Clever Geek Handbook

Cara menghemat energi dengan BARY: Rumah pintar





Saya pikir setiap orang modern setidaknya bertanya-tanya: berapa banyak yang dapat Anda bayar untuk tagihan limbah seperti itu untuk apartemen umum ?! Inilah saya - tidak terkecuali. Cahaya, gas, pemanas, air, sewa, lift, pembuangan limbah padat, dll. dll.



Salah satu alasan (jauh dari yang terakhir) ketika membuat aplikasi BARY adalah kemampuan untuk mengumpulkan statistik, menganalisis dan mengurangi konsumsi energi. Eropa telah lama berlalu menjadi rezim ekonomi total, saya pikir nasib ini tidak akan melewati kita. Oleh karena itu, pasti tidak akan berlebihan untuk mempersiapkan ini terlebih dahulu.



Saya mengusulkan untuk mempertimbangkan bagaimana hasilnya untuk mengoptimalkan biaya energi bersama dengan BARY: Smart Home.



Persiapan: pendingin ruangan dan pemanas di bawah lantai



Optimalisasi pertama dari biaya energi adalah mengatur penggunaan pemanas dan pendingin udara di bawah lantai. Bahkan tanpa analisis rinci, sudah jelas bahwa mereka banyak mengkonsumsi.



Saat ini, hanya orang malas yang tidak menulis tentang pencegahan infeksi virus. Namun, bagaimanapun, pengulangan adalah ibu dari pembelajaran. Kunci dari cuaca antivirus yang sehat di sebuah apartemen adalah suhu 18-24 C, kelembaban 40-60%, serta ventilasi teratur.



Pendingin udara saya praktis tidak mati di musim panas. Di musim dingin, hal yang sama terjadi dengan pemanasan di bawah lantai. Selama tidak adanya pemilik di rumah, AC dimatikan hanya sesekali (saya tidak ingin kembali ke ruang pengap), dan lantai yang hangat tidak pernah. Tagihan untuk semua ini hanyalah kosmik, dan suhunya jauh dari ideal. Entah bagaimana mustahil untuk mematikan semuanya secara manual sebelum pergi: tidak ada waktu, maka itu hanya dilupakan.



Sebagian besar AC rumah tangga tidak memiliki sensor suhu udara jarak jauh (saya hanya punya satu), yaitu mereka tidak secara akurat memberikan rezim suhu tertentu. Tetapi mereka dapat dihidupkan oleh sensor eksternal ketika ambang suhu atas tercapai dan dimatikan - ketika yang lebih rendah tercapai. Ini adalah otomasi pertama saya.



Bahkan, kelihatannya seperti ini: ambang bawah diatur ke 24.0 ° C dan yang atas adalah 24.5 ° C. Segera setelah suhu di apartemen naik di atas 24,5 ° C, AC menyala dan bekerja sampai suhu turun di bawah 24,0 ° C. Agar AC tidak hidup dan mati setiap menit, kondisi ditetapkan untuk waktu kerja dan istirahat minimum. Saya memilikinya selama 10 menit. Saya memilih artinya secara empiris. Namun dalam praktiknya, suhu selalu dalam kisaran yang ditentukan.



Dalam BARY terlihat seperti ini:





Gambar. Aturan untuk menyalakan AC,



saya pikir ada baiknya untuk memikirkan lebih detail tentang apa yang ditunjukkan oleh aturan dalam contoh:



  • Kondisi AC tidak berubah dalam 10 menit terakhir;
  • Mode keamanan tidak aktif;
  • AC tidak aktif;
  • Mode tidur dinonaktifkan (aturan yang berbeda digunakan dalam mode malam);
  • , ( , . , );
  • ( , .. , );
  • ( , ).


Sejak itu, konsumsi listrik oleh AC telah menurun beberapa kali. Agar pendingin ruangan tidak berhenti saat pemiliknya tidak ada, tombol virtual dibuat di BARY, statusnya ada di otomatisasi pendingin udara ("Keamanan" dari contoh di atas). Tombol virtual yang sama adalah untuk mode malam ("Tidur" dari contoh di atas), yang juga diperhitungkan dalam aturan otomatisasi terpisah dan menyalakan AC dalam mode paling tenang. Awalnya, tombol-tombol ini harus diaktifkan secara manual.



Solusi untuk otomatisasi ditemukan dalam bentuk ekosistem Apple. Bundel perangkat saya dengan Homekit diimplementasikan, dan Apple TV dibeli. Dengan bantuannya, Anda dapat mengimplementasikan pekerjaan aturan otomasi di Homekit (Anda juga dapat menggunakan iPad, tetapi saya tidak memilikinya saat itu). Di Homekit sendiri, aturan dibuat: orang terakhir meninggalkan rumah; orang pertama pulang. Tombol virtual di BARY dilampirkan pada aturan ini.





Ara. Aturan untuk mempersenjatai / melucuti otomatis



Pada awalnya saya bahkan menyimpan statistik, yang menampilkan jumlah menit bekerja dengan AC per jam. Sayangnya, sekarang statistiknya telah hilang, tetapi waktu pengoperasian AC telah berkurang hampir ⅔ dari angka aslinya.



Identifikasi konsumen utama listrik



Metode analisis konsumen utama



Untuk mulai mengoptimalkan biaya, perlu dipahami di mana daun digunakan untuk sebagian besar listrik.

Di sini, saya pikir, mungkin ada pendekatan yang berbeda:



  • Kami menggunakan modul khusus - relay. Selain fungsi hidup / mati utama mereka, mereka melacak energi yang dikonsumsi oleh perangkat yang terhubung dengannya;
  • Kami menggunakan meter khusus menggunakan transformator saat ini;
  • Kami mengukur konsumsi listrik sendiri (misalnya, menggunakan wattmeter) dan menunjukkan nilai rata-rata dalam BARY (metode ini benar-benar tidak akurat, tetapi akan dimungkinkan untuk memperhitungkan pembacaan indikatif).


Untuk semua perangkat, kecuali untuk pemanas di bawah lantai, saya memasang: soket overhead dari Blitzwolf, modul di Shelly 1pm / Aqara Relay Module / soket Fibaro Double Switch 2. Mungkin ada hal lain, saya tidak ingat sekarang.

Untuk pemanasan di bawah lantai, saya mengambil bacaan berdasarkan status pekerjaan mereka dan tingkat konsumsi rata-rata (hanya yang ketiga, metode yang tidak terlalu akurat).



Ada bidang khusus dalam pengaturan perangkat untuk menentukan konsumsi energi (daya konsumen):





Gbr. Mengatur parameter konsumsi daya untuk perangkat



Konsumsi daya total diambil dari meter input menggunakan papan Wemos D1 dan sketsa sederhana:



Kode sumber untuk sketsa ini 
#include <Wire.h> 
#include <EEPROM.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ArduinoJson.h>

#define WIFI_SSID "****"
#define WIFI_PASS "****"
#define API_URL "http://192.168.1.33/api/post-data"

volatile unsigned int state = 0;
volatile unsigned int kWh = 0;
volatile unsigned int blinked = 0;

int impulse = 3200;
int eeAddress = 0;
unsigned int lastMillis = 0;
int counter = 0;
int blinkMin = 10;
int timeout = 15000;
int PIN = D8;

void setup()
{
  state = impulse;

  EEPROM.begin(512);
  counter = EEPROM.read(eeAddress);
  EEPROM.write(eeAddress, counter + 1);
  EEPROM.commit();

  pinMode(PIN, INPUT_PULLUP); 
  
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN), blink, RISING);

  Serial.begin(115200);
  Serial.println(F(" "));

  connectWiFi();
}

void connectWiFi() 
{
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.println("WiFi: Waiting for connection");
  }
  Serial.println("WiFi: connected");
}

float roundEx(float value, int digits) 
{
  int newValue = value * pow(10, digits);
  return (float) newValue / pow(10, digits);
}

void loop()
{
  if (blinked >= blinkMin && millis() - lastMillis > timeout) {
    float divider = (float) impulse * (millis() - lastMillis) / 1000 / 3600;
    float power = blinked / divider;
    float kWhFloat = kWh + (float) (impulse - state) / impulse;

    Serial.print(F("sec="));
    Serial.print(millis() / 1000);
    Serial.print(F("; time="));
    Serial.print((millis() - lastMillis) / 1000);
    Serial.print(F("; blinkMin="));
    Serial.print(blinked);
    Serial.print(F("; state="));
    Serial.print(state);
    Serial.print(F("; kWh="));
    Serial.print(kWhFloat, 3);
    Serial.print(F("; power="));
    Serial.print(power, 3);
    Serial.println(F(" "));
    blinked = 0;
    lastMillis = millis();

    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
      StaticJsonBuffer<300> JSONbuffer;
      JsonObject& JSONencoder = JSONbuffer.createObject();
      JSONencoder["device"] = "main_counter";
      JSONencoder["function"] = "counter";
      JSONencoder["counter"] = counter;
      JSONencoder["power"] = power;
      JSONencoder["usage"] = kWhFloat;
      char JSONmessageBuffer[300];
      JSONencoder.prettyPrintTo(JSONmessageBuffer, sizeof(JSONmessageBuffer));
      Serial.println(JSONmessageBuffer);

      HTTPClient http;
      http.begin(API_URL);
      http.addHeader("Content-Type", "application/json");
      int httpCode = http.POST(JSONmessageBuffer);
      String payload = http.getString();
      Serial.print(httpCode);
      Serial.print(" ");
      Serial.println(payload);
      http.end();
    } else {
      connectWiFi();
    }
  }
}

void blink()
{
  detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN));
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN), lowInterrupt, FALLING);
  state--;
  if (state == 0 || state > impulse) {
     kWh++;
     state = impulse; 
   }
   blinked++;
}

void lowInterrupt(){
  detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN));
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN),  blink, RISING);
}




Setiap meteran listrik memiliki output pulsa, yang diduplikasi oleh LED. Saat LED berkedip, pulsa telah lewat. Jika Anda menghubungkan beberapa perangkat, seperti Arduino, ke output pulsa, Anda dapat menghitung jumlah pulsa. Sketsa membuat permintaan POST dengan bacaan saat ini di BARY setiap 15 detik (tetapi tidak lebih sering daripada mengambil pulsa yang cukup) (Saya tidak ingat mengapa perangkat itu sendiri naik ke server, dan bukan sebaliknya, pada saat itu rasanya nyaman) ... Pulsa dibaca pada interupsi, dan skema pasang / lepas yang aneh diimplementasikan untuk menekan pantulan kontak. Tidak ada positif palsu.



Identifikasi dan analisis konsumen listrik lainnya



Jika meter utama digunakan dalam sistem, maka konsumen listrik yang tidak memiliki meter akan ditampilkan dalam statistik yang tidak diketahui:





Gambar. Statistik konsumsi energi yang kurang terperinci.



Setelah mengidentifikasi konsumen utama yang jelas dan bermain cukup dengan sketsa buatan rumah, saya menyadari bahwa ada terlalu banyak konsumen dalam klasifikasi "Tidak Diketahui". Diputuskan untuk meluncurkan artileri berat: konter multichannel WB-MAP12H . Itu memungkinkan untuk mengidentifikasi jalur yang paling “rakus” dan membedakan konsumsi energi lebih banyak lagi.



Sebagian besar pengeluaran dialokasikan untuk pendingin ruangan (di musim panas), pemanas di bawah lantai (di musim dingin), istirahat (di musim dingin), komputer, dan multimedia. Dan ya, ketel, yang selalu bekerja dengan sangat berisik, ternyata hampir menjadi konsumen yang paling umum.



Statistik konsumsi listrik berdasarkan kategori dalam BARY dapat dilihat di





tab “Acara” - “Statistik” . Statistik lebih rinci tentang konsumsi energi.



Sangat nyaman: ketika konsumsi untuk salah satu kategori melebihi rata-rata, kategori tersebut disorot dengan warna merah. Seperti "Pendingin Udara" pada gambar di atas. Dengan kepenuhan garis ini, seseorang dapat menilai nilai kelebihan sebagai persentase dari rata-rata.



Anda juga dapat melihat statistik untuk kategori tertentu terdiri dari:





Gambar. Statistik terperinci menurut perangkat



Bagaimana menghindari duplikasi data



Jika Anda menggunakan satu set perangkat untuk menganalisis konsumsi listrik - meter di outlet + meter total per baris - bacaan akan digandakan. BARY memungkinkan Anda membangun hierarki orangtua-anak. Diimplementasikan dengan cara berikut: untuk perangkat itu sendiri, kami menetapkan kategori konsumsi dan penghitung unggul (lihat gambar "Mengatur parameter konsumsi energi untuk perangkat").



Penghitung level yang lebih tinggi diperlukan jika satu penghitung menghitung seluruh baris, dan penghitung kedua menghitung outlet tertentu. Saat melihat statistik, pembacaan outlet ini akan dikurangi dari pembacaan meteran superior, dan data tidak akan diduplikasi. Jika kita mengambil pembacaan dari meter hulu dan titik-titik tertentu, maka sebagian dari biaya (biaya konsumen listrik yang termasuk dalam garis meter hulu, tetapi jangan menggantung di soket dengan penghitung khusus) akan ditampilkan sebagai tidak diketahui dalam statistik. (lihat gbr. "Statistik konsumsi energi yang detailnya rendah")

Sarang itu sendiri tidak terbatas. Misalnya, saya menggunakan skema hingga 4 lampiran.



Dan sekarang apa yang bisa saya lakukan?



Katakanlah kita selesai dengan yang tidak diketahui, bagaimana kita bisa mulai menabung sekarang? Tentu saja, setiap rumah pintar akan memiliki spesifiknya sendiri. Tetapi di sini ada beberapa pedoman kerja umum.



Skenario Meninggalkan Rumah / Rumah Datang



Saya sangat merekomendasikan untuk membuat skenario meninggalkan rumah! Tampaknya basi, tetapi bekerja dengan sangat baik. Kami memasukkan dalam skenario ini menonaktifkan segala yang mungkin terjadi. Skrip asal kembali, karenanya, mengembalikan semuanya ke mode kerja.





Ara. Daftar perangkat yang harus dimatikan saat meninggalkan rumah



Skenario Selamat Malam



Pernahkah Anda bertanya-tanya berapa banyak konsumsi perangkat siaga? Baru dicolokkan ke stopkontak? Saya iya. Untuk mengemudi, jadi untuk mengemudi =)

Misalnya, sebuah AC, cukup tinggalkan di outlet, mengkonsumsi 1,4 W * h. Ternyata 1,4 W * h * 24 jam * 30 hari = 1 KW * jam per bulan, dan setidaknya tidak bekerja selama setengah tahun.

Tentu saja, angkanya kecil. Tetapi kami tidak mengeluarkan biaya apa pun untuk mengoptimalkan biaya dengan sistem Smart Home. Dan mungkin ada lebih dari satu dan tidak lima perangkat "menunggu" di rumah. TV, konsol game, komputer dan perangkat lainnya. Semakin banyak perangkat, semakin banyak konsumsi.





Ara. Daftar perangkat untuk memutuskan sambungan dalam mode tidur



Rezim suhu



Kami mengatur rezim suhu pemanasan di bawah lantai ke minimum yang diizinkan. Misalnya, di kamar mandi, suhu diatur pada 26 ° C, ini adalah suhu yang dapat diterima dan tidak banyak energi yang dihabiskan untuk mode ini. Jika kelembabannya melebihi (seseorang sedang mandi), kami meningkatkan suhunya (selama mandi, lantai biasanya punya waktu untuk menghangatkan 2-3 derajat).



Di kamar lain, kami melakukan shutdown otomatis lantai yang dipanaskan menggunakan sensor gerak (mengapa memanaskan lantai jika tidak ada orang di dalam ruangan?).



Jika pemanas listrik terpisah digunakan, maka kami juga mengikat operasinya ke sensor suhu (seperti AC). Jika pernafasan tipe “Tion” digunakan, maka di musim panas kami mencoba membiarkan udara sesedikit mungkin masuk ke ruangan (panas dan ini adalah pekerjaan tambahan untuk pendingin udara), di musim dingin - sama dengan udara dingin (nafas itu sendiri memanaskannya).



Jadilah terang! Tetapi hanya pada bisnis



Jika pencahayaan di kamar mandi, ruang ganti, ruang penyimpanan, dan ruang serupa lainnya masih dinyalakan dan dimatikan secara manual, kami ikat ke sensor gerak. Dengan cara ini Anda tidak akan pernah lupa mematikan lampu! Nah, Anda tidak perlu mencari sakelar di dapur di sebelah kulkas tengah malam dalam gelap. Selain itu, ini tidak sulit dilakukan - Ali memiliki banyak switch yang berfungsi melalui Wi-Fi / Zigbee / 433 MHz, termasuk yang tanpa garis nol.



Jika Anda masih menggunakan lampu pijar, halogen, dan sumber cahaya rakus lainnya, maka ketahuilah:



Pada 23 November 2009, Undang-Undang Federal No. 261-FZ "On Energy Saving" dikeluarkan, yang menetapkan bahwa lampu pijar dengan kapasitas 100 watt atau lebih akan dilarang untuk produksi dan penjualan mulai 1 Januari 2011, dengan kapasitas 75 watt atau lebih akan dibatalkan mulai 1 Januari 2013



Saatnya berpikir untuk beralih ke yang lebih ekonomis - LED dan yang hemat energi.



Dengan fluks bercahaya yang sama dengan 1200Lm, lampu pijar mengkonsumsi 100 W, hemat energi / neon - 25-30 W, dan LED - sekitar 10 W. Ditambah umur LED dan lampu hemat energi jauh lebih lama dari lampu pijar.



Kami baru-baru ini memiliki kotak otomatisasi yang menggunakan lampu pijar gaya Edison. Lebih dari 40 lampu masing-masing 60 W. Setelah mengambil statistik tentang konsumsi energi selama satu bulan, kami menemukan tidak mengejutkan bahwa lebih dari sepertiga dari tagihan listrik jatuh pada lampu ini. Semua lampu segera diganti dengan yang serupa, tetapi LED. Mereka membayar dengan sangat cepat.



Epilog



Selama 5 tahun bekerja di rumah pintar Anda, banyak skenario dan otomatisasi telah meningkat dan mengalami perubahan signifikan. Hemat energi sudah menjadi kebiasaan yang menyenangkan. Sekarang sulit membayangkan bahwa pemanas di bawah lantai digoreng dari pagi hingga malam, dan AC terus-menerus bersenandung. Cuaca di rumah nyaman, dan pembayaran untuk cahaya menyenangkan mata dan dompet. BARY berjaga-jaga karena menghemat sumber daya!



Saya harap Anda menemukan bahan ini bermanfaat. Jika Anda memiliki contoh sendiri dalam mengoptimalkan biaya listrik, bagikan dalam komentar apa dan bagaimana Anda mengotomatisasi. Dan juga bergabung dengan grup kami di VK dan telegram !


More articles:


All Articles