Lämmitys- ja IV-koneen yhdistäminen avoimen lähdekoodin kotiautomaatioon

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli yhdistää omakotitalon Enervent Pingvin Kotilämpö -lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmä Home Assistantiin, avoimen lähdekoodin kotiautomaatiojärjestelmään. Työn ohessa tavoiteltiin myös asumismukavuuden parantamista, tutkimalla aktiivista puuttumista lämmitysjärjestelmän toimintaan. Näin saavutettavalla huonelämpötilavaihteluiden vähentämisellä haluttiin myös pyrkiä energiansäästöön.

Raspberry Pi -alustalle kirjoitettiin sovellus, joka luo kotiverkkoon HTTP-pohjaisen REST-rajapinnan. Tälle rajapinnalle Home Assistant -sovellukselta saapuvat pyynnöt välitetään Modbus-protokollalla RS-485-väylää pitkin Pingvin-laitteelle. Sovellus kirjoitettiin Go-ohjelmointikielellä. Home Assistantille luotiin kojelauta laitteen mittausten tarkastelemiseksi ja toimintojen käyttämiseksi.

Opinnäytetyön päätavoite, lämmityksen integrointi Home Assistantiin onnistui hyvin. Home Assistant-kojelaudasta saatiin Pingvin-laitteen omaan hallintapaneeliin verrattuna miellyttävä käyttää. Energiansäästötavoitteet todettiin vaikeaksi saavuttaa. Pingvin itsessään on jo energiatehokas pyöriväkennoisine lämmöntalteenottoineen. EC-ohjattu kiertoilmapuhallin osoittautui myös energiatehokkaammaksi kuin opinnäytetyötä aloittaessa arvioitiin, joten saavutettava energiansäästö jäi pieneksi. Opinnäytetyön kehitysjaksolla ei koettu aikaisempina talvina havainnoituja sisälämpötilan muutoksia. Pingvin-laitteen toimintaan puuttumisen automatisoimiseen ei siten koettu tarvetta. Mahdollinen kehitystyö tällä saralla jouduttiin jättämään myöhempään ajankohtaan.

The goal of this thesis was to integrate a residential heating / ventilation system into Home Assistant, an open-source smart home and home automation platform. This was implemented by connecting a Raspberry Pi with an RS-485 adapter into the heating / ventilation system. Software was written for listening on a HTTP REST API, translating between HTTP API calls and Modbus commands. The software was written in Golang, and templates for Home Assistant dashboards and other components were created. Secondary object was to improve quality of living by examining if the heating system’s built-in automation can be improved by actively changing settings in the system. This proved to be difficult due to restrictions on the functions allowed over the RS-485 bus.

During the thesis process, achieving possible energy conservation was examined. This was deemed challenging, as the heating system was quite energy-efficient by default. Resulting Home Assistant integration improved the interface over the aging touch screen control panel of the ventilation unit, providing with possibilities to integrate heating or ventilation functions into other home automation tasks in the future.