Arduino HVAC Servo Termostat/Kontrolör: 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

'Yeşil' talimatıma hoş geldiniz! Size bir Arduino'yu, iki servo motoru, bir sıcaklık sensörünü ve bir duvardan geçen HVAC ünitesi için dijital bir termostat yapmak için bir miktar metali (veya tahtayı) nasıl kullanacağınızı göstereceğim. CB Richard Ellis'e (büyük bir emlak firması) göre, New York, nüfusun sadece 1/3'ünün ev sahibi olduğu bir kiracı pazarıdır (ABD'nin geri kalanı için neredeyse %70 ev sahipliğine karşılık). Bu, NYC'de 5 mm'den fazla insanın kiralık apartman dairelerinde veya evlerde yaşadığı anlamına gelir. Kiralık ünitelerde herhangi bir merkezi klima veya hatta termostatik kontrollü bir sistem olması çok nadirdir. Birçok dairede, aşağıdaki videoda görüldüğü gibi kalıcı duvar üniteleri vardır. Ne yazık ki, bu ünitelerin sıcaklığı düzenleme yeteneği yoktur ve yalnızca sıcak, soğuk veya kapalı konuma zorlanabilir. Tüketici Enerji Merkezi'ne göre, Isıtma ve Soğutma, enerji faturanızın yaklaşık yüzde 45'ini oluşturuyor. Federal hükümet, ortalama bir ev sahibinin on yıllık bir süre boyunca ısıtma ve soğutma için 10.000 dolardan fazla harcadığını tahmin ediyor. Oda klimalarının soğutma kapasitesi, saat başına BTU veya İngiliz Termal Birimleri cinsinden ölçülür. 700-1, 000 metrekarelik bir daireyi soğutmak için (bir yatak odalı veya belki küçük bir 2 yatak odalı), yaklaşık 20.000 BTU'ya ihtiyacınız var. Bu, 1,7 ton veya 5,861 watt'a eşdeğerdir. kWh başına 0,15 ABD doları, bu, HVAC ünitenizi çalıştırmanın saatte 0,88 ABD doları maliyeti anlamına gelir! HVAC üniteleri çok fazla enerji kullandığından (özellikle sıcak yaz aylarında 'klima' modundayken) ve kiracıların kolayca uygulayabilme olanağı yoktur. enerji yıldızı (yani daha verimli) üniteleri veya sıcaklıklarını düzenlemek için, bir HVAC ünitesini bir termostat gibi kontrol etmenin kalıcı değişiklikler yapmadan bir yolunu bulmak istedim! Bu cihazı uygulamak yalnızca paradan tasarruf etmenizi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda dairenizde daha sabit bir sıcaklığın korunmasına, enerji tüketiminin azaltılmasına ve sıcak yaz aylarında ülkelerimizin elektrik şebekesi üzerindeki yükün azaltılmasına yardımcı olabilir!

Adım 1: Ürün ve Parça Listesine Genel Bakış

Genel Bakış ve Parça listesi: Elektronik Parça Listesi:1) İki Servo. Servo başına 10 doların altında bir fiyata satın alınabilen Hitec HS-311'i (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311) kullandım. SparkFun servosu da (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) çalışmalıdır.2) Sıcaklık Probu: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id =2453) Arduino (Duemilanove kullandım - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Adafruit ProtoShield kullandım (https://www.adafruit.com/ index.php?main_page=product_info&cPath=17_21&products_id=51) ancak Sıcaklık için sadece küçük bir devre tahtası (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) bir 4K7 direnci de kullanabilirsiniz. Prob: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) 9V Duvar adaptörü: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63Donanım Parça Listesi: 1) Yerel donanım mağazamdan (Home Depot) satın aldığım Alüminyumu kullandım. Servo braketin boyutları 4" x 1" x 0.25" ve iki uç direk 1" x 0.25" x 0.25"'dir. Alternatif olarak, bu boyuttaki alüminyum parçasını çevrimiçi satın almak için bir bağlantı: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx ve http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx2) (6) 1/2" 8-32 SHCP (soket başlı vida) ve (2) kullandım 1" 8-32 SHCP'ler. Bunları yerel donanım mağazanızdan satın almanızı tavsiye ederim, ancak çevrimiçi olarak da kolayca satın alınabilirler. İşte bağlantılar: 1/2": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 ve 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ?PMAKA=430-0045.3) Önceki adımda kullandığınız vidalarla eşleşen bir musluğa ihtiyacınız olacak. 8-32 vida kullandığım için 8-32 musluk satın aldım. Bir kez daha, bu, yerel donanım mağazanızdan satın alınabilir, ancak çevrimiçi sipariş vermek isterseniz, işte bir bağlantı: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) Bir numara 29 matkap ucu (bu, 8-32 kılavuza karşılık gelir; farklı boyutta bir vida ve kılavuz kullanıyorsanız, uygun matkap ucunu satın alın). NOT: Birçok hırdavatçı, doğru boyutta satın almanızı sağlayacak matkap uçları olan muslukları satar. Ayrıca burada da mevcuttur: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Araçlar:1) Matkap (el matkabı veya matkap presi olabilir) ve demir testeresi kullandım. 2) Servoları alüminyum yuvaya yapıştırmayı tercih ederseniz (delikleri delmek ve kılavuz çekmek yerine), JBWeld veya Gorilla Glue Arduino Kitaplığı kullanmanızı tavsiye ederim: Servo kitaplığına ek olarak (Arduino yazılımına dahildir), OneWire kitaplığına ihtiyacınız var. Kitaplık hakkında daha fazla bilgiyi buradan (isteğe bağlı) okuyabilirsiniz: https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire veya kitaplığı şu bağlantıdan indirebilirsiniz: https://homepage.mac. com/wtpollard/Yazılım/FileSharing7.html

Adım 2: Servo Montajı ve Elektrik Şemasını Oluşturma

İşte servo montajının nasıl oluşturulacağına ve elektronik devre şemalarına ilişkin bir videoya genel bakış. Daha fazlası için aşağıdaki fotoğrafa göz atın!

Adım 3: Arduino Kodu

Aşağıdaki bir txt dosyası Arduino kodunu içerir. Kodu görüntülemek için bu dosyayı açabilir ve ardından programı çalıştırmak için Arduino yazılımınıza kopyalayıp/yapıştırabilirsiniz. Video: Arduino kodunun temel ve daha kapsamlı bir incelemesi.

4. Adım: Hata Ayıklama ve Yükleme

NOT: Arduino'nuzu metal bir yüzeye yaslarsanız, altta biraz lastik ayak olduğundan emin olun! Aksi takdirde, Arduino'nun altındaki lehim bağlantıları, tahtaya kısa devre yapacak olan metale dokunacaktır!

Adım 5: Son Düşünceler ve Gelecek Fikirler

Son Düşünceler: İzlediğiniz için teşekkürler! Enerjiden tasarruf etmenin, paradan tasarruf etmenin ve yine de konforlu bir daireye sahip olmanın harika bir yolunu arıyorsanız, umarım bu videoyu beğenmişsinizdir. Sıcak yaz aylarında, yoğun talep, ek enerji santrallerini devreye almaya zorlar, bunlar genellikle işletilmesi daha pahalı olan ve çevremize daha fazla kirliliğe katkıda bulunan santrallerdir. HVAC sisteminizi enerji yıldızı uyumlu bir sisteme yükseltme olanağınız varsa veya "profesyonel" bir termostat takabiliyorsanız, lütfen yapın! Ancak bir apartmanda yaşıyorsanız ve bu seçeneklere sahip değilseniz, lütfen çevre için bu projeyi düşünün! Gelecek Fikirler: Servoları yerleştirdikten sonra, bu projeyi genişletmenin bazı harika yolları var. İşte sadece birkaçı: 1) Odaya stratejik olarak yerleştirilebilmesi için Sıcaklık Sensörünü bir kabloya koyun2) Dört moda sahip olmak için Arduino'ya düğmeler ekleyin: Kapalı, A/C, Isı veya Sıcaklık Probu modu (yani üniteyi kapatmanıza, ısıtmaya veya A/C'ye zorlamanıza veya ünitenin sıcaklık probu okumasına göre hareket etmesine izin verir)3) Mevcut sıcaklığı görüntülemek için 7 segmentli bir LED veya bir LCD kullanın4) Bir Ethernet Kalkanı kullanın İnternet kontrolünü etkinleştirmek veya mevcut sıcaklığınızı yayınlamak için (yani twitter aracılığıyla). Bu fikir Adafruit'in "Tweet-a-Watt"ından esinlenmiştir (https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) Sıcak/soğuk potansiyometresini kontrol etmek için üçüncü bir servo kullanın (not: arduino üzerinde üç servo kullanmak, yazılım servolarının kullanılmasını gerektirir - daha fazlası için buraya bakın: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo)6) Xbee veya RF üzerinden kablosuz sıcaklık probu (RF için, bakınız https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 ve https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) Bir tuş takımı kullanarak cihazda sıcaklık eşiği aralıklarını ayarlayın veya bir potansiyometre8) Üniteyi belirli zamanlarda daireyi otomatik olarak soğutacak şekilde (yani, işten eve gelmeden önce) veya gece "darbe" moduna geçecek şekilde ayarlama, daireyi serin tutmak için kapalı ve serin arasında geçiş yapın. Tüm gece AC'ye sahip olun9) Daha ucuz ve daha küçük bir birim için Evil Mad Scientist veya ITP Boarduino kullanın! Evil Mad Scientist için https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 adresine bakın PCB & ATMEL çipi ve 16Mhz kristal ve kapakları içeren bir kit olarak satın alabileceğiniz panolar ~12$'a Veya bir breadboard arduino'nun nasıl oluşturulacağına ilişkin NYU ITP eğitimini okuyun!