- Termostat postavený na WiFi platforme Espressif - ESP8266 a ESP32
- Rozšírený popis k projektu, schéma zapojenia, dokumentácia: https://martinius96.github.io/WiFi-termostat/
- Mikrokontróler funguje v režime webservera, na ktorom bežia webové - HTML stránky a JSON stránka
- Stránky majú informatívny (výpis), alebo aj funkcionálny charakter (spracovanie dát, zápis do EEPROM)
- JSON stránka distribuuje informácie o aktuálne nameranej teplote, hysteréze a cieľovej teplote
- Používateľ systému získa informácie o nastavenej teplote, hysteréze a aktuálne nameranej teplote, stave výstupu i voľnej HEAP pamäti
- ESP riadi automaticky na základe navolenej hysterézy a cieľovej teploty výstup - relé ovládané digitálnym vývodom.
- Pre meranie teploty ESP využíva senzor Dallas DS18B20 na OneWire zbernici v parazitnom / normálnom zapojení
- ESP na UART rozhranie vypíše pridelenú IP adresu z DHCP servera, ale aj informácie o logike a aktuálnom stave výstupu, voľnej HEAP pamäti
- Projekt môže fungovať celoročne, aj ako WiFi teplomer v prípade, že je odpojený výstup ku riadeniu kotla.
| Názov zložky firmvéru | Funkcie firmvéru |
|---|---|
| WiFi_TERMOSTAT | Projekt termostatu. Možnosť nastavovať a riadiť v automatickom režime vykurovanie v domácnosti |
| WiFi_TERMOSTAT_mDNS | Projekt termostatu. Možnosť nastavovať a riadiť v automatickom režime vykurovanie v domácnosti. mDNS záznam pre možnosť spustenia termostatu na lokálnej doméne v rámci LAN siete |
| WiFi_TERMOSTAT_MANUAL_experimental | Projekt termostatu. Možnosť nastavovať a riadiť v automatickom režime vykurovanie v domácnosti. Experimentálna možnosť manuálneho ovládania výstupu SW tlačidlom z webservera. Prepínanie režimov automat / manual. |
| WiFi_TERMOSTAT_OTA | Projekt termostatu. Možnosť nastavovať a riadiť v automatickom režime vykurovanie v domácnosti. mDNS záznam pre možnosť spustenia termostatu na lokálnej doméne v rámci LAN siete s možnosťou aktualizácie firmvéru prostredníctvom Web OTA Updater služby. |
- Serial monitor: 115200 baud/s
- Údaje o hysteréze a referenčnej teplote uložené v softvérovo emulovanej EEPROM pamäti, nakoľko mikrokontróler nemá fyzickú EEPROM pamäť.
- Mikrokontróler vysiela vlastné SSID WiFi_TERMOSTAT_AP, pokým nezíska údaje o existujúcej WiFi sieti, na ktorú sa dokáže pripojiť
- Prideľuje klientom IP adresu v sieti 192.168.4.0 / 24 v rozsahu 192.168.4.2 - 192.168.4.254
- Na adrese 192.168.4.1 poskytuje WiFi termostat rozhranie WiFiManager, kde je možné zadať meno a heslo existujúcej WiFi siete, na ktorú sa pripojí
- Po pripojení na domácu WiFi sieť ESP prestáva vysielať SSID, prepne sa do STA (Station) módu a funguje už aj s logikou termostatu
- Zadané údaje o WiFi sieti sú uložené do flash pamäte termostatu a už ich nie je nutné zadávať znova
- V prípade, že daná sieť nie je dostupná, začne ESP opäť vysielať vlastné SSID --> WiFi_TERMOSTAT_AP
- Ak sa používa firmvér s označením mDNS, respektíve i OTA, existuje v sieti mDNS príznak pre termostat --> http://wifi-termostat.local
- mDNS musí byť podporovaná zariadením s ktorým sa ku termostatu pripájate a zároveň služba musí byť spustená i na sieti
- Lokálny mDNS príznak funguje nezávisle na IP adrese termostatu, nie je tak nutné hľadať konkrétnu IP, na ktorej je termostat dostupný
HTML stránky bežiace na platforme ESP8266 / ESP32:
- / - root stránka obsahujúca formulár, aktuálny výpis logického výstupu pre relé, teplotu, možnosť zadania nových riadiach teplôt
- /action.html - spracúvava hodnoty z formulára, zapisuje ich do EEPROM pamäte, presmeruje používateľa späť na root stránku
- /get_data.json - distribuuje dáta o aktuálnej teplote, referenčnej teplote a hysteréze v JSON formáte
Rozšírená verzia tohto projektu obsahuje:
- Zdrojový kód (.ino)
- Watchdog timer
- Dostupné senzory SHT21, SHT31, DHT22, BME280, BMP280 a iné
- Režim chladenia
- PID regulácia teploty pre termostat
- Basic OTA
- Interakcia s Amazon Alexa Echo Dot s možnosťou hlasového ovládania termostatu
- Možnosť Publishu dát na MQTT Broker / cez HTTP / HTTPS request na vzdialený webserver s uložením dát do MySQL databázy
Pri záujme o kúpu rozšírenej verzie / základnej verzie so zdrojovým kódom .ino:
Rozšírené informácie k projektu v článku:
- Programové implementácia pre klientov na platforme Arduino, ESP8266, ESP32, ktorí sa dokážu pripojiť k WiFi termostatu
- Dokážu načítať dáta, ktoré termostat distribuuje - hysteréza, cieľová teplota, nameraná teplota na podstránke /get_data.json
- Dáta z JSON formátu klient deserializuje, vyparsuje pre ďalšie použitie, archiváciu, upload do MySQL databázy, cloud
- Možnosť na základe dát riadiť perifériu (solenoid radiátora, ohrev, ventilátor, notifikácie o teplote pre Android, iOS zariadenia)
- Pripájanie JSON klienta sa realizuje každých 15 sekúnd k termostatu cez websocket
- V rozšírenej implementácii JSON klienta o MQTT sa dáta posielajú na dostupný free MQTT Broker - IoT Industries Slovakia
- Dáta sa Publishujú do hlavného topicu termostat, pričom je každá entita rozdelená subtopicom
- Subtopicy sú: hysteresis, actual_temp, target_temp
- JSON klient má k daným subtopicom prihlásený Subscribe prostredníctvom čítania hlavného topicu termostat/#
- Tento MQTT Broker je verejný a tak môžu byť dáta zmenené, prepísané, čítané akýkoľvek používateľom služby
- Ak do svojho mikrokontroléru nahrá firmvér JSON klienta bez zmeny akýkoľvek iný používateľ, bude vám prepisovať dáta v preddefinovanom topicu
- Možno prispôsobiť pre váš MQTT broker a systém inteligentnej domácnosti, kde môžete mať dáta z termostatu - Hassio, Domoticz, MQTT Mosquitto, Loxone
- Pre súkromný MQTT broker je možné využiť aj autentizáciu menom a heslom, viz. dokumentácia: https://pubsubclient.knolleary.net/api
- K dispozícii je aj firmvér pre JSON MQTT klientov s označením MQTTS - využívajú šifrované spojenie cez socket s MQTT brokerom
- Tento typ firmvéru je dostupný iba pre ESP8266 a ESP32. Arduino s Ethernetom nepodporuje šifrovanie
