HowTo: Node Red - Supervisión de la puerta del frigorífico utilizando el consumo de energía

Durante las últimas semanas he tenido frecuentemente el problema de que la puerta de mi congelador no cerraba correctamente. Esto provocó que al menos una noche la puerta del frigorífico no se cerrara correctamente durante casi siete horas.

Cuando esto me volvió a pasar unos días después, decidí que quería hacer algo al respecto. A mí me bastaría con que me avisaran si vuelvo a dejar la puerta del frigorífico abierta durante demasiado tiempo.

Después de un poco de experimentación, surgió el código NodeRed que se describe a continuación. Con esto (y un enchufe con WiFi que también es capaz de medir la energía utilizada) puedes saber si la puerta del frigorífico está cerrada o abierta en función del consumo de energía del frigorífico.

Para ello, el NodeCode mide continuamente el consumo de energía (a través del enchufe) y detecta cuando es demasiado alto. Este suele ser el caso cuando la puerta del refrigerador se deja abierta durante demasiado tiempo, lo que hace que la temperatura interior aumente y esto a su vez hace que el compresor de refrigeración del refrigerador se encienda con más frecuencia o no se apague en absoluto.

En el siguiente artículo se describen más detalles y lo que debe tener en cuenta al configurar su propio monitoreo de refrigerador.

Instrucciones de seguridad

Sé que las siguientes notas siempre son un poco molestas y parecen innecesarias. Desafortunadamente, muchas personas que sabían "mejor" han perdido ojos, dedos u otras cosas debido a un descuido o se lesionaron. La pérdida de datos es casi insignificante en comparación, pero incluso estos pueden ser realmente molestos. Por lo tanto, tómese cinco minutos para leer las instrucciones de seguridad. Porque incluso el proyecto más genial no vale la pena lesionarse u otros problemas.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

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Requisitos

Artículos útiles:
Para que pueda instalar nuevos nodos, por supuesto, NodeRed ya debería estar instalado.
En los siguientes artículos se describe cómo preparar una RaspberryPi y luego instalar NodeRed en ella.

Los siguientes tres artículos describen lo que se debe hacer para preparar la RaspberryPi:
RaspberryPi: ¡configuración para nerdiys!
RaspberryPi – ¡La primera configuración!
RaspberryPi: controle el RaspberryPi a través de SSH
NodeRed: instalación de NodeRed en RaspberryPi
NodeRed – Instalar nuevos nodos
NodeRed - código de nodo de importación y exportación

Herramienta requerida:
-No-

Material requerido:

En la siguiente lista encontrará todas las piezas que necesita para implementar este artículo.

Instalar los nodos necesarios

En realidad, no se necesitan nodos especiales para este flujo. La mayoría de ellos pertenecen a los nodos estándar de NodeRed. Solo se requiere el nodo del panel para visualizar los datos recopilados. Puedes encontrar más información sobre esto en el artículo. NodeRed: cree una interfaz de usuario con nodos del panel.

La función

En primer lugar: este NodeCode aún no es perfecto, pero funciona de manera bastante confiable en mi refrigerador desde hace algunas semanas.

La función se explica mejor con la ayuda de las siguientes imágenes y una pequeña explicación sobre cómo funciona un refrigerador.

Un refrigerador enfría el aire del interior mediante un compresor de refrigeración. Este compresor de refrigeración se enciende y apaga automáticamente mediante un termostato cuando el aire dentro del refrigerador se calienta demasiado. Esto significa (por ejemplo, en mi frigorífico) que el compresor frigorífico sólo está conectado durante unos 30 minutos por hora. El resto del tiempo la temperatura interior se mantiene gracias al buen aislamiento térmico de un frigorífico. Por supuesto, estos valores pueden parecer diferentes para otros refrigeradores. Por ejemplo, si un frigorífico está mejor aislado, el compresor de refrigeración no tiene que arrancar con tanta frecuencia.

En cualquier caso, podrás aprovechar el tiempo de funcionamiento del compresor frigorífico. Si hace demasiado calor permanentemente en el frigorífico (por ejemplo, debido a una puerta abierta), el compresor frigorífico permanece encendido durante más tiempo. Si la temperatura dentro del frigorífico no disminuye, esto puede incluso provocar que el compresor frigorífico permanezca encendido permanentemente.

Un compresor frigorífico encendido se puede reconocer por el consumo eléctrico del frigorífico. Mi frigorífico (por ejemplo) consume entre 80 y 100 W con el compresor de refrigeración encendido. Dado que sólo está encendido unos 30 minutos por hora, esto corresponde a un consumo de 40 a 50 W por hora.

Quizás ya lo hayas notado: si sabes cuál es el consumo esperado normalmente por hora y de repente te das cuenta de que el consumo actual del refrigerador es mayor, puedes estar bastante seguro de que esto se debe a que un compresor de refrigeración ha estado funcionando durante demasiado tiempo y, por lo tanto, está abierto. La puerta del frigorífico está tumbada.

El problema:

La detección de consumos medios superados es muy lenta.

En la zona marcada en rojo y marcada con un 1 puedes ver el consumo de mi frigorífico con la puerta abierta. Puedes ver que el consumo es casi constante entre 80 y 100W.

También se traza una línea azul ligeramente más oscura en la misma área, que representa el consumo de energía promedio en este período.

Como también puede ver allí, el consumo medio de energía está aumentando. Lamentablemente, muy lentamente. Por lo tanto, una detección fiable sólo sería posible muy tarde o de forma poco fiable.

La solución

Después de algunos experimentos más, encontré una mejor manera de detectar el ciclo de trabajo del compresor de refrigeración. Si analiza el consumo de energía en busca de posibles márgenes, podrá saber con bastante seguridad cuándo está encendido y apagado el compresor frigorífico. Tan pronto como tenga estos dos puntos en el tiempo, también sabrá el tiempo de funcionamiento del compresor de refrigeración.

Ahora puede controlar el tiempo de encendido utilizando un principio similar al que utilizaba antes para controlar el consumo de energía: si el compresor de refrigeración está encendido durante un tiempo significativamente más largo que el tiempo de encendido promedio, puede suponer que esto se debe a que el refrigerador está abierto. puerta.

Este método no detecta una puerta de refrigerador abierta “directamente” sino (en el caso de mi refrigerador) al menos dentro de 30 a 45 minutos. Esto es suficiente para evitar que se descongelen al menos algunos alimentos.

La toma

Para que sea posible medir el consumo de energía de su frigorífico, necesita una toma de corriente o un enchufe adaptador que envíe el consumo de energía actual de su frigorífico a su smartHome. Utilicé un adaptador WiFi con medición de energía, que también actualicé con el firmware Tasmota. El código NodeRed luego recibe sus datos a través de MQTT.

En el artículo se explica en parte cómo se puede flashear un enchufe adaptador con el firmware Tasmota y configurarlo un poco mejor. Tasmota: firmware flash con TuyaConvert descrito.

Pantallas en el tablero

Si importa el NodeCode a continuación a su configuración de NodeRed, las siguientes vistas también se agregarán a su panel.

En esta vista, puede ver un campo de texto en la parte superior en el que se especifica si ya hay suficientes valores medidos para reconocer un valor de consumo anormal basado en el consumo promedio.

En la zona central se muestra el consumo de energía pasado y medio de su frigorífico.

En la zona inferior se pueden ver las fases de encendido del compresor frigorífico, determinadas a partir del consumo de energía. La duración se introduce en segundos. Se ingresan los ciclos de trabajo actuales, anteriores y promedio.

Además de los datos históricos anteriores, también verá los datos a la izquierda.

En la parte superior podrás ver el consumo medio pasado de tu frigorífico

En el medio está el consumo actual de tu frigorífico.

El último ciclo de trabajo determinado de su compresor de refrigeración se muestra en la parte inferior.

Insertar código de nodo

El NodeCode a continuación contiene todo lo que necesita para evaluar el consumo de energía de su refrigerador de acuerdo con el esquema descrito anteriormente y, si es necesario, enviarle una notificación a través de Pushbullet. Cómo puede insertar NodeCode en su configuración de NodeRed está en el artículo NodeRed - código de nodo de importación y exportación descrito.

Para que se le envíe la notificación mediante Pushbullet, debe, por supuesto, configurar el nodo Pushbullet en consecuencia. Puedes encontrar consejos sobre esto en el artículo. NodeRed: envía mensajes pushbullet sobre eventos

Un poco más de información:
El mensaje Pushbullet se activa cuando el ciclo de trabajo actual es 1,8 veces el ciclo de trabajo promedio. Esto significa que el ciclo de trabajo anormal solo se detectará después de que haya expirado 1,8 veces el ciclo de trabajo promedio del compresor de refrigeración de su refrigerador. Con un tiempo de conexión medio de 30 minutos, sólo se le indicará un tiempo de conexión anormal después de 54 minutos.

Por supuesto, también puedes reducir este valor. El único inconveniente es que puede producirse una “falsa alarma”. Si lo desea, pruebe con diferentes valores. Esta detección se implementa en el nodo de función "checkForAbnormalValues".

Puede encontrar el NodeCode en Nerdiy-Git en el siguiente enlace:

https://github.com/Nerdiyde/NodeRedSnippets/blob/master/snippets/fridge_door_monitoring_by_energy_consumption.json

Diviértete con el proyecto.

Espero que todo te haya funcionado como se describe. Si no es así, o si tiene alguna pregunta o sugerencia, hágamelo saber en los comentarios. Si es necesario, lo añadiré al artículo.
Las ideas para nuevos proyectos siempre son bienvenidas. 🙂

PS Muchos de estos proyectos, especialmente los proyectos de hardware, cuestan mucho tiempo y dinero. Por supuesto que hago esto porque lo disfruto, pero si crees que es genial que comparta la información contigo, me encantaría hacer una pequeña donación al fondo del café. 🙂