Arduino HVAC servo termostat/kontroler: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Dobrodošli u moju 'zelenu' instrukciju! Pokazat ću vam kako koristiti Arduino, dva servo motora, senzor temperature i nešto metala (ili drva) za izradu digitalnog termostata za zidnu HVAC jedinicu. Prema CB Richardu Ellisu (velikoj tvrtki za prodaju nekretnina), New York City je tržište iznajmljivača, sa samo oko 1/3 stanovništva koje posjeduje svoj dom (naspram gotovo 70% vlasništva nad stanom u ostatku SAD -a). To znači da više od 5 mm ljudi u New Yorku živi u iznajmljenim stanovima ili kućama. Vrlo je rijetko da iznajmljene jedinice imaju bilo koji oblik centralne klimatizacije ili čak termostatski upravljani sustav. Mnogi stanovi imaju stalne jedinice kroz zidove poput one koja se vidi u videu ispod. Nažalost, ove jedinice nemaju sposobnost reguliranja temperature i mogu se samo natjerati na toplinu, hladnoću ili isključiti. Prema Centru za potrošačku energiju, grijanje i hlađenje čini oko 45 posto vašeg računa za energiju. Savezna vlada procjenjuje da prosječni vlasnik kuće troši više od 10 000 USD za grijanje i hlađenje u razdoblju od deset godina. Kapacitet hlađenja sobnih klima uređaja mjeri se u BTU -ovima ili britanskim termalnim jedinicama, po satu. Za hlađenje stana od 700-1000 m² (jednosobni ili možda mali dvosobni) potrebno vam je oko 20 000 BTU-ova. To je ekvivalent 1,7 tona ili 5, 861 vata. S 0,15 USD po kWh, to znači da rad vašeg HVAC uređaja košta 0,88 USD/sat! Budući da HVAC jedinice troše mnogo energije (osobito kada su u načinu rada „klimatizacija“tijekom vrućih ljetnih mjeseci), a iznajmljivači nemaju mogućnost jednostavne implementacije energetske zvijezde (tj. učinkovitije) jedinice ili kako bih regulirao njihovu temperaturu, želio sam pronaći način, bez trajnih promjena, za upravljanje HVAC jedinicom poput termostata! Implementacija ovog uređaja ne samo da vam može uštedjeti novac, već može pomoći u održavanju stabilnije temperature u vašem stanu, smanjiti potrošnju energije i smanjiti opterećenje na našu električnu mrežu tijekom vrućih ljetnih mjeseci!

Korak 1: Pregled popisa proizvoda i dijelova

Pregled i popis dijelova: Popis dijelova za elektroniku: 1) Dva serva. Koristio sam Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311) koji se može kupiti za manje od 10 USD po servo. Servo SparkFun (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) također bi trebao raditi.2) Temperaturna sonda: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (koristio sam Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Koristio sam Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51), ali možete koristiti i malu ploču (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5 otpornik 4K7 za temperaturu Sonda: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) 9V Zidni adapter: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63Popis dijelova hardvera: 1) Koristio sam aluminij kupljen u mojoj lokalnoj trgovini hardvera (Home Depot). Dimenzije servo držača su 4 "x 1" x 0,25 ", a dva krajnja stupa 1" x 0,25 "x 0,25". Alternativno, ovdje je veza za kupnju ovog aluminijskog komada na mreži: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx i http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-alumin-extruded.aspx2) Koristio sam (6) 1/2 "8-32 SHCP (vijci s nasadnom glavom) i (2) 1 "8-32 SHCP-ova. Preporučio bih da ih kupite u lokalnoj trgovini hardvera, ali ih se također može lako kupiti na internetu. Evo veza: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 i 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) Trebat će vam slavina koja odgovara vijcima koje koristite u prethodnom koraku. Budući da sam koristio vijke 8-32, kupio sam slavinu 8-32. Još jednom, ovo se može kupiti u vašoj lokalnoj trgovini hardvera, ali ako želite naručiti putem interneta, evo veze: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) Broj 29 svrdlo (to odgovara 8-32 slavina; ako koristite vijke i slavine druge veličine, kupite odgovarajuću burgiju). NAPOMENA: Mnoge prodavaonice hardvera prodaju slavine sa svrdlima, što će osigurati da kupite odgovarajuću veličinu. Dostupno i ovdje: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Alat:1) Koristio sam bušilicu (može biti ručna bušilica ili preša za bušilicu) i nožnu pilu. 2) Ako biste radije zalijepili servo pogone na aluminijski nosač (umjesto bušenja i nabijanja rupa), preporučio bih korištenje JBWeld ili Gorilla Glue Arduino knjižnice: Osim servo biblioteke (uključena u softver Arduino), potrebna vam je knjižnica OneWire. Više o biblioteci možete pročitati ovdje (nije obavezno): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire ili jednostavno preuzmite knjižnicu putem ove veze: https://homepage.mac. com/wtpollard/Software/FileSharing7.html

Korak 2: Izrada servo montaže i električna shema

Evo video pregleda kako izgraditi servo nosač i sheme elektronike. Za više informacija pogledajte donje fotografije!

Korak 3: Arduino kod

Donja txt datoteka sadrži Arduino kôd. Možete otvoriti ovu datoteku da biste vidjeli kôd, a zatim je kopirati/zalijepiti u svoj Arduino softver za pokretanje programa. Video: Osnovni, a zatim i detaljniji opis Arduino koda.

Korak 4: Otklanjanje pogrešaka i instaliranje

NAPOMENA: Ako svoj arduino postavite na metalnu površinu, pobrinite se da imate gumene nožice na dnu! U suprotnom će lemni spojevi na dnu Arduina dodirnuti metal koji će skratiti ploču!

Korak 5: Završne misli i buduće ideje

Završne misli: Hvala što ste gledali! Ako tražite odličan način za uštedu energije, novac i još uvijek održavate udoban stan, nadamo se da ste uživali u ovom videu. Tijekom vrućih ljetnih mjeseci, najveća potražnja tjera na stavljanje na tržište dodatne elektrane, koje su često skuplje za rad i doprinose većem zagađenju našeg okoliša. Ako imate mogućnost nadograditi svoj HVAC sustav u skladu sa zvjezdicom ili možete instalirati "profesionalni" termostat, učinite to! Ali ako živite u stambenoj zgradi i jednostavno nemate te mogućnosti, razmislite o ovom projektu za okoliš! Buduće ideje: Nakon što postavite servo pogon, postoje neki sjajni načini na koje možete proširiti ovaj projekt. Evo samo nekoliko: 1) Stavite temperaturni osjetnik na žicu tako da se može strateški postaviti unutar prostorije 2) Dodajte gumbe na Arduino kako biste imali četiri načina rada: Isključeno, A/C, Grijanje ili Temperaturna sonda (tj. omogućuje vam da isključite jedinicu, zagrijavate je ili grijete ili dopušta jedinici da djeluje prema očitanju temperaturne sonde) 3) Koristite 7-segmentnu LED ili LCD za prikaz trenutne temperature4) Koristite Ethernet štit omogućiti kontrolu Interneta ili objaviti vašu trenutnu temperaturu (tj. putem Twittera). Ova ideja inspirirana je Adafruit-ovim "Tweet-a-Watt" (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) Koristite treći servo za upravljanje potenciometrom za vruće/hladno (napomena: korištenje tri serva na arduinu zahtijeva korištenje softverskih servera - pogledajte ovdje za više: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo)6) Bežična temp. sonda putem Xbee ili RF (za RF, pogledajte https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 i https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) Podesite temperaturne pragove na uređaju pomoću tipkovnice ili potenciometar8) Postavljanje jedinice da automatski hladi stan u određeno vrijeme (tj. prije nego što dođete kući na posao) ili da pređe u "pulsni" način rada noću, naizmjence između isključenog i hladnog kako bi se stan ohladio, ali ne neka AC bude uključen cijelu noć9) Koristite Evil Mad Scientist ili ITP Boarduino za jeftiniju i manju jedinicu! Pogledajte https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 za Evil Mad Scientist Ploče koje možete kupiti kao komplet koji uključuje PCB & ATMEL čip i kristal i kape od 16 MHz za ~ 12 USD Ili Pročitajte vodič za NYU ITP o tome kako stvoriti arduino za matičnu ploču!