Servo termostat / controler Arduino HVAC: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

Bine ați venit la instructajul meu „verde”! Îți voi arăta cum să folosești un Arduino, două servo-motoare un senzor de temperatură și ceva metal (sau lemn) pentru a realiza un termostat digital pentru o unitate HVAC prin perete. Potrivit CB Richard Ellis (o firmă imobiliară importantă), New York City este o piață a chiriașilor, cu doar aproximativ 1/3 din populație care își deține locuința (față de aproape 70% din proprietatea pentru restul SUA). Aceasta înseamnă că peste 5 mm de persoane din New York locuiesc în apartamente sau case închiriate. Este foarte rar ca unitățile de închiriere să aibă orice formă de aer condiționat central sau chiar un sistem controlat termostatic. Multe apartamente au unități permanente cu pereți, precum cea văzută în videoclipul de mai jos. Din păcate, aceste unități nu au capacitatea de a regla temperatura și pot fi forțate doar la căldură, frig sau oprire. Potrivit Consumer Energy Center, încălzirea și răcirea reprezintă aproximativ 45% din factura dvs. de energie. Guvernul federal estimează că proprietarul mediu cheltuie peste 10 000 de dolari pentru încălzire și răcire pe o perioadă de zece ani. Capacitatea de răcire a aparatelor de aer condiționat de cameră este măsurată în BTU sau British Thermal Units, pe oră. Pentru a răci un apartament de 700-1 000 mp (un dormitor sau poate o mică cameră cu 2 dormitoare), aveți nevoie de aproximativ 20 000 BTU. Acesta este echivalentul a 1,7 tone sau 5, 861 wați. Cu 0,15 USD pe kWh, înseamnă că costă 0,88 USD / oră pentru a vă rula unitatea HVAC! Deoarece unitățile HVAC consumă multă energie (în special când sunt în modul „aer condiționat” în lunile fierbinți de vară), iar chiriașii nu au capacitatea de a implementa cu ușurință unități energetice stele (adică mai eficiente) sau pentru a regla temperatura lor, am vrut să găsesc o cale, fără a face modificări permanente, de a controla o unitate HVAC ca un termostat! Implementarea acestui dispozitiv nu numai că vă poate economisi bani, dar vă poate ajuta să mențineți o temperatură mai constantă în apartamentul dvs., să reduceți consumul de energie și să reduceți tensiunea plasată pe rețeaua electrică a națiunilor noastre în lunile fierbinți de vară!

Pasul 1: Prezentare generală a listei de produse și piese

Prezentare generală și lista pieselor: Lista pieselor electronice: 1) Două servo-uri. Am folosit Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311), care poate fi achiziționat la un preț de mai puțin de 10 USD per servo. Servotipul SparkFun (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) ar trebui să funcționeze, de asemenea. 2) Sonda de temperatură: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (am folosit Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Am folosit Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51), dar puteți utiliza, de asemenea, o placă mică (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) un rezistor 4K7 pentru temperatură Sonda: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) Adaptor de perete 9V: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63 Lista pieselor hardware: 1) Am folosit aluminiu achiziționat de la magazinul meu local de hardware (Home Depot). Dimensiunile suportului servo sunt de 4 "x 1" x 0,25 ", iar cele două posturi de capăt sunt 1" x 0,25 "x 0,25". Alternativ, aici este un link pentru a cumpăra această bucată de aluminiu de dimensiuni online: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx și http: / /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx2) Am folosit (6) 1/2 "8-32 SHCP (șuruburi cu cap de soclu) și (2) 1 "8-32 SHCP. Aș recomanda achiziționarea acestora de la magazinul dvs. local de hardware, dar pot fi cumpărate cu ușurință online. Iată linkurile: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 și 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) Veți avea nevoie de o atingere care să se potrivească cu șuruburile pe care le utilizați în pasul anterior. De când am folosit 8-32 șuruburi, am cumpărat un robinet 8-32. Încă o dată, acesta poate fi achiziționat de la magazinul dvs. local de hardware, dar dacă doriți să comandați online, iată un link: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) Un număr 29 burghie (aceasta corespunde cu 8-32 robinete; dacă utilizați un șurub și robinet de dimensiuni diferite, cumpărați burghiul corespunzător). NOTĂ: Multe magazine de hardware vând robinetele cu burghiele, ceea ce vă va asigura că achiziționați dimensiunea potrivită. De asemenea, disponibil aici: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Tools:1) Am folosit un burghiu (poate fi un burghiu manual sau o presă de găurit) și un ferăstrău. 2) Dacă preferați să lipiți servo-ul pe suportul din aluminiu (în loc să găuriți și să atingeți găurile), vă recomand să utilizați JBWeld sau Gorilla Glue Arduino Library: În plus față de servo-biblioteca (inclusă cu softul Arduino), aveți nevoie de biblioteca OneWire. Puteți citi mai multe despre bibliotecă aici (opțional): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire sau pur și simplu descărcați biblioteca prin acest link: https://homepage.mac. com / wtpollard / Software / FileSharing7.html

Pasul 2: Construirea montajului servo și schema electrică

Iată o prezentare video a modului de construire a montajului servo și a schemelor electronice. Vedeți fotografiile de mai jos pentru mai multe!

Pasul 3: Cod Arduino

Un fișier txt de mai jos conține codul Arduino. Puteți deschide acest fișier pentru a vizualiza codul și apoi copiați-l / lipiți-l în software-ul dvs. Arduino pentru a rula programul. Video: O prezentare de bază și apoi mai aprofundată a codului Arduino.

Pasul 4: Depanare și instalare

NOTĂ: Dacă vă așezați arduino pe o suprafață metalică, asigurați-vă că aveți niște picioare de cauciuc pe fund! În caz contrar, îmbinările de lipit de pe partea de jos a Arduino vor atinge metalul care va scurta placa!

Pasul 5: Gânduri finale și idei de viitor

Ultimele gânduri: Vă mulțumim pentru vizionare! Dacă căutați o modalitate excelentă de a economisi energie, de a economisi bani și de a menține totuși un apartament confortabil, sperăm că v-a plăcut acest videoclip. În lunile fierbinți de vară, cererea maximă obligă să fie aduse online centrale electrice suplimentare, care sunt deseori centrale mai scumpe de funcționat și care contribuie la o mai mare poluare a mediului nostru. Dacă aveți capacitatea de a vă actualiza sistemul HVAC la un sistem energetic conform stelei sau puteți instala un termostat „profesional”, vă rugăm să faceți acest lucru! Dar dacă locuiți într-o clădire de apartamente și pur și simplu nu aveți aceste opțiuni, vă rugăm să luați în considerare acest proiect pentru mediu! Idei viitoare: Odată ce aveți servo-urile la locul lor, există câteva modalități excelente de a vă extinde acest proiect. Iată doar câteva: 1) Puneți senzorul de temperatură pe un fir, astfel încât să poată fi plasat strategic în cameră 2) Adăugați butoane la Arduino pentru a avea patru moduri: Off, A / C, căldură sau modul de sondă de temperatură (adică vă permite să forțați unitatea să se oprească, să se încălzească sau A / C sau permite ca unitatea să acționeze în funcție de citirea sondei de temperatură) 3) Utilizați un LED cu 7 segmente sau un LCD pentru a afișa temperatura curentă 4) Utilizați un ecran Ethernet pentru a activa controlul pe Internet sau pentru a vă publica temperatura actuală (adică prin twitter). Această idee este inspirată de „Tweet-a-Watt” de la Adafruit (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) Folosiți un al treilea servo pentru a controla potențiometrul cald / rece (nota: utilizarea a trei servo-uri pe arduino necesită utilizarea software-urilor - vezi aici pentru mai multe informații: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo)6) Sondă de temperatură wireless prin Xbee sau RF (pentru RF, consultați https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 și https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) Setați intervalele de prag de temperatură la dispozitiv utilizând o tastatură sau un potențiometru 8) Setarea unității pentru a răci automat apartamentul la anumite ore (adică înainte de a ajunge acasă la serviciu) sau pentru a intra în modul „puls” noaptea, alternând între oprit și răcorit pentru a menține apartamentul răcit, dar nu aveți AC pe toată noaptea 9) Utilizați Evil Mad Scientist sau ITP Boarduino pentru o unitate mai ieftină și mai mică! Consultați https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 pentru Evil Mad Scientist Plăci pe care le puteți achiziționa ca un kit care include cipul PCB & ATMEL și un cristal de 16Mhz și capace pentru ~ $ 12 Sau Citiți tutorialul NYU ITP despre cum să creați un arduino de panou de testare!