HVAC למרתף שורש: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

זהו מכשיר לניטור טמפרטורה ולחות במרתף קר בן שני חדרים. הוא גם שולט על שני מאווררים בכל חדר המפיצים אוויר מבחוץ לתוך כל חדר ומתקשר עם מתג חכם בכל חדר המחובר לאדון קולי. המטרה היא לשלוט על הטמפרטורה והלחות בחדר, באופן אידיאלי לשמור על הטמפרטורה מתחת ל -5 מעלות צלזיוס ולחות של כ -90%

המכשיר משתמש במיקרו -בקר ESP8266 כדי לקרוא את חיישני הטמפרטורה והלחות, להניע את המאווררים ולהציג את המידע ברשת המקומית בדף אינטרנט.

מדריך זה לא יכנס לפרטים מדויקים מכיוון:

1. שכחתי לצלם כפי שבניתי אותה, והיא מותקנת בבית הלקוח עכשיו!
2. המצב שלך יהיה שונה. זה נועד כעיצוב הפניה, שלא יהיה כפול בדיוק.

אספקה:

החלקים בהם השתמשתי הם:

• מיקרו -בקר NodeMCU 1.0 ESP8266. כל ESP8266 יעבוד, כל עוד יש לו מספיק סיני כניסה ויציאה דיגיטליים בחינם לעיצוב שלך. זה לא טריוויאלי להבין כמה סיכות פנויות, חלקן חשופות, אך משמשות בעת אתחול או שידור סדרתי.
• לוח אב טיפוס
• חוטים, מחברים
• שקע כותרת נקבה להחזיק ESP8266 וליצור מחברי חיישן
• חיישני טמפרטורה ולחות DHT22
• חיישן טמפרטורה DS18B20 לשימוש חיצוני
• כבלי CAT5 מפושטים לחיווט חיישן
• נגדים של 690 אוהם להגבלת זרם שער FET
• נגדים של 10K לפולול קו נתונים DHT22
• נגד 2.2K כדי למשוך את קו הנתונים DS18B20
• מנהלי התקני IRLU024NPBF HEXFET
• מאווררים של San Ace 80 48VDC
• ספק כוח MeanWell 48VDC 75 וואט למאווררי חשמל
• מטען טלפוני קנבלי 5v להנעת ESP8266 וחיישנים
• דיודות שונות על פני מאוורר למניעת גב EMF (אולי טלוויזיות P6KE6?)

אם תרצה קישורים נוספים לאחד מאלה, הגיב ואני אוסיף אותם.

שלב 1: בנייה - מיקרו -בקר וחיווט חיישן

המעגל בנוי על לוח אב טיפוס, בהתאם לטכניקות דומות לאלה.

1. התווה את הרכיבים על לוח האב טיפוס כדי לאפשר חיווט קל בשלב הבא. לא השארתי מספיק מקום סביב נהגי MOSFET, והחיווט קצת התהדק.
2. הלחם את הכותרות הנשיות למקומן, על ידי חיבורן אל ה- NodeMCU כג'יג כדי להוריד כמה סיכות. לאחר מכן הסר את NodeMCU וסיים את כל הסיכות. השתמשתי רק בשקעים על הפינים המשמשים לכוח וכניסה/פלט. זה עזר להבטיח שהמכשיר מחובר עם הכיוון הנכון בכל פעם.
3. הלחם מחבר זכר לאספקת החשמל 5VDC.
4. הלחם מחבר נקבה תואם ללוח ליד סיכות ESP8266 Vin וסיכות טחון, ולאחר מכן הלחם חוט חיבור דק בין מחבר 5VDC וקרקע לפיני השקע התואמים. שקול למקם מחבר זה כך שהוא יוביל ליציאת ה- USB של ה- NodeMCU. אינך רוצה להפעיל את ה- NodeMCU מספק כוח זה ו- USB בו זמנית. אם תשים את המחבר במיקום לא נוח, יהיה לך יותר קשה לעשות זאת בטעות.
5. הלחמות בעלות 3 פינים זכר ליד סיכות ESP8266 D1, D2 ו- D3. השאירו הרבה מקום לנגדי ה- pullup ולכל חוט החיבור.
6. בנה מחברים תואמים מכותרות נקבה לחיבורי החיישן. השתמשתי באורכים של 4 פינים, כאשר סיכה אחת הוסרה כדי להפוך את החיישנים למקשים כך שהם יכולים להיות מחוברים בצורה לא נכונה. שמתי את אספקת 3.3V והארקה על סיכה 1 ו -4 של כל מחבר, ונתונים על סיכה 2. עדיף לשים 3.3V וקרקע זה ליד זה ונתונים על סיכה 4, כך שאם חיישן היה מחובר לאחור, לא ייגרם נזק.
7. הלחם את נגדי ה- pullup בין 3.3V וקווי נתונים עבור כל חיישן. ה- DHT22 משתמש ב pullup 10K, ו- DS18B20 (ב 3.3V) אוהב pullup 2.2K.
8. חוט חיבור הלחמה בין סיכות הקרקע של כל מחבר ובין סיכה הארקה של שקע NodeMCU.
9. חוט חיבור הלחמה בין סיכות 3.3V של כל מחבר לבין 3.3 פינים של NodeMCU.
10. חוט חיבור הלחמה מסיכת הנתונים של מחבר DHT22 אחד לסיכה D1 של שקע NodeMCU
11. חוט חיבור הלחמה מסיכת הנתונים של מחבר DHT22 השני לסיכה D2 של השקע
12. חוט חיבור הלחמה מסיכת הנתונים של מחבר DS18B20 לסיכה D3.
13. מדוד ממיקומי ההתקנה המתוכננים של החיישנים למקום שבו המכשיר יהיה.
14. בנה רתמות חיווט באורך מתאים. אני עושה זאת על ידי פירוק אורך כבל אתרנט CAT 5, הכנסת 3 החוטים לצ'אק של מקדחה וסיבובם יחדיו. זה נותן לכבל החיישן החדש קצת כוח מכני נגד קימורים ושבירת חוט.
15. הלחם את החיישן בקצה אחד של החוט, וכותרת נקבה בצד השני. היזהר עם הקצאת הסיכה. שים מעט הקלה על כל קצה, למשל איטום סיליקון, אפוקסי או דבק חם. איטום סיליקון הוא כנראה הטוב ביותר - דבק חם יכול למעשה לספוג לחות, ואפוקסי עלול להיכנס למחבר.

שלב 2: בנייה - נהגים מאווררים

עיצוב זה משתמש במאווררים של 48 וולט משתי סיבות:

• הם היו זמינים, ונראו כאיכותיים יותר / יעילים יותר ממאווררי 12V הרגילים יותר בערימת הגרוטאות שלנו
• הם משתמשים פחות בזרם מאשר במאווררי מתח נמוך יותר, כך שהחוטים יכולים להיות רזים יותר

מאווררי מתח נמוך עשויים להיות בחירה טובה יותר בעיצוב שלך.

סעיף זה מפרט לא מעט על בניית מעגל הנהיגה באמצעות פלט דיגיטלי 3 וולט מה- NodeMCU להפעלת מאוורר 48 וולט. פרט לתוכנה, חלק זה הוא החלק הייחודי ביותר של המכשיר. אתה עשוי להרוויח מלבנות את המעגל על לוח לחם בהתחלה.

1. עוברים לצד השני של שקע NodeMCU, קובעים מיקום למחבר החשמל הנכנס 48V. הוא צריך להיות צמוד למקום בו מותקן אספקת החשמל ומעקה קרקע על לוח האב טיפוס. עדיין לא להלחם במקומו.
2. בדוק את הסכימה למעלה כדי להבין כיצד תחבר את כל הרכיבים הללו.
3. מקם את ארבעת נגדי 690 אוהם קרוב לסיכות D5, D6, D7 ו- D8. אל תלחץ אותם עדיין.
4. מקם את ארבעת הטרנזיסטורים לתוך לוח האב טיפוס.
5. מקם את ארבע דיודות ההידוק לתוך לוח האב טיפוס. עבור כל דיודה יישר את האנודה עם הניקוז של הטרנזיסטור, והקטודה כך שלחוט ממנה תהיה נתיב ברור לרכבת החשמל של 48V.
6. ארבעה מחברים למאווררים, המחבר החיובי (+) למעקה 48V והשלילי (-) למקור ה- FET ואנודת הדיודה.
7. עכשיו התאם את כל המיקומים עד שהכל ממוקם היטב ויש מקום להריץ את כל חוטי החיבור.
8. הלחם את הראשון מבין ארבעה מעגלי הנהג למקומו. זה בסדר אם האחרים נושרים כשאתה הופך את הלוח. השלבים הבאים מתמקדים באחד ממעגלי הנהיגה. ברגע שזה פונקציונלי, אתה יכול לעבור לאחרים.

9. בעזרת חוט חיבור או מוליכים של הרכיבים, הלחם מעגל נהג מאוורר אחד:

   1. קצה אחד של הנגד המגביל את זרם השער לפינים D5 של ה- MCU של הצומת
   2. הקצה השני של הנגד לשער ה- FET
   3. ניקוז ה- FET לקרקע
   4. מקור ה- FET לאנודה של הדיודה והשלילי של מחבר המאוורר

10. בדוק את החיבורים בעזרת מודד. בדוק שלכל החיבורים יש התנגדות אפסית, אך בדוק במיוחד שאין מעגלים קצרים:

    1. אין אפס התנגדות בין 3 הפינים של ה- FET
    2. לא התנגדות אפס על מחבר המאוורר משלילי לחיובי, ואפס התנגדות לחיובי לשלילי המראה שהדיודה פועלת.
    3. מעגל פתוח מכל סיכת FET עד 48V
11. בדוק שוב את המעגל בצורה אחרת.
12. חבר את ספק הכוח 5V ללוח האב -טיפוס.
13. חבר את השלילי של המולטימטר שלך לקרקע.
14. חבר את ספק הכוח 5V. ודא שיש 5 וולט על סיכת הווין
15. חבר את ספק הכוח 48V ומאוורר. למאווררים האלה יש מומנט הפעלה כלשהו, אז החזק אותו בעזרת מהדק. הוא עשוי להתחיל כאשר אתה מפעיל את המעגל.
16. הכנס זמנית קצה אחד של פיסת חוט לחיבור לשקע לסיכה D5. לטחון את הסיכה על ידי הכנסת הקצה השני של החוט לסיכה הארקה. אם המאוורר פעל, הוא אמור להפסיק, כיבית את ה- FET.
17. העבר את החוט מהאדמה ל- VIN. המאוורר צריך להתחיל.
18. חגג את הצלחתך, הסר את הכוח והשלים ובדוק את מעגלי הנהג המאווררים שנותרו. הם מונעים על ידי סיכות D6, D7 ו- D8 בהתאמה.

שלב 3: תכנית NodeMCU ותצורה ראשונית

1. הורד את קבצי ה- Sketch המצורפים לפרויקט Arduino חדש, הידור וטען אותו ב- NodeMCU.

   הקובץ pagehtml.h השני מכיל javascript בצורה של מחרוזת ענקית השוכנת בזיכרון ESP8266 והיא שרת עם דף האינטרנט

2. אין להפעיל את ה- NodeMCU מהלוח. נתק את אספקת 5V מלוח האב טיפוס.
3. נתק את 48V מהלוח הראשי.
4. חבר את ה- NodeMCU לשקע, חבר את כבל ה- USB שלך והבהב את ה- NodeMCU
5. פתח את הצג הטורי של Arduino בגובה 115200 באוד.
6. באמצעות טלפון חכם, מחשב נייד או טאבלט, התחבר לרשת RootCellarMon שאמורה להופיע כ- NodeMCU משמש כנקודת גישה Wi-Fi. הסיסמה היא "שם פתוח". אני משתמש בספריית IOTWebConf המהממת כדי לאפשר הגדרת SSID והסיסמה של הרשת שלך.
7. לאחר מכן, באמצעות דפדפן אינטרנט במכשיר שלך, נווט אל http: 192.168.4.1. אתה אמור לראות דף כפי שמוצג למעלה אך עם שגיאות מהחיישנים. לחץ על הקישור תצורה בתחתית.

8. עברו דרך מסך התצורה כדי להגדיר את פרמטרי הרשת SSID והסיסמה שלכם, ולאחר מכן לחצו על Apply. התחבר מחדש לרשת ה- Wi-Fi הרגילה שלך. אתה אמור לראות משהו כזה במסך הטורי של Arduino:

   הסיסמה לא הוגדרה בתצורה

   מצב משתנה מ: 0 ל -1 הגדרת AP: RootCellarMon עם סיסמת ברירת מחדל: כתובת IP של AP: 192.168.4.1 מצב השתנה מ: 0 ל- 1 חיבור ל- AP. נותק מ- AP. בקשה להפניה מחדש ל- 192.168.4.1 מבוקשים ארגומנטים '/favicon.ico' שאינם קיימים בדף (GET): 0 דף תצורה מבוקש. עיבוד 'iwcThingName' עם ערך: RootCellarMon עיבוד 'iwcApPassword' עם ערך: עיבוד 'iwcWifiSsid' עם ערך: SSID שלך עיבוד 'iwcWifiPassword' עם ערך: עיבוד 'iwcApTimeout' עם ערך: 30 Rendering 'tasmota1 עם ערך: מפריד רינדור מפריד עיבוד טופס אימות. עדכון ערך התצורה של arg 'iwcThingName' הוא: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' ערך של arg 'iwcApPassword' הוא: opensesame iwcApPassword נקבע ערך של arg 'iwcWifiSsid' הוא: SSID שלך iwcWifiSsid = 'nizi: סיסמת ה- Wi-Fi שלך iwcWifiPassword הוגדר ערך של arg 'iwcApTimeout' הוא: 30 iwcApTimeout = '30 'ערך של arg' tasmota1 'הוא: tasmota1 =' 'ערך של arg' tasmota2 'הוא: tasmota2 =' 'שמירת תצורה' iwcThingName '=' RootCellarMon 'שמירת תצורה' iwcApPassword '= שמירת תצורה' iwcWifiSsid '=' SSID שלך 'שמירת תצורה' iwcWifiPassword '= שמירת תצורה' iwcApTimeout '=' 30 'שמירת תצורה' tasmota1 '=' תפריט שמירה ' = '' התצורה עודכנה. מצב משתנה מ: 1 ל 3 התחברות ל- [SSID שלך] (הסיסמה מוסתרת) המצב השתנה מ: 1 ל 3 כתובת IP מחוברת ל- WiFi: 192.168.0.155 מצב משתנה מ: 3 ל 4 מצב חיבור מקובל השתנה מ: 3 ל -4

9. רשום את כתובת ה- IP שהוקצתה למכשיר שלך. למעלה, הוא 192.168.0.155.
10. חבר מחדש את המחשב הנייד/טאבלט/טלפון לרשת הרגילה שלך אם עדיין לא.
11. דפדף לכתובת החדשה של המכשיר, 192.168.1.155 במקרה שלי. אתה אמור לראות את הדף הראשי שוב.

שלב 4: חיבור הכל ביחד

1. נתק את כבל ה- USB.
2. חבר מתח 5 וולט. ורענן את דף האינטרנט. אתה צריך לראות את קצב הלב עולה בקביעות.
3. הנורית ב- ESP8266 אמורה להבהב כל 5 שניות כשהיא קוראת את החיישנים.
4. חבר את החיישנים, וכדאי שתתחיל לקבל קריאות. במקור היה לי DHT22 בחוץ, אך מצאתי שהוא לא אמין, ולכן עברתי ל- DS18B20 הפשוט והמוגן יותר.
5. אם יש לך בעיות בקריאות, תוכל לנתק את המתח 5V, להפעיל את ה- NodeMCU באמצעות USB ולהעלות סקיצות דוגמה עבור כל חיישן כדי לפתור את הבעיה. זה כמעט תמיד חוט רע.
6. חבר חשמל 48V והמאווררים. לחץ על כפתורי בקרת המאוורר.
7. בנה שני מתגים חכמים מבוססי Tasmota. השתמשתי במתגי Sonoff Basic. יש הדרכות כיצד להבהב אותן עם Tasmota במקומות אחרים, כולל הדף של arendst עצמו.
8. עיין ברשימת הלקוחות של הנתב שלך, וזהה את כתובות ה- IP שהוקצו לכל מתג חכם. הגדר כתובות אלה כשמורות, כך שהמתגים תמיד יקבלו את אותה כתובת.
9. נסה לשלוט ישירות במתגים החכמים, למשל

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

• לחץ על הגדר בתחתית הדף הראשי, והגדר את כתובות המתגים החכמים כפי שמוצג בלכידת המסך למעלה. רק כתובת ה- IP, שאר כתובת ה- URL בנויה בתוכנה הפועלת על ה- ESP8266. ייתכן שיהיה עליך משתמש: סיסמה של "admin": "opensesame", או כל מה ששינית את הסיסמה, כדי לגשת לדף התצורה.

שלב 5: התקנה

הרכבתי את חלקי המכשיר על פיסת דיקט קטנה, עם מכסה של מיכל מזון מפלסטיק בין הדיקט למכסה. סידור זה הוברג לקיר מרתף השורש. מכיוון שהמכסה מעט מהקיר, ניתן בקלות להיחבט בגוף מיכל המזון בכדי לספק מארז מגן. כל הכבלים מועברים דרך המכסה הקבוע ללוח המעגלים.

החיישנים וחיווט המאוורר הוצמדו לקירות באופן רופף, שכן מתוכננות עבודות עתידיות במרתף השורש - אולי קירות מטויחים ומדפים נוספים.

שלב 6: סיכום

זהו ניסוי, כך שאנו לא יודעים אילו חלקים של המערכת יוכיחו בסופו של דבר.

כמה הערות ראשונות כיצד להקל על ההצלחה:

• האוהדים אולי מיותרים. הסעה טבעית עשויה להספיק. פתחי הכניסה והפליטה ממוקמים בסמוך לרצפה ולתקרה בהתאמה, כך שאוויר חם נגמר ואוויר קר יובא פנימה.
• וודא שה- wi-fi תקין במרתף הבסיס לפני שתתחיל בפרויקט. במקרה שלנו, היינו צריכים להתקין מרחיב wifi בחדר מעל מרתף השורש.
• אם Wi-Fi אינו טוב, ייתכן שיהיה צורך בעיצוב תדר רדיו קווי או אחר.
• צבע את הלוח שעליו מורכבים הרכיבים, או השתמש בפלסטיק או משהו שפחות מושפע מלחות.
• ארבעה מאווררים הפועלים צורכים כ -60 וואט, ספק הכוח יעיל לפחות 80%. אז החימום בתוך המארז הוא לכל היותר 20% * 60 או 12 וואט. התחממות יתר לא אמורה להוות בעיה, במיוחד במרתף שורש קר. אם המארז שלך אטום יותר, ייתכן שתרצה לקדוח כמה חורי אוורור.
• ישנם פרויקטים המוסיפים חיישנים סביבתיים לתקעים חכמים מבוססי Tasmota. אחת מאלה עשויה להיות אלטרנטיבה טובה ליישום זה.