HVAC til rodkælder: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Dette er en enhed til at overvåge temperatur og fugtighed i en kold kælder med to rum. Det styrer også to blæsere i hvert rum, som cirkulerer luft udefra i hvert rum og kommunikerer med en smart switch i hvert rum, der er forbundet til en ultralyds -mister. Målet er at kontrollere temperaturen og luftfugtigheden i rummet, ideelt set for at holde temperaturen under 5C og luftfugtigheden omkring 90%

Enheden bruger en ESP8266 mikrokontroller til at aflæse temperatur- og fugtighedsfølere, til at drive ventilatorer og til at præsentere informationen over det lokale netværk på en webside.

Denne instruktive vil ikke komme i detaljer, fordi:

1. Jeg glemte at tage billeder, da jeg byggede det, og det er installeret hjemme hos klienten nu!
2. Din situation vil være en anden. Dette er tænkt som et referencedesign, der ikke skal kopieres nøjagtigt.

Tilbehør:

De dele jeg brugte er:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrokontroller. Enhver ESP8266 fungerer, så længe den har nok gratis digitale input- og outputpinde til dit design. Det er ikke trivielt at finde ud af, hvor mange ben der ER frie, nogle er udsat, men bruges under opstart eller seriel transmission.
• prototypebord
• ledninger, stik
• kvindelig headerstik til at holde ESP8266 og lave sensorstik
• DHT22 temperatur- og fugtighedsfølere
• DS18B20 temperatursensor til udendørs brug
• dekonstrueret CAT5 -kabler til sensorledninger
• 690 ohm modstande til begrænsning af FET gate strøm
• 10K modstande til pullup DHT22 datalinje
• 2.2K modstand til at trække DS18B20 datalinje op
• IRLU024NPBF HEXFET strømdrivere
• San Ace 80 48VDC blæsere
• MeanWell 48VDC 75 watt strømforsyning til blæsere
• kannibaliseret 5v telefonoplader til at drive ESP8266 og sensorer
• diverse dioder på tværs af ventilator for at forhindre tilbage EMF (måske P6KE6 TVS?)

Hvis du vil have flere links til nogen af disse, så kommenter, og jeg tilføjer dem.

Trin 1: Konstruktion - Mikrocontroller og sensorledninger

Kredsløbet er konstrueret på prototypebord, efter teknikker, der ligner disse.

1. Layout komponenterne på prototypebordet for at muliggøre let ledningsføring i det næste trin. Jeg efterlod ikke nok plads omkring MOSFET -driverne, og ledningerne blev lidt stramme.
2. Lod de kvindelige overskrifter på plads ved at tilslutte dem til NodeMCU som en jig for at få et par stifter slået ned. Fjern derefter NodeMCU og afslut alle stifter. Jeg brugte kun stikkontakter på benene, der bruges til strøm og input/output. Dette var med til at sikre, at enheden blev tilsluttet den rigtige retning hver gang.
3. Lod et hanstik til 5VDC strømforsyningen.
4. Lod et matchende hunstik til brættet nær ESP8266 Vin- og jordstiftene, og lod derefter tynd tilslutningstråd mellem stik 5VDC og jord til de matchende stikkontakter. Overvej at placere dette stik, så det er i vejen for USB -porten på NodeMCU. Du ønsker IKKE at tænde for NodeMCU'en fra denne strømforsyning og USB på samme tid. Hvis du placerer stikket på et ubelejligt sted, vil det være sværere for dig ved et uheld at gøre dette.
5. Loddet 3 -pins hanhoveder nær ESP8266 D1, D2 og D3 benene. Efterlad masser af plads til pullup -modstande og al tilslutningstråd.
6. Konstruer matchende stik fra hunoverskrifter til sensoropkoblinger. Jeg brugte 4 pin længder, med en pin fjernet for at få sensorerne nøglet, så de kunne forbindes forkert. Jeg lagde 3,3V forsyning og jord på pin 1 og 4 i hvert stik, og data på pin 2. Det ville være bedre at sætte 3,3V og jord ved siden af hinanden og data på pin 4, så hvis en sensor blev tilsluttet baglæns, ingen skade ville blive gjort.
7. Lod lod pullup -modstandene mellem 3,3V og datalinjer for hver sensor. DHT22 bruger en 10K pullup, og DS18B20 (ved 3.3V) kan lide en 2.2K pullup.
8. Loddetilslutningstråd mellem jordstifterne på hvert stik og til en jordstift i NodeMCU -stikket.
9. Loddetilslutningstråd mellem 3,3V benene på hvert stik og 3,3 ben på NodeMCU.
10. Loddetilslutningskablet fra datapinden på et DHT22 -stik til pin D1 i NodeMCU -stikket
11. Loddetilslutningskablet fra datapinden på det andet DHT22 -stik til stikkontakten D2
12. Loddetilslutningstråd fra datapinden på DS18B20 -stikket til pin D3.
13. Mål fra de planlagte sensorinstallationssteder til, hvor enheden vil være.
14. Konstruer ledningsnet i passende længde. Jeg gør dette ved at adskille en længde af CAT 5 ethernet -kabel, sætte 3 af ledningerne i borepatronen og vride dem sammen. Dette giver det nye sensorkabel en vis mekanisk styrke mod at blive knækket og en ledning gå i stykker.
15. Lod lod sensoren i den ene ende af tråden, og en kvindelig overskrift i den anden. Vær forsigtig med pin -tildelingen. Læg også en smule aflastning i hver ende, f.eks. Siliciumdæksler, epoxy eller varm lim. Silicium tætning er sandsynligvis bedst - varm lim kan faktisk opsuge fugtighed, og epoxy kan komme ind i stikket.

Trin 2: Konstruktion - Ventilatordrivere

Dette design bruger 48 volt blæsere af to grunde:

• de var tilgængelige og syntes at være af højere kvalitet / mere effektiv end de mere sædvanlige 12V fans i vores uønskede bunke
• de bruger mindre strøm end ventilatorer med lavere spænding, så ledninger kan være tyndere

Lavere spændingsventilatorer kan være et bedre valg i dit design.

Dette afsnit går meget i detaljer om konstruktion af drivkredsløbet ved hjælp af en 3 volt digital udgang fra NodeMCU til at drive en 48 volt blæser. Bortset fra softwaren er dette afsnit den mest unikke del af enheden. Du kan først have fordel af at bygge kredsløbet på et brødbræt.

1. Når du flytter til den anden side af NodeMCU -stikket, skal du bestemme en placering for det indgående 48V -strømstik. Det skal være ved siden af, hvor strømforsyningen skal monteres, og en jordskinne på prototypebordet. Må ikke loddes på plads endnu.
2. Undersøg skematikken ovenfor for at forstå, hvordan du vil forbinde alle disse komponenter.
3. Placer de fire 690 ohm modstande tæt på benene D5, D6, D7 og D8. Lad dem ikke lodde endnu.
4. Placer de fire transistorer i prototypebordet.
5. Placer de fire klemmedioder i prototypebordet. For hver diode justeres anoden med transistorens afløb og katoden, så en ledning fra den vil have en klar vej til 48V -strømskinnen.
6. Fire stik til ventilatorerne, det positive (+) stik til 48V-skinnen og det negative (-) til kilden til FET og diodeanoden
7. Juster nu alle disse placeringer, indtil alt er godt placeret, og der er plads til at køre alle tilslutningskabler.
8. Lod det første af fire førerkredsløb på plads. Det er OK, hvis de andre falder ud, når du vender brættet rundt. De næste trin er fokuseret på et af drivkredsløbene. Når det er funktionelt, kan du gå videre til de andre.

9. Ved hjælp af tilslutningstråd eller ledningerne til komponenterne loddes et blæserdriverkredsløb:

   1. den ene ende af portstrømbegrænsningsmodstanden til benene D5 på Node MCU
   2. den anden ende af modstanden til porten til FET
   3. afløbet af FET til jorden
   4. FET -kilden til diodenes anode og ventilatorstikets minus

10. Kontroller forbindelserne ved hjælp af et multimeter. Kontroller, at alle forbindelser har nul modstand, men kontroller især, at der ikke er kortslutninger:

    1. IKKE nul modstand mellem FET's 3 ben
    2. IKKE nul modstand på tværs af ventilatorstikket fra negativ til positiv, og nul modstand fra positiv til negativ viser, at dioden virker.
    3. Åben kredsløb fra hver FET -pin til 48V
11. Dobbelttjek kredsløbet på en anden måde.
12. Tilslut 5V strømforsyningen til prototypekortet.
13. Tilslut det negative af dit multimeter til jorden.
14. Tilslut 5V strømforsyningen. Kontroller, at der er 5 volt på Vin -stiften
15. Tilslut 48V strømforsyningen og en blæser. Disse ventilatorer har et vist startmoment, så hold det nede med en klemme. Det starter muligvis, når du tænder for kredsløbet.
16. Indsæt midlertidigt den ene ende af et stykke tilslutningstråd i stikket til pin D5. Jord stiften ved at indsætte den anden ende af ledningen i jordstiftet. Hvis blæseren kørte, skulle den stoppe, da du har slukket FET.
17. Flyt ledningen fra jorden til VIN. Ventilatoren skal starte.
18. Fejr din succes, fjern strømmen, og afslut og test de resterende ventilatorkredsløb. De drives af stifterne D6, D7 og D8.

Trin 3: Program NodeMCU og Initial Configuration

1. Download de vedhæftede Sketch -filer til et nyt Arduino -projekt, kompilér og indlæs i NodeMCU.

   den anden pagehtml.h -fil indeholder javascript i form af en enorm streng, der ligger i ESP8266 -hukommelsen og er server med websiden

2. Tænd IKKE NodeMCU'en fra kortet. Afbryd 5V -forsyningen fra prototypekortet.
3. Afbryd 48V fra hovedkortet.
4. Sæt NodeMCU i stikket, tilslut dit USB -kabel, og flash NodeMCU
5. Åbn Arduino seriel skærm på 115200 baud.
6. Brug en smartphone, bærbar eller tablet til at oprette forbindelse til RootCellarMon-netværket, der skal vises som NodeMCU fungerer som et wi-fi-adgangspunkt. Adgangskoden er "opensesame". Jeg bruger det smarte IOTWebConf -bibliotek til at tillade konfiguration af dit netværks SSID og adgangskode.
7. Brug derefter en webbrowser på din enhed til at navigere til http: 192.168.4.1. Du bør se en side som vist ovenfor, men med fejl fra sensorerne. Klik på linket Konfiguration nederst.

8. Gennemgå konfigurationsskærmen for at indstille dine netværksparametre SSID og adgangskode, og klik derefter på ANVEND. Tilslut igen til dit normale wi-fi-netværk. Du bør se noget lignende på Arduino seriel skærm:

   Adgangskoden blev ikke angivet i konfigurationen

   Status ændres fra: 0 til 1 Opsætning af AP: RootCellarMon Med standardadgangskode: AP IP -adresse: 192.168.4.1 Status ændret fra: 0 til 1 Forbindelse til AP. Koblet fra AP. Anmodning om omdirigeret til 192.168.4.1 Anmodede ikke-eksisterende side '/favicon.ico' argumenter (GET): 0 Anmodet om konfigurationsside. Gengivelse af 'iwcThingName' med værdi: RootCellarMon Rendering 'iwcApPassword' med værdi: Rendering 'iwcWifiSsid' med værdi: dit SSID -gengivelse 'iwcWifiPassword' med værdi: Rendering 'iwcApTimeout' med værdi: 30 Rendering 'tasmota1 med værdi: Rendering separator Rendering separator Valideringsform. Opdatering af konfigurationsværdien af arg 'iwcThingName' er: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Værdi for arg 'iwcApPassword' er: opensesame iwcApPassword blev angivet Værdien af arg 'iwcWifiSsid' er: din SSID iwcWifiSsid = 'nizi: din wi-fi adgangskode iwcWifiPassword blev angivet Værdien af arg 'iwcApTimeout' er: 30 iwcApTimeout = '30 'Værdien af arg' tasmota1 'er: tasmota1 =' 'Værdien af arg' tasmota2 'er: tasmota2 =' 'Gem konfiguration' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Gem konfigur' iwcApPassword '= Gem konfigur' iwcWifiSsid '=' din SSID 'Gem konfigur' iwcWifiPassword '= Gem konfigur' iwcApTimeout '=' 30 'Gem konfigur' tasmota1 '=' 'Gem konfigur = '' Konfigurationen blev opdateret. Status ændres fra: 1 til 3 Opretter forbindelse til [dit SSID] (adgangskode er skjult) Status ændret fra: 1 til 3 WiFi -tilsluttet IP -adresse: 192.168.0.155 Status ændres fra: 3 til 4 Accepterer forbindelse Status ændret fra: 3 til 4

9. Notér den IP -adresse, der er tildelt din enhed. Ovenfor er det 192.168.0.155.
10. Tilslut din bærbare/tablet/telefon igen til dit normale netværk, hvis det ikke allerede har det.
11. Gennemse til den nye adresse på enheden, 192.168.1.155 i mit tilfælde. Du skulle se hovedsiden igen.

Trin 4: Tilslut det hele sammen

1. Afbryd USB -kablet.
2. Tilslut 5 volt strøm. Og opdater websiden. Du bør se hjerterytmen øge regelmæssigt.
3. Lysdioden på ESP8266 skal blinke hvert 5. sekund, mens den læser sensorerne.
4. Tilslut sensorerne, og du skal begynde at få aflæsninger. Oprindeligt havde jeg en DHT22 udenfor, men fandt den upålidelig, så skiftede til den enklere og bedre beskyttede DS18B20.
5. Hvis du har problemer med aflæsninger, kan du afbryde 5V -strømmen, tænde NodeMCU'en med USB og indlæse eksempelskitser for hver sensor for at fejlfinde problemet. Det er næsten altid en dårlig ledning.
6. Tilslut 48V strøm og blæsere. Klik på ventilatorstyringsknapperne.
7. Byg to Tasmota-baserede smarte switches. Jeg brugte Sonoff Basic switches. Der er selvstudier om, hvordan man blinker dem med Tasmota andre steder, herunder arendsts egen side.
8. Se din routers klientliste, og identificer de IP -adresser, der er tildelt hver smart switch. Indstil disse adresser som reserverede, så switcherne altid får den samme adresse.
9. Prøv f.eks. At styre de smarte switches direkte

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

• Klik på Konfigurer nederst på hovedsiden, og indstil adresserne til de smarte switches som vist i skærmoptagelsen ovenfor. Bare IP -adressen, resten af URL'en er bygget i softwaren, der kører på ESP8266. Du skal muligvis have bruger: password til "admin": "opensesame", eller hvad du endrede adgangskoden til, for at få adgang til konfigurationssiden.

Trin 5: Installation

Jeg monterede enhedens dele på et lille stykke krydsfiner, med låget på en madbeholder af plast imellem krydsfiner og låget. Dette arrangement blev skruet fast på væggen i rodkælderen. Fordi låget er lidt væk fra væggen, kan madbeholderens krop let klikkes på for at give et beskyttende etui. Alle kabler føres gennem det faste låg til printkortet.

Sensorerne og ventilatorledningerne blev løst fastgjort til væggene, da der planlægges fremtidigt arbejde i rodkælderen - muligvis pudsede vægge og yderligere reoler.

Trin 6: Resumé

Dette er et eksperiment, så vi ved ikke, hvilke dele af systemet der vil vise sig i sidste ende.

Nogle første noter om, hvordan man gør succes lettere:

• Fansene er måske unødvendige. Naturlig konvektion kan være tilstrækkelig. Indsugnings- og udstødningsventilationerne placeres i nærheden af henholdsvis gulv og loft, så varm luft udsuges og kold luft bringes ind.
• Sørg for, at wi-fi er OK i rodkælderen, før du starter projektet. I vores tilfælde var vi nødt til at installere en wifi -extender i rummet over rodkælderen.
• Hvis wi-fi ikke er godt, kan et kablet eller andet radiofrekvensdesign være påkrævet.
• Mal pladen, komponenterne er monteret på, eller brug plastik eller noget mindre påvirket af fugtighed.
• Fire kørende blæsere bruger cirka 60 watt, strømforsyningen er sandsynligvis mindst 80% effektiv. Så opvarmning inde i kassen er højst 20% * 60 eller 12 watt. Overophedning bør ikke være et problem, især i en kold rodkælder. Hvis din sag er mere lufttæt, kan du bore nogle ventilationshuller.
• Der er projekter, der tilføjer miljøsensorer til Tasmota-baserede smarte stik. En af dem kan være et godt alternativ til denne applikation.