ControlBox โซลูชัน Home Assistant สำหรับระบบทำความร้อนใต้พื้น ระบบไฟส่องสว่าง และเซนเซอร์ 1-Wire

ControlBox จาก DomeCtrl เป็นชุดควบคุม Home Assistant ที่ใช้ Raspberry Pi 5 ออกแบบมาสำหรับระบบทำความร้อนใต้พื้นด้วยน้ำ (Hydronic Radiant Floor Heating: RFH) เป็นหลัก พร้อมรองรับระบบไฟส่องสว่างและอุปกรณ์พลังงานต่าง ๆ เช่น แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบโซลาร์เซลล์ ปั๊มความร้อน ปั๊มน้ำ และวาล์วไฮดรอลิก

ระบบสามารถควบคุมวาล์วความร้อน ปั๊มน้ำแบบ PWM และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับระบบทำความร้อนใต้พื้น รวมถึงอ่านค่าอุณหภูมิจากเซนเซอร์ 1-Wire หลายตัวผ่านสายสัญญาณระยะไกลกว่า 6 เมตร นอกจากนี้ยังมีเอาต์พุตสำหรับ LED Strip จำนวน 32 ช่อง รองรับกำลังไฟรวมสูงสุด 2 kW

สเปคของ ControlBox :

บอร์ดหลัก – บอร์ด SBC Raspberry Pi 5 พร้อม RAM 4GB
หน่วยความจำ – NVMe SSD ความจุ 128GB ติดตั้ง Home Assistant มาให้เรียบร้อย
การเชื่อมต่อแบบมีสาย
- Gigabit Ethernet บนบอร์ด SBC
- บัสสื่อสาร RS485 แบบ half-duplex (5 V)
การเชื่อมต่อไร้สาย
- Wi-Fi 5 และ Bluetooth 5 บนบอร์ด SBC
- W32-ESP01 heade สำหรับควบคุมผ่าน ESPHome
- โมดูลรับ–ส่ง 433 MHz สำหรับสื่อสารกับอุปกรณ์ไร้สาย เช่น สวิตช์ ‘ClickOnClickOff’, รางมู่ลี่, จอภาพ, ประตูโรงรถ และอื่นๆ
อินพุต/เอาต์พุต ผ่านขั้วต่อแบบ terminal block
- 3x เอาต์พุต GPIO แบบแยกวงจรด้วย Optoisolator และ 2x เอาต์พุต PWM
  - แรงดันสูงสุด 24 V DC
  - เลือกตั้งค่าดึงขึ้น (pull-up) เป็น 5 V DC หรือ 12 V DC ได้ผ่าน Jumper หรือแหล่งจ่ายภายนอก
- 3x อินพุต GPIO แบบ Optoisolator
  - แรงดัน 5–24 V DC
  - กระแสสูงสุด 16 mA
- 4x อินพุตไฟเลี้ยงสำหรับ LED
  - แรงดันสูงสุด 24 V DC
  - กระแสสูงสุด 20 A ต่อขา
  - กำลังไฟรวมสูงสุด 2 kW
- 32x เอาต์พุตควบคุม PWM สำหรับ LED Strip
  - แรงดันสูงสุด 24 V DC
  - กระแสสูงสุด 10 A ต่อคอนเนกเตอร์
  - ปรับความถี่ PWM ได้ โดยค่าเริ่มต้นอยู่ที่ 200 Hz
- บัส 1-Wire
  - 2 ช่อง โดยแต่ละช่องมีไดรเวอร์แยกกัน
  - คอนเนกเตอร์แต่ละชุดมี 3x ขา data, 2x ขา 5 V, 3x ขา GND
  - แรงดันสาย Data 5V กระแสสูงสุด 20mA (รองรับ Parasitic Mode)
  - จ่ายไฟผ่านสายได้สูงสุด 500mA / 5V สำหรับทั้งสองช่องพร้อมกัน
  - รองรับเซนเซอร์อุณหภูมิสูงสุด 30 ตัว
ระบบไฟเลี้ยง
- อินพุตไฟบ้าน 100–240 VAC
- 4x เอาต์พุตไฟบ้าน 1.5 A ผ่าน Solid-state Relay
- 16x เอาต์พุต 24 V AC/500 mA ผ่าน Solid-state Relay สำหรับวาล์วของระบบทำความร้อนใต้พื้นและอุปกรณ์ 24 V AC
ระดับการป้องกัน – IP30

ขั้วต่อและจุดเชื่อมต่อต่าง ๆ ของ ControlBox — คอนเนกเตอร์และเฮดเดอร์ ของ ControlBox

บอร์ดหลัก ControlBox พร้อม Raspberry Pi 5 ติดตั้งด้านล่าง — แผงวงจรหลัก ControlBox พร้อม Raspberry Pi 5 ติดตั้งอยู่ด้านล่าง

การรองรับ Home Assistant ช่วยให้ผู้ใช้ควบคุมระบบทำความร้อนได้ละเอียดขึ้น และตั้งเวลาการทำงานเพื่อประหยัดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดย DomeCtrl ระบุว่า การลดอุณหภูมิห้องที่ไม่ได้ใช้งานลง 3°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมงต่อวัน อาจช่วยลดการใช้พลังงานในช่วงฤดูหนาวได้สูงสุด 7%

เอกสารด้านฮาร์ดแวร์และไฟล์ผังวงจร ซึ่งจะเผยแพร่เร็ว ๆ นี้) สามารถดูได้บน GitHub ส่วนการเชื่อมต่อ Home Assistant สำหรับควบคุม LED ผ่าน GPIO PWM และเอาต์พุต 24V AC รวมถึงไฟบ้าน สามารถดูได้จาก ha-pca9685 และ ha-pi4ioe5v9xxxx นอกจากนี้ยังมีเอกสารบางส่วนบนเว็บไซต์ของโครงการ

เอาต์พุต LED และอินพุตไฟเลี้ยงของ ControlBox — เอาต์พุต LED และช่องจ่ายไฟของ ControlBox

ControlBox เปิดระดมทุนผ่านแพลตฟอร์ม Crowd Supply โดยตั้งเป้าระดมทุนไว้ที่ $36,000 (~1.2 ล้านบาท) และเปิดให้สั่งจองในราคา $1,550 (~52,000฿) สำหรับชุด ControlBox ประกอบสำเร็จหนึ่งชุด มีค่าจัดส่งมายังประเทศไทยอีก $18 (~600฿) ขณะนี้ยังไม่มีผู้สนับสนุนโครงการ ซึ่งอาจเป็นผลจากราคาที่ค่อนข้างสูง ความซับซ้อนทางเทคนิคในการติดตั้งและจัดการระบบควบคุมความร้อนใต้พื้นด้วยตนเอง รวมถึงระบบทำความร้อนใต้พื้นยังได้รับความนิยมเฉพาะในบางประเทศเท่านั้น