HVAC za koreninsko klet: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

To je naprava za spremljanje temperature in vlažnosti v dvosobni hladni kleti. Prav tako krmili dva ventilatorja v vsaki sobi, ki krožita zrak od zunaj v vsako sobo, in komunicira s pametnim stikalom v vsaki sobi, priključenim na ultrazvočni mister. Cilj je nadzorovati temperaturo in vlažnost v prostoru, v idealnem primeru vzdrževati temperaturo pod 5 ° C in vlažnost okoli 90%

Naprava uporablja mikrokrmilnik ESP8266 za branje senzorjev temperature in vlažnosti, za pogon ventilatorjev in za predstavitev informacij prek lokalnega omrežja na spletni strani.

Ta navodila ne bodo natančno opisana, ker:

1. Pozabil sem fotografirati, ko sem ga zgradil, in zdaj je nameščen pri stranki!
2. Vaša situacija bo drugačna. To je mišljeno kot referenčna zasnova, ne pa natančno podvojeno.

Zaloge:

Deli, ki sem jih uporabil, so:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrokrmilnik. Vsak ESP8266 bo deloval, če ima za vašo zasnovo dovolj brezplačnih digitalnih vhodnih in izhodnih zatičev. Ni trivialno ugotoviti, koliko zatičev je prostih, nekateri so izpostavljeni, vendar se uporabljajo med zagonom ali serijskim prenosom.
• prototipna plošča
• žice, priključki
• ženska vtičnica za držalo ESP8266 in izdelavo senzorskih priključkov
• Senzorji temperature in vlažnosti DHT22
• Temperaturni senzor DS18B20 za zunanjo uporabo
• dekonstruirani kabli CAT5 za ožičenje senzorjev
• 690 ohmski upori za omejitev toka vrat FET
• 10K upori za dvig podatkovne linije DHT22
• 2.2K upor za dvig podatkovne linije DS18B20
• IRLU024NPBF HEXFET gonilniki za napajanje
• Ventilatorji San Ace 80 48VDC
• MeanWell 48VDC 75 -vatno napajanje ventilatorjev
• kanibaliziran 5v polnilec za telefon za napajanje ESP8266 in senzorjev
• različne diode po ventilatorju za preprečevanje povratne EMF (morda televizorji P6KE6?)

Če želite dodatne povezave do katerega od teh, komentirajte in jih bom dodal.

1. korak: Konstrukcija - ožičenje mikrokrmilnika in senzorja

Vezje je zgrajeno na prototipni plošči po podobnih tehnikah.

1. Postavite komponente na ploščo za izdelavo prototipov, da v naslednjem koraku omogočite enostavno ožičenje. Okoli gonilnikov MOSFET nisem pustil dovolj prostora, ožičenje pa se je nekoliko zategnilo.
2. Spajate ženske glave tako, da jih priključite na NodeMCU kot sestavljanko, da odstranite nekaj zatičev. Nato odstranite NodeMCU in dokončajte vse zatiče. Uporabil sem samo vtičnice na zatičih, ki se uporabljajo za napajanje in vhod/izhod. To je pomagalo zagotoviti, da je bila naprava vsakič pravilno priključena.
3. Spojite moški konektor na napajanje 5VDC.
4. Spojite ustrezen ženski konektor na ploščo v bližini vtiča ESP8266 Vin in ozemljitev, nato pa spajkajte tanko priključno žico med priključkom 5VDC in ozemljitvijo na ustrezne vtičnice. Razmislite o tem, da ta konektor postavite tako, da je na poti USB vrat NodeMCU. NodeMCU NE želite napajati iz tega napajalnika in USB hkrati. Če priključek postavite na neprijetno mesto, boste to po nesreči storili težje.
5. Spajkajte 3 -polne moške glave v bližini zatičev D1, D2 in D3 ESP8266. Pustite dovolj prostora za izvlečne upore in vso priključno žico.
6. Sestavite ustrezne priključke iz ženskih glav za priključke senzorjev. Uporabil sem dolžine 4 zatičev, pri čemer je bil en zatič odstranjen, da so senzorji zaklenjeni, da jih je mogoče napačno priključiti. Napajalno napetost in ozemljitev 3,3 V sem dal na kontakte 1 in 4 vsakega konektorja, podatke pa na nožico 2. Bolje bi bilo, da bi napetost 3,3 V in ozemljitev postavili drug poleg drugega in podatke na pin 4, tako da če je senzor priključen nazaj, škoda ne bi nastala.
7. Spajkajte uporne upore med 3,3 V in podatkovnimi vodi za vsak senzor. DHT22 uporablja 10K vlečenje, DS18B20 (pri 3.3V) pa 2,2K vlečenje.
8. Spajajte priključno žico med ozemljitvenimi zatiči vsakega priključka in na ozemljitveni zatič vtičnice NodeMCU.
9. Spajkajte priključno žico med 3,3 V zatiči vsakega priključka in 3,3 zatiča NodeMCU.
10. Spajkajte priključno žico s podatkovnega zatiča enega priključka DHT22 na pin D1 vtičnice NodeMCU
11. Spajajte priključno žico s podatkovnega zatiča drugega priključka DHT22 na pin D2 vtičnice
12. Spajkajte priključno žico s podatkovnega zatiča priključka DS18B20 na pin D3.
13. Izmerite od načrtovanih mest namestitve senzorja do mesta, kjer bo naprava.
14. Sestavite kabelske snope primerne dolžine. To naredim tako, da ločim dolžino ethernetnega kabla CAT 5, vstavim 3 žice v vpenjalno glavo svedra in jih zvijem skupaj. To daje novemu senzorskemu kablu nekaj mehanske trdnosti proti zvijanju in prekinitvi žice.
15. Spajite senzor na enem koncu žice in ženski glavo na drugem. Pri dodelitvi zatičev bodite previdni. Na vsak konec položite tudi nekaj razbremenitve, na primer silikonsko tesnilo, epoksi ali vroče lepilo. Silikonsko tesnjenje je verjetno najboljše - vroče lepilo lahko dejansko vpije vlago, epoksid pa lahko pride v konektor.

2. korak: Gradnja - gonilniki ventilatorjev

Ta zasnova uporablja 48 -voltne ventilatorje iz dveh razlogov:

• so bili na voljo in zdelo se je, da so kakovostnejši / učinkovitejši od običajnejših 12V ventilatorjev na našem kupu smeti
• uporabljajo manjši tok kot ventilatorji z nizko napetostjo, zato so žice lahko tanjše

Ventilatorji z nižjo napetostjo so morda boljša izbira pri vaši zasnovi.

Ta razdelek obravnava precej podrobnosti o konstruiranju pogonskega vezja z uporabo 3 -voltnega digitalnega izhoda iz NodeMCU za napajanje 48 -voltnega ventilatorja. Razen programske opreme je ta razdelek najbolj edinstven del naprave. Morda bi vam bilo koristno, če bi najprej zgradili vezje na plošči.

1. Če se premaknete na drugo stran vtičnice NodeMCU, določite lokacijo za vhodni 48 -voltni priključek za napajanje. Moral bi biti v bližini mesta, kjer bo nameščen napajalnik, in talne tirnice na plošči za izdelavo prototipov. Ne spajajte še na svoje mesto.
2. Preglejte zgornjo shemo, da razumete, kako boste povezali vse te komponente.
3. Štiri upornike 690 ohmov postavite blizu nožic D5, D6, D7 in D8. Ne spajajte jih še.
4. Štiri tranzistorje postavite na ploščo za izdelavo prototipov.
5. Štiri vpenjalne diode vstavite v ploščo za izdelavo prototipov. Za vsako diodo poravnajte anodo z odtokom tranzistorja in katodo, tako da bo žica z nje imela jasno pot do 48 -voltnega vodila.
6. Štirje konektorji za ventilatorje, pozitivni (+) konektor na 48V tirnico in negativni (-) na vir FET in diodno anodo
7. Zdaj prilagodite vse te lokacije, dokler ni vse dobro nameščeno in je prostor za napeljavo vseh priključnih žic.
8. Spajkajte prvo od štirih gonilniških vezij. V redu je, če drugi izpadejo, ko obrnete ploščo. Naslednji koraki so osredotočeni na eno od pogonskih vezij. Ko je funkcionalen, lahko preidete na druge.

9. S priključno žico ali vodi komponent spajkajte en gonilnik ventilatorja:

   1. en konec omejevalnega upora toka vrat na zatiče D5 vozlišča MCU
   2. drugi konec upora do vrat FET
   3. odtok FET na tla
   4. vir FET na anodo diode in minus priključka ventilatorja

10. S pomočjo multimetra preverite povezave. Preverite, ali imajo vse povezave ničelni upor, še posebej pa preverite, da ni kratkega stika:

    1. NE ničelni upor med 3 nožicami FET
    2. NE ničelni upor na priključku ventilatorja od negativnega do pozitivnega in ničelni upor od pozitivnega do negativnega, kar kaže, da dioda deluje.
    3. Odprite vezje od vsakega zatiča FET do 48V
11. Dvakrat preverite vezje na kak drug način.
12. Priključite napajalnik 5V na ploščo za izdelavo prototipov.
13. Negativ vašega multimetra priključite na ozemljitev.
14. Priključite 5V napajalnik. Preverite, ali je na vinu Vin 5 voltov
15. Priključite napajalnik 48V in ventilator. Ti ventilatorji imajo nekaj zagonskega navora, zato ga držite s sponko. Lahko se začne, ko napajate vezje.
16. Začasno vstavite en konec kosa priključne žice v vtičnico za pin D5. Ozemljite zatič tako, da drugi konec žice vstavite v ozemljitveni zatič. Če je ventilator deloval, bi se moral ustaviti, saj ste izklopili FET.
17. Premaknite žico od tal do VIN. Ventilator se mora zagnati.
18. Proslavite svoj uspeh, izklopite napajanje in dokončajte ter preizkusite preostala vezja gonilnikov ventilatorja. Poganjajo jih zatiči D6, D7 in D8.

3. korak: Program NodeMCU in začetna konfiguracija

1. Prenesite priložene datoteke Sketch v nov projekt Arduino, prevedite in naložite v NodeMCU.

   druga datoteka pagehtml.h vsebuje javascript v obliki velikega niza, ki se nahaja v pomnilniku ESP8266 in je strežnik s spletno stranjo

2. NodeMCU NE napajajte s plošče. Odklopite napajanje 5V s plošče za izdelavo prototipov.
3. Odklopite 48V z glavne plošče.
4. Priključite NodeMCU v vtičnico, priključite kabel USB in utripajte NodeMCU
5. Odprite serijski monitor Arduino pri 115200 baud.
6. S pametnim telefonom, prenosnim računalnikom ali tabličnim računalnikom se povežite z omrežjem RootCellarMon, ki bi moralo biti prikazano, ker NodeMCU deluje kot dostopna točka Wi-Fi. Geslo je "opensesame". Uporabljam vrhunsko knjižnico IOTWebConf, da omogočim konfiguracijo SSID in gesla vašega omrežja.
7. Nato v spletnem brskalniku v napravi pojdite na http: 192.168.4.1. Videti bi morali stran, kot je prikazano zgoraj, vendar z napakami senzorjev. Kliknite povezavo Konfiguracija na dnu.

8. S konfiguracijskim zaslonom nastavite omrežne parametre SSID in geslo, nato kliknite UPORABI. Znova se povežite z običajnim omrežjem Wi-Fi. Na serijskem monitorju Arduino bi morali videti nekaj takega:

   Geslo ni bilo nastavljeno v konfiguraciji

   Stanje se spreminja iz: 0 v 1 Nastavitev dostopne točke: RootCellarMon S privzetim geslom: Naslov IP AP: 192.168.4.1 Stanje spremenjeno iz: 0 v 1 Povezava z dostopno točko. Prekinjena povezava z AP. Zahteva za preusmeritev na 192.168.4.1 Zahtevani neobstoječi argumenti '/favicon.ico' (GET): 0 Zahtevana konfiguracijska stran. Upodabljanje 'iwcThingName' z vrednostjo: RootCellarMon Upodabljanje 'iwcApPassword' z vrednostjo: Upodabljanje 'iwcWifiSsid' z vrednostjo: vaš SSID Upodabljanje 'iwcWifiPassword' z vrednostjo: Upodabljanje 'iwcApTimeout' z vrednostjo: 30 Upodabljanje 'tasmo' Tasmota 'tasmota' tasmota 'tasmota' tasmota 'tasmota' tasmota 'tasmota' tasmota 'tasmota' tasmota 'tasmota' tasmota 'tasmota' z vrednostjo: Ločilo upodabljanja Ločilo upodabljanja Obrazec za preverjanje. Posodobitev konfiguracije Vrednost arg 'iwcThingName' je: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Vrednost arg 'iwcApPassword' je: opensesame iwcApPassword je bil nastavljen Vrednost arg 'iwcWifiSsid' je: vaš SSID: vaše geslo za Wi-Fi iwcWifiPassword je bilo nastavljeno Vrednost arg 'iwcApTimeout' je: 30 iwcApTimeout = '30 'Vrednost arg' tasmota1 'je: tasmota1 =' 'Vrednost arg' tasmota2 'je: tasmota2 =' 'Shranjevanje konfiguracije' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Shranjevanje konfiguracije' iwcApPassword '= Shranjevanje konfiguracije' iwcWifiSsid '=' vaš SSID 'Shranjevanje konfiguracije' iwcWifiPassword '= Shranjevanje konfiguracije' iwcApTimeout '=' 30 'Shranjevanje konfiguracije' tasmota1 '=' shranjevanje konfiguracije 'tasmota1' = ' = '' Konfiguracija je bila posodobljena. Stanje se spreminja iz: 1 v 3 Vzpostavljanje povezave z [vaš SSID] (geslo je skrito) Stanje spremenjeno iz: 1 v 3 Naslov IP, povezan z WiFi: 192.168.0.155 Stanje se spreminja iz: 3 v 4 Stanje sprejemanja spremenjeno iz: 3 v 4

9. Zabeležite naslov IP, ki je dodeljen vaši napravi. Zgoraj je 192.168.0.155.
10. Ponovno priključite prenosni računalnik/tablični računalnik/telefon v običajno omrežje, če še ni.
11. Poiščite nov naslov naprave, v mojem primeru 192.168.1.155. Ponovno bi morali videti glavno stran.

4. korak: Povežite vse skupaj

1. Odklopite kabel USB.
2. Priključite 5 voltno napajanje. In osvežite spletno stran. Redno bi morali videti utrip srca.
3. Ko odčita senzorje, mora LED na ESP8266 utripati vsakih 5 sekund.
4. Priključite senzorje in začeli boste odčitavati. Prvotno sem imel DHT22 zunaj, vendar se mi je zdel nezanesljiv, zato sem prešel na preprostejši in bolje zaščiteni DS18B20.
5. Če imate težave z odčitki, lahko odklopite napajanje 5V, napajate NodeMCU z USB -jem in naložite vzorčne skice za vsak senzor, da odpravite težavo. Skoraj vedno je slaba žica.
6. Priključite napajanje 48V in ventilatorje. Kliknite gumbe za upravljanje ventilatorja.
7. Zgradite dve pametni stikali na osnovi Tasmote. Uporabil sem stikala Sonoff Basic. Obstajajo vaje o tem, kako jih prestaviti s Tasmoto drugje, vključno z Arendstovo lastno stranjo.
8. Preglejte seznam odjemalcev usmerjevalnika in poiščite naslove IP, dodeljene vsakemu pametnemu stikalu. Te naslove nastavite kot rezervirane, tako da stikala vedno dobijo isti naslov.
9. Na primer, poskusite neposredno upravljati pametna stikala

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

• Kliknite Konfiguriraj na dnu glavne strani in nastavite naslove pametnih stikal, kot je prikazano na zgornjem posnetku zaslona. Samo naslov IP, preostali URL je vgrajen v programsko opremo, ki deluje na ESP8266. Za dostop do strani s konfiguracijo boste morda potrebovali uporabniško: geslo "admin": "opensesame" ali karkoli ste spremenili geslo.

5. korak: Namestitev

Deli naprave sem namestil na majhen kos vezanega lesa, pokrov plastične posode za hrano pa med vezanim lesom in pokrovom. Ta postavitev je bila privita na steno koreninske kleti. Ker je pokrov nekoliko odmaknjen od stene, lahko telo posode za hrano enostavno pritrdite, da zagotovite zaščitni etui. Vsi kabli so napeljani skozi pritrjen pokrov do vezja.

Senzorji in ožičenje ventilatorja so bili pritrjeni na stene ohlapno, saj se prihodnja dela načrtujejo v koreninski kleti - po možnosti ometane stene in dodatne police.

6. korak: Povzetek

To je poskus, zato ne vemo, kateri deli sistema se bodo na koncu izkazali.

Nekaj prvih opomb o tem, kako olajšati uspeh:

• Oboževalci so morda nepotrebni. Morda bo zadostovala naravna konvekcija. Odprtine za dovod in odvod zraka so nameščene blizu tal in stropa, tako da se izprazni vroč zrak in vstopi hladen zrak.
• Pred začetkom projekta se prepričajte, da je wi-fi v korenski kleti v redu. V našem primeru smo morali v sobo nad koreninsko kletjo namestiti podaljšek wifi.
• Če wi-fi ni dober, bo morda potrebna žična ali drugačna zasnova radijskih frekvenc.
• Barvajte ploščo, na katero so nameščeni sestavni deli, ali uporabite plastiko ali kaj manj, na kar vpliva vlaga.
• Štirje delujoči ventilatorji porabijo približno 60 vatov, napajalnik je verjetno vsaj 80 -odstotno učinkovit. Tako je ogrevanje v ohišju največ 20% * 60 ali 12 vatov. Pregrevanje ne bi smelo biti problem, zlasti v hladni korenini. Če je vaš kovček bolj nepredušen, boste morda želeli izvrtati nekaj prezračevalnih lukenj.
• Obstajajo projekti, ki dodajajo okoljske senzorje pametnim vtičem, ki temeljijo na Tasmoti. Eden od teh je lahko dobra alternativa za to aplikacijo.