HVAC za korijenski podrum: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ovo je uređaj za praćenje temperature i vlažnosti u dvosobnom hladnom podrumu. Takođe kontroliše dva ventilatora u svakoj prostoriji koji cirkulišu vazduh spolja u svaku prostoriju i komunicira pametnim prekidačem u svakoj prostoriji povezanim sa ultrazvučnim upravljačem. Cilj je kontrolirati temperaturu i vlažnost u prostoriji, idealno za održavanje temperature ispod 5C i vlažnosti oko 90%

Uređaj koristi mikrokontroler ESP8266 za očitavanje senzora temperature i vlažnosti, za pogon ventilatora i za prezentiranje informacija putem lokalne mreže na web stranici.

Ovo uputstvo neće ulaziti u tačne detalje jer:

1. Zaboravio sam slikati dok sam ga gradio, a sada je instaliran u kući klijenta!
2. Vaša situacija će biti drugačija. Ovo je zamišljeno kao referentni dizajn, a ne za točno dupliciranje.

Potrošni materijal:

Dijelovi koje sam koristio su:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrokontroler. Bilo koji ESP8266 će raditi, sve dok ima dovoljno slobodnih digitalnih ulaznih i izlaznih pinova za vaš dizajn. Nije trivijalno otkriti koliko je igala slobodnih, neke su izložene, ali se koriste prilikom pokretanja ili serijskog prijenosa.
• ploča za izradu prototipa
• žice, konektori
• ženska utičnica za glavu za držanje ESP8266 i izradu konektora za senzore
• Senzori temperature i vlažnosti DHT22
• Senzor temperature DS18B20 za vanjsku upotrebu
• dekonstruirani kabel CAT5 za ožičenje senzora
• Otpornici od 690 ohma za ograničavanje struje FET -a
• 10K otpornici za izvlačenje DHT22 podatkovne linije
• 2.2K otpornik za povlačenje podatkovne linije DS18B20
• IRLU024NPBF HEXFET upravljački programi za napajanje
• San Ace 80 48VDC ventilatori
• MeanWell napajanje ventilatora snage 48VDC od 75 W
• kanibalizirani 5v punjač za telefon za napajanje ESP8266 i senzore
• razne diode preko ventilatora za sprječavanje EMF -a (možda televizori P6KE6?)

Ako želite dodatne linkove na bilo koji od ovih, komentirajte i ja ću ih dodati.

Korak 1: Konstrukcija - ožičenje mikrokontrolera i senzora

Kolo je izgrađeno na ploči za izradu prototipa, slijedeći slične tehnike.

1. Postavite komponente na ploču za izradu prototipa kako biste omogućili jednostavno ožičenje u sljedećem koraku. Nisam ostavio dovoljno prostora oko MOSFET upravljačkih programa, a ožičenje se malo zategnulo.
2. Lemite ženske zaglavlje na svoje mjesto, tako što ćete ih spojiti na NodeMCU kao šablon kako biste uklonili nekoliko iglica. Zatim uklonite NodeMCU i dovršite sve igle. Koristio sam samo utičnice na pinovima koje se koriste za napajanje i ulaz/izlaz. To je pomoglo da se osigura da je uređaj svaki put priključen u ispravnoj orijentaciji.
3. Lemite muški konektor na 5VDC napajanje.
4. Lemite odgovarajući ženski konektor na ploču blizu ESP8266 Vin i igala za uzemljenje, a zatim lemite tanku spojnu žicu između konektora 5VDC i mase na odgovarajuće pinove utičnice. Razmislite o postavljanju ovog priključka tako da se nalazi na putu USB priključka NodeMCU -a. Ne želite napajati NodeMCU iz ovog izvora napajanja i USB -a istovremeno. Ako konektor postavite na nezgodno mjesto, bit će vam teže slučajno to učiniti.
5. Lemite 3 -polna muška zaglavlja u blizini igara ESP8266 D1, D2 i D3. Ostavite dovoljno prostora za izvlačne otpornike i svu spojnu žicu.
6. Konstruirajte odgovarajuće konektore iz ženskih zaglavlja za priključke senzora. Koristio sam 4 pina, s jednim uklonjenim pinom kako bi senzori bili zaključani kako bi se mogli nepravilno spojiti. Stavio sam napajanje i masu od 3,3 V na pinove 1 i 4 svakog konektora, a podatke na pin 2. Bilo bi bolje da 3.3V i uzemljenje postavite jedan pored drugog i podatke na pin 4, pa ako je senzor spojen unatrag, ne bi nastala nikakva šteta.
7. Lemiti izvlačne otpornike između 3,3 V i podatkovnih vodova za svaki senzor. DHT22 koristi 10K pullup, a DS18B20 (na 3.3V) voli 2.2K pullup.
8. Spajati žicu za spajanje između uzemljenih igala svakog konektora i na uzemljeni pin NodeMCU utičnice.
9. Spajanje žice za spajanje između pinova od 3,3 V svakog konektora i 3,3 pina NodeMCU -a.
10. Spajanje žice za spajanje sa podatkovnog pina jednog DHT22 konektora na pin D1 utičnice NodeMCU
11. Lemiti priključnu žicu sa podatkovnog pina drugog konektora DHT22 na pin D2 utičnice
12. Spajati žicu za spajanje sa podatkovnog pina konektora DS18B20 na pin D3.
13. Izmjerite od planiranih lokacija za ugradnju senzora do mjesta na kojem će se nalaziti uređaj.
14. Izgradite kabelske svežnjeve odgovarajuće dužine. To činim tako da odvojim duljinu Ethernet kabela CAT 5, stavljajući 3 žice u steznu glavu bušilice i uvijajući ih zajedno. To novom kablu senzora daje određenu mehaničku čvrstoću protiv savijanja i pucanja žice.
15. Lemite senzor na jednom kraju žice, a ženski zaglavlje na drugom. Budite oprezni s dodjelom pinova. Na svaki kraj također stavite neko rasterećenje, na primjer silikonsko brtvljenje, epoksid ili vruće ljepilo. Silikonsko brtvljenje je vjerojatno najbolje - vruće ljepilo zapravo može upiti vlagu, a epoksid može ući u konektor.

Korak 2: Konstrukcija - pogoni ventilatora

Ovaj dizajn koristi ventilatore od 48 volti iz dva razloga:

• bili su dostupni i činilo se da su kvalitetniji / efikasniji od uobičajenih 12V ventilatora na našoj hrpi smeća
• koriste manju struju od ventilatora niskog napona, pa žice mogu biti mršavije

Ventilatori nižeg napona mogu biti bolji izbor u vašem dizajnu.

Ovaj odjeljak ide u dosta detalja o konstruiranju pogonskog kruga pomoću 3 -voltnog digitalnog izlaza iz NodeMCU -a za napajanje 48 -voltnog ventilatora. Osim softvera, ovaj odjeljak je najunikatniji dio uređaja. Možda ćete u početku imati koristi od izgradnje kruga na ploči.

1. Prelaskom na drugu stranu utičnice NodeMCU, odredite lokaciju za dolazni 48V konektor za napajanje. Trebao bi biti u blizini mjesta na kojem će se montirati izvor napajanja i uzemljene šine na ploči za izradu prototipa. Još ne lemite na mesto.
2. Ispitajte gornju shemu da biste razumjeli kako ćete povezati sve ove komponente.
3. Postavite četiri otpornika od 690 ohma blizu pinova D5, D6, D7 i D8. Nemojte ih još spajati.
4. Postavite četiri tranzistora na ploču za izradu prototipa.
5. Postavite četiri stezne diode u ploču za izradu prototipa. Za svaku diodu anodu poravnajte s odvodom tranzistora, a katodu tako da će žica s nje imati jasan put do 48 -voltne šine.
6. Četiri priključka za ventilatore, pozitivni (+) konektor na 48V šinu i negativni (-) na izvor FET-a i diodnu anodu
7. Sada prilagodite sve te lokacije dok sve ne bude dobro postavljeno i bude prostora za pokretanje svih spojnih žica.
8. Lemite prvo od četiri upravljačka kola na svoje mesto. U redu je ako drugi ispadnu dok okrećete ploču. Sljedeći koraci fokusirani su na jedan od pogonskih krugova. Kad postane funkcionalan, možete prijeći na ostale.

9. Pomoću spojne žice ili kabela komponenti zalemite jedan krug pogona ventilatora:

   1. jedan kraj otpornika za ograničavanje struje vrata na pinove D5 čvora MCU
   2. drugi kraj otpornika do vrata FET -a
   3. odvod FET -a na masu
   4. izvor FET -a na anodu diode i negativ konektora ventilatora

10. Pomoću multimetra provjerite veze. Provjerite da svi spojevi imaju nulti otpor, ali posebno provjerite da nema kratkih spojeva:

    1. NE nula otpor između 3 pina FET -a
    2. NEMA nula otpora preko konektora ventilatora od negativnog do pozitivnog i nulti otpor od pozitivnog do negativnog što pokazuje da dioda radi.
    3. Otvorite krug sa svakog FET pina na 48V
11. Dvaput provjerite krug na neki drugi način.
12. Priključite 5V napajanje na ploču za izradu prototipa.
13. Spojite negativ multimetra na masu.
14. Priključite 5V napajanje. Provjerite ima li 5 volti na Vin pinu
15. Priključite napajanje od 48 V i ventilator. Ovi ventilatori imaju određeni moment pri pokretanju, pa ga držite pritisnutim stezaljkom. Može početi kada napajate krug.
16. Privremeno umetnite jedan kraj komada spojne žice u utičnicu za pin D5. Uzemljite iglu umetanjem drugog kraja žice u iglu za uzemljenje. Ako je ventilator radio, trebao bi prestati s radom jer ste isključili FET.
17. Premjestite žicu sa zemlje na VIN. Ventilator bi se trebao pokrenuti.
18. Proslavite svoj uspjeh, isključite napajanje i dovršite i testirajte preostala kola upravljačkog programa ventilatora. Pokreću ih osovine D6, D7 i D8.

Korak 3: Program NodeMCU i početna konfiguracija

1. Preuzmite priložene Sketch datoteke u novi Arduino projekt, kompajlirajte i učitajte u NodeMCU.

   druga datoteka pagehtml.h sadrži javascript u obliku ogromnog niza koji se nalazi u memoriji ESP8266 i poslužitelj je s web stranicom

2. NEMOJTE napajati NodeMCU s ploče. Isključite napajanje 5V s ploče za izradu prototipa.
3. Odspojite 48V s matične ploče.
4. Uključite NodeMCU u utičnicu, spojite USB kabel i bljesnite NodeMCU
5. Otvorite Arduino serijski monitor na 115200 b / h.
6. Pomoću pametnog telefona, prijenosnog računara ili tableta povežite se s RootCellarMon mrežom koja bi se trebala pojaviti jer NodeMCU djeluje kao Wi-Fi pristupna točka. Lozinka je "opensesame". Koristim sjajnu biblioteku IOTWebConf da dozvolim konfiguraciju SSID -a i lozinke vaše mreže.
7. Zatim pomoću web preglednika na svom uređaju idite na http: 192.168.4.1. Trebali biste vidjeti stranicu kao što je prikazano gore, ali s greškama senzora. Kliknite na vezu Konfiguracija pri dnu.

8. Prođite kroz zaslon za konfiguraciju kako biste postavili mrežne parametre SSID i lozinku, a zatim kliknite PRIMJENI. Ponovo se povežite na svoju normalnu Wi-Fi mrežu. Trebali biste vidjeti ovako nešto na Arduino serijskom monitoru:

   Lozinka nije postavljena u konfiguraciji

   Stanje se mijenja iz: 0 u 1 Postavljanje pristupne tačke: RootCellarMon Sa zadanom lozinkom: IP IP adresa: 192.168.4.1 Stanje promijenjeno iz: 0 u 1 Veza na pristupnu tačku. Prekinuto s AP -om. Zahtjev za preusmjeravanje na 192.168.4.1 Traženi argumenti nepostojeće stranice '/favicon.ico' (GET): 0 Tražena je stranica za konfiguraciju. Rendering 'iwcThingName' sa vrijednošću: RootCellarMon Rendering 'iwcApPassword' sa vrijednošću: Rendering 'iwcWifiSsid' sa vrijednošću: vaš SSID Rendering 'iwcWifiPassword' s vrijednošću: Rendering 'iwcApTimeout' sa vrijednošću: 30 Rendering 'tasmota' Rendering 'tasmota' s vrijednošću: Odvajač za iscrtavanje Odvajač za iscrtavanje Obrazac za provjeru valjanosti. Ažuriranje konfiguracije Vrijednost arg 'iwcThingName' je: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Vrijednost arg 'iwcApPassword' je: opensesame iwcApPassword je postavljena Vrijednost arg 'iwcWifiSsid' je 'vaš SSID iSiWi' iSiWi 'iSiWi' iSiWi 'iSiWiW' iSiWi 'iSiWi' iSiWi 'iSiWi' iSiWi 'iSiWi' iSiWi: vaša lozinka za wi-fi iwcWifiPassword je postavljena Vrijednost arg 'iwcApTimeout' je: 30 iwcApTimeout = '30 'Vrijednost arg' tasmota1 'je: tasmota1 =' 'Vrijednost arg' tasmota2 'je: tasmota2 =' 'Čuvanje konfiguracije' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Spremanje konfiguracije' iwcApPassword '= Spremanje konfiguracije' iwcWifiSsid '=' vaš SSID 'Spremanje konfiguracije' iwcWifiPassword '= Spremanje konfiguracije' iwcApTimeout '=' 30 'Spremanje konfiguracije' tasmota1 '=' = '' Konfiguracija je ažurirana. Stanje se mijenja iz: 1 u 3 Povezivanje na [vaš SSID] (lozinka je skrivena) Stanje je promijenjeno iz: 1 u 3 WiFi vezana IP adresa: 192.168.0.155 Stanje se mijenja iz: 3 u 4 Prihvaćanje stanja veze promijenjeno iz: 3 u 4

9. Zabilježite IP adresu dodijeljenu vašem uređaju. Gore je 192.168.0.155.
10. Ponovo povežite svoj laptop/tablet/telefon sa normalnom mrežom ako već nije.
11. Idite na novu adresu uređaja, 192.168.1.155 u mom slučaju. Trebali biste ponovo vidjeti glavnu stranicu.

Korak 4: Povežite sve zajedno

1. Odspojite USB kabel.
2. Priključite napajanje od 5 volti. I osvježite web stranicu. Trebali biste redovno vidjeti otkucaje srca.
3. LED dioda na ESP8266 trebala bi treptati svakih 5 sekundi dok očitava senzore.
4. Povežite senzore i trebali biste početi očitavati. U početku sam imao DHT22 vani, ali mi se učinilo nepouzdanim, pa sam prešao na jednostavniji i bolje zaštićen DS18B20.
5. Ako imate problema s očitanjem, možete isključiti napajanje od 5 V, napajati NodeMCU putem USB -a i učitati primjere skica za svaki senzor kako biste riješili problem. Gotovo uvijek je loša žica.
6. Priključite napajanje od 48 V i ventilatore. Pritisnite tipke za upravljanje ventilatorom.
7. Napravite dva pametna prekidača zasnovana na Tasmoti. Koristio sam prekidače Sonoff Basic. Postoje vodiči o tome kako ih spojiti s Tasmotom na drugom mjestu, uključujući Arendstovu vlastitu stranicu.
8. Pogledajte listu klijenata vašeg usmjerivača i identificirajte IP adrese dodijeljene svakom pametnom prekidaču. Postavite ove adrese kao rezervirane, tako da prekidači uvijek dobivaju istu adresu.
9. Pokušajte izravno kontrolirati pametne prekidače, na primjer

192.168.0.149/cm?cmnd=Power%20ONhttps://192.168.0.149/cm?cmnd=Power%20OFF

• Kliknite na Konfiguriraj pri dnu glavne stranice i postavite adrese pametnih prekidača kao što je prikazano na snimku zaslona iznad. Samo IP adresa, ostatak URL -a ugrađen je u softver koji radi na ESP8266. Za pristup stranici sa konfiguracijom možda će vam trebati user: password od "admin": "opensesame" ili bilo šta u što ste promijenili lozinku.

Korak 5: Instalacija

Postavio sam dijelove uređaja na mali komad šperploče, s poklopcem plastične posude za hranu između šperploče i poklopca. Ovaj aranžman je pričvršćen za zid podruma. Budući da je poklopac malo od zida, tijelo spremnika za hranu može se lako pričvrstiti kako bi se dobila zaštitna futrola. Svi kabeli prolaze kroz fiksni poklopac do ploče.

Senzori i ožičenje ventilatora pričvršćeni su na zidove labavo, budući da se budući radovi planiraju u podrumu - možda ožbukani zidovi i dodatne police.

Korak 6: Sažetak

Ovo je eksperiment, pa ne znamo koji će se dijelovi sistema na kraju pokazati.

Nekoliko prvih napomena o tome kako olakšati uspjeh:

• Navijači su možda nepotrebni. Prirodna konvekcija može biti dovoljna. Usisni i ispušni otvori postavljeni su blizu poda i plafona, tako da se ispušta topli zrak i unosi hladan zrak.
• Prije početka projekta provjerite je li wi-fi u redu u podrumu. U našem slučaju, morali smo instalirati wifi produživač u prostoriju iznad podruma.
• Ako wi-fi nije dobar, možda će biti potreban žični ili drugačiji dizajn radio frekvencije.
• Obojite ploču na koju su montirane komponente ili upotrijebite plastiku ili nešto na što manje utječe vlaga.
• Četiri ventilatora koji rade troše oko 60 vati, napajanje je vjerovatno najmanje 80% efikasno. Dakle, grijanje unutar kućišta je najviše 20% * 60 ili 12 vati. Pregrevanje ne bi trebalo da predstavlja problem, posebno u hladnom podrumu. Ako je vaše kućište nepropusnije za zrak, možda ćete htjeti izbušiti neke ventilacijske rupe.
• Postoje projekti koji dodaju senzore za okoliš pametnim utičnicama zasnovanim na Tasmoti. Jedan od njih mogao bi biti dobra alternativa za ovu aplikaciju.