Tävlingsbidrag: Utöka Nibe F750 värmepump med Z-wave interface

Det här tävlingsbidraget kommer från Jonas som är med och tävlingar om en Somfy One.

Under en längre tid har jag varit intresserad av att integrera min Nibe F750 värmepump på ett mer intelligent och användbart sätt i mitt ”smartahem-system”. En hyfsat enkel lösning som uppfyller mina huvudsakliga önskemål är att använda befintliga AUX in- samt ut-gångar på värmepumpen.

Enligt Nibes installatörshandbok skall ingångarna styras av en potentialfri kontaktfunktion.

De funktioner som jag vill åstadkomma är följande:

• Aktivera forcerad ventilation när luftfuktigheten på toaletten överstiger ett visst tröskelvärde vilket kan uppstå vid duschning. För att mäta luftfuktigheten använder jag ”Aeotech Multisensor6”.
• Öka ventilationen baserat på högre CO2 halter i vardagsrum/kök som kan uppstå vid t.ex. släktmiddag. För mätning av CO2 halten använder jag en ”MCO HOME,  Air Quality Monitor CO2” enhet.
• Aktivera ”lyx” läge för varmvatten när solcellerna producerar energi med en viss effekt för att på så vis ta till vara på och ”lagra” energi. Antingen kan man även här använda en ”Aeotech Multisensor6” med UV-värdet som aktiveringssignal alternativt aktuell effekt ut från växelriktarens web-interface i solcellssystemet.
• Indikera larm från värmepumpen till Z-wave kontollern och skicka ut notifiering.

Min första tanke var att använda en ”Fibaros Universal Senor” då den har två potentialfria in- samt ut-gångar och en digital 1-wire ingång. Den kan dessutom matas med 9-30V vilket var perfekt. Efter lite efterforskning insåg jag snabbt att denna ej var särskilt lämplig då det inte går att styra utgångarna utan att dessa är hårt kopplade till ingångarna. Står i Fibaros FAQ att anledningen till detta är att enheten skall kunna integrerats i ett larmsystem där man ej ska kunna manipulera systemet och äventyra säkerheten. Namnet antyder även att den är en input enhet.

Tillbaka vid ritbordet sökte jag för att hitta lämplig lösning för mina krav som är en enhet med:

• 3-5 Potentialfria utgångar.
• 1 Ingång.
• 9-15 V matning.

Efter en del efterforskning blev jag snart intresserad av en Z-UNO, en Arduino med Zwave chip integrerat. Automatiserar.se har tidigare utvärderat denna produkt: Z-Uno – Hemautomationskort med Z-wave stöd!. Det har dock kommit en ny version av Z-UNO’n med något mindre formfaktor, men snarlika IO’s samt prestanda. I mitt fall tänkte jag använda den Z-UNO + 4-5 st mini relä-kort av typen: https://www.electrokit.com/electronic-brick-5v-relay.49416.

På det sk. “ingångskortet” på Nibes värmepumpar F370/F470/F730/ F750 finns det en anslutning med beteckningen X4: 9-12 som är avsett för kommunikation med Nibes SMS 40 enhet. Många andra värmepumpar från Nibe har motsvarande kontakt, se SMS 40 Installatörshandbok för andra 1 värmepumpars SMS 40 anslutning.

http://www.nibe.se/nibedocuments/23341/031502-10.pdf

På denna anslutning finns det “12V+ (12)”, “GND (9)” samt RS485 Modbus anslutningar “A” och “B”. Nibes SMS 40 kommunikationsenhet har en specad förbrukning på 45-80mA varpå jag blev fundersam på om det fanns risk att överbelasta 12V matningen, varpå jag kontaktade NIbe för att få information om max-belastningen på anslutningen. Enligt Nibe kan man plocka ut ca 400mA från anslutningen med de var tydliga med att poängtera att porten endast är avsedd för SMS 40 enheten.

Jag kopplade upp Z-UNO’n på ett experimentkort med fem stycken relät för att ladda på kod samt mäta förbrukning. Koden exponerar en Z-wave sensor samt fem stycken Z-wave binära brytare. Tanken var att sensorn skall indikera larm från värmepumpen och fyra stycken brytare skall aktivera forcerad ventilation i tre steg samt en brytare skall aktivera lyxläget för varmvattenproduktion.

Enklare mätningar av strömförbrukning med en multimeter visade följande resultat:

• Tomgångs-förbrukning: ca 40mA
• 1 relä aktivt: ca 80mA
• 2 relä aktiva: ca 120mA
• 3 relä aktiva: ca 160mA
• 4 relä aktiva: ca 200mA
• 5 relä aktiva: ca 240mA

Mätningarna visar att jag ligger under den maximala belastningen på anslutning X4: 9-12. På grund av platsbrist i värmepumpen använder jag endast fyra reläer. Koden är även strukturerad på ett sätt så att endast ett av relä 1-3 kan vara aktivt då dessa skall styra den forcerade ventilationen. Vet ej hur pumpen prioriterar om man sätter och aktiverar AUX1 till 60% ventilation och samtidigt aktiverar AUX2 som är konfigureras till 70% ventilation. Med detta i åtanke gjorde jag en implementation i Z-UNO’n så att ingång 1 har högre prioritet än ingång 2 om båda skulle vara aktiva samtidig, detta för att inte behöva ha logik som hanterar detta i min Z-wave kontroller. Alltså kommer endast två reläer (ett av relä 1-3 forcerad ventilation och relä 4 för lyx-läge av varmvatten) kunna vara aktiva samtidigt och en förväntad max-förbrukning landar på ca 120mA.

Efter att ha konstruerat en enhet anpassad för montering var det dags att integrera lösningen i värmepumpen. Det är ganska generöst med plats i värmepumpens låda där ingångskortet är monterat, men jag begränsade mig till totalt 4 reläer

Efter ganska enkelt montage med mini-stripes var det dags att konfigurera AUX-ingångarna på värmepumpen. Då den ”vanliga” ventilationen är konfigurerad på 39% valde jag följande konfiguration:

• AUX1: 80% ventilation (högst prio i Z-UNO)
• AUX2: 70% ventilation
• AUX3: 60% ventilation (lägst prio i Z-UNO)
• AUX4: Lyxläge varmvatten

Test av aktivering av ingångarna i filmen nedan:

Logiken för att aktivera ventilationen baserat på sensorvärden blir tämligen enkel ex:

• Om luftfuktigheten i badrummet är 10% högre mot vardagsrummet, aktivera 60% ventilation
• Om luftfuktigheten i badrummet är 15% högre mot vardagsrummet, aktivera 70% ventilation
• Om luftfuktigheten i badrummet är 20% högre mot vardagsrummet, aktivera 80% ventilation
• Om CO2 värdet i vardagsrummet är >1500ppm, aktivera 70% ventilation
• Etc…

Detaljer kring hur logiken för aktivering av ventilation och varmvatten tänker jag utelämna då fokus var på integreringen av en Nibe F750 värmepump i ett Z-wave system. I framtiden har jag funderingar över att läsa sensordata från värmepumpen via RS485, Modbusinterface vilket även Z-UNOn är kapabel till med hjälp av en RS485 sheild, men det är ett annat kapitel (tävling =P).

Tänk på att om du vill genomföra motsvarande integration på din värmepump så tar inte jag, automatiserar.se eller NIBE ansvar för eventuella skador som kan uppstå på ingångskortet/värmepumpen. Om du ändå ger dig på detta så var försiktig och noggrann. Jag gjorde kontrollmätningar både en och två gånger av strömförbrukning, samt eventuella kortslutningar innan jag startade värmepumpen.

Markus

I mer än 10 år har Markus Jakobsson delat med sig av erfarenhet inom smarta hem på bloggen. Markus har testa det mesta och lärt sig massor på vägen, kunskaper och erfarenheter han delat med dig här på bloggen.

Favoriter inom smarta hem just nu:

Xiaomi Mi Flora
Raspberry Pi 5
Homey
Home Assistant
Displayen LYWSD03MMC

Hoppas du uppskattade innehållet och fick nytta kunskapen vi delat med oss på Automatiserar.se.

Stort tack för att du tog dig tid att läsa vårt inlägg.

Med vänliga hälsningar Markus Jakobsson

Allt går att automatisera!

automatiserar.se/om/