Automatický systém ventilátoru/klimatizace: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Vítejte! V tomto Instructable vás provedu, jak vybudovat svůj vlastní automatický systém ventilátoru/klimatizace. Tento Instructable se zabývá okenním ventilátorem, který slouží k ochlazování místností v horkém létě. Cílem tohoto projektu je vytvořit systém, který bude automaticky monitorovat a regulovat teplotu v místnosti ovládáním běžného okenního ventilátoru. Možnost bezdrátového ovládání ventilátoru pomocí smartphonu bude navíc implementována pomocí vývojové desky Esp8266/NodeMCU Wifi Development spolu s aplikací IoT, Blynk. Hlavní řídicí systém využívá Arduino a několik dalších komponent. Pojďme do toho!

Krok 1: Shromažďování komponent

K tomuto Instructable budete potřebovat:

- Arduino Uno (dodává se s datovým kabelem USB) - Koupit zde (Amazon) (budou fungovat i jiné podobné desky jako Arduino Mega)

- LCD displej 16x2 (v tomto projektu používám displej bez adaptéru 16 pinového modulu. Pokud máte adaptér, Arduino má návody, jak zapojit adaptér modulu do Arduino Uno)

- Snímač teploty/vlhkosti DHT11 (3kolíkový) - Koupit zde (Amazon) - existují dvě verze: 3pinový a 4pinový. Zde používám 3pinový senzor, protože je jednodušší použít a zapojit, protože nemusíte přidávat odpor. Nezapomeňte zkontrolovat vývod vašeho senzoru, protože různí výrobci mají pro tento snímač mírně odlišné vývody.

- Potenciometr 10k Ohm - Koupit zde (Amazon)

- 2 tlačítka - Koupit zde (Amazon)

- Metal Gear Servo - Koupit zde (Amazon) - nemusíte používat servo s kovovým převodem, protože vše závisí na vašem okenním ventilátoru. Servopohon bude použit k pohybu spínače na ventilátoru, takže vše závisí na tom, jakou sílu je zapotřebí k pohybu spínače. Používám svalnaté kovové převodové servo, protože můj ventilátor má robustní spínač a obecně je u kovových převodovek mnohem menší pravděpodobnost, že se rozbijí, než u běžných plastových převodovek.

- Propojovací dráty z muže na muže a muže do ženy - Koupit zde (Amazon)

- Esp8266/NodeMCU Wifi Development Board - Koupit zde (Amazon)

- Blynk (bezplatná mobilní aplikace dostupná v App Store a Google Play)

- Micro USB kabel pro programování Esp8266/NodeMCU

- Různé materiály pro konstrukci zařízení, které umožní servu pohybovat spínačem na ventilátoru. (Obrázek mého zařízení bude přiložen níže)

Krok 2: Zapojte vše

Schéma zapojení na míru pro Arduino je uvedeno výše.

*DŮLEŽITÁ POZNÁMKA*

DHT11 a Esp8266/NodeMCU musí být stále připojeny k Arduinu. Servo musí být také připojeno k Esp8266/NodeMCU.

Připojení:

DHT11 - Arduino

VCC - 5v (na prkénku)

GND - GND (na prkénku)

Signál (S) - analogový pin A0

_

Arduino - Esp8266/NodeMCU

Digitální pin 8 - digitální pin 3 (D3)

Digitální kolík 9 - digitální kolík 2 (D2)

_

Servo připojení

Red Wire - 5v (na breadboard)

Černý/hnědý drát - GND (na prkénko)

Žlutý/oranžový vodič - digitální pin 0 (D0) na Esp8266/NodeMCU

Krok 3: Programování Arduina

Níže naleznete soubor Arduino ke stažení pro hlavní obvod Arduino.

*DŮLEŽITÉ*

Ujistěte se, že máte nainstalované požadované knihovny (dht11 a LiquidCrystal)

*Pokud již máte obě tyto knihovny nainstalované (dvojitá kontrola, protože existuje mnoho různých knihoven DHT11), můžete nahrát kód Arduino ze souboru výše do svého Arduina*

Chcete -li stáhnout LiquidCrystal Library, v Arduino IDE klikněte na Sketch, Include Library a poté klikněte na Manage Libraries. Počkejte, až se načtou všechny knihovny, a poté do vyhledávacího pole zadejte LiquidCrystal. Měla by to být první knihovna, která se objeví, Arduino a Adafruit. (Pro informaci, toto již může být nainstalováno, protože toto je jedna z knihoven, které jsou často integrovány při stahování IDE. Pokud ano, přejděte na další odstavec) Ujistěte se, že se jedná o nejnovější verzi, a klikněte na Nainstalujte. Po dokončení instalace zavřete IDE.

Chcete -li stáhnout knihovnu dht11, přejděte sem a klikněte vpravo na zelené tlačítko s nápisem „Klonovat nebo stáhnout“a klikněte na „Stáhnout ZIP“. Do vašeho zařízení by měl být stažen soubor zip. Otevřete zálohu Arduino IDE a klikněte na Sketch, Include Library a Add. ZIP Library. Vyberte komprimovaný soubor ZIP, který jste právě stáhli. Jakmile bude knihovna úspěšně nainstalována, ukončete IDE ještě jednou. Znovu jej otevřete a přejděte do systému Custom_Fan_AC_System. Nyní si můžete vybrat desku a port a nahrát je do Arduina.

Krok 4: Nastavení Blynku s Esp8266/NodeMCU

Nejprve si stáhněte aplikaci Blynk z App Store (iOS) nebo Google Play Store (Android).

Otevřete aplikaci a vytvořte si účet. Vytvořte nový projekt a pojmenujte jej Automatic Fan A/C System. Vyberte pro zařízení Esp8266 nebo NodeMCU (buď by mělo fungovat). Jako typ připojení vyberte Wifi. Poté klikněte na „Vytvořit projekt“. Měl by být vytvořen ověřovací kód. To bude použito později.

Nyní klikněte na obrazovku (nebo přejeďte prstem doleva) a měla by se zobrazit nabídka. Klikněte na Stylované tlačítko a jako název zadejte Ovládání systému. V části Pin přejděte na Digital a vyberte D1. Posuňte režim z Push na Switch. Pro off label jmenujte Room. Na štítku jej pojmenujte Mobile. Poté klikněte na OK v pravém horním rohu obrazovky. Opětovným kliknutím na obrazovku se dostanete do nabídky a poté klikněte na posuvník. Pojmenujte to Fan Switch. Pro Pin přejděte na Virtual a vyberte V0. Pokud je nastavený rozsah od 0-1023, změňte 1023 na 180. Poté klikněte vpravo nahoře na OK. Klikněte na obrazovku naposledy a přejděte dolů, dokud neuvidíte Segmentovaný přepínač. Klikněte na „Přidat možnost“a jelikož má můj fanoušek tři nastavení, Vypnuto, Nízko a Vysoká, pojmenoval jsem první možnost Vypnuto, poté Nízko, poté Vysoká. NEPŘIPOJUJTE TENTO SPÍNAČ K PINU. Umístěte tento přepínač pod posuvník. (důvod tohoto přepnutí bude jasný později)

_

Je potřeba nainstalovat ještě jednu knihovnu (možná dvě), a tou je knihovna Blynk. Opět přejděte do Arduino IDE, přejděte na Sketch, Include Library a poté Library Manager. Vyhledejte Blynka ve vyhledávacím poli a měl by přijít ten od Volodymyra Shymanskyye. Stáhněte si nejnovější verzi a po dokončení zavřete IDE.

_

Ujistěte se, že máte nainstalovanou knihovnu Servo. Je to integrovaná knihovna pro IDE, takže by měla být nainstalována. Knihovnu vytvořil Michael Margolis a Arduino. Pokud není nainstalován, nainstalujte nejnovější verzi a ukončete IDE.

_

Esp8266 je třeba nastavit v IDE. Je to docela jednoduché, stačí otevřít IDE a přejít na Soubor, Předvolby a do pole Adresy URL doplňkových správců zadejte:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266c…

Poté klikněte na OK.

_

Přejděte na Nástroje, Deska a poté Správce desek. Vyhledejte Esp8266. Pokud není nainstalován, nainstalujte jej a ukončete IDE ještě jednou.

_

Otevřete IDE a zapojte svůj Esp8266/NodeMCU do zařízení pomocí kabelu Micro USB. Ujistěte se, že je Arduino Uno odpojeno. Přejděte na Nástroje a vyberte dostupný port a pro desku zvolte NodeMCU 1.0 (modul Esp-12E).

_

Stáhněte si soubor pro Esp8266/NodeMCU výše, přečtěte si mé komentáře a vyplňte potřebné informace. Jakmile to bude hotové, nahrajte to na tabuli.

Krok 5: Konstrukce přepínače servo/ventilátor

Zde vám ukážu, jak jsem zkonstruoval zařízení, které umožňuje servu přepínat ventilátor mezi Nízkým, Vysokým a Vypnutým.

Použil jsem kousek čiré trubičky, který těsně přiléhal k vypínači mého ventilátoru, a pomocí kusů Lego Technic jsem vytvořil rameno s posuvným přídržným mechanismem, které by se montovalo pod okno, stejně jako ventilátor. To vše závisí na vašem ventilátoru a nastavení místnosti. Mám stůl u ventilátoru, takže ho mohu jednoduše připevnit k něčemu na stole. Pokud v blízkosti okna nemáte pevný nepohyblivý předmět, možná budete muset servo připojit přímo k ventilátoru.

Rameno Lego se může volně pohybovat na určitou vzdálenost, což je vzdálenost, která umožňuje přepínači pohybovat se úplně od konce k konci. Také jsem namontoval díl Lego na servo roh pomocí několika malých šroubů a mosazných adaptérů, které byly dodány se servy. Rameno Lego jsem pevně nezajistil kolem trubice, která je na spínači, protože vypínač se musí dostatečně volně pohybovat, protože úhel trubky se mění v důsledku toho, že vypínač je půlkruh. Právě jsem udělal přepínač Lego kolem spínače, aby rameno nemělo problémy se zapínáním a vypínáním ventilátoru. Níže je video, které si můžete stáhnout a sledovat, které ukazuje paži zblízka a jak pohybuje přepínačem. Pusťte se do testování!

Krok 6: Testování a celkové vysvětlení projektu

Rozhodl jsem se udělat tento projekt poté, co jsme se s bratrem opakovaně neshodli na teplotě našeho pokoje. Hodně se mi líbí ventilátor, takže místnost je velmi chladná a on nakonec ventilátor často vypíná s tím, že je příliš chladno. Navíc, když je horko, někdy zapomenu zapnout ventilátor, když nejsem v místnosti, a když jdu spát, v místnosti je tak horko a musím potom zapnout ventilátor, což ne Neměňte dostatečně rychle teplotu pro dobrý spánek. Proto jsem se rozhodl vytvořit systém, který dokáže problém vyřešit.

_

Tento systém má dva prvky: automatickou část a manuální část

Automatická část je ovládána Arduinem, kde neustále měří teplotu a zobrazuje ji na LCD obrazovce. Arduino také používá dvě tlačítka k nastavení požadované teploty v místnosti. V automatickém nebo pokojovém režimu Arduino zapne ventilátor, když je požadovaná teplota nižší než skutečná teplota. Po dosažení požadované teploty vypne ventilátor. Blynk App se používá k ovládání celého systému, protože tlačítko může přepnout ventilátor do pokojového režimu a do mobilního režimu, což umožňuje uživateli dálkově ovládat servo a ventilátor. V mobilním režimu uživatel používá posuvník k ovládání serva. Arduino stále zobrazuje aktuální teplotu a požadovanou teplotu na LCD.

_

Testování:

Jakmile načtete kód na Arduino i na Esp8266/NodeMCU a vytvoříte způsob, jakým může servo ovládat spínač ventilátoru, musíte vše zapnout. Zapněte Arduino a Esp8266/NodeMCU (ať už přes USB, zdroj 5 V atd.) A počkejte několik sekund, dokud se vše nezapne. Poté otevřete aplikaci Blynk a vstupte na obrazovku projektu a stiskněte tlačítko Přehrát vpravo nahoře. Mělo by být připojeno k Esp8266/NodeMCU. Kliknutím na tlačítka se ujistěte, že nastavují požadovanou teplotu, a ujistěte se, že se s ním mění i LCD. V aplikaci Blynk klikněte na přepínač, aby byl systém v mobilním režimu. Poté přesuňte jezdec a uvolněte jej a měli byste vidět, jak se servo pohybuje (na pozici počtu stupňů, které jezdec ukazuje. Pokud hodnotu neukazuje, přejděte do posuvníku a zkontrolujte přepínač, který říká „Zobrazit hodnotu ). Pohybujte posuvníkem, dokud nezískáte přesná čísla, kterými se servo pohybuje, takže se váš ventilátor zapíná a vypíná. Zadejte tato čísla do kódu Arduino. * Programoval jsem pouze v nízkém a vypnutém nastavení, přestože moje má vysoké nastavení, protože nízké nastavení je dostatečně výkonné * Znovu nahrajte kód do Arduina.

Účelem segmentovaného přepínače pod posuvníkem je zobrazit hodnoty nastavení na ventilátoru, protože pomocí ovladače budete dálkově ovládat. Změnil jsem název svých možností na

Možnost 1. Vypnuto - (hodnota)

Možnost 2. Nízká - (hodnota)

Možnost 3. Vysoká - (hodnota)

Tímto způsobem vím, kam dát posuvník, když ovládám ventilátor na dálku. Do možností byste měli zadat hodnoty serva, abyste věděli, kam přesunout posuvník. Poté můžete přepnout systém zpět do pokojového (automatického) režimu.

_

Jakmile je to hotovo. stačí nastavit požadovanou teplotu v místnosti pomocí dvou tlačítek a systém Arduino udělá práci!

//

Pokud máte nějaké dotazy/problémy, neváhejte je napsat níže a já vám rád pomůžu!:)