תרמוסטט סרוו/בקר Arduino HVAC: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

ברוכים הבאים למדריך ה'ירוק 'שלי! אני הולך להראות לך כיצד להשתמש בארדואינו, שני מנועי סרוו, חיישן טמפרטורה וקצת מתכת (או עץ) ליצירת טרמוסטט דיגיטלי ליחידת HVAC דרך הקיר. לדברי CB ריצ'רד אליס (חברת נדל"ן גדולה), ניו יורק היא שוק שוכרים, כאשר רק כ -1/3 מהאוכלוסייה מחזיקים את ביתם (לעומת כמעט 70% בעלות על דירות בשאר ארה"ב). המשמעות היא שיותר מ -5 מ"מ בניו יורק גרים בדירות שכורות או בבתים. נדיר מאוד כי יחידות השכרה כוללות מיזוג מרכזי כלשהו או אפילו מערכת מבוקרת תרמוסטטית. בדירות רבות יש יחידות קבע דרך הקיר כמו זו שנראית בסרטון למטה. למרבה הצער, ליחידות אלה אין יכולת לווסת את הטמפרטורה וניתן לכפות אותן רק לחום, קור או כיבוי. על פי מרכז האנרגיה לצרכנות, חימום וקירור מהווים כ -45 אחוז מחשבון האנרגיה שלך. הממשלה הפדרלית מעריכה כי בעל הבית הממוצע מוציא יותר מ -10,000 דולר לחימום וקירור על פני תקופה של עשר שנים. כושר הקירור של מזגני החדרים נמדד ב- BTU, או יחידות תרמיות בריטיות, לשעה. כדי לקרר דירה בגודל 700-1, 000 רגל רבוע (חדר שינה אחד או אולי חדר שינה קטן), אתה צריך בערך 20, 000 BTU. זה שווה ערך ל -1.7 טון או 5, 861 וואט. במחיר של 0.15 $ לקוט"ש, זה אומר שזה עולה 0.88 $ לשעה להפעלת יחידת ה- HVAC שלך! כיוון שיחידות HVAC צורכות הרבה אנרגיה (במיוחד כשהן במצב 'מיזוג אוויר' במהלך חודשי הקיץ החמים) ולשוכרים אין יכולת ליישם בקלות יחידות כוכב אנרגיה (כלומר יעילות יותר) או לווסת את הטמפרטורה שלהן, רציתי למצוא דרך, בלי לבצע שינויים קבועים, לשלוט ביחידת HVAC כמו תרמוסטט! יישום מכשיר זה יכול לא רק לחסוך לך כסף, אלא גם לסייע בשמירה על טמפרטורה יציבה יותר בדירה שלך, להפחית את צריכת האנרגיה ולעזור להפחית את העומס המוטל על רשת החשמל של מדינותינו במהלך חודשי הקיץ החמים!

שלב 1: סקירה כללית של רשימת המוצרים והחלקים

סקירה ורשימת חלקים: רשימת חלקי אלקטרוניקה: 1) שני סרוו. השתמשתי ב- Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311) שניתן לרכוש בפחות מ- $ 10 לכל סרוו. סרוו SparkFun (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) אמור לפעול גם.2) בדיקת טמפרטורה: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (השתמשתי ב- Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) השתמשתי ב- Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51) אבל אתה יכול גם פשוט להשתמש בלוח קטן (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) נגד 4K7 לטמפרטורה בדיקה: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) מתאם קיר 9V: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63 רשימת חלקי חומרה: 1) השתמשתי באלומיניום שנרכש מחנות החומרה המקומית שלי (הום דיפו). הממדים של סוגר הסרוו הם 4 "x 1" x 0.25 "ושני עמודי הקצה הם 1" x 0.25 "x 0.25". לחלופין, הנה קישור לרכישת חתיכת אלומיניום בגודל זה באינטרנט: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx ו- http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx2) השתמשתי ב- (6) 1/2 "8-32 SHCP (ברגי מכסה ראש שקע) ו- (2) 1 "8-32 SHCP. אני ממליץ לרכוש אותם מחנות החומרה המקומית שלך, אך ניתן לרכוש אותם בקלות גם באינטרנט. להלן הקישורים: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 ו- 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) תזדקק לברז שתואם את כל הברגים שבהם אתה משתמש בשלב הקודם. מכיוון שהשתמשתי בברגים 8-32, רכשתי ברז 8-32. שוב, ניתן לרכוש זאת בחנות החומרה המקומית שלך, אך אם ברצונך להזמין באינטרנט, הנה קישור: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) מספר 29 מקדחה (זה מתאים לברזים 8-32; אם אתה משתמש בברג ובברז בגודל אחר, רכוש את המקדח המתאים). הערה: חנויות חומרה רבות מוכרות את הברזים עם המקדחים, מה שיבטיח לך לרכוש את הגודל הנכון. זמין גם כאן: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119 כלים:1) השתמשתי במקדח (יכול להיות מקדחה ידנית או מקדחה) וממסור. 2) אם אתה מעדיף להדביק את הסרוו לתושבת האלומיניום (במקום קידוח והקשה על החורים), הייתי ממליץ להשתמש בספריית JBWeld או Gorilla Glue Arduino: בנוסף לספריית הסרוו (כלולה בתוכנת הארדואינו), אתה צריך את ספריית OneWire. תוכל לקרוא עוד על הספרייה כאן (אופציונלי): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire או פשוט הורד את הספרייה באמצעות הקישור הזה: https://homepage.mac. com/wtpollard/Software/FileSharing7.html

שלב 2: בניית הר סרוו וסכימה חשמלית

להלן סקירה כללית של וידאו כיצד לבנות את הר סרוו ואת סכמות האלקטרוניקה. בדוק את התמונה למטה לפרטים נוספים!

שלב 3: קוד ארדואינו

קובץ txt למטה מכיל את קוד הארדואינו. אתה יכול לפתוח קובץ זה כדי להציג את הקוד ולאחר מכן להעתיק/להדביק אותו לתוכנת ה- Arduino שלך להפעלת התוכנית.ווידאו: הדרכה בסיסית ולאחר מכן יסודית יותר של קוד ה- Arduino.

שלב 4: איתור באגים והתקנה

הערה: אם אתה מניח את הארדואינו על משטח מתכת, וודא שיש לך כמה רגלי גומי בתחתית! אחרת מפרקי ההלחמה בתחתית הארדואינו יגעו במתכת שתקצר את הלוח!

שלב 5: מחשבות אחרונות ורעיונות עתידיים

מחשבות אחרונות: תודה שצפיתם! אם אתם מחפשים דרך מצוינת לחסוך באנרגיה, לחסוך כסף ועדיין לשמור על דירה נוחה, בתקווה שנהניתם מהסרטון הזה. במהלך חודשי הקיץ החמים, הביקוש לשיא מאלץ להביא תחנות כוח נוספות לרשת, שלרוב הן מפעלים יקרים יותר להפעלה ותורמים יותר זיהום לסביבה שלנו. אם יש לך את היכולת לשדרג את מערכת ה- HVAC שלך לתואם כוכב אנרגיה או שאתה יכול להתקין תרמוסטט "מקצועי", אנא עשה זאת! אבל אם אתה גר בבניין דירות ופשוט אין לך את האפשרויות האלה, אנא שקול את הפרויקט הזה לאיכות הסביבה! רעיונות עתידיים: ברגע שיש לך את סרוו, יש כמה דרכים נהדרות שאתה יכול להרחיב על הפרויקט הזה. להלן רק כמה: 1) שים את חיישן הטמפרטורה על חוט כך שניתן למקם אותו אסטרטגית בחדר 2) הוסף לחצנים ל- Arduino על מנת שיהיו ארבעה מצבים: מצב כבוי, מיזוג אוויר, חום או טמפרטורת בדיקה. (כלומר מאפשר לך לכפות את היחידה, לחום או מיזוג אוויר או לאפשר ליחידה לפעול בהתאם לקריאת בדיקת הטמפרטורה) 3) השתמש במנורת LED של 7 פלחים או LCD להצגת הטמפרטורה הנוכחית 4) השתמש במגן Ethernet כדי לאפשר שליטה באינטרנט או לפרסם את הטמפרטורה הנוכחית שלך (כלומר באמצעות טוויטר). רעיון זה הוא בהשראת "Tweet-a-Watt" של Adafruit (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) השתמש בסרבו שלישי לשליטה על הפוטנציומטר החם/קר (הערה: שימוש בשלושה סרוו על הארדואינו דורש שימוש בתוכנות שירות - ראו כאן למידע נוסף: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo)6) בדיקת טמפ 'אלחוטית באמצעות Xbee או RF (עבור RF, ראו https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 ו- https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) הגדר טווחי סף טמפרטורות במכשיר באמצעות לוח מקשים או פוטנציומטר 8) הגדרת היחידה לקירור אוטומטי של הדירה בזמנים מסוימים (כלומר לפני שאתה מגיע הביתה בעבודה) או להיכנס למצב "דופק" בלילה, לסירוגין בין כיבוי לקירור על מנת לשמור על קרירות הדירה אך לא השתמש במזגן כל הלילה 9) השתמש במדען Evil Mad או ITP Boarduino ליחידה זולה וקטן יותר! עיין ב https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 למדען המטורף הרשע לוחות שתוכלו לרכוש כערכה הכוללת שבב PCB & ATMEL וקריסטל 16 מגה -הרץ וכובעים במחיר של $ 12 או קראו את מדריך NYU ITP כיצד ליצור ארדואינו מלוח!