HVAC pentru pivniță: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Acesta este un dispozitiv pentru monitorizarea temperaturii și umidității într-o pivniță rece cu două camere. De asemenea, controlează două ventilatoare din fiecare cameră care circulă aer din exterior în fiecare cameră și comunică cu un întrerupător inteligent din fiecare cameră conectat la un mister ultrasonic. Scopul este de a controla temperatura și umiditatea din cameră, ideal pentru a menține temperatura sub 5C și umiditatea de aproximativ 90%

Dispozitivul utilizează un microcontroler ESP8266 pentru a citi senzorii de temperatură și umiditate, pentru a conduce ventilatoarele și pentru a prezenta informațiile prin rețeaua locală într-o pagină web.

Acest instructable nu va intra în detalii exacte, deoarece:

1. Am uitat să fac poze așa cum am construit-o și este instalată acum la client!
2. Situația ta va fi diferită. Aceasta este menită ca un design de referință, pentru a nu fi exact duplicat.

Provizii:

Părțile pe care le-am folosit sunt:

• Microcontroler NodeMCU 1.0 ESP8266. Orice ESP8266 va funcționa, atâta timp cât are suficienți pini de intrare și ieșire digitali gratuiți pentru proiectarea dvs. Nu este banal să ne dăm seama câți pini SUNT liberi, unii sunt expuși, dar folosiți în timpul bootării sau al transmisiei seriale.
• placa de prototipare
• fire, conectori
• mufă antet feminin pentru a ține ESP8266 și a face conectori de senzori
• Senzori de temperatură și umiditate DHT22
• Senzor de temperatură DS18B20 pentru utilizare în exterior
• cabluri CAT5 deconstruite pentru cablarea senzorilor
• Rezistențe de 690 ohmi pentru a limita curentul de poartă FET
• Rezistențe de 10K la linia de date de extragere DHT22
• Rezistor de 2,2K pentru a extrage linia de date DS18B20
• Drivere de alimentare IRLU024NPBF HEXFET
• San Ace 80 48VDC ventilatoare
• Sursa de alimentare MeanWell 48VDC 75 watt la ventilatoarele de alimentare
• încărcător de telefon 5v canibalizat pentru a alimenta ESP8266 și senzori
• diode diverse pe ventilator pentru a preveni EMF înapoi (poate P6KE6 TVS?)

Dacă doriți linkuri suplimentare către oricare dintre acestea, comentați și le voi adăuga.

Pasul 1: Construcție - Microcontroler și cablare senzor

Circuitul este construit pe o placă de prototipare, urmând tehnici similare cu acestea.

1. Amplasați componentele de pe placa de prototipare pentru a permite cablarea ușoară în pasul următor. Nu am lăsat suficient spațiu în jurul driverelor MOSFET, iar cablajul s-a cam strâns.
2. Lipiți capetele de sex feminin în poziție, conectându-le la NodeMCU ca un dispozitiv pentru a obține câțiva știfturi. Apoi scoateți NodeMCU și terminați toți pinii. Am folosit numai prize pe pinii care sunt folosiți pentru alimentare și intrare / ieșire. Acest lucru a ajutat la asigurarea conectării dispozitivului cu orientarea corectă de fiecare dată.
3. Lipiți un conector tată la sursa de alimentare de 5VDC.
4. Lipiți un conector feminin corespunzător pe placa lângă ESP8266 Pin și pinii de masă, apoi lipiți firul subțire de conectare între conectorul 5VDC și împământare la pinii de soclu corespunzători. Luați în considerare plasarea acestui conector astfel încât să fie în calea portului USB al NodeMCU. NU doriți să alimentați NodeMCU din această sursă de alimentare și USB în același timp. Dacă puneți conectorul într-o locație incomodă, vă va fi mai greu să faceți acest lucru accidental.
5. Lipiți anteturi masculine cu 3 pini în apropierea pinilor ESP8266 D1, D2 și D3. Lăsați suficient spațiu pentru rezistențele de tragere și toate firele de conectare.
6. Construiți conectori care se potrivesc din antetele de sex feminin pentru conectarea senzorilor. Am folosit lungimi de 4 pini, cu un pini îndepărtat pentru a face senzorii conectați astfel încât să poată fi conectați incorect. Am pus sursa și masa la 3,3V pe pinii 1 și 4 ai fiecărui conector și datele pe pinul 2. Ar fi mai bine să puneți 3,3V și masă unul lângă celălalt și date pe pinul 4, deci dacă un senzor a fost conectat în spate, nu s-ar face nici o pagubă.
7. Lipiți rezistențele de tragere între 3,3 V și liniile de date pentru fiecare senzor. DHT22 folosește un pullup de 10K, iar DS18B20 (la 3,3V) îi place un pullup de 2,2K.
8. Conectați cablul de lipit între pinii de împământare ai fiecărui conector și la un pin de împământare al soclului NodeMCU.
9. Sârmă de conectare a lipirii între pinii de 3,3V ai fiecărui conector și 3,3 pin ai NodeMCU.
10. Sârmă de conectare de lipit de la pinul de date al unui conector DHT22 la pinul D1 al soclului NodeMCU
11. Sudați cablul de conectare de la pinul de date al celuilalt conector DHT22 la pinul D2 al soclului
12. Sârmă de conectare de lipit de la pinul de date al conectorului DS18B20 la pinul D3.
13. Măsurați de la locațiile planificate de instalare a senzorului până la locul în care va fi dispozitivul.
14. Construiți cablaje de lungime adecvată. Fac acest lucru distrugând o lungime de cablu Ethernet CAT 5, punând 3 fire în mandrina unui burghiu și răsucindu-le împreună. Acest lucru conferă noului cablu senzor o anumită rezistență mecanică împotriva îndoirii și a ruperii firului.
15. Lipiți senzorul pe un capăt al firului și un antet feminin pe celălalt. Aveți grijă la atribuirea pinului. De asemenea, puneți o ușurare a tensiunii la fiecare capăt, de exemplu, silicat, siliciu, epoxidic sau lipici fierbinte. Calderarea cu siliciu este probabil cea mai bună - lipiciul fierbinte poate absorbi umiditatea, iar epoxidicul ar putea pătrunde în conector.

Pasul 2: Construcție - Drivere de ventilatoare

Acest design folosește ventilatoare de 48 volți din două motive:

• erau disponibile și păreau a fi de calitate mai înaltă / mai eficiente decât fanii mai obișnuiți de 12V din teancul nostru de gunoi
• utilizează mai puțin curent decât ventilatoarele de tensiune mai mică, astfel încât firele pot fi mai subțiri

Ventilatoarele de tensiune mai mică pot fi o alegere mai bună în proiectarea dvs.

Această secțiune detaliază destul de mult despre construirea circuitului de conducere utilizând o ieșire digitală de 3 volți de la NodeMCU pentru a alimenta un ventilator de 48 de volți. În afară de software, această secțiune este cea mai unică parte a dispozitivului. S-ar putea să beneficiați la început de construirea circuitului pe o placă de calcul.

1. Trecând la cealaltă parte a soclului NodeMCU, determinați o locație pentru conectorul de alimentare de 48V. Ar trebui să fie adiacent unde va fi montată sursa de alimentare și o șină de masă pe placa de prototipare. Nu lipiți încă la loc.
2. Examinați schema de mai sus pentru a înțelege cum veți conecta toate aceste componente.
3. Amplasați cele patru rezistențe de 690 ohmi aproape de pinii D5, D6, D7 și D8. Nu le lipiți încă.
4. Așezați cei patru tranzistori în placa de prototipare.
5. Așezați cele patru diode de prindere în placa de prototipare. Pentru fiecare diodă, aliniați anodul cu scurgerea tranzistorului și catodul, astfel încât un fir de la acesta va avea o cale liberă către șina de alimentare de 48V.
6. Patru conectori pentru ventilatoare, conectorul pozitiv (+) la șina de 48V și negativul (-) la sursa FET și anodul diodei
7. Acum reglați toate acele locații până când totul este bine plasat și există spațiu pentru a rula toate firele de conectare.
8. Lipiți primul din cele patru circuite de șofer în poziție. Este în regulă dacă ceilalți cad în timp ce răsuciți tabla. Următorii pași se concentrează pe unul dintre circuitele de conducere. Odată ce este funcțional, puteți trece la ceilalți.

9. Folosind un cablu de conectare sau cablurile componentelor, lipiți un circuit al driverului ventilatorului:

   1. un capăt al rezistenței de limitare a curentului porții la pinii D5 ai MCU-ului nodului
   2. celălalt capăt al rezistenței la poarta FET
   3. scurgerea FET la sol
   4. sursa FET la anodul diodei și negativul conectorului ventilatorului

10. Folosind un multimetru verificați conexiunile. Verificați dacă toate conexiunile au rezistență zero, dar verificați mai ales dacă nu există scurtcircuite:

    1. NU rezistență zero între cei 3 pini ai FET
    2. NU rezistență zero la conectorul ventilatorului de la negativ la pozitiv și rezistență zero de la pozitiv la negativ care arată că dioda funcționează.
    3. Deschideți circuitul de la fiecare pin FET la 48V
11. Verificați dublu circuitul în alt mod.
12. Conectați sursa de alimentare de 5V la placa de prototipare.
13. Conectați negativul multimetrului la masă.
14. Conectați sursa de alimentare de 5V. Verificați dacă există 5 volți pe pinul Vin
15. Conectați sursa de alimentare de 48V și un ventilator. Acești ventilatori au un cuplu de pornire, așa că țineți-l apăsat cu o clemă. Poate începe când alimentați circuitul.
16. Introduceți temporar un capăt al unei bucăți de sârmă de conectare în mufa pentru pinul D5. Împământați știftul introducând celălalt capăt al firului în știftul de împământare. Dacă ventilatorul funcționează, ar trebui să se oprească, deoarece ați oprit FET-ul.
17. Mutați firul de la sol la VIN. Ventilatorul ar trebui să înceapă.
18. Sărbătoriți-vă succesul, eliminați alimentarea și finalizați și testați circuitele rămase ale driverului ventilatorului. Acestea sunt acționate de pinii D6, D7 și respectiv D8.

Pasul 3: Program NodeMCU și configurare inițială

1. Descărcați fișierele Sketch atașate într-un nou proiect Arduino, compilați și încărcați în NodeMCU.

   al doilea fișier pagehtml.h conține javascript sub forma unui șir imens care se află în memoria ESP8266 și este server cu pagina web

2. NU alimentați NodeMCU de pe placă. Deconectați sursa de 5V de pe placa de prototipare.
3. Deconectați 48V de la placa principală.
4. Conectați NodeMCU la priză, conectați cablul USB și blocați NodeMCU
5. Deschideți monitorul serial Arduino la 115200 baud.
6. Folosind un telefon inteligent, laptop sau tabletă, conectați-vă la rețeaua RootCellarMon care ar trebui să apară deoarece NodeMCU acționează ca un punct de acces wi-fi. Parola este „opensesame”. Folosesc biblioteca inteligentă IOTWebConf pentru a permite configurarea SSID-ului și parolei rețelei dvs.
7. Apoi, utilizând un browser web pe dispozitivul dvs., navigați la http: 192.168.4.1. Ar trebui să vedeți o pagină așa cum se arată mai sus, dar cu erori de la senzori. Faceți clic pe linkul Configurare din partea de jos.

8. Treceți prin ecranul de configurare pentru a seta parametrii rețelei SSID și parola, apoi faceți clic pe APLICARE. Reconectați-vă la rețeaua Wi-Fi normală. Ar trebui să vedeți așa ceva pe monitorul serial Arduino:

   Parola nu a fost setată în configurație

   Schimbarea stării de la: 0 la 1 Configurarea AP: RootCellarMon Cu parolă implicită: Adresa IP AP: 192.168.4.1 Starea schimbată de la: 0 la 1 Conexiune la AP. Deconectat de la AP. Solicitare de redirecționare către 192.168.4.1 Argumente „/favicon.ico” (GET) inexistente solicitate: 0 pagină de configurare solicitată. Rendering 'iwcThingName' cu valoare: RootCellarMon Rendering 'iwcApPassword' cu valoare: Rendering 'iwcWifiSsid' cu valoare: SSID Rendering 'iwcWifiPassword' cu valoare: Rendering 'iwcApTimeout' cu valoare: 30 Rendering 'tasmota1' cu valoare: Render cu valoare: Rendering separator Rendering separator Formular de validare. Actualizarea configurației Valoarea arg 'iwcThingName' este: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Valoarea arg 'iwcApPassword' este: opensesame iwcApPassword a fost setată Valoarea arg 'iwcWifiSsid' este: SSID iwcWifiSsid = 'nizkiyPro': parola dvs. wi-fi iwcWifiPassword a fost setată Valoarea arg 'iwcApTimeout' este: 30 iwcApTimeout = '30 'Valoarea arg' tasmota1 'este: tasmota1 =' 'Valoarea arg' tasmota2 'este: tasmota2 = "Salvarea configului" iwcThingName '=' RootCellarMon 'Saving config' iwcApPassword '= Salvarea config' iwcWifiSsid '=' SSID-ul 'Saving config' iwcWifiPassword '= Salvarea config' iwcApTimeout '=' 30 'Saving config' tasmota1 '=' Salving config ' = "Configurarea a fost actualizată. Schimbarea stării de la: 1 la 3 Conectarea la [SSID-ul tău] (parola este ascunsă) Starea s-a schimbat de la: 1 la 3 Adresă IP conectată WiFi: 192.168.0.155 Starea schimbării de la: 3 la 4 Acceptarea conexiunii Starea schimbată de la: 3 la 4

9. Notați adresa IP atribuită dispozitivului dvs. Mai sus, este 192.168.0.155.
10. Reconectați laptopul / tableta / telefonul la rețeaua dvs. normală, dacă nu a făcut-o deja.
11. Navigați la noua adresă a dispozitivului, 192.168.1.155 în cazul meu. Ar trebui să vedeți din nou pagina principală.

Pasul 4: conectarea tuturor împreună

1. Deconectați cablul USB.
2. Conectați puterea de 5 volți. Și reîmprospătați pagina web. Ar trebui să vedeți bătăile inimii crescând în mod regulat.
3. LED-ul de pe ESP8266 ar trebui să clipească la fiecare 5 secunde pe măsură ce citește senzorii.
4. Conectați senzorii și ar trebui să începeți să obțineți citiri. Inițial am avut un DHT22 afară, dar mi s-a părut nesigur, așa că am trecut la DS18B20 mai simplu și mai bine protejat.
5. Dacă aveți probleme cu citirile, puteți deconecta alimentarea de 5 V, alimenta NodeMCU cu USB și încărca schițe de exemplu pentru fiecare senzor pentru a depana problema. Este aproape întotdeauna un fir rău.
6. Conectați alimentarea de 48V și ventilatoarele. Faceți clic pe butoanele de control al ventilatorului.
7. Construiți două comutatoare inteligente bazate pe Tasmota. Am folosit comutatoare Sonoff Basic. Există tutoriale despre cum să le flashezi cu Tasmota în altă parte, inclusiv pagina arendst.
8. Consultați lista de clienți a routerului dvs. și identificați adresele IP atribuite fiecărui switch inteligent. Setați aceste adrese ca rezervate, astfel încât comutatoarele să primească întotdeauna aceeași adresă.
9. Încercați să controlați direct comutatoarele inteligente, de exemplu

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

• Faceți clic pe Configurare în partea de jos a paginii principale și setați adresele pentru comutatoarele inteligente așa cum se arată în captura de ecran de mai sus. Doar adresa IP, restul adresei URL este încorporat în software-ul care rulează pe ESP8266. Este posibil să aveți nevoie de utilizator: parola „admin”: „opensesame” sau orice altceva ați schimbat parola, pentru a accesa pagina de configurare.

Pasul 5: Instalare

Am montat părțile dispozitivului pe o bucată mică de placaj, cu capacul unui recipient din plastic pentru alimente între placaj și capac. Acest aranjament a fost înșurubat pe peretele pivniței. Deoarece capacul este puțin de perete, corpul recipientului pentru alimente poate fi prins cu ușurință pentru a oferi o carcasă de protecție. Toate cablurile sunt direcționate prin capacul fix către placa de circuit.

Senzorii și cablajul ventilatorului au fost fixați pe pereți în vrac, deoarece lucrările viitoare sunt planificate în pivnița rădăcinii - posibil pereți tencuiți și rafturi suplimentare.

Pasul 6: Rezumat

Acesta este un experiment, deci nu știm ce părți ale sistemului se vor dovedi în cele din urmă.

Câteva prime note despre cum să ușurăm succesul:

• Fanii poate nu sunt necesari. Convecția naturală poate fi suficientă. Gurile de admisie și de evacuare sunt plasate în apropierea podelei și respectiv a tavanului, astfel încât aerul cald să fie epuizat și să fie introdus aer rece.
• Asigurați-vă că wi-fi-ul este OK în pivnița rădăcină înainte de a începe proiectul. În cazul nostru, a trebuit să instalăm un extender wifi în camera de deasupra pivniței rădăcină.
• Dacă wi-fi-ul nu este bun, ar putea fi necesar un design cu frecvență radio sau diferit.
• Vopsiți placa pe care sunt montate componentele sau utilizați plastic sau ceva mai puțin afectat de umiditate.
• Patru ventilatoare care rulează consumă aproximativ 60 de wați, alimentarea cu energie este probabil 80% eficientă cel puțin. Deci încălzirea în interiorul carcasei este de cel mult 20% * 60 sau 12 wați. Supraîncălzirea nu ar trebui să fie o problemă, mai ales într-o pivniță cu rădăcini reci. Dacă carcasa dvs. este mai etanșă, vă recomandăm să faceți niște găuri de ventilație.
• Există proiecte care adaugă senzori de mediu la mufele inteligente bazate pe Tasmota. Una dintre acestea ar putea fi o alternativă bună pentru această aplicație.