Lämmityskattilan integrointi kotiautomaatiojärjestelmään

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin vesikiertoisen keskuslämmityksen sähkökattilan integrointia kotiautomaatiojärjestelmään. Työn tavoitteena oli kehittää IoT-pohjainen laite, joka mahdollistaa lämmitysjärjestelmän hallinnan ja energiatehokkuuden parantamisen automaation avulla. Erityisenä haasteena oli integroida iäkäs järjestelmä, joka ei tarjonnut valmiita liitäntämahdollisuuksia ulkoisiin järjestelmiin. Ratkaisun avulla järjestelmän ohjaus ja seuranta voitiin toteuttaa etänä sekä hyödyntää pörssisähkön hintavaihteluita ja tukilämmitysmuotojen tuottamaa dataa energiankulutuksen optimointiin.

Työ toteutettiin suunnittelemalla ja rakentamalla mikrokontrolleripohjainen laite, joka kykenee kommunikoimaan ulkoisten järjestelmien kanssa MQTT- ja HTTP-protokollien avulla. Vaikka laite on suunniteltu yleiskäyttöiseksi, opinnäytetyön kohteessa se konfiguroitiin toimimaan Home Assistant -kotiautomaatioalustan kanssa. Kehitysprosessi sisälsi laitteiston valinnan, koteloinnin, ohjelmistokehityksen ja testauksen. Ohjelmointi toteutettiin C++-kielellä, ja laitteelle kehitettiin selainpohjainen käyttöliittymä, joka mahdollistaa sen konfiguroinnin ja hallinnan suoraan eri päätelaitteilla ilman erillistä kotiautomaatiojärjestelmää. Laitteen toimintaa testattiin muun muassa verkkoyhteyden vakauden, sensoriarvojen tarkkuuden ja ohjaustoimintojen luotettavuuden osalta.

Tulokset osoittivat, että laite parantaa lämmitysjärjestelmän hallittavuutta ja mahdollistaa energiankulutuksen optimoinnin. Se toimi luotettavasti ja täytti sille asetetut vaatimukset. Jatkokehitysmahdollisuuksia ovat muun muassa tekoälypohjaisen analytiikan hyödyntäminen, tietoturvan kehittäminen sekä laajennettavuus muihin mitattaviin suureisiin ja ohjattaviin toimilaitteisiin.