Heizen mit Linux/Raspberry/Python

Transkript

1 Heizen mit Linux/Raspberry/Python Grazer Linuxtage 2015 Jörg Faschingbauer github.com/jfasch/openheating 1 / 40

2 Table of Contents 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 2 / 40

3 Warum überhaupt? Overview 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 3 / 40

4 Warum überhaupt? Warum dieser Vortrag? Schamlose Werbung Jörg Faschingbauer Projektannouncement github.com/jfasch/openheating Das Warum Überblick über das Wie Statusbericht Andere Anforderungen als meine? Professionelle Hilfe? 4 / 40

5 Warum überhaupt? Alt: Standardsituation Ölbrenner Ca. 2000l pro Jahr 100% bequem 0% grün Mittlerweile gottseidank 100% teuer Verbraucher Warmwasser 1000l Schichtkombispeicher Heizwasser Raumheizung Radiatoren (1 Kreis) 5 / 40

6 Warum überhaupt? Neu: Zweite Wärmequelle Holz Kaminofen Warmwasserbereitung 14,9 kw Ca e Verbrauch (4 Winter) 1 Dachstuhl Fichte 3 Meter Eiche 2 Meter Buche Bisschen Öl 6 / 40

7 Warum überhaupt? Holz ist unbequem 7 / 40

8 Warum überhaupt? Installation und Steuerung (1) Einige Meter Kupferrohr Dreiwegventil incl. Stellmotor Neue Steuerung um ca. 300 e... die tief im Inneren auch nur für eine Wärmequelle ausgelegt ist Wilde Hacks Bimetallschalter zum Abwürgen des Ölbrenners und Stellen der Weiche Bimetallschalter zum Schalten einer zusätzlichen Pumpe 8 / 40

9 Warum überhaupt? Installation und Steuerung (2) 9 / 40

10 Warum überhaupt? Installation und Steuerung (3) 10 / 40

11 Warum überhaupt? Warum dieses Projekt? (1) Software ist härter als Hardware! Zusätzliche Pumpe nicht notwendig Holzofenkreis bräuchte nicht gemischt werden (Pumpen werden nicht koordiniert) Bimetallschalter sind reine Workarounds um Software, die man nicht ändern kann Das kann ich besser! 11 / 40

12 Warum überhaupt? Warum dieses Projekt? (2) Anforderungen... Koordination der beiden Wärmequellen Beobachten der Holzofentemperatur Stilllegung des Ölbrenners Bedienung des Stellventils Zukunft Displays Web-Interface Wetterbericht / 40

13 Wie? Hardware Overview 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 13 / 40

14 Wie? Hardware Basisinstallation (pure Hardware) 14 / 40

15 Wie? Hardware Schalter 15 / 40

16 Wie? Hardware Thermometer 16 / 40

17 Wie? Hardware Raspberries überall 17 / 40

18 Wie? Hardware Netzwerk 18 / 40

19 Wie? Software Overview 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 19 / 40

20 Wie? Software Die Basis: Source und Sink 20 / 40

21 Wie? Software Pumpen: Transport 21 / 40

22 Wie? Software Öl und Holz kombinieren 22 / 40

23 Schalter Overview 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 23 / 40

24 Schalter General Purpose I/O Linux GPIO Subsystem Genial einfach (Files und Directories in sysfs) Portabel Warum nicht RPi.GPIO? Nicht portabel: an BCM2835 gebunden Root-Rechte notwendig pypi.python.org/pypi/rpi.gpio 24 / 40

25 Schalter GPIO und Schalter (1) 25 / 40

26 Schalter GPIO und Schalter (2) 26 / 40

27 Thermometer Overview 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 27 / 40

28 Thermometer Thermometer: LM73 28 / 40

29 Thermometer Thermometer: LM73/I2C Zweidrahtprotokoll: Inter-Integrated-Circuit Zwei Hostcontroller im BCM2835 Linux Kernel: genial einfaches I2C Subsystem i2c-dev: Userspace Programmierung, direktes Device-Protokoll hwmon: Hardware Monitoring Subsystem Dedizierter Kerneldriver: drivers/hwmon/lm73.c / 40

30 Verteiltes System Overview 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 30 / 40

31 Verteiltes System D-Bus Middleware (GNOME, KDE) Feine Tools qdbus: Commandline-Client dbus-monitor: Sniffer Links... dbus.freedesktop.org/doc/dbus-tutorial.html de.wikipedia.org/wiki/d-bus dbus.freedesktop.org/doc/dbus-python/doc/tutorial.html 31 / 40

32 Verteiltes System Schalter und Thermometer 32 / 40

33 Verteiltes System Entkopplung: Zentrale 33 / 40

34 Verteiltes System Ein paar Anwendungen 34 / 40

35 Verteiltes System LCD Display 35 / 40

36 Verteiltes System Steuerung 36 / 40

37 Schluss Overview 1 Warum überhaupt? 2 Wie? Hardware 3 Wie? Software 4 Schalter 5 Thermometer 6 Verteiltes System 7 Schluss 37 / 40

38 Schluss TODO-Liste Hardware-Watchdog am Raspi Heizkreis Vorlauftemperatur PID-Regler Thermometer: PT1000/ADC Konfiguration: einstellbar statt hardcoded Kernel Packaging Inbetriebnahme Umsteckmöglichkeit (feig!) Testen, Testen, Testen... Holzofen verputzen Display in ein Gehäuse etc. 38 / 40

39 Schluss Danksagung Danke für die Ohren! 39 / 40

40 Schluss Notes 40 / 40