Servo termostat/krmilnik Arduino HVAC: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:09

Dobrodošli v mojih "zelenih" navodilih! Pokazal vam bom, kako uporabiti Arduino, dva servo motorja, temperaturni senzor in nekaj kovine (ali lesa) za izdelavo digitalnega termostata za stensko enoto HVAC. Po podatkih CB Richarda Ellisa (velikega nepremičninskega podjetja) je New York City najemniški trg, kjer ima le približno 1/3 prebivalstva v lasti svoj dom (v primerjavi s skoraj 70% lastništvom stanovanj v preostalih ZDA). To pomeni, da več kot 5 mm ljudi v New Yorku živi v najetih stanovanjih ali domovih. Zelo redko je, da imajo najemne enote kakršno koli obliko centralne klimatske naprave ali celo termostatsko vodenega sistema. Številna stanovanja imajo stalne stenske enote, kot je prikazano v spodnjem videu. Na žalost te enote nimajo možnosti uravnavanja temperature in jih je mogoče prisiliti le v toploto, mraz ali izklop. Po podatkih centra za potrošniško energijo ogrevanje in hlajenje predstavljata približno 45 odstotkov vašega računa za energijo. Zvezna vlada ocenjuje, da povprečni lastnik stanovanja v desetletnem obdobju za ogrevanje in hlajenje porabi več kot 10.000 USD. Hladilna zmogljivost sobnih klimatskih naprav se meri v BTU ali britanskih toplotnih enotah na uro. Za hlajenje 700-1000 kvadratnih čevljev stanovanja (enosobno ali morda majhno 2-sobno) potrebujete približno 20 000 BTU-jev. To je ekvivalent 1,7 tone ali 5,861 vatov. Pri 0,15 USD na kWh to pomeni 0,88 USD/uro za delovanje vaše enote HVAC! Ker enote HVAC porabijo veliko energije (zlasti v načinu "klimatizacije" v vročih poletnih mesecih) in najemodajalci nimajo možnosti enostavnega izvajanja z energetskimi zvezdami (tj. učinkovitejšimi) enotami ali za uravnavanje njihove temperature, sem hotel najti način, ne da bi trajno spreminjal, krmiljenje enote HVAC, kot je termostat! Z uvedbo te naprave lahko prihranite ne le denar, ampak lahko pomagate vzdrževati bolj enakomerno temperaturo v vašem stanovanju, zmanjšati porabo energije in zmanjšati obremenitev, ki jo v vročih poletnih mesecih povzroča električno omrežje naših narodov!

1. korak: Pregled seznama izdelkov in delov

Pregled in seznam delov: Seznam delov elektronike: 1) Dva servomotorja. Uporabil sem Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311), ki ga je mogoče kupiti za manj kot 10 USD na servo. Servo SparkFun (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) bi moral delovati tudi.2) Temperaturna sonda: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (uporabljal sem Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Uporabil sem Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51), lahko pa uporabite tudi majhno ploščico (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) 4K7 upor za temperaturo Sonda: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) 9V stenski adapter: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63 Seznam delov strojne opreme: 1) Uporabil sem aluminij, kupljen v lokalni trgovini s strojno opremo (Home Depot). Mere servo nosilca so 4 "x 1" x 0,25 ", oba končna stebra pa 1" x 0,25 "x 0,25". Druga možnost je, da tukaj najdete povezavo za nakup tega velikega kosa aluminija na spletu: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx in http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-alumin-extruded.aspx2) Uporabil sem (6) 1/2 "8-32 SHCP (vijaki s pokrovčkom z glavo) in (2) 1 "8-32 SHCP-jev. Priporočam, da jih kupite v lokalni trgovini s strojno opremo, lahko pa jih tudi enostavno kupite na spletu. Tu so povezave: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 in 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) Potrebovali boste pipo, ki ustreza vsem vijakom, ki jih uporabljate v prejšnjem koraku. Ker sem uporabil vijake 8-32, sem kupil pipo 8-32. Še enkrat ga je mogoče kupiti v lokalni trgovini s strojno opremo, če pa želite naročiti prek spleta, je tukaj povezava: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) Številka 29 sveder (to ustreza 8-32 pipam; če uporabljate vijak in pipo druge velikosti, kupite ustrezen sveder). OPOMBA: Številne prodajalne strojne opreme prodajajo pipe s svedri, kar vam bo zagotovilo nakup prave velikosti. Na voljo tudi tukaj: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Orodja:1) Uporabil sem vrtalnik (lahko ročni ali vrtalni stroj) in žago. 2) Če bi raje lepili servo na aluminijast nosilec (namesto vrtanja in udarjanja lukenj), priporočam uporabo knjižnice Arduino JBWeld ali Gorilla Glue: Poleg servo knjižnice (vključena v programsko opremo Arduino), potrebujete knjižnico OneWire. Več o knjižnici si lahko preberete tukaj (izbirno): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire ali pa knjižnico preprosto naložite prek te povezave: https://homepage.mac. com/wtpollard/Software/FileSharing7.html

2. korak: Zgradite servo montažo in električno shemo

Tukaj je video pregled, kako zgraditi servo nosilec in sheme elektronike. Več si oglejte na spodnji fotografiji!

3. korak: Arduino koda

Spodnja datoteka txt vsebuje kodo Arduino. To datoteko lahko odprete za ogled kode in jo nato kopirate/prilepite v svojo programsko opremo Arduino, da zaženete program. Video: Osnovni in nato temeljitejši opis kode Arduino.

4. korak: Odpravljanje napak in namestitev

OPOMBA: Če arduino položite na kovinsko površino, se prepričajte, da imate na dnu nekaj gumijastih nog! V nasprotnem primeru se spajkalni spoji na dnu Arduina dotaknejo kovine, ki bo ploščo skrajšala!

5. korak: Zadnje misli in prihodnje ideje

Zadnje misli: Hvala za ogled! Če iščete odličen način za varčevanje z energijo, prihranite denar in še vedno vzdržujete udobno stanovanje, upajmo, da ste uživali v tem videu. V vročih poletnih mesecih je zaradi največjega povpraševanja na voljo dodatne elektrarne, ki so pogosto dražje in prispevajo k onesnaževanju našega okolja. Če imate možnost nadgraditi svoj sistem HVAC na energijsko zvezdico ali pa namestiti "profesionalni" termostat, to storite! Če pa živite v stanovanjski hiši in preprosto nimate teh možnosti, razmislite o tem projektu za okolje! Ideje za prihodnost: Ko namestite servomotorje, lahko na ta projekt razširite nekaj odličnih načinov. Tukaj je le nekaj: 1) Temperaturni senzor postavite na žico, tako da ga lahko strateško postavite v prostor 2) Dodajte gumbe v Arduino, da boste imeli štiri načine: izklopljen, A/C, ogrevanje ali temperaturni senzor (to pomeni, da enoto izklopite, segrejte ali ogrejte/ogrejte ali omogočite, da naprava deluje v skladu z odčitkom temperaturne sonde) 3) Za prikaz trenutne temperature uporabite 7-segmentno LED ali LCD-zaslon 4) Uporabite ethernetni ščit omogočiti internetni nadzor ali objaviti svojo trenutno temperaturo (npr. prek twitterja). To idejo je navdihnil Adafruitov "Tweet-a-Watt" (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) Uporabite tretji servo za krmiljenje vročega/hladnega potenciometra (opomba: uporaba treh servomotorjev na arduinu zahteva uporabo programskih strežnikov - za več informacij glejte tukaj: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo)6) Brezžična sonda temp preko Xbee ali RF (za RF glejte https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 in https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) Nastavite temperaturna območja praga v napravi s tipkovnico ali potenciometer 8) Nastavitev enote za samodejno hlajenje stanovanja ob določenih urah (tj. preden pridete domov v službo) ali ponoči v "pulzni" način, ki se izmenično izklaplja in hladi, da stanovanje ostane hladno, vendar ne imeti AC vso noč 9) Uporabite Evil Mad Scientist ali ITP Boarduino za cenejšo in manjšo enoto! Glejte https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 za Evil Mad Scientist Plošče, ki jih lahko kupite kot komplet, ki vključuje čip PCB & ATMEL ter 16MHz kristal in pokrovčke za ~ 12 USD ali Preberite vadnico NYU ITP o tem, kako ustvariti arduino na plošči!