أعتقد أن كل شخص معاصر تساءل مرة واحدة على الأقل: كم يمكنك أن تدفع ثمن هذه الفواتير من أجل شقة مشتركة؟ أنا هنا - ليس هناك استثناء. الضوء ، الغاز ، التدفئة ، الماء ، الإيجار ، المصعد ، إزالة النفايات الصلبة ، إلخ. إلخ

أحد الأسباب (بعيدًا عن الأخير) عند إنشاء تطبيق BARY هو القدرة على جمع الإحصائيات وتحليل استهلاك الطاقة وتقليله. لقد مرت أوروبا منذ فترة طويلة بنظام الاقتصاد الكلي ، وأعتقد أن هذا المصير لن يتجاوزنا. لذلك ، بالتأكيد لن يكون من الضروري الاستعداد لذلك مسبقًا.

أقترح النظر في الكيفية التي تم بها تحسين تكاليف الطاقة مع BARY: Smart Home.

البدء: تكييف الهواء والتدفئة تحت البلاط

كان التحسين الأول لتكاليف الطاقة هو الترتيب في استخدام التدفئة الأرضية وتكييف الهواء. حتى من دون تحليل مفصل ، كان من الواضح أنهم يستهلكون الكثير.

اليوم ، فقط كسول لم يكتب عن الوقاية من الالتهابات الفيروسية. ولكن ، مع ذلك ، التكرار هو أم التعلم. المفتاح لطقس صحي مضاد للفيروسات في الشقة هو درجة حرارة 18-24 درجة مئوية ، رطوبة 40-60٪ ، بالإضافة إلى التهوية المنتظمة.

لم يتم إيقاف تشغيل مكيف الهواء عمليًا في الصيف. في الشتاء ، حدث الشيء نفسه مع التدفئة تحت البلاط. أثناء غياب الملاك في المنزل ، تم إيقاف تشغيل مكيف الهواء من حين لآخر فقط (لم أكن أرغب في العودة إلى غرفة خانقة) ، ولم تكن الأرضيات الدافئة أبدًا. كانت فواتير هذا الشيء الكوني ببساطة ، وكانت درجة الحرارة بعيدة عن المثالية. كان من المستحيل إلى حد ما إيقاف تشغيل كل شيء يدويًا قبل المغادرة: لم يكن هناك وقت ، ثم تم نسيانه ببساطة.

لا تحتوي معظم مكيفات الهواء المنزلية على مستشعرات درجة حرارة الهواء عن بعد (لدي جهاز واحد فقط) ، أي أنها لا توفر نظام درجة حرارة معين بدقة. ولكن يمكن تشغيلها بواسطة أي مستشعر خارجي عند الوصول إلى عتبة درجة الحرارة العليا وإيقاف تشغيلها - عند الوصول إلى الحد الأدنى. كان هذا أول أتمتة لي.

في الواقع ، يبدو ذلك: يتم تعيين الحد الأدنى إلى 24.0 درجة مئوية والأعلى هو 24.5 درجة مئوية. بمجرد ارتفاع درجة الحرارة في الشقة فوق 24.5 درجة مئوية ، يتم تشغيل مكيف الهواء ويعمل حتى تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 24.0 درجة مئوية. لمنع تشغيل مكيف الهواء وإيقاف تشغيله كل دقيقة ، يتم ضبط الشرط على الحد الأدنى من وقت العمل والراحة. لدي لمدة 10 دقائق. اخترت المعنى تجريبيا. ولكن من الناحية العملية ، كانت درجة الحرارة دائمًا ضمن النطاق المحدد.

في BARY يبدو مثل هذا:

الشكل. قاعدة تشغيل مكيف الهواء

أعتقد أنه من المجدي الخوض في مزيد من التفاصيل حول ما تفعله القاعدة الموضحة في المثال:

لم تتغير حالة مكيف الهواء في الدقائق العشر الأخيرة ؛
وضع الأمان مغلق ؛
مكيف الهواء مغلق ؛
تم تعطيل وضع السكون (يتم استخدام قاعدة مختلفة في الوضع الليلي) ؛
, ( , . , );
( , .. , );
( , ).

منذ تلك اللحظة ، انخفض استهلاك الكهرباء بواسطة مكيف الهواء عدة مرات. لكي لا يعمل مكيف الهواء في حالة الخمول عندما يكون الملاك غائبين ، تم عمل زر افتراضي في BARY ، وحالته كانت موجودة في أتمتة مكيف الهواء ("الأمن" من المثال أعلاه). كان الزر الظاهري نفسه مخصصًا للوضع الليلي ("السكون" من المثال أعلاه) ، والذي تم أخذه أيضًا في الاعتبار في قاعدة التشغيل التلقائي المنفصلة وتشغيل مكيف الهواء في الوضع الأكثر هدوءًا. في البداية ، كان يجب تنشيط هذه الأزرار يدويًا.

تم العثور على حل التشغيل الآلي في شكل نظام Apple البيئي. تم تنفيذ حزمة من أجهزتي مع Homekit ، وتم شراء جهاز Apple TV. بمساعدته ، يمكنك تنفيذ عمل قواعد الأتمتة في Homekit (يمكنك أيضًا استخدام جهاز iPad ، لكن لم يكن لدي واحدًا في ذلك الوقت). في Homekit نفسها ، يتم إنشاء القواعد: آخر شخص يغادر المنزل ؛ أول شخص يعود للمنزل. تم إرفاق الأزرار الافتراضية في BARY بهذه القواعد.

تين. قواعد التسليح / نزع السلاح التلقائي

حتى في البداية ، كنت أحتفظ بالإحصاءات التي عرضت عدد الدقائق التي يعمل فيها مكيف الهواء في الساعة. لسوء الحظ ، تم الآن فقدان الإحصائيات بالفعل ، ولكن تم تقليل وقت تشغيل مكيف الهواء بنسبة ⅔ تقريبًا من الرقم الأصلي.

تحديد المستهلكين الرئيسيين للكهرباء

طرق تحليل المستهلك الرئيسية

من أجل البدء في تكاليف الأمثل، فمن الضروري أن نفهم حيث استخدمت الأوراق ل أكثر من الكهرباء.

هنا ، أعتقد ، قد تكون هناك طرق مختلفة:

نستخدم وحدات خاصة - مرحلات. بالإضافة إلى وظيفتها الرئيسية للتشغيل / الإيقاف ، فإنها تتبع الطاقة التي تستهلكها الأجهزة المتصلة بها ؛
نستخدم عدادات خاصة باستخدام المحولات الحالية ؛
نقيس استهلاك الكهرباء بأنفسنا (على سبيل المثال ، باستخدام مقياس الواط) ونشير إلى متوسط القيمة في BARY (هذه الطريقة غير دقيقة تمامًا ، ولكن سيكون من الممكن أخذ القراءات الإرشادية في الاعتبار).

لجميع الأجهزة ، باستثناء الأرضيات المدفأة ، قمت بتثبيت: مآخذ علوية من Blitzwolf ، وحدات في Shelly 1pm / Aqara Relay Module / Fibaro Double Switch 2. ربما كان هناك شيء آخر ، لا أتذكر الآن.

بالنسبة للتدفئة الأرضية ، أخذت قراءات بناءً على حالة عملهم ومتوسط معدلات الاستهلاك (الطريقة الثالثة فقط ، ليست دقيقة جدًا).

يوجد مجال خاص في إعدادات الجهاز لتحديد استهلاك الطاقة (طاقة المستهلك):

الشكل. ضبط معلمات استهلاك الطاقة للجهاز

تم أخذ إجمالي استهلاك الطاقة من عداد الإدخال باستخدام لوحة Wemos D1 ورسم بسيط:

كود المصدر لهذا الرسم

#include <Wire.h> 
#include <EEPROM.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ArduinoJson.h>

#define WIFI_SSID "****"
#define WIFI_PASS "****"
#define API_URL "http://192.168.1.33/api/post-data"

volatile unsigned int state = 0;
volatile unsigned int kWh = 0;
volatile unsigned int blinked = 0;

int impulse = 3200;
int eeAddress = 0;
unsigned int lastMillis = 0;
int counter = 0;
int blinkMin = 10;
int timeout = 15000;
int PIN = D8;

void setup()
{
  state = impulse;

  EEPROM.begin(512);
  counter = EEPROM.read(eeAddress);
  EEPROM.write(eeAddress, counter + 1);
  EEPROM.commit();

  pinMode(PIN, INPUT_PULLUP); 
  
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN), blink, RISING);

  Serial.begin(115200);
  Serial.println(F(" "));

  connectWiFi();
}

void connectWiFi() 
{
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.println("WiFi: Waiting for connection");
  }
  Serial.println("WiFi: connected");
}

float roundEx(float value, int digits) 
{
  int newValue = value * pow(10, digits);
  return (float) newValue / pow(10, digits);
}

void loop()
{
  if (blinked >= blinkMin && millis() - lastMillis > timeout) {
    float divider = (float) impulse * (millis() - lastMillis) / 1000 / 3600;
    float power = blinked / divider;
    float kWhFloat = kWh + (float) (impulse - state) / impulse;

    Serial.print(F("sec="));
    Serial.print(millis() / 1000);
    Serial.print(F("; time="));
    Serial.print((millis() - lastMillis) / 1000);
    Serial.print(F("; blinkMin="));
    Serial.print(blinked);
    Serial.print(F("; state="));
    Serial.print(state);
    Serial.print(F("; kWh="));
    Serial.print(kWhFloat, 3);
    Serial.print(F("; power="));
    Serial.print(power, 3);
    Serial.println(F(" "));
    blinked = 0;
    lastMillis = millis();

    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
      StaticJsonBuffer<300> JSONbuffer;
      JsonObject& JSONencoder = JSONbuffer.createObject();
      JSONencoder["device"] = "main_counter";
      JSONencoder["function"] = "counter";
      JSONencoder["counter"] = counter;
      JSONencoder["power"] = power;
      JSONencoder["usage"] = kWhFloat;
      char JSONmessageBuffer[300];
      JSONencoder.prettyPrintTo(JSONmessageBuffer, sizeof(JSONmessageBuffer));
      Serial.println(JSONmessageBuffer);

      HTTPClient http;
      http.begin(API_URL);
      http.addHeader("Content-Type", "application/json");
      int httpCode = http.POST(JSONmessageBuffer);
      String payload = http.getString();
      Serial.print(httpCode);
      Serial.print(" ");
      Serial.println(payload);
      http.end();
    } else {
      connectWiFi();
    }
  }
}

void blink()
{
  detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN));
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN), lowInterrupt, FALLING);
  state--;
  if (state == 0 || state > impulse) {
     kWh++;
     state = impulse; 
   }
   blinked++;
}

void lowInterrupt(){
  detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN));
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN),  blink, RISING);
}

أي عداد كهربائي له خرج نبض ، يتكرر بواسطة LED. عندما يومض LED ، يمر النبض. إذا قمت بتوصيل بعض الأجهزة ، مثل Arduino ، بإخراج النبض ، يمكنك حساب عدد النبضات. يرسم الرسم طلب POST مع القراءات الحالية في BARY مرة واحدة كل 15 ثانية (ولكن ليس في كثير من الأحيان حيث يلتقط عددًا كافيًا من النبضات) ... تتم قراءة النبضات على المقاطعات ، ويتم تنفيذ مخطط الربط / الفصل الغريب لقمع ارتداد الاتصال. لم تكن هناك ايجابيات كاذبة.

تحديد وتحليل مستهلكي الكهرباء الآخرين

إذا تم استخدام عداد رئيسي في النظام ، فسيتم عرض مستهلكي الكهرباء الذين ليس لديهم عدادات في إحصائيات غير معروفة:

الشكل. إحصاءات استهلاك الطاقة المفصلة بشكل سيئ

بعد أن حددت العملاء الرئيسيين الواضحين ولعبت بما يكفي مع رسومات البيرة ، أدركت أن هناك عددًا كبيرًا جدًا من المستهلكين في تصنيف "غير معروف". تقرر إطلاق المدفعية الثقيلة: عداد WB-MAP12H متعدد القنوات . جعل من الممكن تحديد أكثر الخطوط "الشرهة" والتمييز بين استهلاك الطاقة بشكل أكبر.

تم تخصيص معظم النفقات لتكييف الهواء (في الصيف) ، والتدفئة الأرضية (في الشتاء) ، والاستراحة (في الشتاء) ، والكمبيوتر والوسائط المتعددة. ونعم ، تبين أن الغلاية ، التي تعمل دائمًا بصخب ونفخ ، هي المستهلك الأكثر شيوعًا تقريبًا.

يمكن الاطلاع على إحصاءات استهلاك الكهرباء حسب الفئة في BARY في

علامة التبويب "الأحداث" - "الإحصائيات" . إحصاءات أكثر تفصيلا عن استهلاك الطاقة.

مريحة للغاية: عندما يتجاوز استهلاك أي من الفئات المتوسط ، يتم تمييز الفئة باللون الأحمر. مثل "تكييف الهواء" في الصورة أعلاه. من خلال ملء هذا الخط ، يمكن للمرء أن يحكم على مقدار الزيادة كنسبة مئوية من المتوسط.

يمكنك أيضًا معرفة ما تتكون إحصائيات فئة معينة منه:

الشكل. إحصائيات مفصلة حسب الجهاز

كيفية تجنب تكرار البيانات

إذا كنت تستخدم مجموعة من الأجهزة لتحليل استهلاك الكهرباء - متر في منفذ + متر إجمالي لكل سطر - سيتم تكرار القراءات. يتيح لك BARY إنشاء تسلسل هرمي بين الوالدين والطفل. يتم تنفيذه بالطريقة التالية: بالنسبة للأجهزة نفسها ، قمنا بتعيين فئة الاستهلاك والعداد الفائق (انظر الشكل "تعيين معلمات استهلاك الطاقة للجهاز").

يلزم وجود عداد عالي المستوى إذا كان عداد واحد يحسب الخط بالكامل ، والثاني يحسب مخرجًا معينًا. عند عرض الإحصائيات ، سيتم طرح قراءات هذا المخرج من قراءات العداد الأعلى ، ولن يتم تكرار البيانات. إذا أخذنا قراءات من عداد المنبع ونقاط محددة ، فسيتم عرض جزء من التكاليف (تكاليف المستهلكين الكهربائيين الذين ينتمون إلى خطوط عداد المنبع ، لكنهم لا يعلقون على المقابس مع عداد مخصص) على أنها غير معروفة في الإحصائيات. (انظر الشكل "إحصاءات منخفضة التفصيل لاستهلاك الطاقة")

التعشيش نفسه غير محدود بأي شكل من الأشكال. على سبيل المثال ، أستخدم مخططًا يصل إلى 4 مرفقات.

والآن ماذا يمكنني أن أفعل؟

لنفترض أننا انتهينا من المجهول ، كيف نبدأ التوفير الآن؟ بالطبع ، سيكون لكل منزل ذكي تفاصيله الخاصة. ولكن فيما يلي بعض إرشادات العمل العامة.

مغادرة المنزل / سيناريوهات العودة إلى المنزل

أوصي بشدة بإعداد سيناريو مغادرة المنزل! يبدو أنها مبتذلة ، لكنها تعمل بشكل جيد للغاية. ندرج في هذا السيناريو تعطيل كل ما هو ممكن. وبالتالي ، يعيد البرنامج النصي للعودة إلى المنزل كل شيء إلى وضع العمل.

تين. قائمة الأجهزة التي يجب إيقاف تشغيلها عند مغادرة المنزل

سيناريو ليلة سعيدة

هل تساءلت يومًا عن مقدار استهلاك جهاز الاستعداد؟ فقط توصيله بمنفذ؟ أنا نعم. للقيادة ، لذا للقيادة =)

على سبيل المثال ، مكيف الهواء ، الذي يترك ببساطة في المخرج ، يستهلك 1.4 واط * ساعة. اتضح 1.4 W * h * 24 ساعة * 30 يومًا = 1 KW * h في الشهر ، ولا تعمل لمدة نصف عام على الأقل.

بالطبع الرقم صغير. ولكن لا يكلفنا شيء لتحسين التكاليف مع نظام المنزل الذكي. وقد يكون هناك أكثر من جهاز واحد وليس خمسة أجهزة "انتظار" في المنزل. أجهزة تلفزيون ووحدات تحكم ألعاب وأجهزة كمبيوتر وأجهزة أخرى. لمزيد من الأجهزة ، والمزيد من الاستهلاك.

تين. قائمة الأجهزة التي سيتم فصلها في وضع السكون

نظام درجة الحرارة

وضعنا نظام درجة الحرارة للتدفئة تحت الأرضية على الحد الأدنى المسموح به. على سبيل المثال ، في الحمام ، يتم ضبط درجة الحرارة على 26 درجة مئوية ، وهي درجة حرارة مقبولة تمامًا ولا يتم استهلاك الكثير من الطاقة في هذا الوضع. إذا تم تجاوز الرطوبة (يقوم شخص ما بالاستحمام) ، فإننا نزيد من درجة الحرارة (أثناء الاستحمام ، عادةً ما يكون للأرضيات وقت للتدفئة بمقدار 2-3 درجات).

في الغرف الأخرى ، نقوم بالإغلاق التلقائي للأرضية الساخنة باستخدام جهاز استشعار الحركة (لماذا تسخين الأرضيات إذا لم يكن هناك أحد في الغرفة؟).

إذا تم استخدام سخانات كهربائية منفصلة ، فإننا أيضًا نربط تشغيلها بمستشعر درجة الحرارة (كما هو الحال مع مكيف الهواء). إذا تم استخدام استراحة من نوع Tion ، فإننا في الصيف نحاول السماح بأقل قدر ممكن من الهواء إلى الغرفة (إنه ساخن وهذا عمل إضافي لمكيف الهواء) ، في فصل الشتاء - نفس الشيء مع الهواء البارد (يسخن الاستراحة نفسه).

دع النور يعبر إلى هناك! ولكن فقط في العمل

إذا كانت الإضاءة في الحمامات وغرف تبديل الملابس وغرف التخزين وغيرها من الغرف المماثلة لا تزال قيد التشغيل وإيقاف التشغيل يدويًا ، فإننا نربطها بجهاز استشعار الحركة. بهذه الطريقة لن تنسى إطفاء الأنوار! حسنًا ، لن تحتاج إلى البحث عن مفتاح في المطبخ بجوار ثلاجة منتصف الليل في الظلام. بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الصعب القيام بذلك - لدى Ali مجموعة من المفاتيح التي تعمل عبر Wi-Fi / Zigbee / 433 MHz ، بما في ذلك تلك التي لا تحتوي على خط صفري.

إذا كنت لا تزال تستخدم المصابيح المتوهجة والهالوجين ومصادر الضوء الأخرى ، فاعلم ما يلي:

في 23 نوفمبر 2009 ، تم إصدار القانون الاتحادي رقم 261-FZ "بشأن توفير الطاقة" ، والذي ينص على حظر المصابيح المتوهجة بسعة 100 واط أو أكثر للإنتاج والبيع اعتبارًا من 1 يناير 2011 ، بسعة 75 واط أو أكثر سيتم إلغاؤها اعتبارًا من 1 يناير 2013.

حان الوقت للتفكير في التحول إلى أكثر اقتصادا - LED وتلك الموفرة للطاقة.

مع نفس التدفق الضوئي 1200Lm ، يستهلك المصباح المتوهج 100 واط ، الفلورسنت / الموفر للطاقة - 25-30 واط ، و LED - حوالي 10 وات. بالإضافة إلى أن عمر مصابيح LED ومصابيح توفير الطاقة أطول بكثير من عمر المصابيح المتوهجة.

كان لدينا مؤخرًا حالة أتمتة تستخدم المصابيح المتوهجة على غرار إديسون. أكثر من 40 مصباح 60 واط لكل منهما. بعد أخذ إحصاءات عن استهلاك الطاقة لمدة شهر واحد ، وجدنا من غير المستغرب أن أكثر من ثلث فاتورة الكهرباء سقطت على هذه المصابيح. تم استبدال جميع المصابيح على الفور بمصابيح مماثلة ، ولكن LED. لقد دفعوا بسرعة كبيرة.

الخاتمة

لمدة 5 سنوات من العمل في منزلك الذكي ، تحسنت العديد من السيناريوهات والأتمتة وخضعت لتغييرات كبيرة. أصبح توفير الطاقة عادة ممتعة. الآن من الصعب أن نتخيل أن التدفئة تحت الأرضية مقلية من الصباح إلى الليل ، ومكيف الهواء يرن باستمرار. الطقس في المنزل مريح ، والمدفوعات للضوء ترضي العين والمحفظة. باري على الحرس لتوفير الموارد!

آمل أنك وجدت هذه المادة مفيدة. إذا كان لديك أمثلة خاصة بك لتحسين تكاليف الكهرباء ، فشارك في التعليقات كيف وكيف قمت بأتمتة. وأيضا انضمام مجموعتنا في VK و البرقيات !

كيفية توفير الطاقة باستخدام BARY: المنزل الذكي