De la un termostat simplu la un sistem pe zone
Avem deja publicat în secțiunea Home Automation un proiect cu un termostat controlabil prin internet pentru centrala termică. Acela oferea o funcție de bază: pornire și oprire la anumite temperaturi, cu control pe o singură zonă.
De această dată vom vedea cum putem configura un termostat smart pentru centrala termică cu control pe două sau mai multe zone. Sistemul poate fi controlat atât de pe telefon, printr-o aplicație dedicată, cât și prin intermediul unui ecran tactil montat în locuri accesibile din casă. Toate aceste funcționalități sunt realizate folosind componente de automatizare Shelly, la fel ca în cazul termostatului simplu.
Sunt un mare fan al produselor Shelly. Le folosesc de câțiva ani și s-au dovedit fiabile, bine gândite și în continuă evoluție. Compania lansează frecvent produse noi, oferă o aplicație solidă cu funcționalități complete chiar și în planul gratuit, iar prețurile sunt rezonabile.
Scenariul de automatizare: control pe două zone
Scenariul dorit este să putem controla temperatura ambientală independent pe două zone, de exemplu parterul și etajul casei. Sistemul de încălzire este format dintr-o centrală termică pe gaz, un distribuitor pentru fiecare zonă și o pompă de recirculare dedicată fiecărei zone.
Componente folosite în proiect
- 2x Shelly Wall Display cu senzor de temperatură și umiditate Blu H&T – pentru citirea valorilor de temperatură din fiecare zonă și controlul termostatului aferent.
- 2x RC Snubber – protejează Shelly Pro 4PM de descărcările generate de pompe.
- 1x Shelly Pro 4PM – componenta principală a sistemului, cu patru ieșiri de până la 40 A combinate, utilizate pentru controlul celor două pompe de recirculare.
- Shelly Wall Display Stand – suport dedicat pentru instalarea unuia dintre ecrane, alternativă la montarea în doză.
- Shelly USB Charger – încărcător de 20 W cu ieșiri USB-C și USB-A, util atunci când folosim standul pentru display, permițând alimentarea altor dispozitive.
Conectarea și rolul fiecărei componente
Shelly Pro 4PM – inima sistemului
Această componentă are rolul central, deoarece controlează și alimentează cele două zone de temperatură. Shelly Pro 4PM are patru ieșiri (O), patru intrări de control (S) și borne pentru alimentare (L și N), plus o mufă de rețea. Poate fi conectat atât prin Wi-Fi, cât și prin cablu Ethernet.
Din testele mele, recomand conectarea prin cablu, deoarece semnalul Wi-Fi al dispozitivului este destul de slab, ceea ce poate genera întârzieri în control.
În acest proiect, Shelly Pro 4PM se conectează la rețea prin bornele L și N și folosește două dintre cele patru ieșiri (O1 și O2) pentru alimentarea și controlul celor două pompe. Neutrele pompelor sunt legate direct la rețea.
Intrările de tip switch (S) nu sunt folosite, deoarece vom controla sistemul prin aplicația Shelly, fără conexiuni fizice între componente.
Shelly 1 – controlul centralei termice
Centralele termice sunt de obicei controlate printr-un contact simplu on/off. Din acest motiv, nu pot fi conectate direct la Shelly Pro 4PM, deoarece ieșirile sale transmit tensiune atunci când sunt activate.
Pentru acest rol vom folosi un Shelly 1, care funcționează ca un releu simplu de tip pornit/oprit. Alimentarea se face tot din rețea, iar logica de control se configurează din aplicația Shelly.
RC Snubber – protecție pentru pompe
Conform specificațiilor Shelly Pro 4PM, utilizarea unui RC Snubber este recomandată pentru sarcini inductive, cum ar fi pompele. Cele două RC Snubber trebuie montate cât mai aproape de consumatori, adică de pompe.
Se conectează prin cleme Wago, iar polaritatea nu contează.
Shelly Wall Display – interfață și termostat local
Shelly Wall Display se conectează direct la rețea, fără alimentator separat. Poate fi montat într-o doză standard sau într-un stand dedicat. Conexiunea electrică include doar faza și nulul (L și N).
Ieșirile O și SW nu sunt necesare în acest caz, deoarece folosim doar controlul prin rețea, fără cabluri. Wall Display are integrat și un releu, dar în acest proiect nu este utilizat.
Configurarea software a termostatelor zonale
Configurarea în aplicația Shelly se face în doi pași. Fiecare Wall Display are un termostat software integrat, care se activează din meniul dispozitivului. Acesta poate fi configurat să citească temperatura de la senzorul Blu H&T și să controleze un dispozitiv țintă – în cazul nostru, una dintre ieșirile O1 sau O2 ale Shelly Pro 4PM.
Fiecare dintre cele patru ieșiri ale Shelly Pro 4PM este reprezentată în aplicație ca un dispozitiv independent. Problema este că termostatul permite controlul unui singur dispozitiv țintă, ceea ce înseamnă că nu putem adăuga și Shelly 1 pentru centrala termică în același set de comandă.
Scene logice: controlul centralei în funcție de zone
Pentru a rezolva această limitare, folosim funcția de scene logice din aplicația Shelly. Logica va fi următoarea:
- dacă cel puțin una dintre ieșirile O1 sau O2 este activă, înseamnă că cel puțin un termostat a pornit încălzirea, deci centrala trebuie pornită;
- dacă ambele ieșiri sunt oprite, ambele zone au atins temperatura dorită, deci centrala trebuie oprită;
- pas opțional: verificarea stării centralei înainte de a trimite semnalul de pornire, pentru a evita trimiterea unei comenzi redundante. În practică, dacă releul centralei este deja activ, o nouă comandă nu produce nicio modificare.
Acest mod de control pe două zone poate fi extins la mai multe, prin adăugarea de componente suplimentare și extinderea scenelor logice.
Rezumat conexiuni și logica de funcționare
Pentru o imagine de ansamblu, mai jos sunt prezentate conexiunile principale dintre componentele sistemului și modul în care acestea colaborează în cadrul automatizării.
1. Panoul de comandă – inima sistemului
Shelly Pro 4PM
- Se alimentează direct de la rețea, la bornele L (Fază) și N (Nul).
- Se conectează la rețeaua locală prin cablu Ethernet pentru stabilitate maximă.
- Ieșirea O1 alimentează pompa pentru Zona 1, iar O2 alimentează pompa pentru Zona 2.
- Ieșirile O3, O4 și intrările S1–S4 rămân neutilizate.
Shelly 1
- Se alimentează de la aceeași rețea (L și N).
- Bornele I și O funcționează ca un contact uscat (fără tensiune) și se conectează la bornele de termostat ale centralei termice (TA / T1–T2).
2. Zonele de încălzire
Pompele de recirculare
- Fiecare pompă primește faza de la ieșirea corespunzătoare a Shelly Pro 4PM (O1 sau O2).
- Nulul ambelor pompe se leagă la nulul general al rețelei.
- Ambele pompe se conectează și la împământare (PE), dacă există..
RC Snubber
- Se montează câte unul pentru fiecare pompă, în paralel între fază și nul.
- Este recomandată montarea cât mai aproape de pompă pentru protecție eficientă.
3. Interfața cu utilizatorul și senzorii
Shelly Wall Display (x2)
- Fiecare se montează într-o doză de perete și se alimentează direct de la rețea (L și N).
- Ieșirile O și SW nu sunt utilizate în acest proiect.
- Comunică prin Bluetooth cu senzorul Shelly Blu H&T din aceeași zonă pentru măsurarea temperaturii.
Comunicațiile logice (prin Wi-Fi / Cloud)
- Termostatul software din fiecare Wall Display comandă ieșirea corespunzătoare (O1 / O2) de pe Shelly Pro 4PM.
- Scenele logice din aplicația Shelly controlează Shelly 1:
- Dacă O1 sau O2 sunt active → centrala pornește.
- Dacă O1 și O2 sunt oprite → centrala se oprește.
Recomandări și bune practici din testare
Funcția de termostat a display-urilor Shelly este doar una dintre cele disponibile – dispozitivele pot fi folosite și pentru alte automatizări din locuință.
Toate produsele Shelly sunt compatibile cu ecosistemul open-source Home Assistant, pentru cei care doresc un control unificat al tuturor dispozitivelor smart.
În timpul testelor am observat că Shelly Pro 4PM este mai instabil pe conexiunea Wi-Fi comparativ cu alte produse Shelly. Probabil cablurile de curent din jur atenuează semnalul.
Recomand conectarea prin cablu Ethernet, deoarece în modul Wi-Fi am avut întârzieri de câteva minute la execuția comenzilor, ceea ce făcea sistemul aproape inutilizabil.
După conectarea prin cablu, totul a funcționat instantaneu și conform așteptărilor.
