HVAC za korijenski podrum: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ovo je uređaj za praćenje temperature i vlažnosti u dvosobnom hladnom podrumu. Također kontrolira dva ventilatora u svakoj prostoriji koji cirkuliraju zrak izvana u svaku prostoriju, te komunicira pametnim prekidačem u svakoj prostoriji spojenim na ultrazvučni mister. Cilj je kontrolirati temperaturu i vlažnost u prostoriji, idealno za održavanje temperature ispod 5C i vlažnosti oko 90%

Uređaj koristi mikrokontroler ESP8266 za čitanje senzora temperature i vlažnosti, za pogon ventilatora i za prezentiranje informacija putem lokalne mreže na web stranici.

Ova instrukcija neće ulaziti u točne detalje jer:

1. Zaboravio sam slikati dok sam ga gradio, a sada je instaliran u kući klijenta!
2. Vaša će situacija biti drugačija. Ovo je zamišljeno kao referentni dizajn, a ne za točno ponavljanje.

Pribor:

Dijelovi koje sam koristio su:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrokontroler. Bilo koji ESP8266 će raditi, sve dok ima dovoljno besplatnih digitalnih ulaznih i izlaznih pinova za vaš dizajn. Nije beznačajno shvatiti koliko je igala slobodnih, neke su izložene, ali se koriste tijekom pokretanja ili serijskog prijenosa.
• ploča za izradu prototipa
• žice, konektori
• ženska utičnica za glavu za držanje ESP8266 i izradu konektora za senzore
• Senzori temperature i vlažnosti DHT22
• Senzor temperature DS18B20 za vanjsku uporabu
• dekonstruirani kabel CAT5 za ožičenje senzora
• 690 ohmski otpornici za ograničenje struje FET vrata
• 10K otpornici za izvlačenje DHT22 podatkovne linije
• 2.2K otpornik za podizanje podatkovne linije DS18B20
• IRLU024NPBF HEXFET upravljački programi za napajanje
• San Ace 80 48VDC ventilatori
• MeanWell napajanje ventilatora snage 48VDC od 75 W
• kanibalizirani 5v punjač za telefon za napajanje ESP8266 i senzore
• razne diode preko ventilatora za sprječavanje EMF -a (možda televizori P6KE6?)

Ako želite dodatne veze na bilo koju od ovih stavki, komentirajte i ja ću ih dodati.

Korak 1: Konstrukcija - ožičenje mikrokontrolera i senzora

Krug je izgrađen na ploči za izradu prototipa, slijedeći slične tehnike.

1. Postavite komponente na ploču za izradu prototipa kako biste omogućili jednostavno ožičenje u sljedećem koraku. Nisam ostavio dovoljno prostora oko MOSFET upravljačkih programa, a ožičenje se malo zategnulo.
2. Lemite ženska zaglavlja na mjesto, priključujući ih na NodeMCU kao šablon kako biste uklonili nekoliko iglica. Zatim uklonite NodeMCU i dovršite sve igle. Koristio sam samo utičnice na pinovima koje se koriste za napajanje i ulaz/izlaz. To je pomoglo da se uređaj svaki put priključi s ispravnom orijentacijom.
3. Lemite muški konektor na 5VDC napajanje.
4. Lemiti odgovarajući ženski konektor na ploču u blizini ESP8266 Vin i uzemljenih igala, a zatim lemiti tanku spojnu žicu između konektora 5VDC i mase na odgovarajuće utičnice utičnice. Razmislite o postavljanju ovog priključka tako da se nalazi na putu USB priključka NodeMCU -a. NE želite napajati NodeMCU iz ovog izvora napajanja i USB -a istovremeno. Ako konektor stavite na nezgodno mjesto, bit će vam teže slučajno to učiniti.
5. Lemljenje 3 -polnih muških zaglavlja u blizini igara ESP8266 D1, D2 i D3. Ostavite dovoljno mjesta za izvlačne otpornike i svu spojnu žicu.
6. Konstruirajte odgovarajuće konektore iz ženskih zaglavlja za priključke senzora. Koristio sam 4 duljine pinova, pri čemu je jedan pin uklonjen kako bi se senzori uključili kako bi se mogli nepravilno spojiti. Opskrbu i masu od 3,3 V stavio sam na pinove 1 i 4 svakog konektora, a podatke na pin 2. Bilo bi bolje staviti 3.3 V i uzemljenje jedan pored drugog i podatke na pin 4, pa ako je senzor spojen unatrag, ne bi nastala nikakva šteta.
7. Lemiti izvlačne otpornike između 3,3 V i podatkovnih vodova za svaki senzor. DHT22 koristi 10K pullup, a DS18B20 (na 3.3V) voli 2.2K pullup.
8. Spajati žicu za spajanje između uzemljenih igala svakog konektora i na uzemljeni pin NodeMCU utičnice.
9. Spajanje žice za spajanje između pinova od 3,3 V svakog konektora i 3,3 pina NodeMCU -a.
10. Spajanje žice za spajanje s podatkovnog pina jednog DHT22 konektora na pin D1 utičnice NodeMCU
11. Spajanje žice za spajanje s podatkovnog pina drugog priključka DHT22 na pin D2 utičnice
12. Spajanje žice za spajanje s podatkovnog pina konektora DS18B20 na pin D3.
13. Izmjerite od planiranih mjesta ugradnje senzora do mjesta na kojem će se nalaziti uređaj.
14. Izgradite kabelske svežnjeve odgovarajuće duljine. To činim odvajanjem duljine Ethernet kabela CAT 5, stavljanjem 3 žice u steznu glavu bušilice i njihovim uvijanjem. To daje novom kabelu senzora mehaničku čvrstoću protiv savijanja i pucanja žice.
15. Lemite senzor na jednom kraju žice, a ženski zaglavlje na drugom. Budite oprezni s dodjelom pinova. Na svaki kraj također stavite malo rasterećenja, na primjer silikonsko brtvljenje, epoksid ili vruće ljepilo. Silikonsko brtvljenje je vjerojatno najbolje - vruće ljepilo zapravo može upiti vlagu, a epoksid može ući u konektor.

Korak 2: Konstrukcija - pogoni ventilatora

Ovaj dizajn koristi ventilatore od 48 volti iz dva razloga:

• bili su dostupni i činilo se da su kvalitetniji / učinkovitiji od uobičajenih 12V ventilatora u našoj hrpi smeća
• troše manje struje od ventilatora nižeg napona pa žice mogu biti mršavije

Ventilatori nižeg napona mogu biti bolji izbor u vašem dizajnu.

Ovaj odjeljak ide u dosta detalja o izgradnji pogonskog kruga pomoću 3 -voltnog digitalnog izlaza iz NodeMCU -a za napajanje 48 -voltnog ventilatora. Osim softvera, ovaj odjeljak je najunikatniji dio uređaja. Možda ćete u početku imati koristi od izgradnje kruga na ploči.

1. Prelaskom na drugu stranu utičnice NodeMCU, odredite mjesto za dolazni 48V priključak za napajanje. Trebao bi se nalaziti u blizini mjesta na kojem će se montirati izvor napajanja i uzemljene tračnice na ploči za izradu prototipa. Nemojte još lemiti na mjestu.
2. Ispitajte gornju shemu da biste razumjeli kako ćete povezati sve ove komponente.
3. Četiri otpornika od 690 ohma postavite blizu pinova D5, D6, D7 i D8. Nemojte ih još spajati.
4. Postavite četiri tranzistora na ploču za izradu prototipa.
5. Postavite četiri stezne diode u ploču za izradu prototipa. Za svaku diodu anodu poravnajte s odvodom tranzistora, a katodu tako da će žica s nje imati jasan put do 48V naponske šine.
6. Četiri priključka za ventilatore, pozitivni (+) konektor na 48V tračnicu i negativni (-) na izvor FET-a i diodnu anodu
7. Sada prilagodite sva ta mjesta dok sve ne bude dobro postavljeno i bude mjesta za pokretanje svih spojnih žica.
8. Lemite prvi od četiri upravljačka kruga na mjesto. U redu je ako drugi ispadnu dok okrećete ploču. Sljedeći koraci usmjereni su na jedan od upravljačkih krugova. Kad postane funkcionalan, možete prijeći na ostale.

9. Pomoću spojne žice ili vodiča komponenti lemite jedan krug pogona ventilatora:

   1. jedan kraj otpornika za ograničavanje struje vrata na pinove D5 čvora MCU
   2. drugi kraj otpornika do vrata FET -a
   3. odvod FET -a na masu
   4. izvor FET -a na anodu diode i negativ konektora ventilatora

10. Pomoću multimetra provjerite veze. Provjerite da svi spojevi imaju nulti otpor, ali posebno provjerite da nema kratkih spojeva:

    1. NE nula otpor između 3 pina FET -a
    2. NE nula otpor na konektoru ventilatora od negativnog do pozitivnog, i nulti otpor od pozitivnog do negativnog što pokazuje da dioda radi.
    3. Otvorite krug sa svakog FET pina na 48V
11. Dvaput provjerite krug na neki drugi način.
12. Spojite 5V napajanje na ploču za izradu prototipa.
13. Spojite negativ multimetra na masu.
14. Priključite 5V napajanje. Provjerite ima li 5 volti na Vin pinu
15. Spojite napajanje od 48 V i ventilator. Ovi ventilatori imaju određeni zakretni moment, pa ga držite pritisnutim stezaljkom. Može početi kada napajate krug.
16. Privremeno umetnite jedan kraj komada spojne žice u utičnicu za pin D5. Uzemljite iglu umetanjem drugog kraja žice u iglu za uzemljenje. Ako je ventilator radio, trebao bi se zaustaviti jer ste isključili FET.
17. Premjestite žicu sa zemlje na VIN. Ventilator bi se trebao pokrenuti.
18. Proslavite svoj uspjeh, isključite napajanje i dovršite i isprobajte preostala kola upravljačkog programa ventilatora. Pokreću ih iglice D6, D7 i D8.

Korak 3: Program NodeMCU i početna konfiguracija

1. Preuzmite priložene datoteke Sketch u novi Arduino projekt, kompajlirajte i učitajte u NodeMCU.

   druga datoteka pagehtml.h sadrži javascript u obliku ogromnog niza koji se nalazi u memoriji ESP8266 i poslužitelj je s web stranicom

2. NEMOJTE napajati NodeMCU s ploče. Odspojite napajanje 5V s ploče za izradu prototipa.
3. Odspojite 48V s glavne ploče.
4. Uključite NodeMCU u utičnicu, spojite USB kabel i bljeskajte NodeMCU
5. Otvorite Arduino serijski monitor na 115200 bauda.
6. Pomoću pametnog telefona, prijenosnog računala ili tableta povežite se s mrežom RootCellarMon koja bi se trebala pojaviti jer NodeMCU djeluje kao Wi-Fi pristupna točka. Lozinka je "opensesame". Koristim sjajnu biblioteku IOTWebConf kako bih omogućio konfiguraciju SSID -a i lozinke vaše mreže.
7. Zatim pomoću web preglednika na svom uređaju idite na http: 192.168.4.1. Trebali biste vidjeti stranicu kao što je prikazano gore, ali s pogreškama senzora. Kliknite vezu Konfiguracija pri dnu.

8. Preko zaslona za konfiguraciju postavite mrežne parametre SSID i lozinku, a zatim kliknite PRIMJENI. Ponovno se povežite s uobičajenom Wi-Fi mrežom. Trebali biste vidjeti ovako nešto na Arduino serijskom monitoru:

   Lozinka nije postavljena u konfiguraciji

   Stanje se mijenja iz: 0 u 1 Postavljanje pristupne točke: RootCellarMon Sa zadanom lozinkom: IP IP adresa: 192.168.4.1 Stanje promijenjeno iz: 0 u 1 Veza na pristupnu točku. Prekinuto s AP -om. Zahtjev za preusmjeravanje na 192.168.4.1 Traženi nepostojeći argumenti stranice '/favicon.ico' (GET): 0 Tražena je stranica za konfiguraciju. Rendering 'iwcThingName' s vrijednošću: RootCellarMon Rendering 'iwcApPassword' s vrijednošću: Rendering 'iwcWifiSsid' s vrijednošću: vaš SSID Renderiranje 'iwcWifiPassword' s vrijednošću: Rendering 'iwcApTimeout' s vrijednosti: 30 Rendering 'vrijednost' tasmota1 's: s vrijednošću: Render separator Rendering separator Obrazac za provjeru valjanosti. Ažuriranje konfiguracije Vrijednost arg 'iwcThingName' je: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Vrijednost arg 'iwcApPassword' je: opensesame iwcApPassword je postavljeno Vrijednost arg 'iwcWifiSsid' je 'vaš SSID iWiwiw' i 'iSiWiWi' iSiWiWi 'w' iSiWiWi 'iSiWiWi' w 'iSiWiWi' iSiWiWi 'w' iSiWiWi 'w' iSiWiWi 'iSiWiWi' iSiWiWi 'i' wSiWiWi 'iSiSiWi' w 'iSiSiWi' iSiSiWi 'iSiSiWi' iSiSiWi 'iSiSiWi' iSiSiWi 'iSiSiWi' iSiSiSiR ': vaša lozinka za Wi-Fi iwcWifiPassword je postavljena Vrijednost arg 'iwcApTimeout' je: 30 iwcApTimeout = '30 'Vrijednost arg' tasmota1 'je: tasmota1 =' 'Vrijednost arg' tasmota2 'je: tasmota2 =' 'Spremanje konfiguracije' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Spremanje konfiguracije' iwcApPassword '= Spremanje konfiguracije' iwcWifiSsid '=' vaš SSID 'Spremanje konfiguracije' iwcWifiPassword '= Spremanje konfiguracije' iwcApTimeout '=' 30 'Spremanje konfiguracije' tasmota1 '=' = '' Konfiguracija je ažurirana. Stanje se mijenja iz: 1 u 3 Povezivanje na [vaš SSID] (lozinka je skrivena) Stanje promijenjeno iz: 1 u 3 WiFi vezana IP adresa: 192.168.0.155 Stanje se mijenja iz: 3 u 4 Prihvaćanje stanja veze promijenjeno iz: 3 u 4

9. Zabilježite IP adresu dodijeljenu vašem uređaju. Gore je 192.168.0.155.
10. Ponovo povežite prijenosno računalo/tablet/telefon s uobičajenom mrežom ako već nije.
11. Potražite novu adresu uređaja, 192.168.1.155 u mom slučaju. Ponovno biste trebali vidjeti glavnu stranicu.

Korak 4: Povežite sve zajedno

1. Odspojite USB kabel.
2. Priključite napajanje od 5 volti. I osvježite web stranicu. Trebali biste redovito vidjeti otkucaje srca.
3. LED dioda na ESP8266 trebala bi treptati svakih 5 sekundi dok očitava senzore.
4. Spojite senzore i trebali biste početi očitavati. U početku sam vani imao DHT22, ali mi se učinio nepouzdan, pa sam prešao na jednostavniji i bolje zaštićen DS18B20.
5. Ako imate problema s očitanjem, možete isključiti napajanje od 5 V, napajati NodeMCU USB -om i učitati primjere skica za svaki senzor kako biste riješili problem. Gotovo uvijek je loša žica.
6. Priključite napajanje od 48 V i ventilatore. Pritisnite gumbe za upravljanje ventilatorom.
7. Napravite dva pametna prekidača temeljena na Tasmoti. Koristio sam prekidače Sonoff Basic. Postoje vodiči o tome kako ih spojiti s Tasmotom na drugom mjestu, uključujući Arendstovu vlastitu stranicu.
8. Pogledajte popis klijenata usmjerivača i identificirajte IP adrese dodijeljene svakom pametnom prekidaču. Postavite ove adrese kao rezervirane, tako da prekidači uvijek dobivaju istu adresu.
9. Pokušajte izravno kontrolirati pametne prekidače, na primjer

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

• Kliknite na Konfiguriraj pri dnu glavne stranice i postavite adrese pametnih prekidača kako je prikazano na snimci zaslona iznad. Samo IP adresa, ostatak URL -a ugrađen je u softver koji radi na ESP8266. Za pristup stranici s konfiguracijom možda će vam trebati user: password od "admin": "opensesame" ili bilo što u što ste promijenili lozinku.

Korak 5: Instalacija

Montirao sam dijelove uređaja na mali komad šperploče, s poklopcem plastične posude za hranu između šperploče i poklopca. Ovaj raspored je pričvršćen za zid podruma. Budući da je poklopac malo od zida, tijelo spremnika za hranu može se jednostavno pričvrstiti kako bi se dobila zaštitna futrola. Svi kabeli prolaze kroz fiksni poklopac do pločice.

Senzori i ožičenje ventilatora pričvršćeni su na zidove labavo, budući da se budući radovi planiraju u podrumu korijena - moguće ožbukani zidovi i dodatne police.

Korak 6: Sažetak

Ovo je eksperiment, pa ne znamo koji će se dijelovi sustava na kraju pokazati.

Nekoliko prvih napomena o tome kako olakšati uspjeh:

• Navijači su možda nepotrebni. Prirodna konvekcija može biti dovoljna. Usisni i ispušni otvori postavljeni su blizu poda i stropa, tako da se iscrpljuje vrući zrak i unosi hladan zrak.
• Prije početka projekta provjerite je li wi-fi u redu u podrumu. U našem slučaju, morali smo instalirati wifi produživač u prostoriju iznad korijenskog podruma.
• Ako Wi-Fi nije dobar, možda će biti potreban žični ili drugačiji dizajn radiofrekvencije.
• Obojite ploču na koju su montirane komponente ili upotrijebite plastiku ili nešto na što manje utječe vlaga.
• Četiri ventilatora koji rade troše oko 60 vati, napajanje je vjerojatno barem 80% učinkovito. Dakle, zagrijavanje unutar kućišta je najviše 20% * 60 ili 12 vata. Pregrijavanje ne bi trebalo predstavljati problem, osobito u hladnom podrumu s korijenjem. Ako je vaše kućište nepropusnije za zrak, možda ćete htjeti izbušiti neke ventilacijske rupe.
• Postoje projekti koji dodaju senzore okoliša pametnim utičnicama temeljenim na Tasmoti. Jedan od njih mogao bi biti dobra alternativa za ovu aplikaciju.