Home Assistant - Climate 空調整合 |SUNWAVE 晟瀚科技

各大品牌空調要上Home Assistant，都要針對各品牌協議分別整合，增加整合的難度和日後的維護困難度，我們針對市面上各品牌的VRV/VRF商用空調和RS485 modbus空調轉換器，提出一套完整解決方案，全部品牌統一一種協議，不同品牌用相同的方式整合HA，讓空調整合變得簡單又容易。

以下分享讓您一次學會Node-RED、MQTT sensor、TCP通訊及資料解析、Template Climate、Mushroom card應用，讓您看到HA強大彈性的整合運用。

VRV/VRF商用空調

使用GW-100空調網關對接到VRV/VRF通訊接點。
GW-100支援大金、日立、國際、三菱重工、三菱電機、東芝…..等品牌。
使用TCP-485和GW-100建立透傳連線，RS485端連接到S200-AC集控器(C)。
再使用TCP-485和HA主機建立Modbus-TCP連線，RS485端連接到S200-AC(A)。

RS485 modbus空調轉換器

室內機或外機安裝原廠RS485 Modbus轉換器。
支援大金、日立、國際、得意、旭谷、Honeywell等品牌。
使用S200-AC集控器(RS485C)對接到RS485 Modbus轉換器之RS485端口。
使用TCP-485和HA主機建立Modbus-TCP連線，RS485連接到S200-AC(A) 。

HA主機附加元件安裝

請先安裝下列附加元件，或是選購P9 x86 4核/4GB/32GB SSD工控主機，預載安裝HAOS及附加元件

Node-RED
Mosquitto broker
Studio code server
Terminal & SSH
HACS
HACS/Integrations/Template Climate
HACS/Frontend/Mushroom

HA安裝設定流程簡述

使用VRV/VRF空調系統，此部分的安裝及設定調試權責在空調系統端。
使用非VRV/VRF空調系統，需安裝原廠RS485 Modbus轉換器，此部分的安裝及設定調試權責在空調系統端。
使用VRV/VRF空調系統需要再加裝GW-100空調網關，此部分權責在環控系統端。
上述空調系統安裝就定位後，依前面系統圖對接到S200-AC集控器，負責空調狀態輪詢及控制，當空調狀態變更時，立即主動傳送狀態給HA更新sensor狀態。
HA安裝好上述附加元件，Node-RED TCP-IN負責監聽和解析資料，並傳送MQTT主題給HA Mosquitto broker。
MQTT代理收到主題後，更新各主題sensor狀態。
使用Template Climate控制空調開關、模式、風量、設定溫度、室內溫度。
使用Mushroom Climate卡或其他Climate卡控制空調。

Step1. Node-RED設定說明

在Node-RED 新增Climate流程頁籤
新增網路/tcp in節點
修改類型、連接server port、server主機位址、名稱

新增功能/function節點
修改節點名稱
[Setup]頁籤內將輸出節點修改為“5”
[函數]頁籤內輸入下列範例程式

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// 修改 節點名稱
// 修改 下面if (deviceId , devOut, devIn)
// mqtt_sensor.yaml  加senso entity

let buf = msg.payload;

// 檢查資料長度是否足夠
if (buf.length !== 21) {
    // 資料長度不足，不進行處理
    return null;
}

let deviceId = buf.readUInt8(6);
let command = buf.readUInt8(7);
let devOut = buf.readUInt8(19);
let devIn = buf.readUInt8(20)/8;

// deviceid: S200-AC ID
// devOut: 室外機 ID
// denIn: 室內機 ID
if (deviceId === 20 && command === 0x03 && 
    devOut === 1 && devIn === 0)   {
    let climateData1 = buf.readUInt16BE(9);
    let climateData2 = buf.readUInt16BE(11);
    let climateData3 = buf.readUInt16BE(13);
    let climateData4 = buf.readUInt16BE(15);
    let climateData5 = buf.readUInt16BE(17);

return [
        { payload: climateData1, topic: `fb_climate${devOut}_${devIn}` },          // on/off
        { payload: climateData2, topic: `fb_climate${devOut}_${devIn}_1` },        // mode
        { payload: climateData3, topic: `fb_climate${devOut}_${devIn}_2` },        // fan
        { payload: climateData4, topic: `fb_climate${devOut}_${devIn}_3` },        // set temperture
        { payload: climateData5, topic: `fb_climate${devOut}_${devIn}_4` },        // indoor temperture
    ];
} else {
    return null;
}

return msg;

新增功能/mqtt out節點5個，分別為state、mode、fan、set-temp、current-temp
修改節點mqtt broker服務端的位址和port
修改主題請參考上圖範例，包含空調內外機ID和屬性
Qos設定為1

完成設定後，按下右上角[部署]

step 2:在configuration.yaml 新增mqtt sensor

在configuration.yaml 新增 mqtt sensor，參考下面範例
透過studio Code Server，在config目錄夾新增mqtt_sensor.yaml檔案

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Step 3:mqtt_sensor.yaml 設定說明

在mqtt_sensor.yaml建立mqtt sensor entity，將mqtt主題轉，參考下面範例，再依設備狀況自行添加

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Step 4:climate.yaml 設定說明

透過studio Code Server，在config目錄夾新增climate.yaml檔案
在configuration.yaml 新增 climate: !include climate.yaml
在climate.yaml建立climate entity控制空調，參考下面範例，再依設備狀況自行添加

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# ****************************	
# ******* 空調 S200-AC *******
# ****************************          
#          
# GW-100 VRV/VRF空調網關，支援大金、日立、國際、三菱重工、三菱電機...... 
# RS485 Modbus：支援大金、日立、國際、得意、旭谷.............. 
#
# 外機 GW100 1~4 , 其他品牌 1 ~ 253     
# 內機 GW100 0~15, 其他品牌 0 ~ 31  
# Ex:外機1,內機 0 寫入控制(0x06)
#   電源     = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 1  [$40257]	電源: 0:Off  1:On
#   模式     = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 2  [$40258]	模式: 0:冷氣 1:暖氣 2:除濕 3:送風. 16:Off
#   風量     = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 3  [$40259]	風量: 1:低   2:中   3:	   0:Auto
#   設定溫度  = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 4  [$40260]	設定溫度: 16 ~32
#
# Ex:外機1,內機 0 讀取狀態(0x03) -參考sensor
#   電源     = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 1  [$40257]	電源: 0:Off  1:On
#   模式     = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 2  [$40258]	模式: 0:冷氣 1:暖氣 2:除濕 3:送風	
#   風量     = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 3  [$40259]	風量: 1:低   2:中   3:	   0:Auto
#   設定溫度  = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 4  [$40260]	設定溫度: 16 ~32
#   室內溫度  = 外機ID*256 + 內機ID*8 + 5  [$40261]	室內溫度

# ---------------------------- climate1_0 -------------------------------------  
  - platform: climate_template
    name: climate1_0
    unique_id: climate1_0
    modes:
      - "cool"      # 0
      - "heat"      # 1
      - "dry"       # 2    
      - "fan_only"  # 3
      - "off"       # 4
    min_temp: 17
    max_temp: 32
    icon_template: >
      {% if is_state('climate.climate1_0', 'cool') %}
        mdi:snowflake
      {% elif is_state('climate.climate1_0', 'heat') %}
        mdi:fire
        {% elif is_state('climate.climate1_0', 'dry') %}
      mdi:water-percent
      {% elif is_state('climate.climate1_0', 'fan_only') %}
        mdi:fan
      {% else %}
        mdi:air-conditioner
      {% endif %}

hvac_mode_template: >
      {% if states('sensor.fb_climate1_0_state') | int == 1  %}
        {% if states('sensor.fb_climate1_0_mode') | int == 0  %}
          cool
        {% elif states('sensor.fb_climate1_0_mode') | int == 1 %}
          heat
        {% elif states('sensor.fb_climate1_0_mode') | int == 2 %}
          dry
        {% elif states('sensor.fb_climate1_0_mode') | int == 3 %}
          fan_only
        {% elif states('sensor.fb_climate1_0_mode') | int == 4 %}
          off
        {% endif %}   
      {% else %}
        off
      {% endif %}    
    set_hvac_mode:
    - service: modbus.write_register
      data_template:
        hub: hub202
        address: 257
        slave: 20
        value: >
          {% if hvac_mode == 'cool' %}
            0
          {% elif hvac_mode == 'heat' %}
            1
          {% elif hvac_mode == 'dry' %}
            2
          {% elif hvac_mode == 'fan_only' %}
            3
          {% elif hvac_mode == 'off' %}           
            4
          {% endif %}
            
    fan_mode_template: >
      {% if states('sensor.fb_climate1_0_fan') | int == 1  %}
        low
      {% elif states('sensor.fb_climate1_0_fan') | int == 2 %}
        medium
      {% elif states('sensor.fb_climate1_0_fan') | int == 3 %}
        high
      {% else %}
        auto
      {% endif %} 
    set_fan_mode:
    - service: modbus.write_register
      data_template:
        hub: hub202
        address: 258
        slave: 20
        value: >   
          {% if fan_mode == 'high' %}
            3
          {% elif fan_mode == 'medium' %}
            2
          {% elif fan_mode == 'low' %}
            1
          {% else %}
            0
          {% endif %}

target_temperature_template: "{{ states('sensor.fb_climate1_0_temp') |int }}"   
    set_temperature:
    - service: modbus.write_register
      data_template:
        hub: hub202
        address: 259
        slave: 20
        value: "{{ temperature }}"  
        
    current_temperature_template: "{{ states('sensor.fb_climate1_0_currentTemp') |int }}"

Step 5:檢查並重啟

到開發工具選擇YAML
在開啟並重啟，按[檢查設定內容]
無誤後按下[重啟]
選擇重新啟動Home Assistant

Step 6:使用mushroom theme 新增空調控件

選擇面板後，點選右上角3點，編輯主面板
按下右下角[新增面板]，選擇mushroom climate card
依下圖設定、儲存
進行測試

Home Assistant – Climate 空調整合

VRV/VRF商用空調

RS485 modbus空調轉換器

HA主機附加元件安裝

HA安裝設定流程簡述

Step1. Node-RED設定說明

step 2:在configuration.yaml 新增mqtt sensor

Step 3:mqtt_sensor.yaml 設定說明

Step 4:climate.yaml 設定說明

Step 5:檢查並重啟

Step 6:使用mushroom theme 新增空調控件

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