Жертөле үшін HVAC: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Бұл екі бөлмелі суық жертөледе температура мен ылғалдылықты бақылайтын құрылғы. Ол сонымен қатар әр бөлмеде ауаны әр бөлмеге тарататын екі желдеткішті басқарады және ультрадыбыстық мистерге қосылған әр бөлмедегі ақылды қосқышпен байланысады. Мақсат - бөлмедегі температура мен ылғалдылықты бақылау, ең дұрысы температураны 5С -тан төмен ұстап тұру және ылғалдылық шамамен 90%

Құрылғы ESP8266 микроконтроллерін қолданып, температура мен ылғалдылық сенсорларын оқиды, желдеткіштерді басқарады және ақпаратты желіде жергілікті желіде көрсетеді.

Бұл нұсқаулықта егжей -тегжейлі айтылмайды, себебі:

1. Мен оны салған кезде суретке түсіруді ұмытып кеттім, ол қазір клиенттің үйіне орнатылды!
2. Сіздің жағдайыңыз басқаша болады. Бұл анықтамалық дизайн ретінде берілген, дәл қайталанбауы керек.

Жабдықтар:

Мен қолданған бөлшектер:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 микроконтроллері. Кез келген ESP8266 жұмыс істейді, егер ол сіздің конструкцияңыз үшін жеткілікті цифрлық кіріс және шығыс түйреуіштері болса. Қанша түйреуіш бос екенін, кейбіреулері ашық, бірақ жүктеу немесе сериялық тарату кезінде қолданылатынын анықтау маңызды емес.
• прототип тақтасы
• сымдар, қосқыштар
• ESP8266 ұстайтын және сенсорлық қосқыштарды жасайтын әйелдік розетка
• DHT22 температура мен ылғалдылық сенсорлары
• Сыртта қолдануға арналған DS18B20 температура сенсоры
• сенсорлық сымдарға арналған CAT5 кабелі бұзылды
• 690 Ом резисторлары FET қақпасының токтарын шектейді
• DHT22 деректер желісін алу үшін 10K резисторлары
• DS18B20 деректер желісін тарту үшін 2.2K резистор
• IRLU024NPBF HEXFET қуат драйверлері
• San Ace 80 48VDC желдеткіштері
• MeanWell 48VDC 75 ватт қуат желдеткіштеріне қуат көзі
• каннибализацияланған 5V телефондық зарядтағыш ESP8266 мен датчиктерді қуаттандырады
• ЭМӨ -нің алдын алу үшін желдеткіштің әр түрлі диодтары (мүмкін P6KE6 TVS?)

Егер сіз осылардың кез келгеніне қосымша сілтеме алғыңыз келсе, түсініктеме беріңіз, мен оларды қосамын.

1 -қадам: Құрылыс - микроконтроллер мен сенсорлық сымдар

Схема осыған ұқсас әдістерді қолдана отырып, прототиптік тақтаға салынған.

1. Келесі қадамда сымдарды оңай өткізуге мүмкіндік беру үшін компоненттерді прототиптеу тақтасына орналастырыңыз. Мен MOSFET драйверлерінің айналасында жеткілікті бос орын қалдырмадым, сымдар біршама тығыз болды.
2. Бірнеше түйреуіштерді бекіту үшін NodeMCU -ге тірек ретінде жалғау арқылы аналық тақырыптарды дәнекерлеңіз. Содан кейін NodeMCU жойыңыз және барлық түйреуіштерді аяқтаңыз. Мен тек қуат пен кіріс/шығыс үшін істікшелердегі розеткаларды қолдандым. Бұл құрылғы әр уақытта дұрыс бағытта қосылғанын тексеруге көмектесті.
3. 5VDC қуат көзіне еркек қосқышты дәнекерлеңіз.
4. ESP8266 Vin және жерге түйреуіштердің жанындағы тақтаға сәйкес келетін аналық коннекторды дәнекерлеңіз, содан кейін 5VDC коннекторы мен жерге қосылған түйіспелі түйреуіштер арасындағы жұқа жалғау сымын дәнекерлеңіз. Бұл қосқышты NodeMCU USB порты жолында болатындай етіп орналастыруды қарастырыңыз. Сіз NodeMCU -ді осы қуат көзінен және USB -ден бір уақытта қосқыңыз келмейді. Егер сіз коннекторды ыңғайсыз жерге қойсаңыз, мұны кездейсоқ жасау сізге қиын болады.
5. ESP8266 D1, D2 және D3 түйреуіштерінің жанындағы 3 істікшелі ерлер тақырыптары. Резисторлар мен қосылатын сымдар үшін көп орын қалдырыңыз.
6. Датчикті қосуға арналған әйел тақырыптарынан сәйкес коннекторлар жасаңыз. Мен сенсорларды дұрыс қосылмау үшін оларды бір түйреуішпен алып тастап, 4 істікшенің ұзындығын қолдандым. Мен 3.3В кернеуін және жерге қосқышты әр коннектордың 1 және 4 -ші түйреуіштеріне, ал 2 -ші істікшеге қосамын. 3.3В кернеуді және жерді 4 -істікке бір -бірінің жанына қою жақсы болар еді, сондықтан сенсор артқа қосылған болса, ешқандай зиян келмейді.
7. 3.3В арасындағы тартқыш резисторларды дәнекерлеңіз және әр сенсорға арналған деректер желілері. DHT22 10K тартқышты пайдаланады, ал DS18B20 (3.3В кернеуінде) 2.2K тартуды ұнатады.
8. Дәнекерлеу сымы әр коннектордың жерге қосқыш түйреуіштері мен NodeMCU розеткасының жерге тұйықталуына дейін.
9. Әр коннектордың 3.3В түйреуіштері мен NodeMCU 3.3 істікшелерінің арасындағы дәнекерлеу сымы.
10. Дәнекерлеу сымы бір DHT22 коннекторының деректер түйінінен NodeMCU ұясының D1 түйреуішіне дейін
11. Басқа DHT22 коннекторының деректер түйреуішінен розетканың D2 істігіне дәнекерлеу сымы
12. Дәнекерлеу сымы DS18B20 коннекторының деректер түйреуішінен D3 түйреуішіне дейін.
13. Сенсорды орнатудың жоспарланған жерлерінен құрылғы болатын жерге дейін өлшеңіз.
14. Сәйкес ұзындықтағы сымдар қосқыштарын жасаңыз. Мен мұны CAT 5 Ethernet кабелінің ұзындығын алу арқылы жасаймын, сымның 3 -ін бұрғылау ілмегіне салып, оларды бір -біріне бұрау. Бұл жаңа сенсорлық кабельдің сығылу мен сым үзілуіне қарсы механикалық беріктігін береді.
15. Датчикті сымның бір шетіне, ал екінші жағына әйел басын дәнекерлеңіз. Пин тағайындауда абай болыңыз. Сондай -ақ, әр ұшына дефицитті салыңыз, мысалы, кремниймен қаптау, эпоксидті немесе ыстық желім. Кремнийді тазарту жақсы болуы мүмкін - ыстық желім ылғалдылықты сіңіреді, ал эпоксид коннекторға енуі мүмкін.

2 -қадам: Құрылыс - желдеткіш жүргізушілер

Бұл дизайн екі себеп бойынша 48 вольтты желдеткіштерді пайдаланады:

• олар қол жетімді болды және біздің қоқыс үйіндісіндегі әдеттегі 12В желдеткіштерге қарағанда жоғары сапалы / тиімдірек болып көрінді
• олар төмен кернеулі желдеткіштерге қарағанда токты аз пайдаланады, сондықтан сымдар жұқа болуы мүмкін

Төмен кернеулі желдеткіштер сіздің дизайныңызда жақсы таңдау болуы мүмкін.

Бұл бөлімде 48 вольтты желдеткішті қосу үшін NodeMCU -дан 3 вольтты цифрлық шығыс көмегімен қозғалыс тізбегін құру туралы егжей -тегжейлі айтылады. Бағдарламалық жасақтамадан басқа, бұл бөлім құрылғының ең бірегей бөлігі болып табылады. Алдымен схеманы тақтаға салу сізге пайдалы болуы мүмкін.

1. NodeMCU розеткасының екінші жағына ауысқанда, кіретін 48В қуат қосқышының орнын анықтаңыз. Ол электрмен жабдықтау орнатылатын жерге және прототиптік тақтадағы жер үсті рельсіне жақын болуы керек. Әзірге орнына дәнекерлемеңіз.
2. Барлық осы компоненттерді қалай қосуға болатынын түсіну үшін жоғарыдағы схеманы қарап шығыңыз.
3. Төрт 690 Ом резисторды D5, D6, D7 және D8 түйреуіштеріне жақын орналастырыңыз. Оларды әлі дәнекерлемеңіз.
4. Прототиптік тақтаға төрт транзисторды салыңыз.
5. Прототип тақтасына төрт қысқыш диодты салыңыз. Әр диод үшін анодты транзистордың ағызуымен туралаңыз, ал катодтан сымның 48В электр рельсіне шығатын жолы болады.
6. Желдеткіштер үшін төрт коннектор, 48В рельсіне оң (+) қосқыш және FET көзіне теріс (-) және диод анодына
7. Енді барлық орындарды реттеңіз, бәрі жақсы орналастырылғанша және барлық сымдарды қосуға орын жоқ.
8. Драйвердің төрт тізбегінің біріншісі дәнекерленеді. Егер сіз тақтаны айналдырсаңыз, қалғандары құлап кетсе жақсы. Келесі қадамдар жетекші тізбектердің біріне бағытталған. Функционалды болғаннан кейін сіз басқаларға ауыса аласыз.

9. Қосылатын сымды немесе компоненттердің ұштарын қолданып, желдеткіштің бір тізбегін дәнекерлеңіз:

   1. MCU түйінінің D5 түйреуіштеріне арналған ток шектеу резисторының бір шеті
   2. резистордың екінші ұшы FET қақпасына дейін
   3. FET -тің жерге төгілуі
   4. диодтың анодына және желдеткіш коннекторының терісіне FET көзі

10. Мультиметр көмегімен қосылымдарды тексеріңіз. Барлық қосылыстар нөлдік қарсылыққа ие екенін тексеріңіз, бірақ қысқа тұйықталу жоқ екенін тексеріңіз:

    1. FET -тің 3 түйреуіші арасындағы нөлдік қарсылық емес
    2. Желдеткіш коннекторы бойынша теріс қарсылықтан оңға дейін нөлдік қарсылық емес, диод жұмыс істейтінін көрсететін оңнан терісге нөлдік қарсылық.
    3. Әрбір FET түйреуішінен 48 В дейін ашық тізбек
11. Басқа жолмен тізбекті екі рет тексеріңіз.
12. Прототиптік тақтаға 5В қуат көзін қосыңыз.
13. Мультиметрдің теріс жағын жерге қосыңыз.
14. 5В қуат көзіне қосыңыз. Вин штырында 5 вольт бар екенін тексеріңіз
15. 48 В қуат көзі мен желдеткішті қосыңыз. Бұл желдеткіштердің іске қосу моменті бар, сондықтан оны қысқышпен ұстаңыз. Ол тізбекті қосқан кезде басталуы мүмкін.
16. Ілмек сымының бір ұшын уақытша D5 істікшесінің ұясына салыңыз. Сымның екінші ұшын жерге тұйықтауышқа кірістіру арқылы түйреуішті жерге қосыңыз. Егер желдеткіш жұмыс істеп тұрса, ол тоқтауы керек, себебі сіз FET өшірдіңіз.
17. Сымды жерден VIN -ге жылжытыңыз. Желдеткіш іске қосылуы керек.
18. Табысты атап өтіңіз, қуатты өшіріңіз, желдеткіштің қалған тізбектерін аяқтаңыз және тексеріңіз. Олар сәйкесінше D6, D7 және D8 түйреуіштерімен қозғалады.

3 -қадам: NodeMCU бағдарламасы және бастапқы конфигурация

1. Қосылған Sketch файлдарын жаңа Arduino жобасына жүктеп алыңыз, NodeMCU -ге құрастырыңыз және жүктеңіз.

   екінші pagehtml.h файлында ESP8266 жадында орналасқан және веб -беті бар сервер болып табылатын үлкен жол түрінде JavaScript бар

2. NodeMCU тақтасынан қоректендірмеңіз. Прототиптік тақтадан 5В кернеуін ажыратыңыз.
3. 48В кернеуді негізгі тақтадан ажыратыңыз.
4. NodeMCU ұясына қосыңыз, USB кабелін қосыңыз және NodeMCU жарқылын қосыңыз
5. Arduino сериялық мониторын 115200 bod ашыңыз.
6. Смартфонды, ноутбукті немесе планшетті қолдана отырып, RootCellarMon желісіне қосылыңыз, ол NodeMCU Wi-Fi кіру нүктесі ретінде әрекет етеді. Құпия сөз - «opensesame». Мен желідегі SSID мен құпия сөзді конфигурациялауға мүмкіндік беретін IOTWebConf кітапханасын қолданамын.
7. Содан кейін құрылғыдағы веб -шолғышты пайдаланып, http: 192.168.4.1 өтіңіз. Сіз бетті жоғарыда көрсетілгендей көруіңіз керек, бірақ сенсорлардың қателері бар. Төмендегі Конфигурация сілтемесін нұқыңыз.

8. SSID мен құпия сөзді желі параметрлерін орнату үшін конфигурация экранында жұмыс жасаңыз, содан кейін ҚОЛДАНУ түймесін басыңыз. Қалыпты Wi-Fi желісіне қайта қосылыңыз. Сіз Arduino сериялық мониторында осындай нәрсені көруіңіз керек:

   Пароль конфигурацияда орнатылмаған

   Күй: 0 -ден 1 -ге ауысу AP орнату: RootCellarMon Әдепкі құпия сөзбен: AP IP -мекен -жайы: 192.168.4.1 күй: 0 -ден 1 -ге дейін AP қосылымы. AP -ден ажыратылды. 192.168.4.1 мекенжайына қайта бағыттау туралы сұрау '/favicon.ico' аргументтері сұралды (GET): 0 Конфигурация беті сұралды. «IwcThingName» мәні: RootCellarMon мәні «iwcApPassword» мәні: «iwcWifiSsid» мәні көрсетілуде: SSID Рендеринг 'iwcWifiPassword' мәні: мәні 'iwcApTimeout' мәні: 30 Rendering 'tasmota2 мәні бар: Бөлу рендерері Бөлгішті бейнелеу. Arg 'iwcThingName' конфигурациясының мәні: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' arg 'iwcApPassword' мәні: opensesame iwcApPassword arg 'iwcWifiSsid' мәні орнатылды: сіздің SSID iwcWifiS 'теңдестірілген идентификаторыңыз': wi-fi құпия сөзі iwcWifiPassword орнатылды arg 'iwcApTimeout' мәні: 30 iwcApTimeout = '30 'arg' tasmota1 'мәні: tasmota1 =' 'Arg' tasmota2 'мәні: tasmota2 =' 'Конфигурация сақталуда' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Конфигурация' iwcApPassword '=' конфигурация 'iwcWifiSsid' = 'сіздің SSID' конфигурацияңыз сақталуда 'iwcWifiPassword' = 'Конфигурация сақталуда' iwcApTimeout '=' 30 'Конфигурация сақталуда' '=' 2 'сақталады' = '' Конфигурация жаңартылды. Штат өзгерді: 1 -ден 3 -ке [SSID -ге қосылуда (құпия сөз жасырылған) күй өзгерді: 1 -ден 3 -ке WiFi қосылған IP мекенжайы: 192.168.0.155 күйі: 3 -тен 4 -ке дейін қосылымды қабылдау күйі: 3 -тен 4 -ке өзгертілді.

9. Құрылғыңызға тағайындалған IP мекенжайын ескеріңіз. Жоғарыда бұл 192.168.0.155.
10. Ноутбукты/планшетті/телефонды қалыпты желіге қайта қосыңыз.
11. Менің жағдайда 192.168.1.155 құрылғының жаңа мекен -жайына өтіңіз. Сіз басты бетті қайтадан көруіңіз керек.

4 -қадам: Барлығын біріктіру

1. USB кабелін ажыратыңыз.
2. 5 вольтты қосыңыз. Және веб -бетті жаңартыңыз. Сіз жүрек соғысының үнемі өсіп келе жатқанын көруіңіз керек.
3. ESP8266 жарық диоды сенсорларды оқыған сайын әр 5 секунд сайын жыпылықтап тұруы керек.
4. Датчиктерді қосыңыз, сонда сіз оқуды бастауыңыз керек. Бастапқыда менде DHT22 болды, бірақ оны сенімсіз деп таптым, сондықтан қарапайым және жақсы қорғалған DS18B20 -ге ауыстым.
5. Егер сізде оқуға қатысты мәселелер туындаса, мәселені шешу үшін 5В қуатын ажыратуға, NodeMCU -ді USB -ге қосуға және әр сенсорға мысал эскиздерін жүктеуге болады. Бұл әрқашан нашар сым.
6. 48В кернеуі мен желдеткіштерді қосыңыз. Желдеткішті басқару түймелерін басыңыз.
7. Tasmota негізіндегі екі ақылды қосқышты жасаңыз. Мен Sonoff Basic қосқыштарын қолдандым. Оларды Тасмотамен басқа жерде қалай жарқылдауға болатындығы туралы оқулықтар бар, соның ішінде arendst -тің жеке парағы.
8. Маршрутизатордың клиенттер тізімімен танысыңыз және әр смарт қосқышқа тағайындалған IP мекенжайларын анықтаңыз. Бұл мекенжайларды резервтелген етіп орнатыңыз, осылайша қосқыштар әрқашан бір мекенжайды алады.
9. Ақылды қосқыштарды тікелей басқарып көріңіз, мысалы

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

• Негізгі беттің төменгі жағындағы Конфигурациялау түймесін басып, жоғарыдағы экран суретте көрсетілгендей ақылды қосқыштардың мекен -жайларын орнатыңыз. Тек IP мекенжайы, қалған URL мекенжайы ESP8266 жұмыс істейтін бағдарламалық жасақтамада салынған. Конфигурация бетіне кіру үшін сізге «admin» құпия сөзі: «opensesame» немесе парольді өзгерткен кез келген нәрсе қажет болуы мүмкін.

5 -қадам: Орнату

Мен құрылғының бөлшектерін фанера мен қақпақ арасында пластикалық тағам ыдысының қақпағы бар фанераның кішкене бөлігіне орнаттым. Бұл орналасу жертөле қабырғасына бекітілген. Қақпақ қабырғаға сәл жабылғандықтан, қорғаныс қабығын қамтамасыз ету үшін тағам контейнерінің корпусын оңай жабуға болады. Барлық кабель бекітілген қақпақ арқылы тізбек тақтасына өтеді.

Сенсорлар мен желдеткіш сымдары қабырғаға мықтап бекітілген, өйткені болашақ жұмыстар жертөледе жоспарланған - мүмкін гипстелген қабырғалар мен қосымша сөрелер.

6 -қадам: Қорытынды

Бұл эксперимент, сондықтан біз жүйенің қандай бөліктері ақыр соңында дәлелденетінін білмейміз.

Табысты қалай жеңілдетуге болатыны туралы алғашқы ескертулер:

• Жанкүйерлер қажет емес шығар. Табиғи конвекция жеткілікті болуы мүмкін. Сору мен шығатын саңылаулар еден мен төбенің жанында орналасады, осылайша ыстық ауа таусылып, суық ауа кіреді.
• Жобаны бастамас бұрын, жертөледе wi-fi дұрыс екеніне көз жеткізіңіз. Біздің жағдайда, біз жертөленің үстіндегі бөлмеге wifi кеңейткішін орнатуымыз керек еді.
• Егер Wi-Fi жақсы болмаса, сымды немесе басқа радиожиілікті дизайн қажет болуы мүмкін.
• Компоненттер орнатылған тақтаны бояңыз немесе пластикті немесе ылғалдылық аз әсер ететін нәрсені қолданыңыз.
• Төрт желдеткіш шамамен 60 ватт жұмсайды, электрмен жабдықтау кем дегенде 80% тиімді. Сондықтан корпустың ішіндегі жылыту 20% * 60 немесе 12 ватт. Қызып кету проблема болмауы керек, әсіресе суық тамырлы жертөледе. Егер сіздің корпусыңыз герметикалық болса, сіз желдету тесіктерін бұрғыңыз келуі мүмкін.
• Тасмота негізіндегі ақылды штепсельдерге экологиялық сенсорларды қосатын жобалар бар. Олардың бірі бұл қосымшаға жақсы балама болуы мүмкін.