Kök Mahzeni için HVAC: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Bu, iki odalı bir soğuk mahzende sıcaklık ve nemi izlemek için bir cihazdır. Ayrıca her odadaki, dışarıdan her odaya hava sirkülasyonu sağlayan iki fanı kontrol eder ve her odada ultrasonik bir mister'a bağlı akıllı bir anahtarla iletişim kurar. Amaç, odadaki sıcaklığı ve nemi kontrol etmek, ideal olarak sıcaklığı 5C'nin altında ve nemi yaklaşık %90 civarında tutmaktır

Cihaz, sıcaklık ve nem sensörlerini okumak, fanları çalıştırmak ve bilgileri yerel ağ üzerinden bir web sayfasında sunmak için bir ESP8266 mikro denetleyici kullanır.

Bu talimat tam ayrıntıya girmeyecek çünkü:

1. Yaparken fotoğraf çekmeyi unuttum ve şimdi müşterinin evinde kurulu!
2. Senin durumun farklı olacak. Bu, tam olarak kopyalanmayacak bir referans tasarımdır.

Gereçler:

Kullandığım parçalar şunlar:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrodenetleyici. Herhangi bir ESP8266, tasarımınız için yeterli boş dijital giriş ve çıkış pinine sahip olduğu sürece çalışacaktır. Kaç pinin boş olduğunu, bazılarının açıkta olduğunu, ancak önyükleme veya seri iletim sırasında kullanıldığını bulmak önemsiz değildir.
• prototipleme kurulu
• teller, konektörler
• ESP8266'yı tutmak ve sensör konektörleri yapmak için dişi başlık soketi
• DHT22 sıcaklık ve nem sensörleri
• Dış mekan kullanımı için DS18B20 sıcaklık sensörü
• sensör kablolaması için yapısızlaştırılmış CAT5 kablolama
• FET kapı akımını sınırlamak için 690 ohm direnç
• DHT22 veri hattını çekmek için 10K dirençler
• DS18B20 veri hattını yukarı çekmek için 2.2K direnç
• IRLU024NPBF HEXFET güç sürücüleri
• San Ace 80 48VDC fanlar
• Güç fanları için MeanWell 48VDC 75 watt güç kaynağı
• ESP8266 ve sensörlere güç sağlamak için yamyamlaştırılmış 5v telefon şarj cihazı
• geri EMF'yi önlemek için fan boyunca çeşitli diyotlar (belki P6KE6 TVS?)

Bunlardan herhangi birine ek bağlantılar istiyorsanız, yorum yapın ve onları ekleyeceğim.

Adım 1: Yapı - Mikrodenetleyici ve Sensör Kablolaması

Devre, bunlara benzer teknikler izlenerek prototipleme panosu üzerine inşa edilmiştir.

1. Bir sonraki adımda kolay kablolamaya izin vermek için bileşenleri prototipleme panosuna yerleştirin. MOSFET sürücülerinin etrafında yeterince boşluk bırakmadım ve kablolama biraz sıkılaştı.
2. Dişi başlıkları, birkaç pimi tutturmak için bir mastar olarak NodeMCU'ya takarak yerine lehimleyin. Ardından NodeMCU'yu çıkarın ve tüm pinleri bitirin. Sadece güç ve giriş/çıkış için kullanılan pinlerdeki soketleri kullandım. Bu, cihazın her seferinde doğru yönde takıldığından emin olmaya yardımcı oldu.
3. 5VDC güç kaynağına bir erkek konektör lehimleyin.
4. ESP8266 Vin ve topraklama pinlerinin yanındaki karta eşleşen bir dişi konnektörü lehimleyin ve ardından 5VDC konnektörü ile topraklama arasındaki ince bağlantı kablosunu eşleşen soket pinlerine lehimleyin. Bu konektörü NodeMCU'nun USB bağlantı noktasının önüne gelecek şekilde yerleştirmeyi düşünün. NodeMCU'ya bu güç kaynağından ve USB'den aynı anda güç vermek İSTEMEZSİNİZ. Konektörü uygun olmayan bir yere koyarsanız, bunu yanlışlıkla yapmanız daha zor olacaktır.
5. ESP8266 D1, D2 ve D3 pinlerinin yanında 3 pinli erkek başlıkları lehimleyin. Çekme dirençleri ve tüm bağlantı telleri için bolca yer bırakın.
6. Sensör bağlantıları için dişi başlıklardan eşleşen konektörler oluşturun. Sensörleri yanlış bağlanabilmeleri için anahtarlamak için bir pim çıkarılmış olarak 4 pim uzunluğu kullandım. 3.3V beslemeyi ve topraklamayı her konnektörün 1 ve 4 numaralı pinlerine, verileri pin 2'ye koydum. 3.3V ve topraklamayı yan yana ve verileri pin 4'e koymak daha iyi olurdu, yani bir sensör geriye doğru bağlanmışsa, zarar verilmeyecekti.
7. Her sensör için çekme dirençlerini 3,3V ile veri hatları arasında lehimleyin. DHT22, 10K çekme kullanır ve DS18B20 (3,3V'de) 2,2K çekmeyi sever.
8. Her bir konektörün topraklama pimleri ile NodeMCU soketinin bir topraklama pimi arasında bağlantı teli lehimleyin.
9. Her konektörün 3,3 V pinleri ile NodeMCU'nun 3,3 pini arasına lehim bağlantı kablosu.
10. Bir DHT22 konektörünün veri pininden NodeMCU soketinin D1 pinine lehim bağlantı kablosu
11. Diğer DHT22 konektörünün veri pininden soketin D2 pinine lehim bağlantı kablosu
12. DS18B20 konektörünün veri pininden D3 pinine lehim bağlantı kablosu.
13. Planlanan sensör kurulum konumlarından cihazın olacağı yere kadar ölçün.
14. Uygun uzunlukta kablo demetleri oluşturun. Bunu, bir uzunluktaki CAT 5 ethernet kablosunu ayırarak, 3 kabloyu bir matkabın aynasına yerleştirerek ve birlikte bükerek yapıyorum. Bu, yeni sensör kablosuna bükülmeye ve tel kopmasına karşı bir miktar mekanik dayanıklılık verir.
15. Sensörü telin bir ucuna, diğer ucuna dişi bir başlık lehimleyin. Pin atamasına dikkat edin. Ayrıca her iki uca da, örneğin silikon kalafat, epoksi veya sıcak tutkal gibi bir miktar gerilim azaltıcı koyun. Silikon kalafatlama muhtemelen en iyisidir - sıcak tutkal aslında nemi emebilir ve konektöre epoksi girebilir.

2. Adım: İnşaat - Fan Sürücüleri

Bu tasarım iki nedenden dolayı 48 volt fan kullanır:

• onlar mevcuttu ve hurda yığınımızdaki daha normal 12V fanlardan daha kaliteli / daha verimli görünüyorlardı
• düşük voltajlı fanlardan daha az akım kullanırlar, bu nedenle teller daha ince olabilir

Düşük voltajlı fanlar tasarımınızda daha iyi bir seçim olabilir.

Bu bölüm, 48 voltluk bir fana güç sağlamak için NodeMCU'dan gelen 3 voltluk bir dijital çıkış kullanarak sürüş devresinin oluşturulması hakkında oldukça ayrıntılı bilgi vermektedir. Yazılım dışında, bu bölüm cihazın en benzersiz kısmıdır. İlk başta devreyi bir breadboard üzerinde kurmaktan faydalanabilirsiniz.

1. NodeMCU soketinin diğer tarafına geçerek, gelen 48V güç konektörü için bir konum belirleyin. Güç kaynağının monte edileceği yere ve prototipleme panosu üzerinde bir toprak rayına bitişik olmalıdır. Henüz yerine lehimlemeyin.
2. Tüm bu bileşenleri nasıl bağlayacağınızı anlamak için yukarıdaki şemayı inceleyin.
3. Dört 690 ohm'luk direnci D5, D6, D7 ve D8 pinlerine yakın yerleştirin. Onları henüz lehimlemeyin.
4. Dört transistörü prototipleme panosuna yerleştirin.
5. Dört sıkıştırma diyotunu prototipleme panosuna yerleştirin. Her diyot için anodu transistörün ve katodun tahliyesi ile hizalayın, böylece ondan bir tel 48V güç rayına açık bir yola sahip olacaktır.
6. Fanlar için dört konektör, pozitif (+) konektör 48V raya ve negatif (-) FET kaynağına ve diyot anotuna
7. Şimdi tüm bu konumları, her şey iyi bir şekilde yerleştirilene ve tüm bağlantı kablolarını çalıştırmak için yer olana kadar ayarlayın.
8. Dört sürücü devresinden ilkini yerine lehimleyin. Tahtayı çevirirken diğerleri düşerse sorun değil. Sonraki adımlar, sürüş devrelerinden birine odaklanmıştır. İşlevsel olduğunda, diğerlerine geçebilirsiniz.

9. Bağlantı kablosunu veya bileşenlerin uçlarını kullanarak, bir fan sürücüsü devresini lehimleyin:

   1. Düğüm MCU'sunun D5 pinlerine geçit akımı sınırlama direncinin bir ucu
   2. direncin diğer ucu FET kapısına
   3. FET'in toprağa tahliyesi
   4. FET'in kaynağı diyotun anotuna ve fan konektörünün negatifine

10. Bir multimetre kullanarak bağlantıları kontrol edin. Tüm bağlantıların sıfır dirençli olduğunu kontrol edin, ancak özellikle kısa devre olmadığını kontrol edin:

    1. FET'in 3 pimi arasında sıfır direnç DEĞİL
    2. Fan konektörü boyunca negatiften pozitife sıfır direnç DEĞİL ve diyotun çalıştığını gösteren pozitiften negatife sıfır direnç.
    3. Her FET pininden 48V'a açık devre
11. Devreyi başka bir şekilde iki kez kontrol edin.
12. 5V güç kaynağını prototipleme panosuna bağlayın.
13. Multimetrenizin negatifini toprağa bağlayın.
14. 5V güç kaynağını takın. Vin pininde 5 volt olduğunu doğrulayın
15. 48V güç kaynağını ve bir fanı bağlayın. Bu fanların bir miktar başlatma torku vardır, bu nedenle bir kelepçe ile tutun. Devreye güç verdiğinizde başlayabilir.
16. Bir parça bağlantı telinin bir ucunu geçici olarak pim D5 soketine sokun. Telin diğer ucunu topraklama pimine sokarak pimi topraklayın. Fan çalışıyorsa, FET'i kapattığınız için durmalıdır.
17. Kabloyu yerden VIN'e taşıyın. Fan başlamalı.
18. Başarınızı kutlayın, gücü kesin ve kalan fan sürücüsü devrelerini tamamlayın ve test edin. Sırasıyla D6, D7 ve D8 pinleri tarafından sürülürler.

Adım 3: NodeMCU ve İlk Yapılandırmayı Programlayın

1. Ekli Sketch dosyalarını yeni bir Arduino projesine indirin, derleyin ve NodeMCU'ya yükleyin.

   ikinci pagehtml.h dosyası, ESP8266 belleğinde bulunan ve web sayfasının sunucusu olan büyük bir dize biçiminde javascript içerir

2. NodeMCU'ya karttan güç VERMEYİN. 5V beslemesini prototipleme kartından ayırın.
3. Ana karttan 48V bağlantısını kesin.
4. NodeMCU'yu prize takın, USB kablonuzu bağlayın ve NodeMCU'yu flaşlayın
5. Arduino seri monitörünü 115200 baud'da açın.
6. Bir akıllı telefon, dizüstü bilgisayar veya tablet kullanarak, NodeMCU bir wi-fi erişim noktası görevi gördüğü için görünmesi gereken RootCellarMon ağına bağlanın. Şifre "opensesame". Ağınızın SSID'sinin ve parolasının yapılandırılmasına izin vermek için şık IOTWebConf kitaplığını kullanıyorum.
7. Ardından cihazınızdaki bir web tarayıcısını kullanarak http:192.168.4.1 adresine gidin. Yukarıda gösterildiği gibi ancak sensörlerden kaynaklanan hatalar içeren bir sayfa görmelisiniz. En alttaki Yapılandırma bağlantısına tıklayın.

8. Ağ parametrelerinizin SSID'sini ve parolasını ayarlamak için yapılandırma ekranında çalışın, ardından UYGULA'ya tıklayın. Normal wi-fi ağınıza yeniden bağlanın. Arduino seri monitöründe şöyle bir şey görmelisiniz:

   Şifre yapılandırmada ayarlanmadı

   Durum değişikliği: 0'dan 1'e AP Kurulumu: RootCellarMon Varsayılan şifre ile: AP IP adresi: 192.168.4.1 Durum değişti: 0'dan 1'e AP'ye bağlantı. AP ile bağlantı kesildi. 192.168.4.1'e yönlendirilen istek için var olmayan sayfa '/favicon.ico' bağımsız değişkenleri istendi(GET):0 Yapılandırma sayfası istendi. 'iwcThingName' değeriyle işleniyor: RootCellarMon 'iwcApPassword' değeriyle işleniyor: 'iwcWifiSsid' değeriyle işleniyor: SSID'niz 'iwcWifiPassword' değeriyle işleniyor: 'iwcApTimeout' değeriyle işleniyor: 'Tasmo' değeriyle ' 30 İşleme1' değer ile: Oluşturma ayırıcısı Oluşturma ayırıcısı Doğrulama formu. Yapılandırma güncelleniyor arg 'iwcThingName' değeri is:RootCellarMon iwcThingName='RootCellarMon' arg 'iwcApPassword' değeri şudur:opensesame iwcApPassword ayarlandı arg 'iwcWifiSssid' değeri 'iwcWifiSssid' 's' iwcWifiSid'inizin iwcApPassword' değeri::wi-fi parolanız iwcWifiPassword ayarlandı 'iwcApTimeout' bağımsız değişkeninin değeri::30 iwcApTimeout='30' 'tasmota1' bağımsız değişkeninin değeri: tasmota1='' 'tasmota2' bağımsız değişkeninin değeri: tasmota2='' Yapılandırma kaydetme iwcThingName'= 'RootCellarMon' Yapılandırma kaydediliyor 'iwcApPassword'= Yapılandırma kaydediliyor 'iwcWifiSsid'= 'SSID'niz' Yapılandırma kaydediliyor 'iwcWifiPassword'= Yapılandırma kaydediliyor 'iwcApTimeout'= config'30' tasingta1 ' = '' Yapılandırma güncellendi. Durum değişiyor: 1'den 3'e [SSID'nize] bağlanılıyor (şifre gizli) Durum değişti: 1'den 3'e WiFi bağlantılı IP adresi: 192.168.0.155 Durum değişti: 3'ten 4 Bağlantı kabul ediliyor Durum değişti: 3'ten 4

9. Cihazınıza atanan IP adresini not edin. Yukarıda, 192.168.0.155'tir.
10. Dizüstü bilgisayarınızı/tabletinizi/telefonunuzu henüz bağlanmadıysa normal ağınıza yeniden bağlayın.
11. Benim durumumda cihazın yeni adresine, 192.168.1.155'e göz atın. Ana sayfayı tekrar görmelisiniz.

Adım 4: Hepsini Bir Araya Bağlama

1. USB kablosunu çıkarın.
2. 5 volt gücü bağlayın. Ve web sayfasını yenileyin. Kalp atışının düzenli olarak arttığını görmelisiniz.
3. ESP8266 üzerindeki LED, sensörleri okurken her 5 saniyede bir yanıp sönmelidir.
4. Sensörleri bağlayın ve okumaları almaya başlamalısınız. Başlangıçta bir DHT22'm vardı, ancak güvenilmez buldum, bu yüzden daha basit ve daha iyi korunan DS18B20'ye geçtim.
5. Okumalarla ilgili sorunlarınız varsa, sorunu gidermek için 5V gücün bağlantısını kesebilir, NodeMCU'yu USB ile çalıştırabilir ve her sensör için örnek çizimler yükleyebilirsiniz. Neredeyse her zaman kötü bir teldir.
6. 48V gücü ve fanları bağlayın. Fan kontrol düğmelerine tıklayın.
7. İki Tasmota tabanlı akıllı anahtar oluşturun. Sonoff Basic anahtarlarını kullandım. Arendst'in kendi sayfası da dahil olmak üzere başka yerlerde Tasmota ile onları nasıl flaş edeceğinize dair öğreticiler var.
8. Yönlendiricinizin istemci listesine bakın ve her bir akıllı anahtara atanan IP adreslerini belirleyin. Anahtarların her zaman aynı adresi alması için bu adresleri ayrılmış olarak ayarlayın.
9. Akıllı anahtarları doğrudan kontrol etmeyi deneyin, örneğin

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

• Ana sayfanın altındaki Yapılandır'a tıklayın ve yukarıdaki ekran görüntüsünde gösterildiği gibi akıllı anahtarların adreslerini ayarlayın. Yalnızca IP adresi, URL'nin geri kalanı ESP8266'da çalışan yazılımda yerleşiktir. Yapılandırma sayfasına erişmek için user:password "admin":"opensesame" veya parolayı değiştirdiğiniz her şeye ihtiyacınız olabilir.

Adım 5: Kurulum

Cihazın parçalarını küçük bir kontrplak parçası üzerine, kapağı kontrplak ile kapak arasına plastik bir gıda kabı olacak şekilde monte ettim. Bu düzenleme kök mahzenin duvarına vidalanmıştır. Kapak duvardan biraz uzakta olduğundan, gıda kabının gövdesi koruyucu bir kılıf sağlamak için kolayca takılabilir. Tüm kablolar sabit kapaktan devre kartına yönlendirilir.

Kök mahzende gelecekteki çalışmalar planlandığı için sensörler ve fan kabloları duvarlara gevşek bir şekilde sabitlendi - muhtemelen sıvalı duvarlar ve ek raflar.

6. Adım: Özet

Bu bir deney, bu yüzden sonunda sistemin hangi bölümlerinin ortaya çıkacağını bilmiyoruz.

Başarıyı nasıl kolaylaştıracağınıza dair bazı ilk notlar:

• Fanlar belki gereksiz. Doğal konveksiyon yeterli olabilir. Giriş ve çıkış delikleri sırasıyla zemine ve tavana yakın yerleştirilir, böylece sıcak hava dışarı atılır ve soğuk hava içeri alınır.
• Projeye başlamadan önce kök mahzende wi-fi'nin iyi durumda olduğundan emin olun. Bizim durumumuzda, kök mahzenin üzerindeki odaya bir wifi genişletici kurmamız gerekiyordu.
• Wi-fi iyi değilse kablolu veya farklı bir radyo frekansı tasarımı gerekebilir.
• Bileşenlerin monte edildiği kartı boyayın veya plastik veya nemden daha az etkilenen bir şey kullanın.
• Çalışan dört fan yaklaşık 60 watt tüketir, güç kaynağı muhtemelen en az %80 verimlidir. Yani kasa içi ısıtma en fazla %20*60 veya 12 watt'tır. Aşırı ısınma, özellikle soğuk kök mahzeninde bir sorun olmamalıdır. Kasanız daha hava geçirmezse, havalandırma delikleri açmak isteyebilirsiniz.
• Tasmota tabanlı akıllı prizlere çevresel sensörler ekleyen projeler var. Bunlardan biri bu uygulama için iyi bir alternatif olabilir.