Розробка автоматизованої системи управління водяним опаленням житлового будинку на основі ESP32

Abstract

Метою роботи є розробка навчальної моделі автоматизованої системи, яка дозволяє імітувати функціонування водяного опалення з урахуванням адаптивного керування. Для реалізації поставленої мети використано мікроконтролер ESP32, сенсор температури DS18B20, OLED-дисплей SSD1306, інтерфейс OneWire, модуль EEPROM, програмне середовище Arduino IDE та інструмент віртуального моделювання Wokwi. Дослідження проведено методом функціонального моделювання алгоритмів. У результаті дослідження створено повнофункціональну програмну модель, яка успішно реалізує автоматичний і ручний режим управління температурою, відображає актуальні параметри на дисплеї та дозволяє виконувати базову взаємодію з користувачем. Було проведено тестування в різних режимах, виявлено ключові закономірності температурної динаміки, підтверджено правильність роботи алгоритму гістерезису, а також зафіксовано стабільність системи в часі. Результати можуть бути використані при вивченні принципів автоматизації та IoT, створенні прототипів енергоефективних систем опалення, а також у навчальному процесі технічних спеціальностей. The aim of the work is to develop an educational model of an automated system that simulates the operation of water heating with adaptive control capabilities. To achieve this goal, the following components and tools were used: ESP32 microcontroller, DS18B20 temperature sensor, SSD1306 OLED display, OneWire interface, EEPROM memory module, Arduino IDE software environment, and the Wokwi virtual simulation platform. The study was conducted using a method of functional algorithm modeling. As a result of the research, a fully functional software model was created, which successfully implements both automatic and manual temperature control modes, displays current parameters on the screen, and allows basic user interaction. The system was tested under various conditions, key temperature dynamics were identified, the correctness of the hysteresis algorithm was confirmed, and the system's stability over time was recorded. The results of this work can be used for studying automation principles, IoT systems, prototyping energy-efficient domestic heating solutions, and as part of the educational process in technical university departments.