HVAC sakņu pagrabam: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šī ir ierīce, lai uzraudzītu temperatūru un mitrumu divu istabu aukstā pagrabā. Tas arī kontrolē divus ventilatorus katrā telpā, kas cirkulē gaisu no ārpuses katrā telpā, un sazinās ar viedo slēdzi katrā telpā, kas savienota ar ultraskaņas misteru. Mērķis ir kontrolēt temperatūru un mitrumu telpā, ideālā gadījumā uzturot temperatūru zem 5C un mitrumu aptuveni 90%

Ierīce izmanto ESP8266 mikrokontrolleru, lai nolasītu temperatūras un mitruma sensorus, darbinātu ventilatorus un parādītu informāciju vietējā tīklā tīmekļa lapā.

Šī pamācība neiedziļināsies precīzās detaļās, jo:

1. Es aizmirsu uzņemt attēlus, kad to uzbūvēju, un tagad tas ir uzstādīts klienta mājā!
2. Jūsu situācija būs atšķirīga. Tas ir domāts kā atsauces dizains, nevis precīzi dublēts.

Piegādes:

Daļas, kuras izmantoju, ir:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrokontrolleris. Jebkurš ESP8266 darbosies, ja vien tam būs pietiekami daudz bezmaksas digitālās ieejas un izejas tapas jūsu dizainam. Nav mazsvarīgi noskaidrot, cik tapas ir brīvas, dažas ir atklātas, bet tiek izmantotas sāknēšanas vai sērijveida pārraides laikā.
• prototipēšanas dēlis
• vadi, savienotāji
• sieviešu ligzda ligzdai ESP8266 turēšanai un sensoru savienotāju izgatavošanai
• DHT22 temperatūras un mitruma sensori
• DS18B20 temperatūras sensors izmantošanai ārpus telpām
• dekonstruēti CAT5 kabeļi sensoru vadiem
• 690 omu rezistori, lai ierobežotu FET vārtu strāvu
• 10K rezistori līdz DHT22 datu līnijas pievilkšanai
• 2.2K rezistors, lai savilktu DS18B20 datu līniju
• IRLU024NPBF HEXFET barošanas draiveri
• San Ace 80 48VDC ventilatori
• MeanWell 48VDC 75 vatu barošanas avots barošanas ventilatoriem
• kanibalizēts 5V tālruņa lādētājs ESP8266 un sensoru barošanai
• dažādas diodes pāri ventilatoram, lai novērstu EML atpakaļ (varbūt P6KE6 TVS?)

Ja vēlaties papildu saites uz kādu no šiem, komentējiet, un es tos pievienošu.

1. solis: būvniecība - mikrokontrollera un sensora elektroinstalācija

Ķēde ir veidota uz prototipēšanas plates, izmantojot līdzīgas metodes.

1. Izkārtojiet komponentus uz prototipēšanas plates, lai nākamajā darbībā būtu viegli pieslēgt vadus. Es neatstāju pietiekami daudz vietas ap MOSFET draiveriem, un elektroinstalācija kļuva nedaudz saspringta.
2. Lodējiet sieviešu galvenes vietā, pievienojot tās NodeMCU kā džigu, lai iegūtu dažas tapas. Pēc tam noņemiet NodeMCU un pabeidziet visas tapas. Es izmantoju tikai kontaktligzdas uz tapām, kuras tiek izmantotas barošanai un ieejai/izejai. Tas palīdzēja nodrošināt, ka ierīce katru reizi tika pievienota pareizajā virzienā.
3. Lodējiet vīriešu savienotāju pie 5VDC barošanas avota.
4. Lodējiet atbilstošo mātes savienotāju pie plāksnes pie ESP8266 Vin un zemējuma tapām, un pēc tam lodējiet plānu savienojuma vadu starp savienotāju 5VDC un zemējumu līdz atbilstošajām ligzdas tapām. Apsveriet šī savienotāja novietošanu tā, lai tas būtu ceļā NodeMCU USB portam. Jūs nevēlaties vienlaikus barot NodeMCU no šī barošanas avota un USB. Ja ievietojat savienotāju neērtā vietā, jums būs grūtāk to nejauši izdarīt.
5. Lodēt 3 kontaktu tērauda galvenes pie ESP8266 D1, D2 un D3 tapām. Atstājiet pietiekami daudz vietas pievilkšanas rezistoriem un visiem savienojuma vadiem.
6. Izveidojiet atbilstošus savienotājus no sieviešu galvenēm sensoru savienojumiem. Es izmantoju 4 tapu garumus, noņemot vienu tapu, lai sensori tiktu ieslēgti, lai tos varētu nepareizi savienot. Es ievietoju 3.3V barošanas avotu un zemējumu katra savienotāja 1. un 4. tapā, bet datus - 2. tapā. Labāk būtu novietot 3.3V un zemi blakus viens otram un datus par 4.tapu, tādēļ, ja sensors būtu pievienots atpakaļ, netiks nodarīts kaitējums.
7. Lodējiet pievilkšanas rezistorus starp 3.3V un datu līnijām katram sensoram. DHT22 izmanto 10K pullup, un DS18B20 (pie 3.3V) patīk 2.2K pullup.
8. Lodēšanas savienojuma vadu starp katra savienotāja zemējuma tapām un NodeMCU ligzdas zemējuma tapu.
9. Lodēšanas savienojuma vads starp katra savienotāja 3.3V tapām un NodeMCU 3.3 kontaktu.
10. Lodēšanas savienojuma vads no viena DHT22 savienotāja datu tapas līdz NodeMCU ligzdas D1 tapai
11. Lodēšanas savienojuma vadu no otra DHT22 savienotāja datu tapas līdz kontaktligzdas D2 tapai
12. Lodēšanas savienojuma vads no DS18B20 savienotāja datu tapas līdz tapai D3.
13. Izmēriet no plānotajām sensoru uzstādīšanas vietām līdz vietai, kur ierīce atradīsies.
14. Izveidojiet piemērota garuma elektroinstalācijas. Es to daru, izjaucot CAT 5 Ethernet kabeļa garumu, ievietojot 3 vadus urbja patronā un savijot tos kopā. Tas jaunajam sensora kabelim piešķir zināmu mehānisko izturību pret savīšanu un stieples pārrāvumu.
15. Vienā stieples galā pielodējiet sensoru, bet otrā - sietiņu. Esiet piesardzīgs ar tapas piešķiršanu. Katrā galā novietojiet arī nedaudz deformācijas, piemēram, silīcija blīvējumu, epoksīdu vai karstu līmi. Silīcija blīvējums, iespējams, ir labākais - karsta līme faktiski var uzsūkt mitrumu, un epoksīdsveķis var nokļūt savienotājā.

2. solis: būvniecība - ventilatoru draiveri

Šis dizains izmanto 48 voltu ventilatorus divu iemeslu dēļ:

• tie bija pieejami un šķita kvalitatīvāki / efektīvāki par parastajiem 12 V ventilatoriem mūsu atkritumu kaudzē
• tie patērē mazāk strāvas nekā zemāka sprieguma ventilatori, tāpēc vadi var būt vājāki

Zema sprieguma ventilatori var būt labāka izvēle jūsu dizainā.

Šī sadaļa ir diezgan detalizēta, lai izveidotu piedziņas ķēdi, izmantojot 3 voltu digitālo izeju no NodeMCU, lai darbinātu 48 voltu ventilatoru. Izņemot programmatūru, šī sadaļa ir unikālākā ierīces daļa. Sākumā jūs varētu gūt labumu, izveidojot ķēdi uz maizes dēļa.

1. Pārejot uz NodeMCU kontaktligzdas otru pusi, nosakiet ienākošā 48V strāvas savienotāja atrašanās vietu. Tam vajadzētu būt blakus tam, kur tiks uzstādīts barošanas avots, un zemes sliedei uz prototipa plāksnes. Vēl nelodējiet vietā.
2. Izpētiet iepriekš minēto shēmu, lai saprastu, kā jūs savienosit visus šos komponentus.
3. Novietojiet četrus 690 omu rezistorus tuvu tapām D5, D6, D7 un D8. Vēl nelodējiet tos.
4. Ievietojiet četrus tranzistorus prototipēšanas panelī.
5. Ievietojiet četras fiksējošās diodes prototipēšanas plāksnē. Katrai diodei izlīdziniet anodu ar tranzistora aizplūšanu un katodu, lai no tā esošajam vadam būtu skaidrs ceļš uz 48 V strāvas sliedi.
6. Četri ventilatoru savienotāji, pozitīvais (+) savienotājs 48V sliedei un negatīvais (-) FET avotam un diodes anodam
7. Tagad noregulējiet visas šīs vietas, līdz viss ir labi novietots un ir vieta visu savienojuma vadu vadīšanai.
8. Lodējiet pirmo no četrām draivera ķēdēm. Tas ir labi, ja pārējie izkrīt, kad jūs apgāžat dēli. Nākamās darbības ir vērstas uz vienu no braukšanas ķēdēm. Kad tas ir funkcionāls, varat pāriet uz citiem.

9. Izmantojot savienojuma vadu vai komponentu vadus, pielodējiet vienu ventilatora draivera ķēdi:

   1. viens vārtu strāvas ierobežojošā rezistora gals līdz mezgla MCU tapām D5
   2. otru rezistora galu līdz FET vārtiem
   3. FET aizplūšana zemē
   4. FET avots līdz diodes anodam un ventilatora savienotāja negatīvs

10. Izmantojot multimetru, pārbaudiet savienojumus. Pārbaudiet, vai visiem savienojumiem nav nulles pretestības, bet īpaši pārbaudiet, vai nav īssavienojumu:

    1. NAV pretestības starp 3 FET tapām
    2. NĒ pretestība ventilatora savienotājam no negatīvas uz pozitīvu, un nulles pretestība no pozitīvas uz negatīvu, kas parāda, ka diode darbojas.
    3. Atveriet ķēdi no katras FET tapas līdz 48 V.
11. Vēlreiz pārbaudiet ķēdi citā veidā.
12. Pievienojiet 5V barošanas avotu prototipu veidošanas plāksnei.
13. Pievienojiet multimetra negatīvu zemei.
14. Pievienojiet 5V barošanas avotu. Pārbaudiet, vai uz Vin tapas ir 5 volti
15. Pievienojiet 48V barošanas avotu un ventilatoru. Šiem ventilatoriem ir zināms iedarbināšanas moments, tāpēc turiet to nospiestu ar skavu. Tas var sākties, ieslēdzot ķēdi.
16. Uz laiku ievietojiet vienu savienojuma stieples gabala galu D5 kontaktligzdā. Iezemējiet tapu, ievietojot vadu otru galu zemējuma tapā. Ja ventilators darbojās, tam vajadzētu apstāties, jo esat izslēdzis FET.
17. Pārvietojiet vadu no zemes uz VIN. Ventilatoram vajadzētu sākt.
18. Sviniet savus panākumus, atvienojiet strāvu un pabeidziet un pārbaudiet atlikušās ventilatora draivera shēmas. Tos virza attiecīgi tapas D6, D7 un D8.

3. darbība: programmas NodeMCU un sākotnējā konfigurācija

1. Lejupielādējiet pievienotos Sketch failus jaunā Arduino projektā, apkopojiet un ielādējiet NodeMCU.

   otrais pagehtml.h fails satur javascript milzīgas virknes veidā, kas atrodas ESP8266 atmiņā un ir serveris ar tīmekļa lapu

2. NEDRĪKST barot NodeMCU no tāfeles. Atvienojiet 5V barošanu no prototipēšanas plates.
3. Atvienojiet 48V no galvenās plates.
4. Pievienojiet NodeMCU kontaktligzdai, pievienojiet USB kabeli un uzliesmojiet NodeMCU
5. Atveriet Arduino sērijas monitoru ar 115200 bodu.
6. Izmantojot viedtālruni, klēpjdatoru vai planšetdatoru, izveidojiet savienojumu ar RootCellarMon tīklu, kuram vajadzētu parādīties, jo NodeMCU darbojas kā Wi-Fi piekļuves punkts. Parole ir "opensesame". Es izmantoju lielisko IOTWebConf bibliotēku, lai atļautu konfigurēt jūsu tīkla SSID un paroli.
7. Pēc tam, izmantojot ierīces pārlūkprogrammu, dodieties uz vietni http: 192.168.4.1. Jums vajadzētu redzēt lapu, kā parādīts iepriekš, bet ar sensoru kļūdām. Apakšā noklikšķiniet uz saites Konfigurācija.

8. Izpildiet konfigurācijas ekrānu, lai iestatītu tīkla parametrus SSID un paroli, pēc tam noklikšķiniet uz PIEMĒROT. Atkārtoti izveidojiet savienojumu ar parasto Wi-Fi tīklu. Jums vajadzētu redzēt kaut ko līdzīgu Arduino sērijas monitorā:

   Konfigurācijā nav iestatīta parole

   Stāvoklis mainās no: 0 uz 1 AP iestatīšana: RootCellarMon Ar noklusējuma paroli: AP IP adrese: 192.168.4.1 Statuss mainīts no: 0 uz 1 Savienojums uz AP. Atvienots no AP. Pieprasījums par novirzīšanu uz 192.168.4.1 Pieprasītie neesošie lapas /favicon.ico argumenti (GET): 0 Pieprasīta konfigurācijas lapa. “IwcThingName” renderēšana ar vērtību: RootCellarMon Renderēšana “iwcApPassword” ar vērtību: “iwcWifiSsid” atveidošana ar vērtību: jūsu SSID renderēšana “iwcWifiPassword” ar vērtību: “iwcApTimeout” renderēšana ar vērtību: 30 Rendering “tasmota1” ar vērtību: Render ar vērtību: Renderēšanas atdalītājs Renderēšanas atdalītājs Validācijas forma. Atjaunina arg 'iwcThingName' konfigurācijas vērtību: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' arg 'iwcApPassword' vērtība ir: opensesame iwcApPassword tika iestatīta Vērtība arg 'iwcWifiSsid' ir: jūsu SSID iwcWifiSyR argum: jūsu Wi-Fi parole tika iestatīta iwcWifiPassword arg 'iwcApTimeout' vērtība ir: 30 iwcApTimeout = '30 'arg' tasmota1 'vērtība: iwcThingName '=' RootCellarMon 'Konfigurācijas saglabāšana' iwcApPassword '= Konfigurācijas saglabāšana' iwcWifiSsid '=' Jūsu SSID 'Konfigurācijas konfigurācijas saglabāšana' iwcWifiPassword '= Konfigurācijas' iwcApTimeout '=' 30 'Konfigurācijas konfigurācijas' tasmota1 '=' Saglabāt konfigurācijas uzdevumu ' = '' Konfigurācija tika atjaunināta. Stāvoklis mainās no: 1 uz 3 Savienojuma izveide ar [jūsu SSID] (parole ir paslēpta) Stāvoklis mainīts no: 1 uz 3 WiFi pieslēgta IP adrese: 192.168.0.155 Stāvoklis mainās no: 3 uz 4 Pieņem savienojuma stāvoklis mainīts no: 3 uz 4

9. Pierakstiet savai ierīcei piešķirto IP adresi. Iepriekš ir 192.168.0.155.
10. Pievienojiet savu klēpjdatoru/planšetdatoru/tālruni parastajam tīklam, ja tas vēl nav izdarīts.
11. Pārlūkojiet ierīces jauno adresi, manā gadījumā - 192.168.1.155. Jums atkal vajadzētu redzēt galveno lapu.

4. solis: savienojiet to visu kopā

1. Atvienojiet USB kabeli.
2. Pievienojiet 5 voltu strāvu. Un atsvaidziniet tīmekļa lapu. Jums vajadzētu redzēt sirdsdarbības pieaugumu regulāri.
3. ESP8266 gaismas diodei jāmirgo ik pēc 5 sekundēm, lasot sensorus.
4. Pievienojiet sensorus, un jums vajadzētu sākt iegūt rādījumus. Sākotnēji man bija DHT22 ārā, bet man tas šķita neuzticams, tāpēc pārslēdzos uz vienkāršāku un labāk aizsargātu DS18B20.
5. Ja jums ir problēmas ar rādījumiem, varat atvienot 5 V strāvu, barot NodeMCU ar USB un ielādēt katra sensora parauga skices, lai novērstu problēmu. Tas gandrīz vienmēr ir slikts vads.
6. Pievienojiet 48V barošanu un ventilatorus. Noklikšķiniet uz ventilatora vadības pogām.
7. Izveidojiet divus viedos slēdžus, kuru pamatā ir Tasmota. Es izmantoju Sonoff Basic slēdžus. Ir pamācības, kā tos zibspuldzēt ar Tasmota citur, ieskaitot arendst paša lapu.
8. Apskatiet maršrutētāja klientu sarakstu un identificējiet katram viedajam slēdzim piešķirtās IP adreses. Iestatiet šīs adreses kā rezervētas, lai slēdži vienmēr iegūtu vienu un to pašu adresi.
9. Piemēram, mēģiniet kontrolēt viedos slēdžus

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

• Galvenās lapas apakšā noklikšķiniet uz Konfigurēt un iestatiet viedo slēdžu adreses, kā parādīts iepriekš redzamajā ekrānuzņēmumā. Tikai IP adrese, pārējais URL ir iebūvēts programmatūrā, kas darbojas ar ESP8266. Lai piekļūtu konfigurācijas lapai, jums var būt nepieciešama lietotāja: parole no "admin": "opensesame" vai jebkura cita, uz ko esat nomainījis paroli.

5. solis: uzstādīšana

Es uzstādīju ierīces daļas uz neliela saplākšņa gabala, starp saplāksni un vāku ievietojot plastmasas pārtikas trauka vāku. Šis izkārtojums tika pieskrūvēts pie sakņu pagraba sienas. Tā kā vāks ir mazliet nost no sienas, pārtikas trauka korpusu var viegli nofiksēt, lai nodrošinātu aizsargapvalku. Visi kabeļi tiek novirzīti caur fiksēto vāku uz shēmas plati.

Sensori un ventilatora vadi pie sienām tika piestiprināti brīvi, jo turpmākie darbi tiek plānoti sakņu pagrabā - iespējams, apmestas sienas un papildu plaukti.

6. darbība. Kopsavilkums

Šis ir eksperiments, tāpēc mēs nezinām, kuras sistēmas daļas galu galā izrādīsies.

Dažas pirmās piezīmes par to, kā atvieglot panākumus:

• Fani varbūt nevajadzīgi. Var pietikt ar dabisko konvekciju. Ieplūdes un izplūdes atveres ir novietotas attiecīgi pie grīdas un griestiem, lai tiktu izsmelts karstais gaiss un ieplūstu auksts gaiss.
• Pirms projekta uzsākšanas pārliecinieties, vai Wi-Fi sakņu pagrabā ir kārtībā. Mūsu gadījumā telpā virs sakņu pagraba mums bija jāinstalē wifi paplašinātājs.
• Ja Wi-Fi nav labs, var būt nepieciešama vadu vai cita radiofrekvences konstrukcija.
• Krāsojiet tāfeli, uz kuras sastāvdaļas ir uzstādītas, vai izmantojiet plastmasu vai kaut ko tādu, ko mitrums mazāk ietekmē.
• Četri ieslēgti ventilatori patērē aptuveni 60 vatus, iespējams, ka barošanas avots ir vismaz 80% efektīvs. Tātad apsilde korpusa iekšpusē ir ne vairāk kā 20% * 60 vai 12 vati. Pārkaršana nedrīkst būt problēma, it īpaši aukstā sakņu pagrabā. Ja jūsu korpuss ir hermētiskāks, iespējams, vēlēsities urbt dažas ventilācijas atveres.
• Ir projekti, kas Tasmota viedajiem kontaktdakšām pievieno vides sensorus. Viens no tiem varētu būt laba alternatīva šai lietojumprogrammai.