Termostat - Arduino + Ethernet / ESP32 + PHY Ethernet
Ethernet Termostat je termostat postavený na platformách:
- Arduino s Ethernet shieldom (Wiznet W5100 / W5500)
- ESP32 s PHY Ethernet modulom LAN8720
Projekt poskytuje webové rozhranie a JSON API pre monitorovanie a ovládanie teploty.
📄 Rozšírený popis projektu, schéma zapojenia a dokumentácia: martinius96.github.io/termostat-ethernet
Funkcie a vlastnosti
- Arduino/ESP32 funguje ako HTTP webserver v domácej LAN sieti (statická alebo dynamická IP)
- Webové rozhranie umožňuje:
- Zobraziť aktuálnu teplotu a stav relé
- Zmeniť cieľovú teplotu a hysterézu
- Hodnoty sú uložené v EEPROM (životnosť až 100 000 prepisov)
- Arduino riadi výstupné relé na základe nastavenej hysterézy a cieľovej teploty
- Logika riadenia funguje nezávisle od webservera (nevyžaduje keep-alive alebo interakciu používateľa)
- Projekt nerieši výkonovú reguláciu kotla!
- Teplotu meria Dallas DS18B20 (OneWire, normálne/parazitné zapojenie)
- Arduino vypisuje na UART pridelenú alebo statickú IP adresu
- Pri shieldoch W5200/W5500 je nutné pripojiť aj vývod D2 na INT vývod modulu
- Projekt môže fungovať aj ako Ethernet teplomer, ak je odpojený výstup ku kotlu
Súbory firmvéru
| Súbor |
Shield |
IP adresa |
dynamic_W5100.hex |
W5100 |
priradená cez DHCP (obsahuje maintain pre predĺženie lease) |
dynamic_W5500.hex |
W5500 |
priradená cez DHCP (obsahuje maintain pre predĺženie lease) |
static_W5100_1_254.hex |
W5100 |
192.168.1.254 |
static_W5100_4_1.hex |
W5100 |
192.168.4.1 |
static_W5500_1_254.hex |
W5500 |
192.168.1.254 |
static_W5500_4_1.hex |
W5500 |
192.168.4.1 |
Nahratie programu do Arduina cez avrdude (vzorovo pre COM21 a program sketch.ino.hex):
- avrdude -CC: avrdude.conf -v -patmega328p -carduino -PCOM21 -b115200 -D -Uflash:w:sketch.ino.hex:i
Schéma zapojenia (Uno, Nano, Mega)
Dôležité informácie:
- Serial monitor: 115200 baud/s
- Údaje o hysteréze a referenčnej teplote uložené v EEPROM pamäti permanentne
HTML stránky bežiace na Arduine:
- / - root stránka obsahujúca formulár, aktuálny výpis logického výstupu pre relé, teplotu
- /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
Rozšírené informácie k projektu v článku:
Screenshoty webaplikácie + výstup Serial monitoru
JSON klienti - sťahovanie dát z termostatu
- 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
评论