Інтегруємо бойлер в Home Assistant

У цій статті я покажу, як вмикати та вимикати бойлер за розкладом й моніторити його енергоспоживання за допомогою розумного реле та Home Assistant.

Нещодавно поставив двотарифний лічильник. Раніше також придбав Zigbee реле Tyua Tongou to-q-sy2jzt (Ali). В грудні 2023 реле обійшлось в 500 грн.Також є Wi-Fi версія to-q-sy2jwt. Реле підтримує застосунки Tyua та Smart Life, легко інтегрується з Home Assistant через ZHA, Zigbee2MQTT (Zigbee). У статті використовую Home Assistant OS 13.1 (2024.09.1) та бойлер 50 л Ariston PRO1 R 50 V/5 на 1.5 кВт-год.

росія — держава терорист. російський військовий корабель, пішов нах***! Підтримайте збір мого друга з Social Drone на комплектуючі для збірки FPV-дронів.

Економія

Нижче приводжу реальну статистику власної сім’ї з нагрівання бойлера з розумним реле та без нього. Мова йде лише про душ, посуд миє посудомийка.

Іноді бойлер потрібно догрівати, наприклад, коли дружина або я миємо голову. В статистиці з використанням реле воду не догрівали. Обʼєм та температура води були комфортною для двох людей, але коли хтось мив голову, інший мився ледь теплою (літньою) водою. В статистиці без розумного реле душ приймали так само раз на день, але я використовував воду трохи більшої температури.

Варто зазначити, що у кожного буде своє споживання, яке залежить від:об’єму бойлера, температури та часу його нагріву, кількості людей у сім’ї, часу прийняття душу; миття посуду.

Тому перед налаштуванням годин роботи бойлера зберіть статистику та проаналізуйте ваші звички. Можливо вам не підійде робота за розкладом.

Споживання бойлера з використанням розумного реле:

Бойлер гріється лише вночі за ціною нічного тарифу (2,16 грн). В середньому за добу (одне нагрівання) він споживає приблизно 2,50 кВт. Це 2,50 кВт × 2,16 грн = 5,40 грн. За тиждень 17 кВт × 2,16 грн = 37 грн. За місяць 2,50×30 = 75 кВт × 2,16 грн = 162 грн.

Споживання бойлера без використання розумного реле:

Бойлер з двотарифним лічильником без розумного реле більше гріється вдень, ніж вночі. В середньому за добу споживає 3,15 кВт ≈ 11,88 грн. За тиждень приблизно 22 кВт ≈ 83 грн. За місяць 3,15×30 = 94,5 кВт ≈ 356 грн.

Висновок: з двотарифним лічильником без розумного реле місячне споживання більше на 20,63% (94,5 — 75 = 19,5 кВт), а вартість на 54,49% (356 — 162 = 194 грн).

Фактичне споживання за місяць

Фізичний монтаж

⚠️ Увага! Ставте реле лише в парі автоматом, а краще з диференційним автоматом. Хоча заявляється, що реле витримує 63А, не використовуйте його як автомат. Це небезпечно. Якщо не маєте розуміння чи досвіду, як встановити реле, скористайтесь послугами електрика. Я так і зробив.

Підключення в Home Assistant

Підключення в Home Assistant проходить швидко та без проблем. Щоб перевести реле в режим спарення, потрібно затиснути кнопку на корпусі, поки вона не почне миготіти. Після спарення реле можна керувати з Home Assistant. Зʼявляються сенсори живлення, напруги, струму та загального споживання за весь час.

Налаштування панелі «Енергія»

Щоб додати реле до панелі Енергія, оберіть її у бічній панелі, або в Налаштування >> Інформаційні панелі >> Енергія. Натисніть кнопку «додати споживання», у наступному вікні оберіть сенсор загальної спожитої енергії. Він має бути у kWh (кВт-год). Вкажіть статичну вартість. У моєму випадку бойлер працює лише вночі, тому мені підходить статична ціна нічного тарифу — 2,16 грн.

В результаті отримуємо панель зі споживанням та вартістю витраченої електроенергії. З часом можна буде побачити свої витрати за день, тиждень, місяць, рік.

Автоматизація увімкнення та вимкнення бойлера

Щоб бойлер вмикався лише вночі, можна створити автоматизацію. Мій бойлер вмикається о 02:00, очікує 5 годин до 07:00, а потім вимикається.

alias: бойлер
description: ""
trigger:
  - platform: time
	at: "02:00:00"
condition: []
action:
  - type: turn_on
	device_id: 2aa024ab068375c6b3762998dc9499e9
	entity_id: 263b163671dfd5463cbc712641f21b98
	domain: switch
  - delay:
  	hours: 5
  	minutes: 0
  	seconds: 0
  	milliseconds: 0
  - type: turn_off
	device_id: 2aa024ab068375c6b3762998dc9499e9
	entity_id: 263b163671dfd5463cbc712641f21b98
	domain: switch
mode: single

Увімкнення бойлера вночі з перевіркою умов

Але нічні аварійні відключення світла можуть збігтися з часом роботи автоматизації. Рішенням може бути увімкнення бойлера у будь-який час у проміжку між 07:00 та 23:00. За графіками споживання я визначив, що мій бойлер гріється 2 години, тому зменшив час нагріву.

alias: Автоматичне керування бойлером
description: Автоматизація для увімкнення бойлера вночі при перевірці дати
trigger:
  - platform: time_pattern
    hours: /1
    minutes: 0
    seconds: 0
condition:
  - condition: time
    after: "23:00:00"
    before: "07:00:00"
  - condition: state
    entity_id: switch.unknown_switch
    state: "off"
  - condition: template
    value_template: >-
      {{ now().strftime("%x") !=
      (as_timestamp(state_attr("automation.avtomatichne_keruvannia_boilerom",
      "last_triggered")) | timestamp_custom("%x")) }}
action:
  - type: turn_on
    device_id: 2aa024ab068375c6b3762998dc9499e9
    entity_id: 263b163671dfd5463cbc712641f21b98
    domain: switch
  - delay:
      hours: 2
  - type: turn_off
    device_id: 2aa024ab068375c6b3762998dc9499e9
    entity_id: 263b163671dfd5463cbc712641f21b98
    domain: switch
mode: single

Важливо:

• Щоб спрацював шаблон (value_template), спочатку створіть пусту автоматизацію, назвавши її «Автоматичне керування бойлером» та збережіть. Це дозволить використовувати id автоматизації «automation.avtomatichne_keruvannia_boilerom».
• Змініть switch.boiler_switch на назву вашого вимикача.

Ця автоматизація запускається щогодини та виконується при виконанні трьох умов:

1. Якщо час відповідає проміжку з 23:00 по 05:00 (до 05:00, а не до 07:00, бо ще дві години потрібні для нагріву).
2. Якщо реле вимкнене (а не недоступне через вимкнення світла).
3. Якщо ця автоматизація не спрацьовувала сьогодні (це запобігає увімкненню бойлера щогодини).

Якщо усі три умови виконані, бойлер вмикається, гріється дві години та вимикається.

За бажанням можна зменшити час запуску автоматизації до 30 хвилин замість години, гріти бойлер не з 23:00, а з 03:00, точніше вказати час нагріву. До прикладу, за даними сенсора струму (А) я дізнався, що мій бойлер гріється не дві години, а одну годину й 45 хвилин.

Догрівання бойлера

Якщо є потреба догріти бойлер і не забути його вимкнути, можна створити скрипти та розмістити посилання на них в інформаційній панелі.

alias: догрівання 30 хв
sequence:
  - type: turn_on
    device_id: 0dddc52f8cc7061bad6d7cb4123534f3
    entity_id: 3e124a24a15a1ba465b50a39d2d2d5c0
    domain: switch
  - delay:
      hours: 0
      minutes: 30
      seconds: 0
      milliseconds: 0
  - type: turn_off
    device_id: 0dddc52f8cc7061bad6d7cb4123534f3
    entity_id: 3e124a24a15a1ba465b50a39d2d2d5c0
    domain: switch
  - action: notify.notify
    metadata: {}
    data:
      message: 30 хв бойлер нагрівся ♨️
description: ""
icon: mdi:water-boiler

alias: догрівання 1,45
sequence:
  - type: turn_on
    device_id: 0dddc52f8cc7061bad6d7cb4123534f3
    entity_id: 3e124a24a15a1ba465b50a39d2d2d5c0
    domain: switch
  - delay:
      hours: 1
      minutes: 45
      seconds: 0
      milliseconds: 0
  - type: turn_off
    device_id: 0dddc52f8cc7061bad6d7cb4123534f3
    entity_id: 3e124a24a15a1ba465b50a39d2d2d5c0
    domain: switch
  - action: notify.notify
    metadata: {}
    data:
      message: 1,45 бойлер нагрівся ♨️
description: ""
icon: mdi:water-boiler

Сенсори тарифів день-ніч

Щоб створити двозонний лічильник, який окремо рахуватиме день та ніч, потрібно створити помічника. Зробіть це, використовуючи алгоритм:

Налаштування >> Пристрої та сервіси >> вкладка «Помічники» >> кнопка «Створити помічника» >> Лічильник комунальних послуг (Utility Meter).

У вікні що, відкрилось в полі «name» задайте довільну назву. Наприклад, «електроенергія».

Датчик входу (input sensor) — датчик, з якого беруться дані для тарифів день і ніч.

Датчик входу має бути в кВт-год. Якщо значення у ватах — воно не відображатиметься в списку і має бути переведене у кВт-год за допомогою інтегрального датчика. В моєму випадку дані беруться з сенсора «бойлер summation delivered».

Скидання циклу лічильника (meter reset cycle) — період, через який дані лічильників видаляються. Створені лічильники починають з нульового значення, збирають дані споживання з датчика входу певний період (у цьому випадку місяць), після чого зануляються. Видаляються саме дані сенсорів, а не панелі «Енергія». Можна створювати датчики з різним (хвилинним, годинним, денним, тижневим, місячним, річним) циклом скидання, щоб відстежувати споживання за ці періоди.

Справедливо можна запитати, а для чого використовувати цикли скидання, якщо панель «Енергія» показує дані за будь-який період? Наприклад, використовуючи цикли скидання, можна на інформаційній панелі створити картки споживання за годину, день, тиждень, місяць або будь-який інший період.

Зсув скидання лічильника (meter reset offset) стандартно змінюється у днях. Наприклад, скидання циклу щомісяця відбувається першого числа, але можна налаштувати на будь-яке інше. Якщо потрібно налаштувати зсув з меншим кроком, можна використати configuration.yaml.

Підтримувані тарифи (supported tariffs) — назви тарифів. У цьому випадку це день і ніч. Пізніше кожному з них можна задати ціну.

Після збереження створиться лічильник з двома тарифами — «Електроенергія день» і «Електроенергія ніч». Перезавантажте Home Assistant.

Перейдіть до панелі «Енергія» та додайте щойно створені сутності як джерело споживання. Задайте статичну ціну кожній сутності: день — 4,32 та ніч — 2,16. Видаліть інші сутності, якщо такі є. Зауважте, що після налаштування може знадобитися до двох годин перш ніж нові дані надійдуть до панелі «Енергія».

Автоматична зміна тарифів за часом

Актуальний тариф можна перевірити за алгоритмом:
Інструменти для розробників >> Стани >> у рядку пошуку, біля піктограми лупи введіть назву помічника.

У моєму випадку це «Споживання електроенергії». Змінити тариф можна вручну, натиснувши піктограму інформації й обравши інший тариф. Також тут у стовпці атрибутів можна переглянути опції (тарифи — день та ніч).

Проте необхідно, щоб тарифи змінювались автоматично. Для цього можна створити автоматизацію.

Автоматизація доволі проста. Секція «Коли» — фіксований час. Денний тариф розпочинає роботу з 07:00, а нічний о 23:00. Секція «Тоді виконати»:
Обрати «Select» >> обрати сутність >> вписати option.

У моєму випадку це день для денного тарифу та ніч для нічного.

Ось так виглядають обидві автоматизації у YAML-режимі:

alias: денний тариф
description: ""
trigger:
  - platform: time
    at: "07:00:00"
condition: []
action:
  - action: select.select_option
    metadata: {}
    data:
      option: день
    target:
      entity_id: select.spozhivannia_elektroenergii
mode: single

alias: нічний тариф
description: ""
trigger:
  - platform: time
    at: "23:00:00"
condition: []
action:
  - action: select.select_option
    metadata: {}
    data:
      option: ніч
    target:
      entity_id: select.spozhivannia_elektroenergii
mode: single

Порівняння споживання

Щоб порівняти споживання за поточний та попередній період, у панелі «Енергія» є функція порівняння даних. Знайти її можна у верхньому правому кутку панелі. Є змога порівняти день, тиждень, місяць, квартал, рік тощо.

Переваги та недоліки реле Tongou TO-Q-SY2

Висновок

Я задоволений тим, як працює це реле. Воно справно вимірює енергоспоживання, вмикає та вимикає бойлер, а ZigBee-версія чудово інтегрується в Home Assistant.

Tongou та продавці позиціонують цей пристрій як автомат. Це спантеличує, бо в інструкції пристрою вказується, що потрібно використовувати реле лише в парі з автоматом. На мою думку, це має бути написано капсом на сторінці товару. Українські продавці, повідомляйте покупців про це заздалегідь і продавайте реле в парі з автоматом або контактором.

Щодо застосунку Tyua. Основні функції увімкнення та вимкнення, таймеру та виміру споживання працюють чудово. Якщо потрібні якісь специфічні можливості, треба або тестувати їх, або обирати інший пристрій. Оскільки наявність функції в застосунку Tyua не гарантує її реалізацію виробником обладнання.

Іноді виробник створює ряд пристроїв з різними апаратними функціями. А застосунок Tyua може показувати всі можливі опції незалежно від того, чи підтримує конкретний пристрій ці функції.

Як альтернативний пристрій виміру енергоспоживання батькам додому я приглядаю до Shelly EM або реле Shelly Pro в парі з автоматом чи контактором.

Хоча вони дорожчі у декілька разів, проте мають стабільний сигнал Wi-Fi, точні виміри (клас точності B (active energy)). І що найголовніше для мене — якісне програмне забезпечення (мобільний застосунок, вебверсія та розрахунок вартості спожитої енергії за допомогою скриптів). Оскільки не планую ставити батькам Home Assistant.

Поширені питання

Через який час дані лічильника зʼявляються в панелі «Енергія»?

Від години до двох. Хоча лічильники в Home Assistant отримують дані у реальному часі, статистика панелі Енергія є історичною та оновлюється кожні 12 хвилин за проходження години. Наприклад, при налаштуванні панелі о 09:15, Home Assistant зчитає перше значення о 10:12, запише на початок 10 години. О 11:12 зніме друге значення. Від нього відніме перше й отримає споживання за період 10:00-11:00.

Тобто запис статистики може зайняти від однієї години та однієї хвилини до двох годин — залежно від часу першого виміру.

Дві години минули, а даних лічильників на панелі «Енергія» немає. Чому?

Перевірте наступним чином:
Перейдіть в налаштування >> Пристрої та сервіси >> Помічники >> натисніть на датчик електроенергії та перегляньте, чи фіксує денний та нічний лічильник дані.

Якщо фіксує, можливо, в панелі «Енергія» задані неправильні лічильники. Натисніть на піктограму шестерні у верхній частині вікна та у вікні, що відкрилось, скопіюйте id сутності.

Чому панель «Енергія» не має стовпця «вартість»?

Можливо, при налаштуванні тарифу ціна не збереглась. Налаштуйте її повторно:

Перейдіть до панелі «Енергія» >> у верхньому правому кутку натисніть три крапки >> «Конфігурація енергії» >> у розділі споживання електроенергії натисніть на піктограму олівця навпроти лічильника >> у пункті «Використати статичну ціну» задайте ціну.

Чому на панелі «Енергія» відображається повернення до мережі?

Можливо, тариф не перемкнувся, тому рахує споживання енергії як повернення. Причиною може бути неспрацювання або відсутність автоматизації перемикання тарифів. Створіть або перевірте час останнього спрацювання автоматизації.

Якщо у вас виникнуть будь-які питання стосовно статті або налаштування, радо відповім на них у коментарях. А також закиньте по 10 гривень моєму другу з Social Drone на комплектуючі для збірки FPV-дронів ⚙️

Підписуйтеся на Telegram-канал «DOU #tech», щоб не пропустити нові технічні статті