Tehke oma ühendatud küttetermostaat ja säästke küttega: 53 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Mis on selle mõte?

• Suurendage mugavust, soojendades oma maja täpselt nii, nagu soovite
• Säästke ja vähendage kasvuhoonegaaside heitkoguseid, soojendades oma maja ainult siis, kui seda vajate
• Kontrollige oma kütet igal pool
• Ole uhke, et tegid seda ise

Samm: kuidas see teie mugavust suurendab?

Määrate 4 erinevat temperatuuri juhist, mis valitakse automaatselt vastavalt teie ajakavale.

Väljendate oma vajadust oodatava temperatuurina kellaajal ja süsteem hakkab teie ootuste saavutamiseks optimaalsel ajal soojenema.

Täna varem koju jõudes kasutage oma telefoni kütte alguse prognoosimiseks

Süsteem tagab väga stabiilse temperatuuri, mis vastab täpselt teie vajadustele.

2. samm: kuidas säästate ja vähendate kasvuhoonegaaside heitkoguseid?

Teades oma ajakava, soojendab süsteem ainult siis, kui seda vajate.

Süsteem võtab kütte optimeerimiseks arvesse välistemperatuuri.

Täna kodus hiljem kasutage oma telefoni, et kütte alustamine edasi lükata.

Saate süsteemi oma seadmetele sobivaks häälestada.

Samm: kuidas saate oma kütet kontrollida, kus iganes te ka poleks?

Süsteem on ühendatud WIFI -võrguga. Kasutate sülearvutit oma süsteemi ajakava seadistamiseks, häälestamiseks ja värskendamiseks.

Kodust väljas olles kasutate oma telefoni kütmise alustamiseks või selle edasilükkamiseks

4. samm: temperatuuri reguleerimine

Kütte reguleerimiseks kasutatakse PID -regulaatorit.

Seda kasutatakse eeldatava temperatuuri saavutamise viisi kontrollimiseks ja sihtmärgile võimalikult lähedal hoidmiseks.

PID parameetreid saab kohandada vastavalt teie keskkonnale (vt süsteemi dokumentatsiooni tunneldamine).

5. samm: juhiste kontroller

Juhikontroller on mõeldud kütte käivitamise aja määramiseks. See võtab arvesse sisetemperatuuri, välistemperatuuri ja katla võimsust, et määrata dünaamiliselt parim aeg kütmise alustamiseks vastavalt teie vajadustele.

Seda regulatsiooni saab vastavalt vajadusele häälestada parameetriga "reaktiivsus", mida saate muuta.

6. samm: ajakava

Temperatuuri juhiseid väljendatakse sihtmärgina (temperatuur, aeg). See tähendab, et soovite, et teie maja oleks sellel ajal sellel temperatuuril.

Temperatuur tuleb valida nelja viite vahel.

Ajakava iga poole tunni kohta tuleb määratleda üks juhend.

Saate määrata ühe nädalapõhise ajakava ja 2 igapäevase ajakava.

7. samm: arhitektuuri ülevaade

Vaadake ülemaailmset arhitektuuri

See töötab iga katlaga tavaliselt avatud või tavaliselt suletud kontakti kaudu.

Samm 8: Mikrokontrollerite ülevaade

Põhisüsteem töötab Atmel ATmega mikrokontrolleriga.

Pärast koodi ja parameetrite allalaadimist ja kella sünkroonimist saab see töötada 100% autonoomselt.

See suhtleb jadalingi kaudu, et võtta arvesse välist teavet.

ESP8266 mikrokontroller juhib lüüsi koodi jadaühenduse ühenduse muutmiseks WIFI-ks.

Parameetrid on algselt kirjutatud eepromi ja neid saab eemalt muuta ja salvestada.

9. samm: võrguühenduse ülevaade

Võrguühendus tehakse ESP8266 WIFI mikrokontrolleriga. See on üsna sama, mis Gateway kirjeldus „juhised”. Sellest kirjeldusest on siiski tehtud järgmised muudatused: mõnda selle projekti jaoks kasutut GPIO -d ei kasutata ning Arduino ja ESP8266 on joodetud samale trükkplaadile.

10. samm: serveri ülevaade

Java käivitab süsteemi serveriosa. HMI -d kasutavad TOMCAT -i. MySQL on andmebaas.

11. samm: osade loend

Te vajate neid põhikomponente

2 x mikrokontrollerit

· 1 x Arduino - valisin Nano 3.0 - mõned leiate umbes 2,5 dollari eest (Aliexpress)

· 1 x ESP8266 - valisin -ESP8266 -DEV Olimex - hinnaga 5,5 €

1 x temperatuuriandur DS1820

· Valisin veekindla - 9 € eest saate 5 (Amazon)

1 x topeltrelee moodul (käsk 0)

· Valisin SONGLE SRD -05VDC - mõned leiate hinnaga 1,5 € (Amazon)

1 x I2C LCD 2x16 tähemärki

Mul oli see juba olemas - mõned leiate vähem kui 4 dollari eest (Aliexpress)

1 x I2C DS1307 reaalajas moodul CR2032 akuga

· Mul oli see juba olemas - mõned leiate vähem kui 4 dollari eest (Aliexpress)

leiad mõne euro eest

1 x infrapuna vastuvõtja

· Valisin AX-1838HS leiad 5 hinnaga 4 €

1 x FTDI

1 x infrapuna kaugjuhtimispult (saate osta spetsiaalse teleri või seda kasutada)

2 x võimsuse regulaatorit (3.3v & 5v)

· Valisin I x LM1086 3.3v & 1 x L7850CV 5v

Ja mõned üksikud asjad

5 x LED

9 x 1K takistid

1 x 2,2K takisti

1 x 4,7K takisti

1 x 100microF keraamiline kondensaator

1 x 330 mikroF keraamiline kondensaator

2 x 1 microF tentalum kondensaatorit

2 x NPN transistorit

4 x dioodid

2 trükkplaadi leivaplaati

2 x 3 kontakti lülitid

Mõned pistikud ja juhtmed

Loomulikult vajate jootekolvi ja tina.

12. samm: ehitage toiteallikad

See friteeriv fail kirjeldab, mida teha.

Parem on hakata toiteallikaid ehitama leivaplaadiga isegi siis, kui raskusi pole.

Regulaatoreid saab hõlpsasti teiste vastu vahetada: muutke lihtsalt ühendusi ja kondensaatoreid vastavalt oma regulaatorite omadustele.

Kontrollige, kas see annab konstantse 5v ja 3,3v isegi koormuse korral (näiteks 100 oomi takistid).

Nüüd saate jootma kõik komponendid leivaplaadi trükkplaadile, nagu allpool

Samm: valmistage ette ESP8266

Allpool oleva lihtsaima jootmise jaoks ühendage oma ESP8266 leivaplaadiga

14. samm: ehitage elektroonika

Paljundage Fritzingi viide.

Soovitan tungivalt alustada elektroonika ehitamist leivaplaadiga.

Pange kõik osad leivaplaadile kokku.

Ühendage toiteallikad ettevaatlikult

Kontrollige Arduino ja ESP8266 toite LED -e.

LCD peab põlema.

Samm: teeme lüüsi konfiguratsiooniga

Ühendage FTDI USB oma arendusjaamaga.

Seadistage jadalingi lüliti, et ühendada ESP8266 FTDI -ga nii

16. samm: valmistuge Gateway Code'i allalaadimiseks

Käivitage Arduino oma tööjaamas.

Teil on vaja ESP8266, et IDE oleks tahvlina tuntud.

Valige USB -port ja sobiv menüü Tööriistad / lauad.

Kui te ei näe loendis ühtegi ESP266, tähendab see, et peate võib -olla installima ESP8266 Arduino Addoni (protseduuri leiate siit).

Kogu vajalik kood on saadaval GitHubis. On aeg see alla laadida!

Gateway peamine kood on seal:

github.com/cuillerj/Esp8266UdpSerialGatewa…

Lisaks standardsele Arduinole ja ESP8266 sisaldab põhikoodi vajadust, sisaldavad need 2 järgmist:

LookFoString, mida kasutatakse stringidega manipuleerimiseks ja mis on olemas:

Seal on ManageParamEeprom, mida kasutatakse Eepromi ans parameetrite lugemiseks ja salvestamiseks:

Kui olete kogu koodi kätte saanud, on aeg see ESP8266 -sse üles laadida.

Kõigepealt ühendage FTDI arvuti USB -porti.

Soovitan enne üleslaadimist kontrollida ühendust.

• · Seadke Arduino jadamonitor uuele USB -pordile.
• · Seadke kiiruseks 115200 mõlemat cr nl (Olimexi vaikekiirus)
• · Lülitage paneel sisse (ESP8266 on kaasas tarkvaraga, mis tegeleb AT -käskudega)
• · Saatke "AT" jadatööriistaga.
• · Vastutasuks peate saama "OK".

Kui ei, siis kontrollige ühendust ja vaadake oma ESP8266 spetsifikatsioone.

Kui olete "OK", olete valmis koodi üles laadima

17. samm: laadige alla lüüsi kood 1/2

·

• Lülitage leivalaud välja, oodake mõni sekund,
• Vajutage leivalaua nupule ja lülitage see sisse
• Vabastage vajutusnupp. On normaalne, et jadamonitorile satub prügi.
• Vajutage üleslaadimise IDE -d nagu Arduino puhul.
• Pärast üleslaadimist seadke seeriakiiruseks 38400.

Samm: laadige alla lüüsi kood 2/2

Näeksite midagi nagu pildil.

Palju õnne, koodi üleslaadimine õnnestus!

19. samm: määrake oma lüüsi parameetrid

Hoidke avatuna IDE jadamonitor (kiirus 38400)

• Lülitage leivalaud välja, oodake mõni sekund
• Kasutage lülitit, et seadistada configGPIO väärtuseks 1 (3.3v)
• Skaneerige WIFI, sisestades käsu:
• ScanWifi. Näete tuvastatud võrgu loendit.
• Seejärel määrake oma SSID, sisestades "SSID1 = teie võrk
• Seejärel määrake oma parool, sisestades "PSW1 = teie parool
• Seejärel sisestage praeguse võrgu määratlemiseks "SSID = 1"
• Sisestage "Restart", et ühendada Gateway oma WIFI -ga.

IP -aadressi saamist saate kontrollida, sisestades "ShowWifi".

Sinine LED süttib ja punane LED vilgub

On aeg määratleda oma IP -serveri aadress, sisestades 4 alam -aadressi (server, mis käivitab Java testkoodi). Näiteks IP = 192.168.1.10 jaoks sisestage:

• "IP1 = 192"
• "IP2 = 168"
• "IP3 = 1"
• "IP4 = 10"

Määrake IP -pordid järgmiselt:

• · RoutePort = 1840 (või muul viisil vastavalt teie rakenduse konfiguratsioonile, vt „Serveri installijuhend”)

  Sisestage "ShowEeprom", et kontrollida, mida just Eepromi salvestasite

  Nüüd seadistage GPIO2 konfigureerimisrežiimist väljumiseks maapinnale (kasutage selleks lülitit)

  Teie Gateway on tööks valmis!

  Sinine LED peab süttima kohe, kui lüüs on teie WIFI -ga ühendatud.

  On veel mõned käsud, mida leiate lüüsi dokumentatsioonist.

Määrake ESP8266 IP -aadress DNS -is püsivaks

Samm: valmistage ette Arduino ühendus

Esiteks ühendage jadaliidese pistikud USB -konflikti vältimiseks lahti.

Samm: teeme mõned testid

Enne termostaadi koodiga töötamist teeme mõned testid IDE näiteallikatega

Ühendage Arduino USB oma tööjaamaga.

Valige jadapord, määrake kiiruseks 9600 ja määrake kaardi tüübiks Nano.

Kontrollige temperatuuriandurit

Avage failid / näited / Max31850Onewire / DS18x20_Temperature ja muutke OneWire ds (8); (10 asemel 8).

Laadige üles ja kontrollige, kas see töötab. Kui te ei kontrolli oma DS1820 ühendusi.

Kontrollige kella

Avage programm Failid / näited / DS1307RTC / setTime

Laadige kood üles ja kontrollige, kas teil on õige aeg.

Kontrollige LCD -ekraani

Avage programm Failid / näited / vedelkristall / HelloWorld

Laadige kood üles ja kontrollige, kas teate saate.

Kontrollige kaugjuhtimispulti

Avage programm Failid / näited / ArduinoIRremotemaster / IRrecvDemo programm

Muutke PIN -kood 4 -ks - laadige kood üles

Kasutage kaugjuhtimispulti ja kontrollige, kas saate monitorile IR -koodi.

On aeg valida kaugjuhtimispuldist 8 erinevat klahvi, mida soovite kasutada järgmiselt:

• · Temperatuuri tõstmise juhised
• · Temperatuuri alandamise juhised
• · Lülitage termostaat välja
• · Valige nädalakava režiim
• · Valige päevakava esimese päeva režiim
• · Valige päevakava teise päeva režiim
• · Valige mitte külmumise režiim
• · WIFI -lüüsi sisse/välja lülitamine

Kuna tegite oma valiku, kasutage võtit, kopeerige ja salvestage saadud koodid tekstidokumenti. Seda teavet vajate hiljem.

Samm 22: kontrollige võrguühendust

Oma töö kontrollimiseks on kõige parem kasutada Arduino ja Java näiteid.

Arduino

Selle saate alla laadida siit:

See sisaldab SerialNetwork raamatukogu, mis on siin:

Laadige kood lihtsalt Arduino sisse.

Server

Serverinäide on Java -programm, mille saate alla laadida siit:

Lihtsalt käivitage see

Vaadake Java konsooli.

Vaadake Arduino monitori.

Arduino saadab 2 erinevat paketti.

· Esimene sisaldab olekut 2 kuni 6.

· Teine sisaldab 2 juhuslikku väärtust, pingetase A0 mV -s ja juurdekasv.

Java programm

· Printige vastuvõetud andmed kuueteistkümnendsüsteemis

· Vastake esimest tüüpi andmetele juhusliku sisse/välja väärtusega, et Arduino LED sisse/välja lülitada

· Vastata teist tüüpi andmetele saadud arvu ja juhusliku väärtusega.

Peate nägema midagi sellist nagu ülal.

Nüüd olete valmis töötama termostaadi koodiga

Samm: valmistage Arduino ette

Ühendage Arduino USB oma tööjaamaga.

Seadke kiiruseks 38400.

Peame seadistama Arduino seadistusrežiimi

Ühendage ICSP pistik nii, et GPIO 11 oleks seatud väärtusele 1 (5v)

Samm: laadige alla Arduino kood

Termostaadi allikad on saadaval GitHubis

Esmalt laadige see raamatukogu alla ja kopeerige failid oma tavapärasesse teeki.

Seejärel laadige need allikad alla ja kopeerige failid oma tavalisse Arduino allikate kausta.

Avage Thermosat.ico ja kompileerige ja kontrollige, kas te ei saa vigu

Laadige alla Arduino kood.

Arduino käivitub automaatselt.

Oodake sõnumit “end init eeprom”.

Vaikeparameetri väärtused on nüüd kirjutatud eepromi.

Samm: taaskäivitage Arduino

Arduino on initsialiseeritud ja see tuleb enne taaskäivitamist seadistada töörežiimi

Arduino töörežiimi seadmiseks ühendage ICSP pistik nii, et GPIO 11 oleks seatud väärtusele 0 (maa).

Lähtestage Arduino.

LCD -ekraanil peate nägema aega ja kollane LED peab põlema. (Kui kella pole sünkroonitud või aeg kadunud (toide on tühi ja aku puudub), näete 0: 0).

Samm: kontrollige LCD -ekraani

Teise võimalusena näete 3 erinevat ekraani.

Ühine ekraanidele 1 ja 2:

• ülaosas vasakul: tegelik aeg
• all vasakul: tegelik temperatuuri juhis
• põhja keskel: tegelik sisetemperatuur (DS1820)

Ekraan 1:

ülaosa keskel: tegelik töörežiim

Ekraan 2:

• ülaosa keskel: tegelik nädalapäev
• ülaosas paremal: päeva ja kuu numbrid

Kolmandat kirjeldatakse hooldusjuhendis.

27. etapp: katsetage releed

Testige Gateway releed

Selles etapis peab teil olema WIFI -ühendus ja sinine LED -tuli peab põlema.

WIFI -lüüsi sisse- ja väljalülitamiseks vajutage valitud kaugjuhtimispuldi klahvi. Relee peab ESP8266 ja sinise LED -i välja lülitama.

Oodake mõni sekund ja vajutage uuesti kaugjuhtimispuldi klahvi. WIFI -lüüs peab olema sisse lülitatud.

Minuti jooksul peab värav olema ühendatud ja sinine LED peab põlema.

Testige boileri releed

Kõigepealt vaadake punast LED -i. Kui temperatuuri juhised on sisetemperatuurist palju kõrgemad, peab LED -tuli põlema. Pärast starti kulub paar minutit, enne kui Arduino saab piisavalt andmeid, et otsustada, kas kütta või mitte.

Kui punane LED süttib, vähendage temperatuuri juhiseid, et seada see madalamaks kui sisetemperatuur. Mõne sekundi jooksul peab relee välja lülituma ja punane LED -tuli kustuma.

Kui punane LED ei põle, suurendage temperatuuri juhiseid, et seada see madalamaks kui sisetemperatuur. Mõne sekundi jooksul peab relee sisse lülituma ja punane LED -tuli põlema.

Kui teete seda mitu korda, pidage meeles, et süsteem ei reageeri kohe, et vältida katla liiga kiiret lülitamist.

Sellega on leivatöö lõpp.

28. samm: jootke toiteallikas 1/4

Soovitan kasutada kahte erinevat trükkplaati: üks toiteallika jaoks ja teine mikrokontrollerite jaoks.

Teil on vaja pistikuid;

· 2 9v sisendtoite jaoks

· 1 +9v väljundi jaoks

· 1 +3.3v väljundi jaoks (tegin 2)

· 2 +5v väljundi puhul (tegin 3)

· 2 relee käsu jaoks

· 2 relee võimsuse jaoks

Samm: jootke toiteallikas 2/4

Siin on Frizting skeem, mida järgida!

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm: jootke toiteallikas 3/4

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm: jootke toiteallikas 4/4

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm 32: jootke mikrokontrollerid trükkplaadile 1/7

Ma soovitan Arduino ja ESP8266 mitte jootma otse PCB -le

Selle asemel kasutage mikrokontrollerite hõlpsaks vahetamiseks alltoodud pistikuid

Samm 33: jootke mikrokontrollerid trükkplaadile 2/7

Ühendusi vajate:

• 3 x +5v (tegin ühe varu)
• 6 x maapind
• 3 x DS1820 jaoks
• 3 x LED -i jaoks
• 1 x IR vastuvõtja
• 2 x relee käsu jaoks
• 4 x I2C siinile

Siin on Frizting skeem, mida järgida!

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm: jootke mikrokontrollerid trükkplaadile 3/7

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm: jootke mikrokontrollerid trükkplaadile 4/7

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm: jootke mikrokontrollerid trükkplaadile 5/7

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm: jootke mikrokontrollerid trükkplaadile 6/7

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm 38: jootke mikrokontrollerid trükkplaadile 7/7

Osade numbreid näete ülalpool Fritzingi mudeli järgi.

Samm: ühendage ja kontrollige enne kasti panemist täielikult

Samm: keerake PCBd puidutükile

Samm 41: teeme puidust kattekarbi

Samm 42: pange kõik kasti

Samm 43: Looge serverikoodiprojekt

Käivitage oma IDE keskkond

Laadige partiiallikad alla GitHubist

Laadige J2EE allikad alla GitHubist

Käivitage Java IDE (näiteks Eclipse)

Looge Java projekt “ThermostatRuntime”

Importige allalaaditud partiide allikad

Looge J2EE projekt (Dynamic Web Project for Eclipse) “ThermostatPackage”

Importige allalaaditud J2EE allikad

Samm 44: määratlege oma SQL -ühendus

Looge klass „GelSqlConnection” nii Java kui ka J2EE projektis

GetSqlConnectionExample.java sisu kopeerimine ja sellest möödumine.

Määrake oma MySql -serveri kasutaja, parool ja host, mida kasutate andmete salvestamiseks.

Salvestage GelSqlConnection.java

Kopeerige ja mine GelSqlConnection.java projekti ThermostatRuntime kaudu

Samm 45: looge andmebaasitabelid

Looge järgmised tabelid

Kasutage indeksi tabeli loomiseks SQL -skripti

Tabeli indValue loomiseks kasutage SQL -skripti

Jaamade tabeli loomiseks kasutage SQL -skripti

Vormista tabelid

Laadige alla fail loadStations.csv

avage csv -fail

muutke st_IP oma võrgukonfiguratsiooniga sobivaks.

• esimene aadress on termostaat
• teine termostaat on server

salvestage ja laadige jaamade tabel selle csv -ga

Laadige alla loadIndesc.csv

laadige selle csv -ga tabel ind_desc

46. samm: määrake juurdepääsu kontroll

Saate teha mis tahes juhtimist, muutes koodi „ValidUser.java” vastavalt oma turvanõuetele.

Muudatuste lubamiseks kontrollin lihtsalt IP -aadressi. Sama tegemiseks looge lihtsalt tabel Turvalisus ja sisestage sellesse tabelisse kirje nagu ülalpool.

47. samm: valikuline

Välistemperatuur

Ma kasutan seda ilmateate API -d oma asukoha kohta teabe saamiseks ja see töötab päris hästi. Lokkidega tundide kestad ekstraheerivad temperatuuri ja salvestavad andmebaasi. Välistemperatuuri saamiseks saate kohandada koodi “KeepUpToDateMeteo.java”.

Kodu turvalisus

Ühendasin oma kodu turvasüsteemi termostaadiga, et kodust lahkudes automaatselt temperatuuri juhiseid vähendada. Midagi sarnast saate teha andmebaasi väljaga „securityOn”.

Katla vee temperatuur

Ma juba jälgin katla vee sisse- ja väljavoolu temperatuuri Arduino ja 2 anduriga DS1820, nii et lisasin teabe WEB HMI -le.

48. samm: käivitage käituskood

Eksportige ThermostatRuntime projekt purgifailina

Kui te ei soovi UDP -porte muuta, käivitage partiid käsuga:

java -cp $ CLASSPATH termostaatDispatcher 1840 1841

CLASSPATH peab sisaldama juurdepääsu teie jar -failile ja mysql -pistikule.

Peate logis nägema midagi sellist nagu ülalpool.

Taaskäivitamisel alustamiseks lisage kirje tabelisse

Samm 49: käivitage J2EE rakendus

Eksportige termostaadi pakett sõjalisena.

Võtke WAR kasutusele koos Tomcati halduriga

Testige rakenduse serverit: port/termostaat/ShowThermostat? Station = 1

Peate nägema midagi sellist nagu ülal

Samm: sünkroonige termostaat ja server

Kasutage HMI käsumenüüd järgmiste toimingute tegemiseks

· Üleslaadimistemperatuurid

· Registrite üleslaadimine

· Üleslaadimise ajakava

· Kirjutage eeprom / valige Kõik

Samm: ühendage termostaat katlaga

Enne seda lugege hoolikalt boileri juhiseid. Hoolitse kõrgepinge eest.

Termostaat tuleb ühendada 2 -juhtmelise kaabli abil lihtsa kontaktiga.

Samm 52: nautige oma kütte juhtimissüsteemi

Olete valmis seadistama süsteemi täpselt oma vajadustele vastavaks!

Määrake oma võrdlustemperatuurid, ajakavad.

Selleks kasutage termostaadi dokumentatsiooni.

Käivitage PID jälg. Laske süsteemil mõni päev töötada ja seejärel kasutage termostaadi häälestamiseks kogutud andmeid

Dokumentatsioon pakub spetsifikatsioone, millele saate viidata, kui soovite muudatusi teha.

Kui vajate lisateavet, saatke mulle päring. Vastan hea meelega.

See võtab osa koduautomaatika infrastruktuurist

Samm 53: 3D -printimiskast

Sain 3D -printeri ja printisin selle kasti.

Tagumine disain

Esikujundus

Ülemine ja alumine disain

Külgkujundus