Heizungsbooster mit ESPHome

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Beschreibung & Dokumentation

Heizungsbooster mit ESPHome Ein intelligenter Heizungsbooster zur besseren Wärmeverteilung im Raum. Das Gerät steuert einen Lüfter automatisch basierend auf der Temperaturdifferenz zwischen Heizkörper und Raumtemperatur, um die Wärme effizienter im Raum zu verteilen. Übersicht Der Heizungsbooster nu...

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Code-Varianten

Variante:

Haupt-KonfigurationStandard

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configuration.yaml

substitutions:
  # -----------------------
  # Geräte-Identifikation
  # -----------------------
  device_name: shys-heizungsbooster                   # Name des Geräts (z.B. "shys-heizungsbooster")
  device_friendly_name: SHYS Heizungsbooster          # Anzeige-Name des Geräts (z.B. "SHYS Heizungsbooster")  

  # -----------------------
  # Sicherheit & Netzwerk
  # -----------------------
  api_encryption_key: !secret api_encryption_key      # API Encryption Key (z.B. "base64_encrypted_key_hier_eintragen==")
  ota_password: !secret ota_password                  # Passwort für den OTA Update (z.B. "InM2TlqVfJe4")
  ap_ssid: ${device_name}_AP                          # SSID für den Access Point (z.B. "shys-heizungsbooster_AP")
  ap_password: !secret ap_password                    # Passwort für den Access Point (z.B. "InM2TlqVfJe4")

  # -----------------------
  # Lüfter Konfiguration
  # -----------------------
  pin_fan: GPIO12                                     # Pin für Lüfter PWM Steuersignal
  fan_pwm_frequency: 25000 Hz                         # 4-Pol PC-Lüfter: 25000Hz // 3-Pol Lüfter mit Mosfet Schaltung: 1000Hz (bei Problemen 500-3000Hz testen)

  # ---------------------------------
  # Temperatur-Sensor Konfiguration
  # ---------------------------------
  pin_onewire_ds18b20: GPIO13                         # Pin für One-Wire
  ds18b20_address_heizung: "0xd70122113b001828"       # Adresse DS18B20 Heizung (aus ESPHome-Log auslesen)
  ds18b20_address_raum: "0xea0122113698f828"          # Adresse DS18B20 Raumtemp (aus ESPHome-Log auslesen)

  raum_temp_entity: "sensor.raum_temperatur"          # Raum Temperatur-Sensor in Home Assistant (wenn nicht gewünscht, dummy Eintrag stehen lassen!)

  # ----------------------
  # Taster Konfiguration
  # ----------------------
  pin_mode_button: GPIO14                             # Pin für den Mode-Button (z.B. GPIO14)
  pin_set_button: GPIO16                              # Pin für den Set-Button (z.B. GPIO16)

  pin_scl: GPIO5                                      # Pin für den SCL-Pin (z.B. GPIO5)
  pin_sda: GPIO4                                      # Pin für den SDA-Pin (z.B. GPIO4)
  pin_analog_in: ADC                                  # Analoger Eingang für die Messung der Spannung am Lüfter (z.B. ADC1_0)

  # -----------------------
  # Standardwerte (Initial Values)
  # -----------------------
  initial_temp_threshold: "3.0"                       # Temperaturdifferenz zwischen Heizung und Raum, ab der der Lüfter eingeschaltet wird (z.B. 3°C)
  initial_min_heizung_temp: "30.0"                    # Mindesttemperatur der Heizung, unter der der Lüfter ausgeschaltet wird (z.B. 30°C)
  initial_max_heizung_temp: "50.0"                    # Maximale Heizungstemperatur, ab der der Lüfter mit 100% läuft (z.B. 50°C)
  initial_default_raum_temp: "21.0"                   # Fallback-Wert wenn kein Wert von HA oder DS18B20 verfügbar ist
  initial_manual_fan_speed: "50.0"                    # Manuelle Lüftergeschwindigkeit (für MANUAL-Modus)

  # -----------------------
  # Timing
  # -----------------------
  automatik_interval: 10s                             # Intervall für die automatische Steuerung (z.B. 10s)
  sensor_update_interval: 9s                          # Sollte etwas kürzer sein als automatik_interval



  # --------------------------------------------------------------------------------------------
  # --------------------------------------------------------------------------------------------
  # Konfiguration ENDE
  # --------------------------------------------------------------------------------------------
  # --------------------------------------------------------------------------------------------


esphome:
  name: ${device_name}
  friendly_name: ${device_friendly_name}

  comment: Heizungsbooster zur besseren Wärmeverteilung im Raum.
  project:
    name: "smarthomeyourself.heizungsbooster"
    version: "1.0.0"

esp8266:
  board: esp12e

logger:

api:
  encryption:
    key: ${api_encryption_key}

ota:
  - platform: esphome
    password: ${ota_password}

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

  ap:
    ssid: ${ap_ssid}
    password: ${ap_password}

captive_portal:

one_wire:
  - platform: gpio
    pin: ${pin_onewire_ds18b20}

output:
  - platform: esp8266_pwm
    pin: ${pin_fan}
    frequency: ${fan_pwm_frequency}
    id: pwm_output

fan:
  - platform: speed
    output: pwm_output
    name: "Ventilator"
    id: heizung_luefter
    speed_count: 100
    restore_mode: ALWAYS_OFF

sensor:
  # Temperatur-Sensor Heizung (DS18B20 #1)
  - platform: dallas_temp
    name: "Heizkörper Temperatur (DS18B20 #1)"
    update_interval: ${sensor_update_interval}
    address: ${ds18b20_address_heizung}
    accuracy_decimals: 1
    id: heizung_temp

  # Raumtemperatur-Sensor (DS18B20 #2) - Fallback wenn HA keinen Wert liefert
  - platform: dallas_temp
    name: "Raumtemperatur (DS18B20 #2)"
    update_interval: ${sensor_update_interval}
    address: ${ds18b20_address_raum}
    unit_of_measurement: "°C"
    accuracy_decimals: 1    
    id: raum_temp_ds18b20

  # Raumtemperatur-Sensor aus HA
  - platform: homeassistant
    id: ha_raum_temp
    entity_id: ${raum_temp_entity}
    internal: true

  # Template Sensor: Raumtemperatur mit Priorität (HA > DS18B20 > Default)
  - platform: template
    name: "Raumtemperatur (Favorit)"
    id: raum_temp
    update_interval: ${sensor_update_interval}
    accuracy_decimals: 1
    unit_of_measurement: "°C"
    lambda: |-
      // Priorität 1: Home Assistant Sensor
      if (id(ha_raum_temp).has_state()) {
        return id(ha_raum_temp).state;
      }
      // Priorität 2: DS18B20 Raumtemp-Sensor
      if (id(raum_temp_ds18b20).has_state()) {
        return id(raum_temp_ds18b20).state;
      }
      // Priorität 3: Default-Wert
      return id(default_raum_temp).state;

number:
  # Threshold für Temperaturdifferenz (Heizung - Raum) zum Einschalten
  - platform: template
    name: "Temperatur-Schwellwert"
    id: temp_threshold
    min_value: 0.0
    max_value: 10.0
    step: 0.5
    initial_value: ${initial_temp_threshold}
    optimistic: true
    restore_value: true

  # Minimale Heizungstemperatur (unter diesem Wert bleibt Lüfter aus)
  - platform: template
    name: "Minimale Heizungstemperatur"
    id: min_heizung_temp
    min_value: 20.0
    max_value: 40.0
    step: 1.0
    initial_value: ${initial_min_heizung_temp}
    optimistic: true
    restore_value: true

  # Maximale Heizungstemperatur (ab diesem Wert läuft Lüfter mit 100%)
  - platform: template
    name: "Maximale Heizungstemperatur"
    id: max_heizung_temp
    min_value: 40.0
    max_value: 80.0
    step: 1.0
    initial_value: ${initial_max_heizung_temp}
    optimistic: true
    restore_value: true

  # Default-Raumtemperatur (Fallback wenn weder HA noch DS18B20 verfügbar)
  - platform: template
    name: "Standard-Raumtemperatur"
    id: default_raum_temp
    min_value: 15.0
    max_value: 30.0
    step: 0.5
    initial_value: ${initial_default_raum_temp}
    optimistic: true
    restore_value: true

  # Manuelle Lüftergeschwindigkeit (für MANUAL-Modus)
  - platform: template
    name: "Manuelle Lüftergeschwindigkeit"
    id: manual_fan_speed
    min_value: 0.0
    max_value: 100.0
    step: 10.0
    initial_value: ${initial_manual_fan_speed}
    optimistic: true
    restore_value: true
    on_value:
      - script.execute: apply_manual_fan_speed

select:
  # Interner Select für Betriebsmodus
  - platform: template
    id: fan_mode
    name: "Betriebsmodus"
    internal: false
    options:
      - "off"
      - "manual"
      - "auto"
    initial_option: "auto"
    optimistic: true
    restore_value: true
    on_value:
      - lambda: |-
          std::string mode = std::string(x);

          if (mode == "off") {
            // OFF: Lüfter ausschalten
            auto call = id(heizung_luefter).turn_off();
            call.perform();

          } else if (mode == "manual") {
            // MANUAL: Auf manuelle Geschwindigkeit setzen
            id(apply_manual_fan_speed).execute();

          } else if (mode == "auto") {
            // AUTO: Automatik-Logik ausführen
            id(automatik_steuerung).execute();
          }

binary_sensor:
  # Mode-Button: Betriebsmodus wechseln (OFF -> MANUAL -> AUTO -> OFF)
  - platform: gpio
    pin:
      number: ${pin_mode_button}
      mode: INPUT_PULLUP
      inverted: true
    name: "Mode-Button"
    id: mode_button
    on_press:
      - script.execute: switch_mode

  # Set-Button: Geschwindigkeit im Manual-Modus ändern
  - platform: gpio
    pin:
      number: ${pin_set_button}
      inverted: true
    name: "Set-Button"
    id: set_button
    on_press:
      - script.execute: adjust_manual_speed


interval:
  # Automatik-Steuerung
  - interval: ${automatik_interval}
    then:
      - script.execute: automatik_steuerung


script:
  # Lüftergeschwindigkeit vom Number in den Fan übernehmen (nur im MANUAL-Modus)
  - id: apply_manual_fan_speed
    then:
      - lambda: |-
          // Nur im MANUAL-Modus anwenden
          std::string mode = id(fan_mode).state;
          if (mode != "manual") {
            return;
          }
          
          int speed_value = (int)id(manual_fan_speed).state;
          
          if (speed_value < 1) {
            auto call = id(heizung_luefter).turn_off();
            call.perform();

          } else {
            auto call = id(heizung_luefter).turn_on();
            call.set_speed(speed_value);
            call.perform();
          }

  # Betriebsmodus wechseln: off -> manual -> auto -> off
  - id: switch_mode
    then:
      - lambda: |-
          std::string current_mode = id(fan_mode).state;
          std::string new_mode;

          if (current_mode == "off") {
            new_mode = "manual";

          } else if (current_mode == "manual") {
            new_mode = "auto";

          } else {
            new_mode = "off";
          }

          id(fan_mode).publish_state(new_mode);

  # Manuelle Geschwindigkeit in 25% Stufen ändern (0% -> 25% -> 50% -> 75% -> 100% -> 0%)
  - id: adjust_manual_speed
    then:
      - lambda: |-
          // Nur im MANUAL-Modus aktiv
          std::string mode = id(fan_mode).state;
          if (mode != "manual") {
            return;
          }
          
          float current_speed = id(manual_fan_speed).state;
          float new_speed;
          
          if (current_speed < 12.5) {
            new_speed = 25.0;

          } else if (current_speed < 37.5) {
            new_speed = 50.0;

          } else if (current_speed < 62.5) {
            new_speed = 75.0;

          } else if (current_speed < 87.5) {
            new_speed = 100.0;

          } else {
            new_speed = 0.0;
          }
          
          id(manual_fan_speed).publish_state(new_speed);

  # Automatik-Steuerung: Lüfter basierend auf Temperaturdifferenz steuern
  - id: automatik_steuerung
    then:
      - lambda: |-
          // Nur im AUTO-Modus ausführen
          std::string mode = id(fan_mode).state;
          if (mode != "auto") {
            return;
          }
          
          if (!id(heizung_temp).has_state() || !id(raum_temp).has_state()) {
            return; // Warten bis Sensoren Werte haben
          }
          
          float heizung = id(heizung_temp).state;
          float raum = id(raum_temp).state;
          float threshold = id(temp_threshold).state;
          float min_temp = id(min_heizung_temp).state;
          
          // Min-Temperatur Check: Heizung muss mindestens min_temp haben
          if (heizung < min_temp) {
            id(heizung_luefter).turn_off();
            return;
          }
          
          float diff = heizung - raum;
          
          // Hysterese: 1.0°C zum Ausschalten, um Flackern zu vermeiden
          // Zwischen threshold_off und threshold: Zustand beibehalten (Hysterese)
          float threshold_off = threshold - 1.0;
          
          if (diff < threshold_off) {
            // Temperaturdifferenz zu gering -> Lüfter aus
            id(heizung_luefter).turn_off();

          } else if (diff >= threshold) {
            // Temperaturdifferenz ausreichend -> Lüfter an
            // Stufenlose Geschwindigkeitssteuerung: min_temp = 0%, max_temp = 100%
            float max_temp = id(max_heizung_temp).state;
            float speed_percent;

            if (heizung < min_temp) {
              speed_percent = 0.0;

            } else if (heizung >= max_temp) {
              speed_percent = 100.0;
              
            } else {
              // Lineare Interpolation zwischen min_temp und max_temp
              speed_percent = ((heizung - min_temp) / (max_temp - min_temp)) * 100.0;
            }
            
            // Mindestens 25% Geschwindigkeit wenn eingeschaltet
            if (speed_percent < 25.0 && speed_percent > 0.0) {
              speed_percent = 25.0;
            }
            
            int speed_value = (int)speed_percent;
            auto call = id(heizung_luefter).turn_on();
            call.set_speed(speed_value);
            call.perform();
          }