Записки на манжете

Результаты оптимизации расходов на отопление загородного дома.

2016-05-25T16:40:00.000+03:00

В предыдущей своей статье я писал о внедрении технологии «Умного дома» для оптимизации расходов на отопление загородного дома. Пришло время подвести итоги. Благодаря тещиному кропотливому учету расходов (в том числе на электроэнергию) за всю историю существования дома, я имею возможность сравнить два отопительных периода: "2014-1015", когда котел просто поддерживал минимальную температуру теплоносителя 40°C во время отсутствия жильцов дома и "2015-2016", когда котел полностью управлялся "Умным домом" и поддерживалась температура воздуха в зависимости от присутствия хозяев в доме.
Я взял фактическое использование электроэнергии за сезон "2014-2015" и применил к ним новые тарифы сезона "2015-2016", получились значения "Прогноз по новым тарифам". Затем взял фактические данные использования электроэнергии за сезон "2015-2016" и фактические значения расходов киловатт и гривен. Конечно, данные на середину мая 2015 у меня есть, но так как пока у меня нет данных на середину мая 2016 (тетрадка с учетом на даче), то для корректности сравнения я эти данные убрал. Сразу скажу, что на общую картину это уже не повлияет, т.к. а) с середины апреля до середины мая котел включался редко, б) я уже подстроил алгоритм управления котлом так, что эти данные результат только улучшат. Но об этом - ниже.
Вот какие получились цифры:

Интересно посмотреть на эти цифры в контексте графика температуры в доме в сезон "2015-2016":

Из графика и таблицы видно, что:

в отопительный период дом используется не так часто. Обычно на праздники и дни рождения;
для "Дежурного" режима было настроено поддержание температуры воздуха в доме на уровне 10°C;
к концу января мы заметили, что просто поддерживать круглосуточно 10°C в "Дежурном" режиме - не очень выгодно: днем электроэнергия в 2 раза дороже и мы решили ночью подогревать дом до 14°C, а днем устанавливать опять 10°C. Получилось тоже не очень экономно: как показала практика - да день (с учетом солнечной активности) дом остывал только на 2°C (с 14°C до 12°C и значит это был излишний подогрев ночью). Все хорошо видно в таблице и графике. И система в конце февраля была перестроена на такой "Дежурный" режим: ночью подогревать дом до 12°C, а днем устанавливать опять 10°C. Результат получился идеальным: опять же смотрим таблицу с данными. При детальном рассмотрении суточный график изменения температуры теперь выглядит так:

Т.е. днем теперь котел практически не включается.

Таким образом в следующем отопительном сезоне экономия будет еще больше, т.к. настроен наиболее оптимальный режим работы котла.

Некоторые факты:

- все перенастройки производились удаленно изменением нескольких условий "если" и нескольких констант;

- общая площадь дома около 120м2, а номинальная мощность котла 12kW;

- при поддержании температуры 10-12°С не сыреет дом, не портится никакая внутрення отделка, прекрасно себя чувствуют цветы;

- очень приятно приехать в теплый дом зимой (когда за 6-8 часов до приезда включил "Рабочий" режим работы котла удаленно просто с телефона :)

Технологии «Умного дома» для оптимизации расходов на отопление загородного дома.

2015-11-10T22:09:00.001+02:00

Идея автоматизации дома зрела давно и мой интерес к ней рос по мере совершенствования технологий: сначала появился промышленный стандарт беспроводной технологии управления устройствами Z-Wave, а потом и «коробочные» реализации контроллеров сети таких устройств.

Беспроводный стандарт Z-Wave дает возможность реализовать функции «умного дома» без сверления стен и прокладки дополнительных кабелей. А «коробочные» реализации контроллеров - сделать управление устройствами более простым и, главное, надежным.

Для начала я собирал коллекцию полезных ссылок, вроде этой о стандарте Z-Wave вообще и этой об одной из реализаций конкретной задачи. Потом из различных вариантов «коробочных» реализаций контролеров выбрал производителей, решения которых мне показались наиболее интересными и перспективными. Это были польский производитель Fibaro и гонконгский Mi Casa Verde (новое название Vera Control). И на примере них начал отслеживать развитие технологии и спектра устройств.

Решающим фактором старта реализации своего проекта внедрения «умного дома» стал просмотр фильма «Чужие» стало кардинальное повышение тарифов на энергоносители. Внедрять «умный дом» стало не только интересно, но и экономически целесообразно. Под катом - детальное описание. Осторожно, много букв и фотографий.

Когда родители жены заговорили о необходимости как-то оптимизировать затраты на отопление их загородного дома, первое, что пришло в голову - «это точно задача для умного дома». Потому что:

- одна из основных функций «умного дома» - это греть/охлаждать/освещать только то, что нужно и только тогда, когда нужно. За счет именно этого и достигается наибольшая экономия;

- давно уже хотелось реализовать удаленное управление отоплением, чтобы на выходные зимой приезжать в уже теплое помещение, а не мерзнуть полдня после приезда, пока дом прогреется;

- в доме стоит электрический котел и двухзонный счетчик, а значит - это еще одна возможность «маневра» в целях экономии.

Дело в том, что загородный дом используется эпизодически (праздники, школьные каникулы, выходные), но в остальное время его все равно нужно подогревать, иначе холод и влага быстро приведут дом в непригодное состояние. Про «разморозку» системы водяного отопления я вообще молчу. До сих пор проблема решалась так: при отъезде котел настраивали на поддержание минимально возможной температуры теплоносителя(воды), т.е. +40°C. Меньшую температуру теплоносителя котел поддерживать «не умеет». Приблизительно это соответствовало температуре в помещении от 10°С в помещении при -10°С на улице до 20°С в помещении при +5°С на улице. Плюс некоторое влияние солнца в солнечные дни. Итого - в среднем зимой в доме было +15°С, что конечно же явно излишнее, да к тому же и постоянное отопление эпизодически используемого дома.

С учетом вышеизложенных условий, задача реализации проекта была сформулирована так: необходимо реализовать два основных режима работы:

1. «Дежурный» (дома никого нет), когда нужно поддерживать температуру в доме около 10°С, вне зависимости от погодных условий, при этом по возможности подогревать дом большей частью в период с 23:00 до 06:00, когда тариф на электроэнергию в 2 раза ниже;

2. «Рабочий» (жильцы в доме), когда нужно поддерживать температуру в доме около 21°С, вне зависимости от погодных условий.

Кроме того, требовалось:

- возможность удаленного контроля/управления системой через интернет, в том числе с мобильных устройств;

- наличие максимально простого аппаратного пользовательского «интерфейса» переключения режимов «Дежурный»/«Рабочий», с которым бы с легкостью и самостоятельно бы справились люди 67-летнего возраста - хозяева дома, родители жены;

- максимально возможная независимость работы системы от наличия электропитания и канала интернет;

- крайне желательно получение push-уведомлений о смене основного режима работы системы;

- крайне желательно получение аварийных push-уведомлений при понижении температуры в помещении ниже +5°С (во избежание «разморозки» системы отопления);

- окупаемость проекта не более, чем за 2 отопительных сезона.

Таким образом, задача реализации проекта была декомпозирована на решение нескольких составляющих задач и проблем (в порядке убывания сложности):

1. Придумать - как подключить «умный дом» к котлу отопления. «В лоб» задача не решается: просто подключить котел через реле, управляемое системой, невозможно по причинам:

- мощность котла 12кВт, значит пусковая нагрузка может быть и до 20кВт. Реле такой мощности, причем трехфазное и управляемое по Z-Wave, я не нашел, но даже не это главное;

- даже если найти реле требуемой мощности - невозможно просто «рубить по питанию» весь котел, ибо а) он управляется собственным контроллером, который от такого режима скоро просто навернется, б) котел должен быть непрерывно подключен к электросети, чтобы он нормально выполнял свои функции, например периодически включал электромотор принудительной циркуляции теплоносителя(воды) в системе воизбежание застоя;

- котел уже имеет в своем составе реле, которое управляется контроллером котла и способно включать/выключать основную нагрузку. Один из базовых принципов программирования гласит: «не плоди повторяющиеся сущности» - это приведет к стратегическим ошибкам. Значит еще одно мощное трехфазное реле искать и ставить точно не будем.

2. Придумать простой аппаратный пользовательский «интерфейс» переключения режимов «Дежурный»/«Рабочий»;

3. Подобрать и купить управляющий термостат и центральный контроллер Z-Wave сети с учетом требований и ограничений основной задачи проекта;

4. Собрать все в кучу (электрическую, аппаратную и программную части) и попробовать с этим всем «взлететь».

Итак, мы имеем набор из 4 подзадач, последовательное решение которых приведет нас к успешной реализации. Начнем.

Решение подзадачи №1:

В очередной приезд на дачу сфотографировал инструкцию к котлу и внутренности самого котла. Чтобы потом можно было спокойно «курить мануалы» и гуглить. Вот что получилось. На фото уже отмечены наиболее существенные детали, которые использовались для поиска информации и решения.

Модель котла и дата выпуска

Блок управления котлом водяной насос (слева), датчик потока теплоносителя(справа).

Серийный номер (предполагал, что он может понадобится для точной идентификации модели).

Это и есть искомый разъем для подключения внешнего управления котлом.Сейчас просто установлена перемычка.

Этот же разъем и трехфазное реле управления силовой нагрузкой.

А вот и электрическая схема подключения внешнего управления котлом.

Подсказка - где искать разъем.

Котел 2007 года выпуска предусматривает подключение внешнего регулятора температуры, т.е. устройства, которое в зависимости от соотношения требуемой температуры в помещении и текущей температуры будет замыкать и размыкать два контакта разъема NA котла, таким образом давая команду блоку управления котлом: «надо греть» или «не надо греть» соответственно. Дальше уже сам штатный блок управления котлом управляет полностью работой котла с помощью штатных реле.
Теперь мы знаем, какой нам нужен термостат для решения подзадачи №3.

Решение подзадачи №2:

Очевидно, что для управления всего двумя состояниями системы, самое простое решение - обычный кнопочный выключатель(каким обычно включают свет), который будет переключать состояния Z-Wave реле. Но следует учесть, что обычный выключатель (по научному - бистабильный) в общем случае не будет отображать текущее состояние системы, т.е. например положение вниз - «Дежурный», вверх - «Рабочий» режим. Потому что с помощью веб-интерфейса «умного дома» тоже возможно управлять этими режимами, а значит - положение обычного выключателя (вверх/вниз) - абсолютно ни о чем не говорит пользователю о текущем состоянии системы.
Для обеспечения простого аппаратного пользовательского «интерфейса» был выбран набор из выключателя «звонкового типа», он же - кнопка(по научному - моностабильный), который при однократном нажатии будет давать сигнал Z-Wave реле на переключение режимов, и лампочки, которая будет «отображать» текущий режим. Например, горит = «Рабочий», не горит = «Дежурный». В «Эпицентре» был найден моностабильный выключатель с встроенной лампочкой. В качестве Z-Wave реле было выбрано реле FIBARO Relay Switch в связи с тем, что:
- его можно вмонтировать в существующую монтажную коробку выключателя/розетки в котельной;
- пришла просто замечательная мысль, что раз уж его можно вмонтировать в коробку существующей розетки и сейчас в одну из розеток котельной включены бойлер горячей воды, то можно выбросить эту самую розетку и вместо нее вмонтировать реле и моностабильный выключатель с лампочкой. Таким решением мы получаем массу преимуществ:
а) не нужно придумывать место установки моностабильного выключателя с лампочкой (т.е. простого аппаратного пользовательского «интерфейса» переключения режимов);
б) этим же самым Z-Wave реле мы сможем включать и выключать бойлер горячей воды в зависимости от режимов «Дежурный»/«Рабочий» и, тем самым, дополнительно сэкономим на электроэнергии;
в) одной единственной кнопкой мы будем управлять двумя самыми «прожорливыми» потребителями энергии.
Нужно отдать должное компании Fibaro за их способность уместить 2,5кВт-ное Z-Wave реле в столь миниатюрный корпус (Dimensions: (LxWxH)):42.50x38.25x20.30mm). Я просто не поверил своим глазам, когда впервые увидел реле не на картинке, а в руках.
При покупке любого Z-Wave оборудования, следует учитывать диапазон его рабочей частоты. Для Европы(EU) и Украины это 868.4 MHz.

Решение подзадачи №3:

В качестве термостата был выбран Secure SRT322 (a.k.a Horstmann HRT4-ZW). Он состоит из батареечного термостата, установленного на стене в комнате для управления и релейного выключателя для управления котлом. Термостат может управляться вручную пользователем или дистанционно с помощью Z-Wave для установки желаемого уровня температуры. Иногда эти термостат и реле продаются отдельно, но выгоднее покупать именно комплектом.
Реле было установлено в котельной и подключено к разъему NA котла, а термостат был установлен в гостиной на первом этаже дома.
Важно: при подключении к бытовой сети любого Z-Wave оборудования (в данном случае реле к котлу) необходимо соблюдать правильное подключение фазы (Line) и нейтрального провода. Необходимые для Z-Wave реле 220v были взяты прямо с одной из фаз на главном внутреннем реле котла. А термостат вообще подключать ни к чему не нужно: на двух батарейках АА он живет около 2 лет.

В качестве центрального контроллера Z-Wave сети был выбран Fibaro Home Center Lite (далее - HCL)

Fibaro Home Center Lite (далее - HCL)

Решение подзадачи №4:

Ко всем перечисленным выше устройствам есть мануалы на русском языке. Используя их, я

сначала собрал аппаратную часть (подключил HCL к роутеру патчкордом), включил его и через веб-интерфейс сделал его базовую настройку (пока без подчиненных устройств).

Затем собрал электрическую часть системы:

- Реле термостата было соединено с котлом и установлено рядом с ним в котельной. Двумя проводами с котла на реле были поданы 220v и еще двумя проводами реле было соединено с разъемом NA;

- Демонтирована розетка бойлера горячей воды в котельной;

- Розеточное реле Fibaro Relay Switch было соединено с бытовой сетью, проводом питания бойлера, моностабильным выключателем и лампочкой(параллельно бойлеру). Фантастика, но все это спокойно уместилось в освободившуюся монтажную коробку бывшей розетки бойлера!

Еще раз: не забываем соблюдать правильность подключения фазы (Line) и нейтрального провода (N) к соответствующим разъема розеточного реле.

Важно: при первом включении любого Z-Wave устройства - на нем автоматически инициируется процесс добавления устройства в беспроводную Z-Wave сеть. Значит к этому моменту центральный контроллер сети желательно должен быть включен и преднастроен. Но потом процедуру подключения устройства можно и запустить вручную (с некоторым танцем с бубном, описанным в инструкции к устройству).

После включения и добавления в Z-Wave сеть всех устройств, они были настроены через веб-интерфейс центрального контроллера в соответствии с инструкциями. Из особенностей было только:
- настроить Fibaro Relay Switch на работу с моностабильным выключателем;
- настроить Ассоциацию (в терминологии Z-Wave) термостата и реле котла, чтобы термостат мог давать команды реле напрямую, без участия центрального контроллера.

Затем через веб-интерфейс HCL были настроены параметры, логика и сценарии таким образом, чтобы:
а) При однократном нажатии на кнопку моностабильного выключателя:
- менялось состояние реле Fibaro Relay Switch вкл<->выкл. Как следствие:
- зажигалась/гасла лампочка выключателя и включался/выключался бойлер горячей воды;
- на HCL автоматически отправлялось Z-Wave событие «Реле включено»/«Реле выключено» соответственно;
б) HCL, при получении события от реле Fibaro Relay Switch:
- устанавливал соответствующую заданную температуру воздуха на термостате (если событие «Реле включено» - установить требуемую температуру +21°С - «Рабочий режим», если событие «Реле вывключено» - установить требуемую температуру +10°С - «Дежурный режим»);
- отправлял push-уведомление на мой телефон.
в) термостат, получив заданную температуру от HCL - самостоятельно управляет реле котла таким образом, чтобы постоянно поддерживать заданную температуру. Для этого ничего настраивать не нужно, он уже так настроен изначально.
г) через веб-интерфейс HCL (в том числе и через интернет) можно было запустить сценарий смены режима «Дежурный»/«Рабочий» и таким образом задать режим работы термостата и включить/выключить бойлер горячей воды.

По скриншотам видно, что это все настроить достаточно просто:

Основной экран веб-интерфейса HCL

Визуальная настройка сценариев

График температуры в помещении. На графике видно, что перед приездом жильцов на выходные был удаленно
включен режим «Рабочий» и термостат начал в ночь на субботу подогревать дом.

Отображение состояния и управление через интернет с мобильного телефона:

Подарок всем UI разработчикам

2012-09-24T12:25:00.003+03:00

http://ramotion.livejournal.com/54022.html

Как оптимизировать скорость WiFi сети

2012-05-17T13:49:00.002+03:00

Толковая и практическая статья по оптимизации скорости домашней (и не только) WiFi сети от Павла Цибулина.

Я сам использовал этот подход у себя дома, очень эффективно все работает.

Даунгрейд прошивки Synology

2012-05-07T10:35:00.001+03:00

Вдруг обнаружил, что на 4.х версиях прошивки Synology как-то странно работает медиа-сервер (а именно - по протоколу DLNA): не отображает на клиенте многие фильмы, которые я раньше смотрел (значит, раньше они отображались), и некоторые новые фильмы, которые копирую в медиатеку. Причем, практически все фильмы в медиатеке - одного формата (пригодные для iTunes). Пришлось делать downgrade прошивки Synology:

1. Качаем с официального сайта нужную прошивку: http://download.synology.com/download/DiskStation/
2. Включаем на девайсе SSH
3. Заходим на девайс через SSH под root-ом
4. Делаем так:

Код

cp /etc/*VERSION /etc.defaults/*VERSION

5. Через DSM заходим в раздел "Обновление DSM" и "обновляемся" вручную, указав скачанный в шаге 1 файл прошивки.

ВНИМАНИЕ! Между шагами 4 и 5 КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя перегружать железку, иначе получим "кирпич" !
Т.е. ~~достал пистолет - стреляй~~ решил перепрошиться (выполнил шаг 4) - делай это сразу, не оставляя "на потом" выполнение шага 5.

Управление каналами WiFi 802.11n 5ГГц в домашней сети

2011-04-30T15:31:00.003+03:00

Дано:

В домашней сети работает оборудование, выпущенное для разных стран (рынков), например у меня AirPort Express выпущен для американского рынка (LL/A), а AppleTV и два ноутбука - для СНГ (RS/A). И хочется, чтобы все это работало в 5ГГц-диапазоне WiFi, так как скорость передачи по сети в этом диапазоне существенно выше. Настраивается все, казалось бы, просто и даже работает, но...

Симптомы:

- не все WiFi клиенты с первого раза и сразу "подхватывают" нужную сеть. Выглядит так, что они нужную сеть с первого (второго, третьего...) раза не находят. После двух-трех ресканов сети - чаще всего нужная сеть появляется в списке и к ней можно подключиться. Но проводить такой танец с бубном при каждом открытии крышки ноутбука - занятие неприятное.

- после отключения питания AppleTV не подключается автоматически к сети. Опять ресканы, выбор вручную и подключение.

Короче все очень похоже на работу с PC&Windows :)

Причина:

- Оборудование, выпущенное для разных стран (рынков) имеет разные prefered каналы WiFi;

- Если выбрать в настройках AirPort Express опцию Радиорежим = "Только 802.11n (5 ГГц)", то невозможно выбрать никакое значение опции "Канал", кроме значения "Автоматически";

- Опция "Страна" в настройках AirPort Express может принимать значение только из списка стран, для которых произведено оборудование (например, у меня американский AirPort Express позволяет выбрать страны только американского континента);

Решение:

- смотрим список каналов, на которых может работать Mac:

в терминале даем команду

system_profiler |grep "Supported Channels"

- смотрим список каналов, на которых может работать AppleTV:

system_profiler |grep "Wireless Card Locale"

- Теперь, собственно, Hint: как узнать - на каких каналах может работать ваш AirPort Express:

устанавливаем опцию Радиорежим = "Только 802.11n (5 ГГц)", и потом при выборе опции "Канал", удерживаем клавишу Option (Alt). Получаем примерно вот такую картинку:

- Теперь изучаем список WLAN каналов в зависимости от региона

и находим канал(ы), которые поддерживаются и американским (LL/A) и европейским (RS/A) оборудованием. Этот канал устанавливаем на AirPort Express.

Результат:

Я попробовал канал 48, и у меня все сразу заработало как часы:

и MacBook при открытии крышки сразу подхватывает WiFi сеть, и AppleTV сразу к ней подключается при перезагрузке, и скорость всегда >= 216 Mbit.

Кстати, еще один Hint:

если на Маке кликнуть в верхнем меню на значке WiFi удерживая клавишу Option (Alt),

то получим вот такую картинку:

на которой видно и текущий канал и текущую скорость сети :)