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Projekt · Steuerungssystem

Solaria: Steuerung komplexer Heizungsanlagen

Ein komplettes System, vom Sensor bis zum Web-Dashboard, zur Steuerung komplexer Heizungsanlagen mit Wärmepumpen, Heizkesseln, Solarthermie und Speichern, auch aus der Ferne und über viele Standorte.

Raspberry PiESP32ESP32-S3RS-485MQTTESP-NOWPHP · Python

Das Projekt

Eine komplexe Heizungsanlage kombiniert mehrere Wärmeerzeuger wie Wärmepumpen, Heizkessel und Solarthermie-Kollektoren mit Speichern, Heizkreisen, Pumpen, Mischventilen und Dutzenden Temperaturfühlern. Damit sie gut läuft, braucht es eine Steuerung, die entscheidet, welche Quelle genutzt wird, wann jede Pumpe läuft und mit welcher Drehzahl, abhängig von Temperaturen, Zeitplänen und Prioritäten.

Mit Solaria haben wir das gesamte System entwickelt: Firmware der Module, Software der Zentrale, Touch-Displays für den Nutzer und ein Webportal für Techniker. Jede Anlage hat ihre eigene Zentrale, und alle Zentralen werden über ein gemeinsames Fern-Dashboard gesteuert.

Kurz gesagt: Hardware, Firmware und Software aus einer Hand, damit jeder Teil zuverlässig mit den anderen kommuniziert, vom Modul im Heizraum bis zum Webportal.

Aufbau des Systems

Solaria ist in mehreren Ebenen aufgebaut. Jede Ebene arbeitet weiter, auch wenn die darüberliegende nicht erreichbar ist: Die Anlage läuft auch ohne Internet.

Fern-DashboardPHP-Webportal: Zentralen, Programme, Live-Status über MQTT auf WebSocket
ZentraleRaspberry Pi mit Apache, PHP und Python-Diensten: führt die Programme aus und koordiniert die Module
Module und DisplaysESP32-Module, ESP32-Light-Zentralen und ESP32-S3-Touch-Displays mit 5 und 7 Zoll
AnlageWärmepumpen, Heizkessel, Solarthermie, Speicher, Pumpen, Mischventile und Fühler

Was das System leistet

  • Zeitprogramme und Bedingungen: Jeder Ausgang folgt Regeln zu Temperaturen, Uhrzeiten, Feiertagen und Prioritäten, mit den Modi EIN, AUS und Timer
  • Drehzahlregelung der Pumpen (PWM und Analogausgang) und Steuerung der Mischventile, mit Berechnung der Vorlauftemperatur
  • Fühler und Mittelwerte: Temperaturmessung, Mittelwerte über einstellbare Zeiträume und benutzerdefinierte Konstanten
  • Touch-Displays in den Räumen, um Temperaturen und Anlagenstatus zu sehen und Einstellungen zu ändern
  • Fern-Dashboard mit der Liste der aktiven Zentralen, den Programmen jedes Moduls und dem Live-Status
  • Alarme per Telegram, wenn ein Wert die Grenzen verlässt
  • Reset-Platine zum Neustart blockierter Geräte vor Ort über MQTT

Installation und Updates

Ein System, das über viele Anlagen verteilt ist, muss sich leicht installieren und ohne Vor-Ort-Termin aktuell halten lassen.

  • Die Zentrale wird mit einem einzigen Befehl auf einem neuen Raspberry Pi installiert und auf dieselbe Weise auf eine neue Version aktualisiert
  • Die ESP32-Module aktualisieren sich über das Netz anhand eines Manifests: Sie laden Firmware und Webseiten nur, wenn es eine neuere Version gibt, und prüfen jede Datei
  • Für die Erstprogrammierung in der Werkstatt nutzen wir unser ST ESP32 Flash Tool
  • Watchdog auf allen Modul-Tasks und ein Service-WLAN-Access-Point für die Konfiguration vor Ort

Eingesetzte Technologien

Raspberry Pi

Apache und PHP für die Seiten, Python-Dienste für Programme, seriellen Bus und MQTT.

Zentrale

ESP32

C++-Firmware unter FreeRTOS: ein Kern für WLAN, Web und MQTT, einer für den RS-485-Bus.

Module

ESP32-S3-Displays

Touch-Displays mit 5 und 7 Zoll und grafischer Oberfläche mit LVGL.

Bedienung

MQTT

Mosquitto-Broker und ein Web-Dashboard, das alle Zentralen live verfolgt.

Fernzugriff

Telegram

Ein Bot, der Anlagenalarme direkt aufs Smartphone schickt.

Meldungen

OTA

Updates von Firmware und Webseiten über das Netz, mit Versionsprüfung.

Wartung

Haben Sie eine Anlage zu steuern?

Wir entwickeln maßgeschneiderte Steuerungssysteme: Elektronik, Firmware der Module, Software der Zentrale und Webportal.