HappyHeaterMon Heizungsüberwachung

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Ziel des Projekts ist, den Zustand meiner Heizung im Keller mittels geeigneter Sensoren vom Wohnraum aus zu kontrollieren. Als Wärmequellen stehen ein Holzpellet-Ofen (Grimm Pellino), sowie eine Solarthermie-Anlage zur Verfügung. Die Wärme wird in einen 900L Kombipufferspeicher eingespeist. Der Ofen hat einen Zwischenspeicher für Pellets und wird aus einem großen Bunker mittels Spiralförderschnecke mittels manueller Steuerung versorgt.

• Zustand des Warmwasser-Pufferspeichers
  • durch Temperatur-Sensoren, die äußerlich auf den Puffer aufgebracht werden (7 Stück)
  • evtl. Prognose über den Zustand in 1h etc. - wie lange reicht er noch

• Solarpumpe (an/aus)

• Temperaturen der Kreisläufe etc.
  • Heizungsvor- und Rücklauf (2 Stück)
  • Solarvor- und Rücklauf (2 Stück)
  • Ofenvor- und Rücklauf (2 Stück)
  • Warmwasservorlauf (1 Stück)
  • Außentemperatur, Temperatur im Heizraum (2 Stück)
  • Temperatur in der Hausisolierung (1 Stück)

• Zustand Ofen
  • In Betrieb (Zugmotor an)
  • Pufferladepumpe (an/aus)
  • Pellets in den Brennraum gefördert werden (Pelletmotor an)
  • Feuer im Brennraum (Fotozelle)
  • Füllstand des Pelletbehälters im Ofen
    • durch Ultraschallsensor
    • evtl. Prognose der Laufzeit bei aktuellem Verbrauch gemittelt über mehrere Stunden

• Kontrolle vom Wohnraum und im Heizungsraum möglich
  • Display im Wohnraum und Heizungsraum
  • evtl. Übertragung mittels Funk

• Logging
  • Übertragung der Messdaten auf einen Computer für dauerhaftes Logging, Auswertungen, etc.

• Alarm über LED
  • wenn Solarvorlauf Nachts warm
  • wenn Temperatur im Heizraum zu hoch (Brand?)
  • wenn Puffer leer → kein WW z. B. zum Duschen
  • wenn Pelletbehälter leer
  • wenn Heizkreisvorlauf zu hoch

• Offenheit
  • Die Überwachung soll für jedermann nachbaubar, verbesserbar und anpassbar sein. Die Schaltpläne, sowie die Software sollen frei zugänglich sein.

Als Basis für alles dient Arduino. Er lässt sich sehr leicht programmieren und alle nötigen Bibliotheken für Ein- und Ausgaben können einfach eingebunden werden. Für die Umsetzung der Anforderungen ist es notwendig zwei Module zu bauen. Eines im Keller, das die Daten der Sensoren einsammelt und anzeigt und eines für den Wohnraum, welches die Daten vom ersten empfängt und darstellt. Eventuell wird ein drittes benötigt, falls die Daten mittels Funk statt seriellem Bus zu einem Rechner transportiert werden sollen. Als Temperatursensoren werden DS18S20 zum Einsatz kommen. Deren Messspektrum (-55°C - +125°C) ist groß genug und sie genügen sich dank OneWire-Bus mit einem einzigen Kabel und einem Messeigang am Controller. Außerdem wurden die Sensoren von mir mittlerweile über ein Jahr im Praxiseinsatz getestet, da sieben davon auf meinem Warmwasserspeicher aufgeklebt waren und mittels Rechner ständig ausgelesen wurden. Der Füllzustand der Pelletbehälters soll mittels Ultraschall bestimmt werden. Der Betrieb der Pumpen, der Förderschnecke und des Zugmotors wird über eine Art selbst gebauten Optokoppler ermittelt. Dazu kommen an die 230V-Verbraucher 230V-LEDs und diese werden mittels LED (Entladezeitmessung) vom Mikrocontroller ausgelesen. Als Anzeige dient ein 20×4 LC-Display, die Steuerung wird mittels eines Joysticks vorgenommen.

• 160 Byte - IDs aller Sensoren Zuordnung auf Grund Speicherplatz (20 Sensoren)
• 2 Byte - Minimal- und Maximal-Stand des Pelletspeichers (zwei Speicherplätze)
• 3 Byte - Pufferzustand (Normal-Temp, Warnungs-Temp-Max, Warnungs-Temp-Min)

• 0 RX via RS232MAX to PC
• 1 TX via RS232MAX to PC
• 2 LCDDATA
• 3 LCDCLOCK
• 4 LED Sensor Extractor Motor
• 5 LED Sensor Pellet Spiral Conveyor
• 6 LED Sensor Pump Solar
• 7 LED Sensor Pump Heater
• 8 LED Sensor Pump Radiators
• 9 Alarm LED (red)
• 10 Ethernet
• 11 Ethernet
• 12 Ethernet
• 13 Ethernet

• 0 Joystick Horizontal
• 1 Joystick Vertical
• 2 Joystick Button
• 3 DS18S20 OneWire-Bus
• 4 SRF02
• 5 SRF02

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