Servo termostat/ovladač Arduino HVAC: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Vítejte v mém „zeleném“pokynu! Ukážu vám, jak použít Arduino, dva servomotory, teplotní čidlo a nějaký kov (nebo dřevo) k výrobě digitálního termostatu pro průchozí stěnu HVAC jednotky. Podle CB Richarda Ellise (hlavní realitní firmy) je New York trh s nájemci, přičemž jen asi 1/3 populace vlastní svůj domov (oproti téměř 70% vlastnictví domů ve zbytku USA). To znamená, že více než 5 mm lidí v New Yorku žije v pronajatých bytech nebo domech. Je velmi vzácné, že pronajaté jednotky mají jakoukoli formu centrální klimatizace nebo dokonce termostaticky ovládaný systém. Mnoho bytů má trvalé jednotky skrz zeď, jako je ten, který je vidět na videu níže. Tyto jednotky bohužel nemají schopnost regulovat teplotu a lze je přinutit pouze do tepla, chladu nebo vypnout. Podle Centra spotřební energie představuje vytápění a chlazení zhruba 45 procent vašeho účtu za energii. Federální vláda odhaduje, že průměrný majitel domu utratí více než 10 000 dolarů za vytápění a chlazení po dobu deseti let. Chladicí kapacita pokojových klimatizací se měří v BTU nebo britských tepelných jednotkách za hodinu. K ochlazení bytu o rozloze 700–1 000 čtverečních stop (jedna ložnice nebo třeba malá 2 ložnice) potřebujete zhruba 20 000 BTU. To odpovídá 1,7 tuny nebo 5 861 wattů. Při 0,15 $ za kWh to znamená, že provoz jednotky HVAC stojí 0,88 $/hodinu! Protože jednotky HVAC spotřebovávají mnoho energie (zejména v režimu „klimatizace“během horkých letních měsíců) a nájemci nemají možnost snadno implementovat energetické hvězdy (tj. efektivnější) jednotky nebo pro regulaci jejich teploty, chtěl jsem najít způsob, jak bez trvalých změn ovládat jednotku HVAC jako termostat! Implementace tohoto zařízení vám může nejen ušetřit peníze, ale může také přispět k udržení stabilnější teploty ve vašem bytě, snížit spotřebu energie a snížit napětí, které je v horkých letních měsících kladeno na elektrickou síť našich zemí!

Krok 1: Přehled seznamu produktů a dílů

Přehled a seznam dílů: Seznam náhradních dílů pro elektroniku: 1) Dvě serva. Použil jsem Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show?name=HS-311), který lze zakoupit za méně než 10 $ za servo. Servo SparkFun (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9064) by také mělo fungovat. 2) Teplotní sonda: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id = 2453) Arduino (použil jsem Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) Použil jsem Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php? main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51), ale můžete také použít malý prkénko (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8802)5) odpor 4K7 pro teplotu Sonda: https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=20623466) 9V nástěnný adaptér: https://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63 Seznam součástí hardwaru: 1) Použil jsem hliník zakoupený v místním železářství (Home Depot). Rozměry držáku serva jsou 4 palce x 1 palec x 0,25 palců a dva koncové sloupky mají rozměry 1 palec x 0,25 palců x 0,25 palců. Alternativně je zde odkaz na nákup tohoto kusu hliníku o velikosti online: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminium-extruded.aspx a http:/ /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-aluminium-extruded.aspx2) Použil jsem (6) 1/2 "8-32 SHCP (šrouby s válcovou hlavou) a (2) 1 "8-32 SHCP. Doporučil bych je zakoupit v místním železářství, ale lze je také snadno zakoupit online. Zde jsou odkazy: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=430-0041 a 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ? PMAKA = 430-0045.3) Budete potřebovat kohoutek, který odpovídá šroubům, které použijete v předchozím kroku. Protože jsem použil šrouby 8-32, koupil jsem si závitník 8-32. Ještě jednou to lze zakoupit ve vašem místním železářství, ale pokud si přejete objednat online, zde je odkaz: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-47724) Číslo 29 vrták (odpovídá 8-32 závitníkům; pokud použijete šroub a závitník jiné velikosti, zakupte příslušný vrták). POZNÁMKA: Mnoho železářství prodává závitníky s vrtáky, což zajistí nákup správné velikosti. K dispozici také zde: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT?PMAKA=325-6119Tools:1) Použil jsem vrtačku (může to být ruční vrtačka nebo vrtačka) a pilku na kov. 2) Pokud byste raději lepili servo na hliníkový držák (namísto vrtání a vrtání otvorů), doporučil bych použít JBWeld nebo Gorilla Glue Arduino Library: Kromě knihovny servo (součástí softwre Arduino), potřebujete knihovnu OneWire. Více o knihovně si můžete přečíst zde (volitelně): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire nebo si knihovnu jednoduše stáhněte prostřednictvím tohoto odkazu: https://homepage.mac. com/wtpollard/Software/FileSharing7.html

Krok 2: Sestavení schématu montáže a elektrického servo

Zde je video s přehledem, jak sestavit držák serva a schémata elektroniky. Více se podívejte na níže uvedené fotografie!

Krok 3: Arduino kód

Níže uvedený soubor txt obsahuje kód Arduino. Tento soubor můžete otevřít, zobrazit kód a poté jej zkopírovat/vložit do softwaru Arduino a spustit program. Video: Základní a poté důkladnější postup v kódu Arduino.

Krok 4: Ladění a instalace

POZNÁMKA: Pokud své arduino položíte na kovový povrch, ujistěte se, že máte na spodní straně gumové nožičky! Jinak se pájecí spoje na spodní straně Arduina dotknou kovu, který zkratuje desku!

Krok 5: Závěrečné myšlenky a budoucí nápady

Závěrečné myšlenky: Děkujeme za sledování! Pokud hledáte skvělý způsob, jak ušetřit energii, ušetřit peníze a přitom si zachovat pohodlný byt, snad se vám toto video líbilo. Během horkých letních měsíců si špičková poptávka vynucuje uvedení dalších elektráren do provozu, což jsou často dražší provozy, které přispívají k většímu znečištění našeho životního prostředí. Pokud máte možnost upgradovat svůj systém HVAC na energetickou hvězdu nebo můžete nainstalovat „profesionální“termostat, udělejte to! Pokud ale žijete v bytovém domě a jednoduše tyto možnosti nemáte, zvažte prosím tento projekt pro životní prostředí! Budoucí nápady: Jakmile budete mít servo na svém místě, existuje několik skvělých způsobů, jak můžete tento projekt rozšířit. Zde je jen několik: 1) Umístěte teplotní senzor na vodič, aby jej bylo možné strategicky umístit do místnosti 2) Přidejte tlačítka do Arduina, abyste měli čtyři režimy: režim Vypnuto, klimatizace, topení nebo teplotní sonda (tj. umožňuje vypnout jednotku z topení nebo klimatizace nebo umožňuje jednotce jednat podle odečtu teplotní sondy) 3) Pro zobrazení aktuální teploty použijte 7segmentovou LED nebo LCD 4) Použijte ethernetový štít k povolení ovládání internetu nebo k publikování vaší aktuální teploty (tj. prostřednictvím twitteru). Tato myšlenka je inspirována Adafruitovým „Tweet-a-Watt“(https://www.adafruit.com/index.php?main_page=index&cPath=32)5) K ovládání horkého/studeného potenciometru použijte třetí servo: použití tří serv na arduinu vyžaduje použití softwarových služeb - více zde: https://www.arduino.cc/playground/ComponentLib/Servo)6) Bezdrátová teplotní sonda přes Xbee nebo RF (RF, viz https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8946 a https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8949)7) Nastavte rozsahy teplotních prahů na zařízení pomocí klávesnice Nebo potenciometr mít AC celou noc9) Použijte Evil Mad Scientist nebo ITP Boarduino pro levnější a menší jednotku! Viz https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 pro Evil Mad Scientist Desky, které si můžete zakoupit jako sadu, která obsahuje čip PCB & ATMEL a krystal 16MHz a kryty za ~ 12 $ Nebo si přečtěte návod NYU ITP o tom, jak vytvořit arduino na prkénku!