IoT #1: Die Idee

Kürzlich habe ich unsere Warmwasserzirkulationspumpe repariert bzw. gereinigt. Dabei bin ich auf 2 Themen gestoßen.

Ausgangssituation

Niedrige Vorlauftemperatur
Ich habe festgestellt, dass die Vorlauftemperatur des Trinkwassers auf 40 – 45 °C eingestellt war. Zur Vermeidung von Legionellen wird empfohlen, die Temperatur des Trinkwassers auf min. 55 °C einzustellen.
Dem oben verlinkten Wikipedia-Artikel ist folgende Tabelle entnommen, die die Vermehrungsrate von Legionellen in Abhängigkeit der Temperatur darstellt.

Temperaturbereich Wirkung auf die Vermehrungsrate
bis 20 °Csehr langsame Vermehrung
ab 20 °CVermehrungsrate steigt
30 °C bis 45 °Coptimale Vermehrung
ab 50 °Ckaum noch Vermehrung
ab 55 °Ckeine Vermehrung mehr möglich
ab 60 °CAbtötung der Legionellen

Somit lag die Warmwassertemperatur im optimalen Bereich für die Vermehrung von Leguinellen. 🤦🏼‍♂️ Glücklicherweise hatten wir hier nie Probleme.

Das Thema mit der Vorlauftemperatur war schnell erledigt. Bei der Beobachtung der Temperaturänderung war ich fasziniert von den verschiedenen Wassertemperaturen (Vorlauf, Rücklauf, …) und auch von teilweise stärkeren Schwankungen. Diese Schwankung ist u. a. abhängig vom aktuellen Wasserverbrauch, was bei laufender Waschmaschine zu beobachten war.

Frage: Wie entwickelt sich die Temperatur und liegt diese zuverlässig über 55 °C?

Einstellung der Zeitschaltuhr
Damit die Pumpe nicht ununterbrochen läuft und damit Strom und Energie aufgrund der Wasserabkühlung benötigt, ist eine Zeitschaltuhr integriert. Für Routine-Tätigkeiten, z. B. morgendliches Duschen, kann man die Zeiten so einstellen, dass die Pumpe in dem entsprechenden Zeitraum läuft. Wird Warmwasser jedoch außerhalb dieser Zeiten benötigt, muss man das Wasser so lange laufen lassen, bis es warm wird.

Frage: Wie kann man das effizient lösen?

Das Vorhaben

Ihr fragt euch sicher, was das Ganze nun mit IoT (= Internet of Things = Internet der Dinge) zu tun hat, wie es im Titel steht?

Als Ingenieur und Software-Entwickler kommen einem so manche verrückte Ideen. Zum Einen interessiere ich mich für die Mikrocontroller-Programmierung und zum anderen wollte ich etwas in Richtung IoT oder sogar irgendwann KI (Künstliche Intelligenz) bzw. AI (Artificial Intelligence) und ML (Maschinelles Lernen / Machine Learning) machen. Das liegt sowohl am persönlichen Interesse als auch an der Wirtschaft bzw. Industrie. Diese setzt zunehmend auf die modernen Technologien.

Im vorliegenden Fall bietet es sich doch nahezu an, die verschiedenen Temperaturen zu messen und fortlaufend in einer Cloud zu speichern. Somit kann ich jederzeit vom Smartphone aus diese Daten abrufen. Denkbar sind hierbei die aktuellen Temperaturwerte und deren Historie in Form von Diagrammen. Auch könnte man sich bei einer Unterschreitung der Temperatur per E-Mail benachrichtigen lassen etc.

Mittels eines Optikopplers oder Relais müsste es möglich sein, die Pumpe ein- und auszuschalten. Das Ganze könnte parallel zur Zeitschaltuhr verschaltet sein und eine Ansteuerung des Relais könnte per Smartphone / Browser ferngesteuert werden.
Diese Daten (Temperatur + manuelle Steuerung) könnte man einer KI zur Verfügung stellen, die daraus lernt und die Pumpe selbstständig ein- und ausschaltet. Ich verwende bewusst den Konjunktiv, da ich mir noch nicht ganz sicher bin, ob es funktioniert. Aber die Idee hat was! 😎

Toll an dem Ganzen ist, dass eigentlich nicht viel schiefgehen kann. Eine reine Temperaturmessung ändert am System nichts und im Worst-Case läuft die Pumpe zu lange, gar nicht oder zu ungünstigen Zeiten.

Im ersten Schritt werde ich jedoch versuchen, die Temperaturen zu messen und im Browser darzustellen. In einem weiteren Schritt kann ein Optokoppler oder Relais zur Ansteuerung der Pumpe integriert werden.

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