OT Thing – Das universelle WiFi-OpenTherm Interface

Inspiriert durch die großartigen Projekte OTGW, DIYLESS Open Therm und Laxilef’s OTGateway entstand der Wunsch nach der Eigenentwicklung eines OpenTherm Interfaces mit folgenden Anforderungen:

• Kompaktes günstiges Ein-Leiterplatten-Design in SMD Technik
• Integriertes OpenTherm Master- sowie Slaveinterface
• Einfache Stromversorgung über USB-C Buchse
• Kompaktes Gehäuse
• Anschlußmöglichkeit für 1wire Sensoren, etwa zusätzliche Temperaturfühler etc.
• Anschlußmöglichkeit eines Impulsgebers oder einer Gabellichtschranke zur Erfassung der Kondensatbildung in Brennwertgeräten
• Automatischer Bypass so dass der herkömmliche Betrieb über das Raumthermostat einfach und ohne Änderung der Verkabelung wiederherstellbar ist
• Auswählbare Betriebsarten zur kompletten Steuerung der Therme durch das OT Thing, oder lediglich die Erfassung aller Betriebsdaten und Messwerte
• Ausgabe von Messwerten über MQTT mit automatischer Integration in Home Assistant
• Quelloffene Hardware sowie Firmware um eigene Erweiterungen und Modifikationen zu ermöglichen

Das OT Thing kann durch das integrierte Master- und Slaveinterface in folgenden Betriebsarten verwendet werden:

• Master: Die Therme wird vom OT Thing gesteuert. Über das Webinterface des OT Thing oder über die MQTT Schnittstelle können zahlreiche Betriebsparameter eingestellt und die Messwerte ausgewertet werden
• Gateway: Die Kommandos des angeschlossenen Raumthermostats werden zur angeschlossene Therme weitergeleitet und umgekehrt, so dass alle Messwerte und Einstellungen im Netzwerk zur Verfügung stehen.
• Bypass: Das integrierte Relais verbindet direkt das angeschlossene Raumthermostat mit der angeschlossenen Therme ohne dass in die Kommunikation eingegriffen wird. Bei Wegfall der Stromversorgung des OT Thing wird automatisch der Bypass-Modus aktiviert.

Die Schaltung im Überblick

• Mikrocontroller Espressiv ESP32-C3 mit WiFi und Bluetooth
• USB-C Buchse zur Stromversorgung, Programmierung und Diagnose
• OpenTherm Master- und Slaveinterface
• 24 V Step-Up-Wandler zur Versorgung des Thermostats am OpenTherm-Slave-Anschluss
• Bypassrelais; Therme und Raumthermostat werden bei Ausfall des OT Thing direkt miteinander verbunden
• 4 LEDs zur Statusanzeige
• Reset- und Konfigurationsknopf
• Anschluss für 1wire Sensoren
• Anschluss für digitalen Schalteingang

Schaltplan

Anschlussbelegung CPU

Firmware

Reset/Config Taster für ca. 2 s gedrückt halten, damit wird das OT Thing in den Konfigurationsmodus versetzt. Die Status-LED blinkt nun immer 2x. Mit einem WiFi fähigem Gerät mit dem Access Point OT Thing verbinden, das AP Passwort lautet 12345678. Mit einem Browser zur Adresse http://4.3.2.1 navigieren, um die Konfigurationsoberfläche des OT Thing zu öffnen.

Setup

WiFi

Mit dem scan Button werden alle verfügbaren WiFi Accesspoints gesucht und angezeigt um das OT Thing mit dem eigenen Netzwerk zu verbinden.

OpenTherm

• Master: Das OT Thing steuert eine am Anschluss „Boiler“ angeschlossene Therme. Das OT Slaveinterface (Anschluss „Room-unit“) bleibt inaktiv
• Repeater: OpenTherm Master- und Slaveinterface sind aktiv. Kommandos des Thermostats werden ausgewertet, angezeigt, per MQTT gesendet und an die Therme weitergeleitet (Monitoring). Die empfangenen Antworten der Therme werden umgekehrt ebenfalls ausgewertet und zurück zum Thermostat weitergeleitet. Je nach Einstellung können bestimmte Kommandos vom OT Thing überschrieben werden.
• Bypass: Angeschlossene Therme und Thermostat werden elektrisch direkt miteinander verbunden, in die Kommunikation wird nicht eingegriffen.
• Test: Master- und Slaveemulation. Einem angeschlossenen Raumthermostat und / oder einer angeschlossenen Therme werden Testdaten geschickt. Ebenso können der Master- und Slaveanschluss des OT Thing direkt miteinander verbunden werden (Looptest) um die Open Therm Hardware des OT Thing zu testen.

Außentemperatur

Hier wird ausgewählt aus welcher Quelle das OT Thing die Außentemperatur bezieht, um die Kesseltemperatur mit Hilfe der Heizkurveneinstellungen zu setzen.

Heizkreis 1 / 2

Einstellungen der Heizkurve. Kleine vereinfachte Einstellhilfe:

• Auslegung anhand der vorhandenen Anlage einstellen
• Die folgenden beiden Schritte jeweils bei einer Außentemperatur von ca. -5 °C und ca. 10 °C durchführen
• Alle Heizkörperthermostate ganz (!) aufdrehen oder Thermoastatköpfe entfernen
• Über die beiden Betriebsparameter die Vorlauftemperatur soweit absenken dass der schwierigste Raum noch die eingestellte Temperatur erreicht, dann Marker speichern
• Steilheit und Niveau so einstellen dass die Kurve durch die Marker läuft

MQTT Topics

Auf folgende MQTT Topics reagiert das OT Thing um Betriebsparameter zu setzen. Die Steuerelemente der Homeassistantintegration werden automatisch auf diese Topics konfiguriert und verwenden diese beim Ändern von Einstellungen in Home Assistant.

Modus für die Vorlaufsolltemperatur

otthing/<SHORTMAC>/chMode1/setotthing/<SHORTMAC>/chMode2/set

• auto: Im OT Modus Master wird die Vorlaufsolltemperatur mittels Außentemperatur und Heizkurve berechnet. Im OT Modus Gateway wird die Vorlaufsolltemperatur welche das Raumthermostat sendet verwendet.
• heat: Vorlaufsolltemperatur wird auf den empfangenen Wert aus dem Topic otthing/<SHORTMAC>/chSetTemp1/set bzw. otthing/<SHORTMAC>/chSetTemp2/set gesetzt
• off: Heizkreis ist deaktiviert

Vorlaufsolltemperatur

Wenn die gewünschte Vorlauftemperatur überschrieben oder nicht automatisch berechnet werden soll.

otthing/<SHORTMAC>/chSetTemp1/set
otthing/<SHORTMAC>/chSetTemp2/set

Aktuelle Raumtemperatur

Wird nur benötigt wenn die Raumtemperaturkompensation vrwendet werden soll.

otthing/<SHORTMAC>/roomTemp1/set
otthing/<SHORTMAC>/roomTemp2/set

Raumsolltemperatur

Mit Hilfe der gewünschten Raumtemperatur wird aus den Heizkurvenparametern die erforderliche Vorlauftemperatur berechnet und zur Therme gesendet

otthing/<SHORTMAC>/roomSetpoint1/set
otthing/<SHORTMAC>/roomSetpoint2/set

Außentemperatur

otthing/<SHORTMAC>/outsideTemp/set

Setzen der Außentemperatur aus der das OT Thing entsprechend der Heizkurve die Vorlauftemperatur berechnet und an die Therme schickt.

Brauchwassersolltemperatur

otthing/<SHORTMAC>/dwhSetTemp/set

Setzen der Brauchwassersolltemperatur.

Integration in Home Assistant

Sobald der MQTT Broker im OT Thing konfiguriert ist und Nachrichten von Therme und/oder Thermostat empfangen werden, werden automatisch entsprechende Discoverynachrichten an Home Assistant gesendet so dass alle Sensoren ohne weitere Einrichtung angezeigt werden:

Außentemperatur von Home Assistant zum OT Thing übertragen

Als Quelle für die Außentemperatur welche das OT Thing zur Berechnung der Vorlaufsolltemperatur benötigt kann die Weatherintegration von Home Assistant benutzt werden. Folgende Automation übermittelt zyklisch die Außentemperatur an das OT Thing:

alias: OTThing Außentemperatur
description: ""
trigger:
  - platform: time_pattern
    seconds: /30
condition: []
action:
  - service: mqtt.publish
    metadata: {}
    data:
      qos: "0"
      retain: false
      payload: "{{ state_attr(\"weather.home\", \"temperature\") }}"
      topic: otthing/31F374/outsideTemp/set
    enabled: true
mode: single

Funktion der LEDs

Monitoring mit dem Opentherm Monitor

Das OT Thing leitet alle auf der OpenTherm-Schnittstelle gesendeten und empfangenen Daten auf dem TCP Port 25238 weiter so dass mit dem praktischen Tool Opentherm Monitor von Schelte Bron aus dem otgw Projekt die Daten visualisiert werden können.

Firmwareupdate

Die aktuelle Firmware findet sich hier, und kann über das Webinterface des OT Thing mit einem Browser aktualisiert werden. Achtung: Ein Update von Version 1.x auf 2.x muss zwingend über den USB Anschluss durchgeführt werden. Dazu eignet sich der OT Thing Webflasher.

Shop

Links

OTThing Firmware auf GitHub

Haftungsausschluss

Es wird keinerlei Haftung für Schäden an Personen oder Gegenständen übernommen. Die Installation und der Betrieb des OT Thing erfolgt auf eigene Gefahr und Verantwortung.