描述

您有沒有想過您的鍋爐何時以及為什么要運行并為您的家供暖？你想用 Arduino 自動化你的加熱系統嗎？OpenTherm 防護罩專為您設計。它將允許您使用 Arduino 監控和控制您的 OpenTherm 鍋爐。

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可能的 OpenTherm 屏蔽設置

背景

去年，我想將我的燃氣加熱鍋爐與壁爐調節器結合起來。我的 BAXI 鍋爐和恒溫器非常智能，所以我很自然地想擴展鍋爐來控制壁爐。我厭倦了所有那些允許我這樣做的昂貴的官方 BAXI 擴展。

因此，我為自己構建了一個OpenTherm 網關，它允許我攔截恒溫器和鍋爐之間的通信，并放置一個可以點燃鍋爐或使用壁爐熱量的算法——[關于調節器的更多信息]。

由于有很多人想要類似的東西，我決定創建一個模塊——Arduino shield——這將使任何人都可以很容易地控制他們的房子供暖。

盾牌有什么用？

• 使用現有的 OpenTherm 恒溫器創建您自己的基于 Arduino 的鍋爐。最不可能有人會這樣做，但這是可能的。
• 使用防護罩構建您自己的基于 Arduino 的恒溫器，以完全接管您的鍋爐和家庭供暖。非常適合家庭自動化。此應用只需要一個外部 5V 電源。
• 在現有鍋爐和恒溫器之間的管道中放置一個 OpenTherm 防護罩，并創建一個監視器來觀察鍋爐何時以及如何為您的家供暖。您甚至可以攔截通信，例如無線控制加熱。
• OpenTherm 允許擁有一個與鍋爐和恒溫器通信的中間人（網關）設備。這就是我使用屏蔽創建OpenTherm 調節器的方式。

可用數據和命令

• 室內溫度
• 室溫設定點
• 加熱水溫度
• 回水溫度
• 生活熱水溫度*
• 生活熱水壓力*
• 生活熱水流量*
• 室外溫度*
• 鍋爐狀態（運行/未運行/錯誤）
• 調制電平
• 排氣溫度*
• 統計鍋爐運行了多長時間

* 請注意，這些僅在您的鍋爐配備了必要的附件時可用

建造盾牌

電子電路基于使用 PIC 微控制器的OpenTherm 網關項目。我已經為 Arduino 進行了調整，并創建了一個很好的 Arduino UNO 兼容布局。

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OpenTherm 屏蔽示意圖

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您可以使用上述原理圖和Gerber 文件自行創建屏蔽。我正在通過PCBWay制造我的電路板- PCB Prototype the Easy Way。您可以讓他們在一周內創建和運送這些漂亮的藍色美女。藍色阻焊層與基礎綠色同價！我也喜歡他們的客戶服務，沒有什么問題。或者您可以訂購預先包裝好的DIY 套件。

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使用防護罩創建恒溫器

第一個示例將向您展示如何使用防護罩創建您自己的自定義恒溫器。你需要什么：

• OpenTherm 鍋爐
• Arduino UNO、WeMos D1 或任何 Arduino UNO 兼容板。該板的唯一要求是支持引腳 2 和 3 上的引腳中斷。
• 5V電源。在此設置中不需要 24V 電源，因為只有在與恒溫器通信時才需要它。

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OpenTherm 護罩作為恒溫器

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如上圖所示將您的鍋爐與 Arduino OpenTherm 屏蔽連接，將屏蔽連接到您的 Arduino 上，您就可以開始編程了。Arduino OpenTherm IO 庫包含以下示例，向您展示如何與鍋爐進行通信。

void loop() {
 if (OPENTHERM::isIdle()) {
   message.type = OT_MSGTYPE_READ_DATA;
   message.id = OT_MSGID_SLAVE_CONFIG;
   message.valueHB = 0;
   message.valueLB = 0;
   Serial.print("-> "); 
   OPENTHERM::printToSerial(message); 
   Serial.println();
   OPENTHERM::send(BOILER_OUT, message); // send message to boiler
 }
 else if (OPENTHERM::isSent()) {
   OPENTHERM::listen(BOILER_IN, 800); // wait for boiler to respond
 }
 else if (OPENTHERM::getMessage(message)) { // boiler responded
   OPENTHERM::stop();
   Serial.print("<- ");
   OPENTHERM::printToSerial(message);
   Serial.println();
   Serial.println();
   delay(100); // minimal delay before next communication
 }
 else if (OPENTHERM::isError()) {
   OPENTHERM::stop();
   Serial.println("<- Timeout");
   Serial.println();
 }
}

首先，使用OPENTHERM::isIdle檢查是否沒有掛起的命令。如果沒有，您可以發送下一個。在此示例中，您請求從屬配置標志。如果命令成功發送，您必須開始使用OPENTHERM::listen調用監聽來自鍋爐的回復。方法OPENTHERM::getMessage只要有來自從站的待處理回復，并且如果出現問題或發生超時，方法OPENTHERM::isError 就會返回 true。該庫包含 OpenTherm 消息結構，其中包含來自協議的解碼數據，因此您根本不需要關心格式。簽出源代碼這是有據可查的。所有類型的消息都列在常量中，或者您可以查看OpenTherm 文檔。

struct OpenthermData {
 byte type;
 byte id;
 byte valueHB;
 byte valueLB;
  
 float f88();
 void f88(float value);
  
 uint16_t u16();
 void u16(uint16_t value);
  
 int16_t s16();
 void s16(int16_t value);
}

使用屏蔽創建監視器、網關或調節器

第二個示例將向您展示如何將中間人設備連接到 OpenTherm 總線以監控鍋爐和恒溫器或攔截它們的通信。你需要什么：

• OpenTherm 恒溫器
• 24V 500mA 電源

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OpenTherm shield 作為網關/調節器

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如上圖所示，將屏蔽連接到鍋爐和恒溫器之間的總線。您可以看到它中斷了這兩個設備之間的總線。現在您的通信中斷了，除非您將網關軟件上傳到您的 Arduino 中，該軟件會將命令和回復從恒溫器轉發到鍋爐，反之亦然。在Arduino OpenTherm IO 庫中再次有一個很好的例子。

void loop() {
 if (mode == MODE_LISTEN_MASTER) {
   if (OPENTHERM::isSent() || OPENTHERM::isIdle() || OPENTHERM::isError()) {
     OPENTHERM::listen(THERMOSTAT_IN);
   }
   else if (OPENTHERM::getMessage(message)) {
     Serial.print("-> ");
     OPENTHERM::printToSerial(message);
     Serial.println();
     OPENTHERM::send(BOILER_OUT, message); // forward message to boiler
     mode = MODE_LISTEN_SLAVE;
   }
 }
 else if (mode == MODE_LISTEN_SLAVE) {
   if (OPENTHERM::isSent()) {
     OPENTHERM::listen(BOILER_IN, 800); // reply need to be send back in 800ms
   }
   else if (OPENTHERM::getMessage(message)) {
     Serial.print("<- ");
     OPENTHERM::printToSerial(message);
     Serial.println();
     Serial.println();
     OPENTHERM::send(THERMOSTAT_OUT, message); // send message back to thermostat
     mode = MODE_LISTEN_MASTER;
   }
   else if (OPENTHERM::isError()) {
     mode = MODE_LISTEN_MASTER;
     Serial.println("<- Timeout");
     Serial.println();
   }
 }
}

網關只是開始監聽恒溫器命令。如果檢測到請求，它將對其進行解析并將其轉發給鍋爐。網關現在將開始監聽鍋爐回復。如果在 800 毫秒內收到回復，網關會將回復轉發回恒溫器。恒溫器和鍋爐都不會知道它們之間有什么額外的東西。正如您所看到的，有足夠的空間來編寫您自己的代碼，這些代碼可以捕獲消息并從中讀取有用的信息（狀態、溫度、壓力、統計數據……）。您甚至可以覆蓋或丟棄您不喜歡的請求或回復。

如您所見，與您的智能供暖系統進行通信并使其更加智能非常容易。在下一篇文章中，我將在我的OpenTherm 調節器中向您展示該硬件的更多實際用法。