Airco Integratie, Zity Zoning systeem Integratie met Home Assistant op basis van ModBus

Airco Integratie
Zity Zoning systeem
Integratie met Home Assistant op basis van ModBus

presentatie gegeven door Ron Buist tijdens de 51e domoticaGrunn bijeenkomst

Transcript

1. Airco Integratie Zity Zoning systeem Integratie met Home Assistant op basis van ModBus
2. Hoofdbediening Airco overzicht koelmiddel binnenunit buitenunit Modbus
3. 1. Binnenunit 2. Retourplenum 3. Toevoerplenum (geïsoleerd) 4. Damper (klep)
4. Kenmerken • 3-fase aansluiting • Binnenunit geschikt om tot 480 m3 te koelen of te verwarmen • 48 m3 / minuut • Toevoerleidingen geïsoleerd om condensvorming tegen te gaan
9. Wensen integratie in Home Assistant • Huidige temperatuur per zone kunnen zien • Ingestelde temperatuur per zone kunnen zien en aanpassen • Mode (koelen of verwarmen) kunnen zien en aanpassen • Status dampers kunnen zien • Ventilatiesnelheid kunnen zien en aanpassen per zone • Doeltemperatuur en retourtemperatuur kunnen zien • Algemene status / alarmen kunnen zien
10. Mogelijkheden Zity controller BMS = Building Management System
11. NetBox? • NetBox is oplossing van Madel / Zoning • Schema’s per zone • Kosten ongeveer €300 • Cloud-gebaseerd • Geen open API • Eigen app
12. Zelf bouwen? • Raspberry Pi en RS485 USB adapter had ik nog liggen • Alles lokaal • Maximale vrijheid • Integratie met Home Assistant mogelijk!
13. Modbus • Het is dus een Modbus interface! • Wat is dat? • Eerst maar eens inlezen… • Hoe moeilijk kan het zijn? • Leverancier gevraagd om specs • Die kreeg ik… In het Spaans!
14. Wat is Modbus? • Serieel communicatieprotocol uit 1979 • Ontwikkeld door Modicon (nu Schneider Electric) • Oorspronkelijk voor gebruik in PLC’s • Client / Server architectuur • In een Modbus-netwerk max. 247 servers en één client • Versies voor seriële lijnen (Modbus RTU en Modbus ASCII) en voor ethernet (Modbus TCP) • Alle details op www.modbus.org
15. Modbus Data model • Vier tabellen met verschillende karakteristieken • Elk register heeft een adres • Functionele betekenis blijkt uit specificaties van server
16. Modbus Functiecodes • De client stuurt berichten naar de server met daarin een functiecode en een register. • Functiecode bepaalt: • Lezen of schrijven • Uit welke tabel
17. Terug naar de Zity controller… • Op basis van automatische vertaling Spaans document… • Zity ondersteunt een aantal functiecodes: • 03 (holdingregisters lezen) • 04 (inputregisters lezen) • 16 (meerdere holdingregisters schrijven)
18. Voorbeelden registers (en vertaalfouten)
19. Poll script • Gebruikt mbpoll • Debian Apt package mbpoll • 2684 = temperatuur zone 5 • 217 = 21.7 ºC
20. Poll script • Lezen van data lukt! • Tijd voor Home Assistant!
21. Beoogde architectuur • Home Assistant met Modbus integratie • Socat om seriële verbinding via TCP/IP te forwarden. • Type: rtuovertcp RS485 USB adapter Pi Home Assistant Pi Modbus forwarder (gebaseerd op socat) TCP/IP
22. De realiteit (1/2) • Home Assistant Modbus integratie kan niet omgaan met afzonderlijke lees- en schrijfregisters voor één entiteit • Voorbeeld: setpoint voor zone 5: • Lezen uit input register 2684 • Schrijven naar holding register 2204 • Geprobeerd om holding register 2204 te lezen, maar dit geeft een ModBus fout:
23. De realiteit (2/2) • Arbitration: om waardes aan te kunnen passen, moet je eerst een 1 plaatsen in register 2086. • Daarna kun je een waarde aanpassen. • Doe je dit niet, dan lijkt alles goed te gaan, maar dit is toch niet zo (silent failure). • Dit mechanisme met een arbitration register kan niet (gemakkelijk) in Home Assistant met ModBus integratie worden ingesteld.
24. Kan wel, maar niet “out of the box” • https://github.com/EuleMitKeule/template-climate • Hiermee zou het kunnen… • Maar: • Blijft ingewikkeld • Vereist custom integration
25. Doodlopende weg?
26. Toch een uitweg?
27. Nieuwe architectuur • MQTT naar Home Assistant • ModBus naar Zity controller RS485 USB adapter Home Assistant Zity MQTT Bridge MQTT berichten (incl. discovery)
28. De Zity MQTT Bridge • https://github.com/ronbuist/zity-mqtt-bridge • MQTT discovery berichten zodat alle entiteiten automatisch worden aangemaakt in Home Assistant • Bridge regelt wat ModBus integratie van Home Assistant niet kan • Entiteiten op systeemniveau • Entiteiten per zone, waaronder een Climate entiteit voor elke zone
29. MQTT berichten - systeemniveau • zity/system/mode cool • zity/system/power_mode on • zity/system/controller_mode on • zity/system/setpoint 19 • zity/system/fan_speed high • zity/system/flexifan_speed high • zity/system/return_temp 20.0 • zity/system/alarm_2032 0 • zity/system/alarm_2036 0 • zity/system/alarm_2037 0 • zity/system/alarm_2087 0
30. MQTT berichten - per zone • zity/zone/1/manual_override OFF • zity/zone/1/mode cool • zity/zone/1/setpoint 22.0 • zity/zone/1/temp 20.6 • zity/zone/1/damper_status closed • zity/zone/1/power on • zity/zone/1/fan_mode high
31. Home Assistant Dashboard
32. Home Assistant Climate Entity grafiek
33. Wensen integratie in Home Assistant • Huidige temperatuur per zone kunnen zien • Ingestelde temperatuur per zone kunnen zien en aanpassen • Mode (koelen of verwarmen) kunnen zien en aanpassen • Status dampers kunnen zien • Ventilatiesnelheid kunnen zien en aanpassen per zone • Doeltemperatuur en retourtemperatuur kunnen zien • Algemene status / alarmen kunnen zien
34. Automatiseringen • Besturing klaar → nieuwe doelen! • Automatiseren • Verwarming • Koelen
35. Automatisering - Verwarming • Staat airco in stand “verwarmen”, volg dan de schema’s van de verwarming. • Schema zit in Tado. • Doe hetzelfde schema als Tado, maar dan een uur eerder • Als handmatig temperatuur is ingesteld in Tado, volg deze • Doel: alvast ”voorverwarmen”, zodat de CV minder hoeft te doen • Balans tussen verwarmen met airco (elektrisch) en CV (gas)
36. Tado schema in Home Assistant • Schema zit niet in Home Assistant • Python script gemaakt dat per zone ingestelde temperatuur via MQTT naar Home Assistant stuurt • 30, 60, 180, 300 minuten vanaf nu • Airco schakelt op basis van +60 min • Voorbeeld hiernaast: • Tado: CV nu op 18,5 • Airco: nu op 20 (setpoint +60m)
37. Automatisering - koelen • Basis 22 graden voor leefruimtes (keuken, woonkamer) • Slaapkamers 18 graden • Als het buiten warm is, pas temperatuur naar boven aan • Houd rekening met Heat Index; combinatie van • Temperatuur • Luchtvochtigheid (te vochtig: extra koelen; te droog: minder koelen) • Handmatige instelling gedaan: automatisering mag niets doen • Houd rekening met aan/afwezigheid uitwonende kinderen
38. Hoe is dit gebouwd? • Per zone een template sensor voor het setpoint • Per zone een automatisering die elke 15 minuten draait • Handmatige instelling? Geen actie • Rond waarde setpoint sensor af op 0.5 graden • Setpoint sensor wijkt af van instelling van climate entity? Pas aan
39. Template sensor - verwarming
40. Template sensor - koelen
41. Heat Index (lineaire benadering)
42. De automatisering - triggers en voorwaarden • Triggers • Elke 15 minuten (op minuut 2, 17, 32 en 47) • 10 seconden nadat de modus van het systeem verandert (van heat naar cool of andersom) • Voorwaarden • De (nieuwe) modus is heat of cool • Handmatige bediening voor de zone staat uit
43. Acties (1/2) • Als de modus ’heat’ is en het berekende setpoint is < 16.5 graden • Dan: zet setpoint op 16.5 en zet de airco uit • NB: Airco kan niet lager worden ingesteld dan 16.5 graden
44. Acties (2/2) • Rond het gewenste setpoint af op 0.5 graden. • Controleer of het nieuwe setpoint minstens 0.5 graden verschilt met de huidige stand • Zo ja, pas dan setpoint van de airco aan (en zet de modus op ‘heat’ of ‘cool’).
45. Voorbeeld - template sensor en climate entity
46. Conclusies na een tijdje gebruik • Hele reis om van documentatie tot volledig geautomatiseerde instelling van de airco te komen • Maar het is gelukt! • Ik had dit niet zo snel gekund zonder AI • De bridge werkt heel mooi en stabiel • Automatisering werkt ook mooi • Geen klachten van de andere gezinsleden J
47. Toekomst • Af en toe wordt een schakelaar voor handmatige bediening aangezet, terwijl niemand aan de thermostaat heeft gezeten • Dit moet ik nog verder onderzoeken; oorzaak nog niet gevonden • Code van zowel bridge als template sensoren opschonen • Oude ideeen die ik heb losgelaten zitten er (deels) nog in • Deels Nederlands, deels Engels • Verschillende stijlen door elkaar