暖房ネットワーク制御化計画

夕べ東京から安曇野の自宅へ戻った。部屋の温度は5℃だった。まだ11月なのに、やはりこんなに冷えきるのか。

我が家の暖房はパネルヒーター。パネルヒーターは秋の終わりに一度電源を入れると春まで切らない。電源を切ってしまうと部屋が冷えきり、再び暖めるのに燃料を余計に使うからである。外出の時は温度を下げるだけ。パネルヒーター内の水温が下がった時にだけボイラーが稼動する。高断熱の家なので、一度暖まると冷えない構造。

安曇野の冬を快適に過ごす事を重視した我が家だが、8年後に東京に戻ることになることまでは思い付かなかった。帰るのは月に一度程度なので、さすがにパネルヒーターを付けっぱなしにはできない。

夕べは東京から自宅に帰ってから水温を最高の80℃に設定したが、室温が10℃を超えるまで6時間以上かかった。ちなみに一度部屋が暖まると、水温は45〜55℃程度が適温。これでリビングから寝室、トイレ、納戸までほぼ21〜23℃が維持される。真冬でもTシャツで問題なく過ごせる素晴らしい設備。外出時は水温を最低の30℃に下げるが、室温は殆ど下がらない。

暖房設備のコントローラーは水温の設定と起動時間と停止時間は決められるが、残念ながら日付は指定できない。また、外気温や室温のフィードバックも無いので、人が室温を見ながら水温を調節する。

このコントローラーをハックし、外部からネットワークで制御できないか考えてみた。

最近は無線LANを搭載した組み込み型のCPUボードが数万円で買える。Linuxも起動し、ネットワーク機能も標準でサポートされている。このLinuxボードをホストにして、暖房コントローラーを制御できないだろうか。PCベースでも良いのだが、電気料を考えるとやはり組み込みボードだろう。

でも問題になるのはインターフェース。暖房コントローラーはそんな拡張性は全く考慮されてない。どうやって接続するか？　先ずは暖房コントローラーをバラしてみる。

暖房コントローラーの基板が下記の写真。制御用マイコンと水温表示用７セグLED、電源／水温制御タクトスイッチを搭載した簡単な2層基板。回路図が無くても、この程度の回路なら構造は容易に想像できる。電源や水温制御スイッチは、多分プルアップした信号をGPIで監視する構造。通常"H"でスイッチが押されて"L"レベル。これなら外部からオープンドレインでワイヤードOR接続すれば外部からも制御ができる。水温の7セグLEDはそのままGPIで読んでデコードすれば水温の設定値と現在の温度がわかる。多分ダイナミック点灯だろうから、同期させてスキャンさせる回路をPLDかFPGAで開発する必要はあるかもしれない。LinuxボードのCPUにA/Dでも乗っていれば、室温や外気温からのフィードバック制御も可能だ。

WEBブラウザ経由での制御ではグローバルIPが必要になってしまうのでイマイチか。メールで電源や水温調整コマンドを送ると、現在の電源の状態や設定した水温、室温等がリプライされたりしたら結構素敵かも。フェイルセーフの機能は必要だろう。万が一暴走したら電源を強制遮断するような監視回路付けるとか。

安曇野に帰る前日くらいにメールでコマンド発行して電源を入れておけば、快適な温度になる。タイマーと違うから、予定が変わってもOK。いいねぇ…って自画自賛。

さて、問題は時間をどうやって作るか。