Arduino HVAC szervo termosztát/vezérlő: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Üdvözöllek a „zöld” oktatóanyagomban! Megmutatom, hogyan használhatsz egy Arduino-t, két szervomotort, egy hőmérséklet-érzékelőt és néhány fémet (vagy fát), hogy digitális termosztátot készítsen egy átmenő HVAC egységhez. A CB Richard Ellis (egy nagy ingatlancég) szerint New York City bérlői piac, a lakosságnak csak mintegy 1/3 -a birtokolja az otthonát (szemben az USA többi részének majdnem 70% -os lakástulajdonával). Ez azt jelenti, hogy NYC -ben több mint 5 mm ember lakik bérelt lakásban vagy otthonban. Nagyon ritka, hogy a bérbeadó egységek bármilyen központi légkondicionálóval vagy akár termosztátos vezérlésű rendszerrel rendelkeznek. Sok apartmannak van állandó falátmenete, mint amilyen az alábbi videóban látható. Sajnos ezek az egységek nem képesek szabályozni a hőmérsékletet, és csak hőre, hidegre vagy kikapcsolásra kényszeríthetők. A Fogyasztói Energiaközpont adatai szerint a fűtés és hűtés az energiaszámla körülbelül 45 százalékát teszi ki. A szövetségi kormány becslései szerint egy átlagos lakástulajdonos több mint 10 000 dollárt költ fűtésre és hűtésre tíz év alatt. A szobai légkondicionálók hűtőteljesítményét BTU -kban vagy brit hőegységekben mérik óránként. Egy 700-1 000 négyzetméteres lakás (egy hálószoba vagy egy kis 2 hálószobás) hűtéséhez körülbelül 20 000 BTU szükséges. Ez 1,7 tonnának vagy 5 861 wattnak felel meg. 0,15 dollár/kWh, ez azt jelenti, hogy 0,88 dollárba kerül óránként a HVAC -egység üzemeltetése! Mivel a HVAC -egységek sok energiát fogyasztanak (különösen akkor, ha forró nyári hónapokban „légkondicionáló” üzemmódban vannak), és a bérlők nem tudják egyszerűen megvalósítani energiacsillag (azaz hatékonyabb) egységekhez vagy azok hőmérsékletének szabályozásához, meg akartam találni a módját, hogy végleges változtatások nélkül vezéreljek egy HVAC egységet, mint egy termosztátot! Ennek az eszköznek a bevezetésével nemcsak pénzt takaríthat meg, hanem segíthet fenntartani az egységesebb hőmérsékletet a lakásban, csökkenteni az energiafogyasztást és csökkenteni a nemzetek elektromos hálózatára nehezedő terhelést a forró nyári hónapokban!

1. lépés: A termék- és alkatrészlista áttekintése

Áttekintés és alkatrészlista: Elektronikai alkatrészek listája: 1) Két szervó. Hitec HS-311-et használtam (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311), amelyet szervónként 10 dollár alatt lehet megvásárolni. A SparkFun szervónak (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) is működnie kell. 2) Hőmérséklet -szonda: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (a Duemilanove -t használtam - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Az Adafruit ProtoShield -et (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51), de használhat egy kicsi kenyértáblát is (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) egy 4K7 ellenállást a hőmérséklethez Szonda: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) 9V -os fali adapter: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63 Hardver alkatrészek listája: 1) Alumíniumot használtam, amelyet a helyi hardverboltomból (Home Depot) vásároltam. A szervókeret mérete 4 "x 1" x 0,25 ", a két végoszlop pedig 1" x 0,25 "x 0,25". Alternatív megoldásként itt van egy link ezen méretű alumíniumdarab online vásárlásához: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminium-extruded.aspx és http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-aluminium-extruded.aspx2) (6) 1/2 "8-32 SHCP-t (foglalatos csavarok) és (2) használtam 1 "8-32 SHCP. Azt javaslom, hogy vásárolja meg ezeket a helyi hardverboltban, de könnyen megvásárolhatók online is. Itt vannak a linkek: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 és 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) Szüksége lesz egy csapra, amely megfelel az előző lépésben használt csavaroknak. Mivel 8-32 csavart használtam, 8-32 csapot vásároltam. Ismét megvásárolható a helyi hardverboltban, de ha online szeretne rendelni, itt egy link: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) A 29-es szám fúrószár (ez a 8-32 csapnak felel meg; ha más méretű csavart és csapot használ, vásárolja meg a megfelelő fúrót). MEGJEGYZÉS: Sok hardverboltban a fúrószárakkal ellátott csapok kerülnek értékesítésre, ami biztosítja a megfelelő méret megvásárlását. Itt is elérhető: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Tools:1) Fúrót használtam (lehet kézi fúró vagy fúrógép) és fűrészt. 2) Ha inkább a szervókat ragasztja az alumínium tartóhoz (a lyukak fúrása és megcsapolása helyett), akkor javaslom a JBWeld vagy a Gorilla Glue Arduino Library használatát: A szervokönyvtár mellett (az Arduino szoftver része), szüksége van a OneWire könyvtárra. A könyvtárról itt olvashat bővebben (nem kötelező): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire, vagy egyszerűen töltse le a könyvtárat ezen a linken keresztül: https://homepage.mac. com/wtpollard/Software/FileSharing7.html

2. lépés: A szervo tartó és az elektromos kapcsolási rajz elkészítése

Itt van egy videó áttekintés a szervo tartó felépítéséről és az elektronika vázlatairól. További részletekért nézze meg az alábbi fotót!

3. lépés: Arduino kód

Az alábbi txt fájl tartalmazza az Arduino kódot. Megnyithatja ezt a fájlt a kód megtekintéséhez, majd a program futtatásához másolja/illessze be az Arduino szoftverébe. Videó: Az Arduino kód alapvető, majd alaposabb áttekintése.

4. lépés: Hibakeresés és telepítés

MEGJEGYZÉS: Ha az arduino -t egy fém felületen nyugtatja, ügyeljen arra, hogy az alján legyen néhány gumi láb! Ellenkező esetben az Arduino alján lévő forrasztási kötések hozzáérnek a fémhez, ami rövidre zárja a táblát!

5. lépés: Végső gondolatok és jövőbeli ötletek

Utolsó gondolatok: Köszönöm, hogy megnézted! Ha nagyszerű módot keres az energiatakarékosságra, a pénztakarékosságra és a kényelmes lakás fenntartására, remélhetőleg tetszett ez a videó. A forró nyári hónapokban a csúcsigény további internetes erőműveket kényszerít az internetre, amelyek gyakran drágább üzemek, és több szennyezést okoznak környezetünkben. Ha lehetősége van arra, hogy a HVAC rendszert energiacsillag-kompatibilisre frissítse, vagy telepíthet egy "professzionális" termosztátot, kérjük! De ha lakóházban él, és egyszerűen nem rendelkezik ilyen lehetőségekkel, kérjük, vegye fontolóra ezt a projektet a környezetvédelem érdekében! Íme néhány: 1) Helyezze a hőmérséklet -érzékelőt egy vezetékre, hogy stratégiailag el lehessen helyezni a helyiségben. 2) Adjon hozzá gombokat az Arduino -hoz, hogy négy módja legyen: Ki, A/C, Fűtés vagy Hőmérséklet -érzékelő mód (azaz lehetővé teszi, hogy kényszerítse ki, melegítse vagy klimatizálja a készüléket, vagy lehetővé teszi, hogy a készülék a hőmérséklet-érzékelő leolvasása szerint cselekedjen) 3) Használjon 7 szegmenses LED-et vagy LCD-t az aktuális hőmérséklet megjelenítéséhez az internetes vezérlés engedélyezéséhez vagy az aktuális hőmérséklet közzétételéhez (azaz twitteren keresztül). Ezt az ötletet az Adafruit "Tweet-a-Watt" (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) ihlette: Három szervó használata az arduino -n szoftvereszközök használatát igényli - bővebben itt: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo) //www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 és https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) Állítsa be a hőmérséklet -küszöbértékeket az eszközön billentyűzet használatával vagy egy potenciométer8) A készülék beállítása, hogy bizonyos időpontokban (pl. mielőtt hazaér a munkahelyére) automatikusan lehűtse a lakást, vagy éjszaka "impulzus" üzemmódba kapcsoljon, váltakozva kikapcsolva és hűvösen, hogy a lakás hűvös maradjon, de ne 9) Használja az Evil Mad Scientist-t vagy az ITP Boarduino-t olcsóbb és kisebb egységért! Lásd a https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 for the Evil Mad Scientist Táblák, amelyeket készletként vásárolhat, amelyek tartalmazzák a NYÁK- és ATMEL -chipet, valamint egy 16 MHz -es kristályt és sapkát ~ 12 dollárért.