Projekt Fußbodenheizung
Heizungssteuerung mit Linux und Raspberry Pi einrichten
Autor Thomas Eimers kam schon in der Kindheit mit Elektrotechnik in Berührung, der Vater war Rundfunkelektroniker. Beruflich ist Eimers "in einem größeren Umfeld der Softwareentwicklung tätig", beschäftigt sich als begeisterter Bastler in der Freizeit jedoch gern mit der Regel- und Steuerungstechnik. Und er ist, wie er selber sagt, bekennender Opensource-Fan. Hier stellt er sein Projekt einer Fußboden-Heizungssteuerung mit Linux und Raspberry Pi vor.
Die Anforderungen an den Regelkreis sind recht simpel: Der Brenner einer Heizung soll über die Regelung ein- und ausgeschaltet werden. Ob der Brenner ein- oder ausgeschaltet wird, hängt von den beiden Temperatursensoren (Außentemperatur und Temperatur des zurücklaufenden Wassers) ab. Die Pumpe, die im Wasserkreislauf für die Strömung sorgt, soll ebenso über die Regelung gesteuert werden und nur bei Bedarf laufen, was Strom spart.
Die Benutzer-Schnittstelle
Für die Heizungssteuerung wird ein 8 bis 10 Zoll großes Touchscreen verwendet werden. Das UI basiert auf jQuery Mobile, um die Bedienung zu vereinfachen. Die Menüführung weist den folgenden Aufbau auf:
Statistiken
Temperaturverlauf/Verbrauch für diesen Tag
Temperaturverlauf/Verbrauch für diese Woche
Temperaturverlauf/Verbrauch für diesen Monat
Temperaturverlauf/Verbrauch für dieses Jahr
Systemkonfiguration
Sollwertkurve Rücklauf
Pumpenkonfiguration
Nachtabsenkung
Temperaturfühler
Die aktuellen Informationen sind in einer Fußzeile auf jeder Seite abzulesen.
Entscheidung für den Raspberry Pi
Die Heizungssteuerung direkt unter Linux zu implementieren, bietet viele Vorteile, da man auf ein auf ein komplettes Betriebssystem zurückgreifen kann. Zu den Vorzügen gehören der einfache Netzwerkanschluss für Wartung, die Möglichkeit, Datenbanken für Temperaturwerte zu verwenden sowie einen Touchscreen als Interface anzuschließen. Frühere aufwändige Arbeiten wie das Anschließen eines DCF Empfängers (Funkuhr) werden damit unnötig, da hier beispielsweise das NTP des Internets zur Zeitsynchronisierung der Heizungssteuerung herangezogen werden kann.
Die Kosten für einen kompletten PC sind mittlerweile recht gering, besonders wenn es sich um Single-Board-PCs handelt. Der Aufbau mittels Standard-PC-Hardware ermöglicht, die Steuerung noch lange in Betrieb zu halten und auch in 10 Jahren noch auf Ersatzteile zurückgreifen zu können.
Bezug des Quellcodes
Der Quellcode steht unter der GPL-Lizenz, so dass die Steuerung nach Belieben für andere Zwecke angepasst werden kann.
Das Projekt Fußbodenheizungsteuerung ist auf Sourceforge verfügbar
Der komplette Quellcode für die neue Heizungssteuerung kann via SVN heruntergeladen werden
Download eines fertigen Images
Alle nachfolgenden Texte beschreiben die komplette Installation der Heizungssteuerung, die besonders wichtig sind, wenn die Steuerung für andere Zwecke eingesetzt werden soll. Ein fertiges Image der Steuerung als Download liegt alternativ ebenfalls bereit. Dies ist für den schnellen Einstieg oder für Linux- und PHP-Anfänger eine gute Wahl. Das Image ist auf Sourceforge verfügbar. Die Zugangsdaten für den SSH Login des fertigen Images lauten:
Benutzername "pi"
Password "raspheat"
Installation des kompletten Images (4-GByte-Speicherkarte nötig)
# Wichtig! /dev/sdX durch die Laufwerksbezeichnung der angeschlossenen Speicherkarte ersetzen
# (Liste kann mit "cat /proc/partitions" ermittelt werden)
# Der Vorgang dauert einige Minuten und erzeugt erst nach Fertigstellung eine Ausgabe
sudo su -
cat /proc/partitions
bunzip2 -dc dateiname_des_heruntergeladenen_images.img.bz2 | dd bs=1M of=/dev/sdX
Meldungen wie
"dd: »/dev/sdd" wird geschrieben: Auf dem Gerät ist kein Speicherplatz mehr verfügbar"
erfordern den Einsatz einer größeren Speicherkarte. Da nicht alle 4-GByte-Speicherkarten eine einheitliche Speicherkapazität aufweisen, empfiehlt sich die Verwendung einer 8-GByte-Karte.