Arduino HVAC servo termostats/kontrolieris: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Laipni lūdzam manā “zaļajā” pamācībā! Es jums parādīšu, kā izmantot Arduino, divus servomotorus, temperatūras sensoru un dažus metālus (vai koku), lai izveidotu digitālo termostatu caursienas HVAC iekārtai. Saskaņā ar CB Richard Ellis (liela nekustamā īpašuma firma) datiem, Ņujorka ir īrnieku tirgus, un tikai aptuveni 1/3 iedzīvotāju pieder viņu mājām (salīdzinājumā ar gandrīz 70% mājokļa īpašumu pārējā ASV). Tas nozīmē, ka vairāk nekā 5 mm cilvēku NYC dzīvo īrētos dzīvokļos vai mājās. Ļoti reti nomas vienībās ir jebkāda veida centrālais gaisa kondicionieris vai pat termostata vadīta sistēma. Daudziem dzīvokļiem ir pastāvīgas sienas sienas, piemēram, tas, kas redzams zemāk esošajā videoklipā. Diemžēl šīs vienības nespēj regulēt temperatūru, un tās var piespiest tikai siltumā, aukstumā vai izslēgt. Saskaņā ar Patērētāju enerģijas centra datiem apkure un dzesēšana veido aptuveni 45 procentus no jūsu rēķina par enerģiju. Federālā valdība lēš, ka vidējais māju īpašnieks apkurei un dzesēšanai desmit gadu laikā tērē vairāk nekā 10 000 USD. Telpu gaisa kondicionētāju dzesēšanas jaudu mēra BTU jeb Lielbritānijas termo vienībās stundā. Lai atdzesētu 700–1000 kvadrātpēdas lielu dzīvokli (vienu guļamistabu vai varbūt nelielu 2 guļamistabu), jums nepieciešami aptuveni 20 000 BTU. Tas ir līdzvērtīgi 1,7 tonnām jeb 5 861 vatiem. Pie 0,15 ASV dolāriem par kWh tas nozīmē, ka jūsu HVAC iekārtas ekspluatācija maksā 0,88 USD stundā! Tā kā HVAC iekārtas patērē daudz enerģijas (īpaši, ja tas ir gaisa kondicionēšanas režīmā karstos vasaras mēnešos), un īrniekiem nav iespēju to viegli īstenot enerģijas zvaigžņu (ti, efektīvākas) iekārtas vai lai regulētu to temperatūru, es gribēju atrast veidu, neveicot pastāvīgas izmaiņas, kontrolēt HVAC iekārtu kā termostatu! Šīs ierīces ieviešana var ne tikai ietaupīt naudu, bet arī palīdzēt uzturēt vienmērīgāku temperatūru jūsu dzīvoklī, samazināt enerģijas patēriņu un samazināt slodzi, kas mūsu valstu elektrotīklam tiek radīta karstajos vasaras mēnešos!

1. darbība. Produktu un detaļu saraksta pārskats

Pārskats un detaļu saraksts: Elektronikas detaļu saraksts: 1) Divi servo. Es izmantoju Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311), ko var iegādāties par 10 USD par servo. SparkFun servo (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) arī vajadzētu darboties. 2) Temperatūras zonde: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (es izmantoju Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Es izmantoju Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51), bet jūs varat arī vienkārši izmantot nelielu maizes dēli (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) temperatūras pretestību 4K7 Zonde: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) 9V sienas adapteris: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63Aparatūras detaļu saraksts: 1) Es izmantoju alumīniju, kas iegādāts vietējā datortehnikas veikalā (Home Depot). Servo kronšteina izmēri ir 4 "x 1" x 0,25 ", un divi gala statņi ir 1" x 0,25 "x 0,25". Alternatīvi, šeit ir saite šāda izmēra alumīnija gabala iegādei tiešsaistē: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminium-extruded.aspx un http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx2) Es izmantoju (6) 1/2 "8-32 SHCP (ligzdas galvas skrūves) un (2) 1 "8-32 SHCP. Es ieteiktu tos iegādāties vietējā datortehnikas veikalā, taču tos var viegli iegādāties arī tiešsaistē. Šeit ir saites: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 un 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) Jums būs nepieciešams krāns, kas atbilst visām iepriekšējā solī izmantotajām skrūvēm. Tā kā es izmantoju 8-32 skrūves, es nopirku 8-32 krānu. Vēlreiz to var iegādāties vietējā datortehnikas veikalā, bet, ja vēlaties pasūtīt tiešsaistē, šeit ir saite: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) Numurs 29 urbis (tas atbilst 8-32 krāniem; ja izmantojat cita izmēra skrūvi un krānu, iegādājieties atbilstošu urbi). PIEZĪME: Daudzi datortehnikas veikali pārdod krānus ar urbjiem, kas nodrošinās pareizā izmēra iegādi. Pieejams arī šeit: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Tools:1) Es izmantoju urbi (var būt rokas urbis vai urbjmašīna) un zāģis. 2) Ja jūs labprātāk pielīmējat servo pie alumīnija stiprinājuma (urbšanas un urbšanas vietā), es ieteiktu izmantot JBWeld vai Gorilla Glue Arduino bibliotēku: Papildus servo bibliotēkai (iekļauta programmatūrā Arduino), jums ir nepieciešama OneWire bibliotēka. Plašāku informāciju par bibliotēku varat lasīt šeit (pēc izvēles): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire vai vienkārši lejupielādējiet bibliotēku, izmantojot šo saiti: https://homepage.mac. com/wtpollard/Programmatūra/FileSharing7.html

2. solis: Servo stiprinājuma un elektriskās shēmas izveide

Šeit ir video pārskats par to, kā izveidot servo stiprinājumu, un elektronikas shēmas. Plašāku informāciju skatiet zemāk esošajā fotoattēlā!

3. darbība: Arduino kods

Zemāk esošais txt fails satur Arduino kodu. Jūs varat atvērt šo failu, lai skatītu kodu, un pēc tam kopēt/ielīmēt to savā Arduino programmatūrā, lai palaistu programmu. Video: Arduino koda vienkāršs un pēc tam rūpīgāks pārskats.

4. darbība: atkļūdošana un instalēšana

PIEZĪME: Ja jūs novietojat savu arduino uz metāla virsmas, pārliecinieties, vai apakšā ir gumijas kājas! Pretējā gadījumā lodēšanas savienojumi Arduino apakšā pieskaras metālam, kas saīsinās dēli!

5. solis: galīgās domas un nākotnes idejas

Pēdējās domas: Paldies, ka skatījāties! Ja jūs meklējat lielisku veidu, kā ietaupīt enerģiju, ietaupīt naudu un joprojām uzturēt komfortablu dzīvokli, cerams, ka jums patika šis video. Karstajos vasaras mēnešos maksimālais pieprasījums liek tiešsaistē ieviest papildu spēkstacijas, kas bieži vien ir dārgākas iekārtas un rada lielāku piesārņojumu mūsu videi. Ja jums ir iespēja uzlabot savu HVAC sistēmu, lai tā atbilstu enerģijas zvaigžņu prasībām, vai arī jūs varat uzstādīt "profesionālu" termostatu, lūdzu! Bet, ja jūs dzīvojat daudzdzīvokļu mājā un jums vienkārši nav šo iespēju, lūdzu, apsveriet šo projektu videi! Nākotnes idejas: Kad esat uzstādījis servo, ir daži lieliski veidi, kā paplašināt šo projektu. Šeit ir tikai daži: 1) Uzlieciet temperatūras sensoru uz stieples, lai to varētu stratēģiski novietot telpā2) Pievienojiet pogas Arduino, lai būtu četri režīmi: izslēgts, gaisa kondicionētājs, siltums vai temperatūras zondes režīms (ti, ļauj piespiest ierīci izslēgt, iesildīt siltumā vai gaisa kondicionētājā vai ļaut ierīcei rīkoties atbilstoši temperatūras zondes rādījumiem) 3) Izmantojiet 7 segmentu LED vai LCD, lai parādītu pašreizējo temperatūru4) Izmantojiet Ethernet aizsargu lai iespējotu interneta kontroli vai publicētu savu pašreizējo temperatūru (ti, izmantojot twitter). Šo ideju iedvesmojis Adafruit "Tweet-a-Watt" (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) Izmantojiet trešo servo, lai kontrolētu karsto/auksto potenciometru (piezīme: lai izmantotu trīs servo arduino, ir jāizmanto programmatūra - skatiet šeit: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo) 6) Bezvadu temp zonde, izmantojot Xbee vai RF (RF skatiet https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 un https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949) vai potenciometrs8) Iekārtas iestatīšana automātiski dzesēt dzīvokli noteiktos laikos (piemēram, pirms ierašanās mājās) vai naktī pāriet "pulsa" režīmā, pārmaiņus izslēdzot un atdzesējot, lai dzīvoklis būtu vēss, bet ne 9) Izmantojiet Evil Mad Scientist vai ITP Boarduino, lai iegūtu lētāku un mazāku vienību! Evil Mad Scientist skatiet https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 Dēļi, kurus varat iegādāties komplektā, kas ietver PCB un ATMEL mikroshēmu un 16 MHz kristālu un vāciņus par ~ 12 ASV dolāriem