermostaat ook heel erg weinig, dus alleen maar:

1- meten
2- IF temperatuur lager dan ingestelde waarde AND thermostaat uit THEN aanzetten
3- IF temperatuur hoger dan ingestelde waarde AND thermostaat aan THEN uitzetten
4- goto 1

Ik kan me niet voorstellen dat daar veel meer logica inzit. Alles wat je méér doet aan logica is dus beter.

Oeeh ... als je flinke temperatuursschommelingen wilt hebben moet je dat gaan doen.

In feite zijn het puls pauze regelaars ( met inderdaad een max aantal schakelingen, vaak aan / uit klappen is niet leuk voor je ketel )

Google maar eens op PI(D) regelaar, bijkomend geintje is dat je deze met de hand mag inregelen ... en dat is nog niet zo heel erg simpel en vergt wat trail and error