Arduino HVAC servo termostat/kontroler: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Dobrodošli u moju "zelenu" instrukciju! Pokazat ću vam kako koristiti Arduino, dva servo motora, senzor temperature i nešto metala (ili drveta) za izradu digitalnog termostata za zidnu HVAC jedinicu. Prema CB Richardu Ellisu (velikoj nekretninskoj firmi), New York City je tržište iznajmljivača, sa samo oko 1/3 stanovništva koje posjeduje svoj dom (naspram gotovo 70% vlasništva nad kućama u ostatku SAD -a). To znači da preko 5 mm ljudi u New Yorku živi u iznajmljenim stanovima ili kućama. Vrlo je rijetko da iznajmljene jedinice imaju bilo koji oblik centralne klimatizacije ili čak termostatski upravljani sistem. Mnogi stanovi imaju stalne jedinice kroz zidove poput one koja se vidi u videu ispod. Nažalost, ove jedinice nemaju sposobnost regulacije temperature i mogu se samo prisiliti na grijanje, hladnoću ili isključivanje. Prema Centru za potrošačku energiju, grijanje i hlađenje čini oko 45 posto vašeg računa za energiju. Federalna vlada procjenjuje da prosječni vlasnik kuće troši više od 10 000 dolara za grijanje i hlađenje u periodu od deset godina. Kapacitet hlađenja sobnih klima uređaja mjeri se u BTU -ovima ili britanskim termalnim jedinicama, po satu. Za hlađenje stana od 700-1 000 m² (jednosobni ili možda mali dvosobni) potrebno vam je oko 20 000 BTU-ova. To je ekvivalent 1,7 tona ili 5, 861 vata. Po 0,15 USD po kWh, to znači da košta 0,88 USD/sat za rad vaše HVAC jedinice! Budući da HVAC jedinice troše mnogo energije (posebno kada su u načinu rada „klimatizacija“tijekom vrućih ljetnih mjeseci), a iznajmljivači nemaju mogućnost jednostavne implementacije energetske zvijezde (tj. efikasnije) jedinice ili da reguliram njihovu temperaturu, želio sam pronaći način, bez trajnih izmjena, za upravljanje HVAC jedinicom poput termostata! Implementacija ovog uređaja ne samo da vam može uštedjeti novac, već može pomoći u održavanju stabilnije temperature u vašem stanu, smanjiti potrošnju energije i smanjiti opterećenje na električnu mrežu naše zemlje tokom vrućih ljetnih mjeseci!

Korak 1: Pregled liste proizvoda i dijelova

Pregled i lista dijelova: Popis dijelova za elektroniku: 1) Dva serva. Koristio sam Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311) koji se može kupiti za manje od 10 USD po servo. Servo SparkFun (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) bi također trebao raditi.2) Temperaturna sonda: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (koristio sam Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Koristio sam Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51), ali možete koristiti i malu matičnu ploču (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) 4K7 otpornik za temperaturu Sonda: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) 9V Zidni adapter: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63 Lista dijelova hardvera: 1) Koristio sam aluminij kupljen u mojoj lokalnoj trgovini hardvera (Home Depot). Dimenzije servo držača su 4 "x 1" x 0,25 ", a dva krajnja stupa 1" x 0,25 "x 0,25". Alternativno, ovdje je link za kupovinu ovog aluminijskog komada na mreži: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx i http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-alumin-extruded.aspx2) Koristio sam (6) 1/2 "8-32 SHCP (vijci sa utičnom glavom) i (2) 1 "8-32 SHCP-a. Preporučio bih da ih kupite u lokalnoj trgovini hardvera, ali se lako mogu kupiti i putem interneta. Evo veza: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 i 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) Trebat će vam slavina koja odgovara svim vijcima koje koristite u prethodnom koraku. Budući da sam koristio vijke 8-32, kupio sam slavinu 8-32. Još jednom, ovo se može kupiti u vašoj lokalnoj trgovini hardvera, ali ako želite naručiti putem interneta, evo veze: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) Broj 29 burgija (ovo odgovara 8-32 slavina; ako koristite vijke i slavine druge veličine, kupite odgovarajuću burgiju). NAPOMENA: Mnoge prodavaonice hardvera prodaju slavine sa svrdlima, što će osigurati da kupite odgovarajuću veličinu. Dostupno i ovdje: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Alatke:1) Koristio sam bušilicu (može biti ručna bušilica ili bušilica) i nožnu pilu. 2) Ako biste radije zalijepili servo pogone na aluminijski nosač (umjesto bušenja i nabijanja rupa), preporučio bih upotrebu JBWeld ili Gorilla Glue Arduino biblioteke: Osim servo biblioteke (uključena u softver Arduino), potrebna vam je biblioteka OneWire. Više o biblioteci možete pročitati ovdje (nije obavezno): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire ili jednostavno preuzmite biblioteku putem ove veze: https://homepage.mac. com/wtpollard/Software/FileSharing7.html

Korak 2: Izgradnja servo montaže i električna shema

Evo video pregleda kako izgraditi servo nosač i sheme elektronike. Za više informacija pogledajte fotografije ispod!

Korak 3: Arduino kod

Donja txt datoteka sadrži Arduino kôd. Možete otvoriti ovu datoteku da biste vidjeli kôd, a zatim je kopirati/zalijepiti u svoj Arduino softver za pokretanje programa. Video: Osnovni, a zatim i detaljniji opis Arduino koda.

Korak 4: Otklanjanje grešaka i instaliranje

NAPOMENA: Ako postavite arduino na metalnu površinu, pobrinite se da imate gumene nožice na dnu! U suprotnom će lemni spojevi na dnu Arduina dodirnuti metal koji će skratiti ploču!

Korak 5: Završne misli i buduće ideje

Završne misli: Hvala što gledate! Ako tražite odličan način za uštedu energije, novac i još uvijek održavate udoban stan, nadamo se da ste uživali u ovom videu. Tokom vrućih ljetnih mjeseci, najveća potražnja prisiljava dodatne mrežne elektrane da se stave na mrežu, koje su često skuplje za rad i doprinose većem zagađenju naše okoline. Ako imate mogućnost nadogradnje svog HVAC sistema na energetsku zvijezdu ili možete instalirati "profesionalni" termostat, učinite to! Ali ako živite u stambenoj zgradi i jednostavno nemate te mogućnosti, razmislite o ovom projektu za okoliš! Buduće ideje: Nakon što postavite servo pogon, postoje neki odlični načini na koje možete proširiti ovaj projekt. Evo samo nekoliko: 1) Stavite temperaturni osjetnik na žicu tako da se može strateški postaviti unutar prostorije 2) Dodajte gumbe na Arduino kako biste imali četiri načina rada: Isključeno, A/C, Grijanje ili Temperaturna sonda (tj. omogućava vam da isključite jedinicu, zagrijavate je ili grijete ili dopušta jedinici da djeluje prema očitanju temperaturne sonde) 3) Koristite 7-segmentnu LED ili LCD za prikaz trenutne temperature4) Koristite Ethernet štit kako biste omogućili kontrolu interneta ili objavili svoju trenutnu temperaturu (tj. putem twittera). Ova ideja inspirirana je Adafruit-ovim "Tweet-a-Watt" (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) Koristite treći servo za kontrolu potenciometra za toplo/hladno (napomena: korištenje tri serva na arduinu zahtijeva korištenje softverskih servera - pogledajte ovdje za više: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo)6) Bežična temp. sonda putem Xbee ili RF (za RF, pogledajte https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 i https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) Podesite temperaturne pragove na uređaju pomoću tastature ili potenciometar8) Postavljanje jedinice da automatski hladi stan u određeno vrijeme (tj. prije nego što dođete na posao) ili da pređe u "pulsni" način noću, naizmjenično između isključenog i hladnog kako bi se stan ohladio, ali ne uključite klima uređaj cijelu noć9) Koristite Evil Mad Scientist ili ITP Boarduino za jeftiniju i manju jedinicu! Pogledajte https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 za Evil Mad Scientist Ploče koje možete kupiti kao komplet koji uključuje PCB & ATMEL čip i kristal i kape od 16 Mhz za ~ 12 USD Ili Pročitajte vodič za NYU ITP o tome kako stvoriti arduino za matičnu ploču!