Juurikeldri HVAC: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

See on seade, mis jälgib temperatuuri ja niiskust kahetoalises külmas keldris. Samuti juhib see igas ruumis kahte ventilaatorit, mis juhivad õhku väljastpoolt igasse ruumi, ja suhtleb nutika lülitiga igas ruumis, mis on ühendatud ultraheliga. Eesmärk on kontrollida ruumi temperatuuri ja niiskust, ideaaljuhul hoida temperatuur alla 5 ° C ja niiskus umbes 90%

Seade kasutab ESP8266 mikrokontrollerit temperatuuri ja niiskuse andurite lugemiseks, ventilaatorite juhtimiseks ja teabe esitamiseks veebilehel kohaliku võrgu kaudu.

See juhend ei süvene täpsetesse üksikasjadesse, sest:

1. Ehitamisel unustasin pildistada ja see on nüüd kliendi juurde paigaldatud!
2. Teie olukord on teistsugune. See on mõeldud võrdlusdisainina, mitte täpselt dubleeritud.

Tarvikud:

Osad, mida kasutasin, on järgmised:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrokontroller. Iga ESP8266 töötab seni, kuni sellel on teie disaini jaoks piisavalt vaba digitaalset sisend- ja väljundnõela. Pole tühine välja mõelda, kui palju kontakte on vaba, mõned on avatud, kuid neid kasutatakse käivitamise või jadaülekande ajal.
• prototüüpimise plaat
• juhtmed, pistikud
• naissoost päisepesa ESP8266 hoidmiseks ja anduri pistikute valmistamiseks
• DHT22 temperatuuri ja niiskuse andurid
• DS18B20 temperatuuriandur väliseks kasutamiseks
• dekonstrueeritud CAT5 kaablid andurite juhtmete jaoks
• 690 oomi takistid FET värava voolu piiramiseks
• 10K takistid DHT22 andmeside tõmbamiseks
• 2,2K takisti DS18B20 andmeside tõmbamiseks
• IRLU024NPBF HEXFET toitejuhid
• San Ace 80 48VDC ventilaatorid
• MeanWell 48VDC 75 vatti toiteallikas toiteventilaatoritele
• kannibaliseeritud 5v telefonilaadija toiteallikaks ESP8266 ja anduritele
• mitmesugused dioodid ventilaatoris, et vältida EMF -i tagasitulekut (võib -olla P6KE6 TVS?)

Kui soovite mõnele neist lisalinke, kommenteerige ja lisan need.

Samm: ehitus - mikrokontrolleri ja anduri juhtmestik

Vooluahel on konstrueeritud prototüüpimisplaadile, järgides sarnaseid tehnikaid.

1. Paigutage komponendid prototüüpimisplaadile, et hõlpsasti ühendada. Ma ei jätnud MOSFET -draiverite ümber piisavalt ruumi ja juhtmestik läks natuke tihedaks.
2. Jootke naissoost päised oma kohale, ühendades need jigina NodeMCU külge, et mõni nööpnõel alla tõmmata. Seejärel eemaldage NodeMCU ja lõpetage kõik tihvtid. Ma kasutasin ainult pistikupesasid tihvtidel, mida kasutatakse toiteallikaks ja sisendiks/väljundiks. See aitas tagada, et seade oleks iga kord õiges suunas ühendatud.
3. Jootke isane pistik 5VDC toiteallikale.
4. Jootke sobiv naissoost pistik ESP8266 Vini ja maandustihvtide lähedale plaadile ning seejärel jootke õhuke haaketraat pistiku 5VDC ja maanduse vahel sobivate pistikupesade külge. Kaaluge selle pistiku paigutamist nii, et see oleks NodeMCU USB -pordi teel. Te ei soovi NodeMCU -d korraga toita sellest USB -toiteallikast ja USB -st. Kui asetate pistiku ebamugavasse kohta, on teil seda kogemata raskem teha.
5. Jootke 3 -kontaktilised isased päised ESP8266 D1, D2 ja D3 tihvtide lähedal. Jätke piisavalt ruumi tõmbetakistustele ja kogu ühendustraadile.
6. Konstrueerige andurite ühenduste jaoks naissoost päistest sobivad pistikud. Ma kasutasin 4 tihvti pikkust, üks tihvt eemaldati, et andurid oleksid klahvitud, et neid saaks valesti ühendada. Ma panin 3.3V toite ja maanduse iga pistiku 1. ja 4. kontaktile ning andmed tihvtile 2. Parem oleks panna 3.3V ja maandus kõrvuti ning andmed tihvti 4 külge, nii et kui andur oleks tagurpidi ühendatud, kahju ei tehtaks.
7. Jootke tõmbetakistid 3,3 V ja andurite vahel iga anduri jaoks. DHT22 kasutab 10K pullupi ja DS18B20 (3.3V juures) meeldib 2.2K pullup.
8. Jootke haaketraat iga pistiku maandusnõelte ja NodeMCU pistikupesa maandusnõela vahele.
9. Jootke haaketraat iga pistiku 3,3 V kontaktide ja NodeMCU 3,3 tihvti vahel.
10. Jootke haaketraat ühe DHT22 -pistiku andmestikust kuni NodeMCU -pistikupesa D1 -ni
11. Jootke ühendamisjuhe teise DHT22 -pistiku andmestikust pistikupesa tihvti D2 külge
12. Jootke haaketraat DS18B20 pistiku andmestikust tihvti D3 külge.
13. Mõõtke sensori kavandatud paigalduskohtadest kuni seadme asukohta.
14. Ehitage sobiva pikkusega juhtmestik. Teen seda, eemaldades CAT 5 Etherneti kaabli pikkuse, pannes 3 juhtmest puuri padrunisse ja keerates need kokku. See annab uuele andurikaablile mehaanilise tugevuse keerdumise ja traadi purunemise vastu.
15. Jootke traadi ühes otsas andur ja teises otsas naissoost päis. Olge tihvtide määramisega ettevaatlik. Samuti pange mõlemale otsale pingutusabi, näiteks räni tihendus, epoksü või kuumliim. Räni tihendamine on ilmselt parim - kuum liim võib tegelikult niiskust imada ja pistikupessa võib sattuda epoksü.

2. etapp: ehitus - ventilaatoridraiverid

See disain kasutab 48 -voldiseid ventilaatoreid kahel põhjusel:

• need olid saadaval ja tundusid olevat kvaliteetsemad / tõhusamad kui tavalisemad 12 V ventilaatorid meie rämpshunnikus
• nad kasutavad vähem voolu kui madalama pingega ventilaatorid, nii et juhtmed võivad olla õhemad

Madalama pingega ventilaatorid võivad teie disainis olla parem valik.

Selles jaotises käsitletakse üsna üksikasjalikult ajamiringluse ehitamist, kasutades NodeMCU 3 -voldist digitaalset väljundit 48 -voldise ventilaatori toiteks. See jaotis on peale tarkvara kõige unikaalsem osa seadmest. Alguses võib olla kasulik vooluringi ehitamine leivaplaadile.

1. Kui liigute NodeMCU pesa teisele poole, määrake sissetuleva 48V toitepistiku asukoht. See peaks asuma toiteallika paigalduskoha ja prototüüpimisplaadil asuva maandusrööpa kõrval. Ärge jootke veel oma kohale.
2. Uurige ülaltoodud skeemi, et mõista, kuidas ühendate kõik need komponendid.
3. Asetage neli 690 oomi takistit tihvtide D5, D6, D7 ja D8 lähedale. Ärge jootke neid veel alla.
4. Asetage neli transistorit prototüüpimisplaadile.
5. Asetage neli kinnitusdioodi prototüüpimisplaadile. Joondage iga dioodi puhul anood transistori äravooluga ja katoodiga, nii et sellest tuleval traadil on vaba tee 48 V toiteliinile.
6. Neli pistikut ventilaatoritele, positiivne (+) pistik 48V rööpale ja negatiivne (-) FET allikale ja dioodanoodile
7. Nüüd reguleerige kõiki neid asukohti, kuni kõik on hästi paigutatud ja kõigi ühendamisjuhtmete jaoks on ruumi.
8. Jootke esimene neljast juhtahelast oma kohale. See on OK, kui teised kukuvad laua ümber pööramisel välja. Järgmised sammud on keskendunud ühele sõiduahelale. Kui see on funktsionaalne, saate liikuda teiste juurde.

9. Ühendusjuhtme või komponentide juhtmete abil jootke üks ventilaatori juhtahel:

   1. värava voolu piirava takisti üks ots sõlme MCU tihvtidele D5
   2. takisti teine ots FET -i väravasse
   3. FET äravool maapinnale
   4. FET -i allikas dioodi anoodile ja ventilaatori pistiku negatiivne

10. Multimeetri abil kontrollige ühendusi. Kontrollige, kas kõik ühendused on nulltakistusega, kuid eriti kontrollige, kas neil pole lühiseid:

    1. MITTE nulltakistus FET -i 3 tihvti vahel
    2. EI ventilaatori pistiku nulltakistus negatiivsest positiivseks ja nulltakistus positiivsest negatiivseks, mis näitab, et diood töötab.
    3. Avage vooluring igast FET -pingest 48V -ni
11. Kontrollige vooluringi mõnel muul viisil.
12. Ühendage 5 V toiteallikas prototüüpimisplaadiga.
13. Ühendage oma multimeetri miinus maandusega.
14. Ühendage 5V toitejuhe. Veenduge, et Vini pinil on 5 volti
15. Ühendage 48V toide ja ventilaator. Nendel ventilaatoritel on käivitusmoment, nii et hoidke seda klambriga all. See võib alata vooluahela sisselülitamisel.
16. Sisestage haaketraadi tüki ajutine ots tihvti D5 pistikupessa. Maandage tihvt, sisestades juhtme teise otsa maandustihvti. Kui ventilaator töötas, peaks see peatuma, kuna olete FET välja lülitanud.
17. Liigutage traat maapinnalt VIN -i. Ventilaator peaks käivituma.
18. Tähistage oma edu, eemaldage toide ja lõpetage ning katsetage ülejäänud ventilaatori juhtimisahelaid. Neid juhivad vastavalt tihvtid D6, D7 ja D8.

Samm 3: Programmi NodeMCU ja esialgne konfigureerimine

1. Laadige lisatud Sketchi failid uude Arduino projekti, kompileerige ja laadige NodeMCU -sse.

   teine pagehtml.h fail sisaldab javascripti tohutu stringina, mis asub ESP8266 mälus ja on veebilehe server

2. ÄRGE toite NodeMCU -d plaadilt. Ühendage 5 V toide prototüüpimisplaadilt lahti.
3. Ühendage 48V põhiplaadilt lahti.
4. Ühendage NodeMCU pistikupessa, ühendage USB -kaabel ja välgutage NodeMCU
5. Avage Arduino jadamonitor 115200 baudiga.
6. Ühendage nutitelefoni, sülearvuti või tahvelarvutiga RootCellarMon võrguga, mis peaks ilmuma, kuna NodeMCU toimib WiFi-pöörduspunktina. Parool on "opensesame". Kasutan teie võrgu SSID -i ja parooli konfigureerimiseks nutikat IOTWebConfi teeki.
7. Seejärel navigeerige oma seadme veebibrauseri abil aadressile http: 192.168.4.1. Peaksite nägema lehte, nagu ülal näidatud, kuid andurite vigadega. Klõpsake allosas linki Configuration.

8. Seadistage võrguparameetrite SSID ja parool seadistusekraani kaudu, seejärel klõpsake KOHALDA. Ühendage uuesti oma tavalise WiFi-võrguga. Arduino seeriamonitoril peaksite nägema midagi sellist:

   Parool ei olnud konfiguratsioonis määratud

   Olek muutub 0 -lt 1 -le AP seadistamine: RootCellarMon Vaikimisi parooliga: AP IP -aadress: 192.168.4.1 Olek muudetud 0 -lt 1 -le Ühendus AP -ks. Ühendus AP -ga lahti ühendatud. Taotlus ümbersuunamiseks aadressile 192.168.4.1 Soovitud olematu lehe /favicon.ico argumendid (GET): 0 Konfiguratsioonilehekülg on nõutud. 'IwcThingName' renderdamine väärtusega: RootCellarMon Renderdamine 'iwcApPassword' väärtusega: 'iwcWifiSsid' väärtuse muutmine: teie SSID Renderdamine 'iwcWifiPassword' väärtusega: 'iwcApTimeout' väärtusega renderdamine: 30 tasmota1 'väärtusega renderdamine' väärtusega: Renderduseparaator Renderduseparaator Valideerimisvorm. Arg 'iwcThingName' konfiguratsiooni väärtuse värskendamine on: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Argi 'iwcApPassword' väärtus on: opensesame iwcApPassword määrati arg 'iwcWifiSsid' väärtus: teie SSID iwcWifiSyR argum: teie wi-fi parool iwcWifiPassword oli seatud arg 'iwcApTimeout' väärtus on: 30 iwcApTimeout = '30 'arg' tasmota1 'väärtus on: tasmota1 =' arg iwcThingName '=' RootCellarMon 'Konfiguratsiooni salvestamine' iwcApPassword '= konfiguratsiooni salvestamine' iwcWifiSsid '=' teie SSID 'Konfiguratsiooni salvestamine' iwcWifiPassword '= konfiguratsiooni salvestamine' iwcApTimeout '=' 30 'konfiguratsiooni salvestamine' tasmota1 '=' konfiguratsiooni salvestamine ' = '' Konfiguratsiooni uuendati. Olek muutub: 1 -lt 3 Ühendamine võrguga [teie SSID] (parool on peidetud) Olek muudetud: 1 -lt 3 WiFi -ga ühendatud IP -aadress: 192.168.0.155 Olek muutub: 3 -lt 4 Ühenduse aktsepteerimise olek muudeti: 3 -lt 4 -le

9. Pange tähele oma seadmele määratud IP -aadress. Eespool on see 192.168.0.155.
10. Ühendage sülearvuti/tahvelarvuti/telefon uuesti tavalise võrguga, kui seda pole veel tehtud.
11. Sirvige seadme uut aadressi, minu puhul 192.168.1.155. Peaksite uuesti avalehte nägema.

Samm: ühendage see kõik kokku

1. Ühendage USB -kaabel lahti.
2. Ühendage 5 -voldine toide. Ja värskendage veebilehte. Peaksite regulaarselt nägema südame löögisageduse suurenemist.
3. ESP8266 LED peaks andureid lugedes vilkuma iga 5 sekundi järel.
4. Ühendage andurid ja peaksite lugema. Algselt oli mul DHT22 väljas, kuid pidasin seda ebausaldusväärseks, seega läksin üle lihtsamale ja paremini kaitstud DS18B20 -le.
5. Kui teil on lugemitega probleeme, saate probleemi tõrkeotsinguks 5V toite lahti ühendada, toite NodeMCU -le USB -ga ja iga näidise jaoks visandid laadida. See on peaaegu alati halb traat.
6. Ühendage 48V toide ja ventilaatorid. Klõpsake ventilaatori juhtnuppe.
7. Ehitage kaks Tasmota-põhist nutikat lülitit. Kasutasin Sonoff Basic lüliteid. Seal on õpetusi, kuidas neid Tasmotaga välgutada mujal, sealhulgas arendsti enda lehel.
8. Vaadake oma ruuteri klientide loendit ja tuvastage igale nutikale lülitile määratud IP -aadressid. Määrake need aadressid reserveerituks, et lülitid saaksid alati sama aadressi.
9. Proovige näiteks nutikaid lüliteid otse juhtida

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

• Klõpsake avalehe allosas nuppu Seadista ja määrake nutikate lülitite aadressid, nagu on näidatud ülaltoodud ekraanipildil. Ainult IP -aadress, ülejäänud URL on ehitatud ESP8266 -ga töötavasse tarkvarasse. Võimalik, et konfiguratsioonilehele pääsemiseks vajate kasutajat: parooli "admin": "opensesame" või mis iganes te parooli muutsite.

Samm: paigaldamine

Paigaldasin seadme osad väikesele vineeritükile, plastikust toidunõu kaas vineeri ja kaane vahele. See paigutus kruviti juurekeldri seina külge. Kuna kaas on seinast veidi eemal, saab toidukonteineri korpuse kaitsekoti saamiseks hõlpsalt kinni klõpsata. Kogu kaabeldus suunatakse läbi fikseeritud kaane trükkplaadile.

Andurid ja ventilaatori juhtmestik kinnitati seinte külge lõdvalt, kuna tulevased tööd on plaanis juurkeldris - võimalik, et krohvitud seinad ja lisariiulid.

6. samm: kokkuvõte

See on eksperiment, nii et me ei tea, millised süsteemi osad lõpuks osutuvad.

Mõned esimesed märkused edu hõlbustamiseks:

• Ventilaatorid võivad olla tarbetud. Looduslik konvektsioon võib olla piisav. Sisse- ja väljalaskeavad on paigutatud vastavalt põranda ja lae lähedale, nii et kuum õhk on ammendatud ja külm õhk sisse.
• Enne projekti alustamist veenduge, et wi-fi on juurkeldris korras. Meie puhul oli meil vaja juurkeldri kohal asuvasse ruumi paigaldada wifi -pikendaja.
• Kui wi-fi pole hea, võib osutuda vajalikuks juhtmega või teistsugune raadiosagedus.
• Värvige plaat, millele komponendid on paigaldatud, või kasutage plastikut või midagi, mida niiskus vähem mõjutab.
• Neli töötavat ventilaatorit tarbivad umbes 60 vatti, toiteallikas on tõenäoliselt vähemalt 80% tõhus. Seega on korpuse sees soojendus maksimaalselt 20% * 60 või 12 vatti. Ülekuumenemine ei tohiks olla probleem, eriti külmas juurekeldris. Kui teie korpus on õhukindlam, võiksite puurida mõned ventilatsiooniavad.
• On projekte, mis lisavad Tasmota-põhistele nutipistikutele keskkonnaandureid. Üks neist võib olla selle rakenduse jaoks hea alternatiiv.