HVAC لقبو الجذر: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

هذا جهاز لمراقبة درجة الحرارة والرطوبة في قبو بارد من غرفتين. كما أنها تتحكم في مروحتين في كل غرفة تقومان بتدوير الهواء من الخارج إلى كل غرفة ، وتتصل بمفتاح ذكي في كل غرفة متصل بسيد فوق صوتي. الهدف هو التحكم في درجة الحرارة والرطوبة في الغرفة ، من الناحية المثالية للحفاظ على درجة الحرارة أقل من 5 درجات مئوية والرطوبة حوالي 90٪

يستخدم الجهاز متحكمًا دقيقًا ESP8266 لقراءة مستشعرات درجة الحرارة والرطوبة ، ولتشغيل المراوح ، ولتقديم المعلومات عبر الشبكة المحلية في صفحة ويب.

لن يدخل هذا الدليل في التفاصيل الدقيقة للأسباب التالية:

1. لقد نسيت أن ألتقط الصور كما قمت ببنائها وهي مثبتة في منزل العميل الآن!
2. سيكون وضعك مختلفا. يُقصد بهذا التصميم المرجعي ، وليس التكرار تمامًا.

اللوازم:

الأجزاء التي استخدمتها هي:

• متحكم NodeMCU 1.0 ESP8266. سيعمل أي ESP8266 ، طالما أنه يحتوي على ما يكفي من دبابيس الإدخال والإخراج الرقمية المجانية لتصميمك. ليس من السهل معرفة عدد المسامير الخالية ، وبعضها مكشوف ، ولكن يتم استخدامها أثناء التمهيد أو الإرسال التسلسلي.
• لوحة النماذج
• الأسلاك والموصلات
• مقبس رأس أنثى لعقد ESP8266 وعمل موصلات مستشعر
• أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة DHT22
• جهاز استشعار درجة الحرارة DS18B20 للاستخدام الخارجي
• كابلات CAT5 مفككة لأسلاك الاستشعار
• مقاومات 690 أوم للحد من بوابة FET الحالية
• مقاومات 10 كيلو لسحب خط بيانات DHT22
• 2.2 كيلو المقاوم لسحب خط البيانات DS18B20
• برامج تشغيل الطاقة IRLU024NPBF HEXFET
• مراوح San Ace 80 48VDC
• مصدر طاقة MeanWell 48VDC 75 وات لتشغيل المراوح
• شاحن هاتف 5 فولت مفكك لتشغيل ESP8266 وأجهزة الاستشعار
• الثنائيات المتنوعة عبر المروحة لمنع عودة EMF (ربما P6KE6 TVS؟)

إذا كنت ترغب في روابط إضافية لأي من هذه ، فقم بالتعليق وسأضيفها.

الخطوة 1: البناء - متحكم دقيق وأسلاك الاستشعار

الدائرة مبنية على لوحة النماذج الأولية ، باتباع تقنيات مماثلة لهذه.

1. قم بتخطيط المكونات على لوحة النماذج الأولية للسماح بتوصيل الأسلاك بسهولة في الخطوة التالية. لم أترك مساحة كافية حول برامج تشغيل MOSFET ، وشددت الأسلاك قليلاً.
2. قم بلحام الرؤوس الأنثوية في مكانها ، عن طريق توصيلها بـ NodeMCU كرقصة للحصول على عدد قليل من المسامير التي تم تثبيتها. ثم قم بإزالة NodeMCU وقم بإنهاء جميع المسامير. لقد استخدمت فقط المقابس الموجودة على المسامير المستخدمة للطاقة والإدخال / الإخراج. ساعد هذا في ضمان توصيل الجهاز بالاتجاه الصحيح في كل مرة.
3. لحام موصل ذكر بمصدر الطاقة 5VDC.
4. قم بتوصيل موصل أنثى مطابق باللوحة بالقرب من ESP8266 Vin ودبابيس الأرض ، ثم قم بتوصيل سلك ربط رفيع بين الموصل 5VDC والأرضي إلى دبابيس المقبس المطابقة. ضع في اعتبارك وضع هذا الموصل بحيث يكون في طريق منفذ USB الخاص بـ NodeMCU. أنت لا تريد تشغيل NodeMCU من مزود الطاقة هذا و USB في نفس الوقت. إذا وضعت الموصل في مكان غير ملائم ، فسيكون من الصعب عليك القيام بذلك عن طريق الخطأ.
5. رؤوس ذكر 3 دبابيس لحام بالقرب من دبابيس ESP8266 D1 و D2 و D3. اترك مساحة كبيرة لمقاومات السحب وجميع أسلاك التوصيل.
6. بناء موصلات مطابقة من رؤوس أنثوية لوصلات المستشعرات. لقد استخدمت 4 أطوال دبابيس ، مع إزالة دبوس واحد لجعل المستشعرات مرتبطة بحيث يمكن توصيلها بشكل غير صحيح. أضع مصدر الإمداد 3.3 فولت والأرضي على السن 1 و 4 لكل موصل ، والبيانات الموجودة على الدبوس 2. سيكون من الأفضل وضع 3.3 فولت والأرض بجانب بعضهما البعض والبيانات على السن 4 ، لذلك إذا تم توصيل المستشعر للخلف ، لن يحدث أي ضرر.
7. قم بلحام مقاومات السحب بين 3.3 فولت وخطوط البيانات لكل مستشعر. يستخدم DHT22 سحب 10 كيلو ، و DS18B20 (عند 3.3 فولت) يحب سحب 2.2 كيلو.
8. سلك ربط اللحام بين المسامير الأرضية لكل موصل ودبوس أرضي لمقبس NodeMCU.
9. سلك ربط اللحام بين دبابيس 3.3 فولت لكل موصل و 3.3 دبوس من NodeMCU.
10. سلك ربط اللحام من دبوس البيانات لموصل DHT22 واحد إلى دبوس D1 من مقبس NodeMCU
11. سلك ربط اللحام من دبوس البيانات لموصل DHT22 الآخر إلى دبوس D2 من المقبس
12. سلك ربط اللحام من دبوس البيانات لموصل DS18B20 إلى دبوس D3.
13. قم بالقياس من مواقع تركيب المستشعر المخطط لها إلى مكان وجود الجهاز.
14. بناء أسلاك بطول مناسب. أفعل ذلك عن طريق تفكيك طول كابل إيثرنت CAT 5 ، ووضع 3 من الأسلاك في ظرف المثقاب ولفها معًا. يمنح هذا كبل المستشعر الجديد بعض القوة الميكانيكية ضد الالتواء وانكسار السلك.
15. قم بلحام المستشعر على أحد طرفي السلك ورأس أنثى على الطرف الآخر. كن حذرا مع تعيين دبوس. ضع أيضًا بعض تخفيف الضغط على كل طرف ، على سبيل المثال السد السيليكوني أو الإيبوكسي أو الغراء الساخن. من المحتمل أن يكون السد السيليكوني هو الأفضل - يمكن أن يمتص الغراء الساخن الرطوبة ، وقد يدخل الإيبوكسي في الموصل.

الخطوة 2: البناء - مروحة السائقين

يستخدم هذا التصميم مروحة 48 فولت لسببين:

• كانت متوفرة ، وبدا أنها ذات جودة أعلى / أكثر كفاءة من مراوح 12V المعتادة في كومة القمامة لدينا
• يستخدمون تيارًا أقل من مراوح الجهد المنخفض ، لذلك يمكن أن تكون الأسلاك أكثر نحافة

قد تكون مراوح الجهد المنخفض خيارًا أفضل في تصميمك.

يتناول هذا القسم قدرًا كبيرًا من التفاصيل حول إنشاء دائرة القيادة باستخدام خرج رقمي 3 فولت من NodeMCU لتشغيل مروحة 48 فولت. بخلاف البرنامج ، يعد هذا القسم هو الجزء الأكثر تميزًا في الجهاز. قد تستفيد من بناء الدائرة على لوح التجارب في البداية.

1. بالانتقال إلى الجانب الآخر من مقبس NodeMCU ، حدد موقعًا لموصل الطاقة الوارد 48 فولت. يجب أن يكون مجاورًا للمكان الذي سيتم فيه تركيب مصدر الطاقة وسكة أرضية على لوحة النماذج الأولية. لا تقم باللحام في مكانه بعد.
2. افحص المخطط أعلاه لفهم كيفية توصيل كل هذه المكونات.
3. ضع المقاومات الأربعة ذات 690 أوم بالقرب من المسامير D5 و D6 و D7 و D8. لا تقم بتلحيمها بعد.
4. ضع الترانزستورات الأربعة في لوحة النماذج الأولية.
5. ضع الثنائيات الأربعة في لوحة النماذج الأولية. لكل صمام ثنائي محاذاة الأنود مع استنزاف الترانزستور ، والكاثود بحيث يكون للسلك منه مسار واضح إلى سكة الطاقة 48 فولت.
6. أربعة موصلات للمراوح ، الموصل الموجب (+) للسكك الحديدية 48 فولت والسالب (-) لمصدر FET وأنود الصمام الثنائي
7. الآن قم بضبط كل هذه المواقع حتى يتم وضع كل شيء بشكل جيد وهناك مجال لتشغيل جميع أسلاك التوصيل.
8. قم بلحام أول دوائر السائق الأربعة في مكانها. لا بأس إذا سقط الآخرون وأنت تقلب السبورة. تركز الخطوات التالية على إحدى دوائر القيادة. بمجرد أن يعمل ، يمكنك الانتقال إلى الآخرين.

9. باستخدام سلك التوصيل أو خيوط المكونات ، قم بلحام دائرة سائق مروحة واحدة:

   1. أحد طرفي البوابة الحالية للمقاوم المحدد للدبابيس D5 من Node MCU
   2. الطرف الآخر من المقاوم لبوابة FET
   3. استنزاف FET على الأرض
   4. مصدر FET إلى أنود الصمام الثنائي والسالب لموصل المروحة

10. باستخدام مقياس متعدد ، تحقق من التوصيلات. تحقق من عدم وجود مقاومة صفرية لجميع التوصيلات ، ولكن تحقق بشكل خاص من عدم وجود دوائر قصر:

    1. لا توجد مقاومة صفرية بين دبابيس FET الثلاثة
    2. لا توجد مقاومة صفرية عبر موصل المروحة من السالب إلى الموجب ، والمقاومة الصفرية من الموجب إلى السالب تظهر أن الصمام الثنائي يعمل.
    3. دائرة مفتوحة من كل دبوس FET إلى 48V
11. تحقق مرة أخرى من الدائرة بطريقة أخرى.
12. قم بتوصيل مصدر الطاقة 5 فولت بلوحة النماذج الأولية.
13. قم بتوصيل السالب لجهاز القياس المتعدد بالأرض.
14. قم بتوصيل مصدر الطاقة 5 فولت. تحقق من وجود 5 فولت على دبوس Vin
15. قم بتوصيل مصدر طاقة 48 فولت ومروحة. تحتوي هذه المراوح على بعض عزم الدوران لبدء التشغيل ، لذا أمسكها بمشبك. قد يبدأ عند تشغيل الدائرة.
16. أدخل أحد طرفي قطعة من سلك التوصيل مؤقتًا في المقبس الخاص بالدبوس D5. قم بتأريض الدبوس عن طريق إدخال الطرف الآخر من السلك في الدبوس الأرضي. إذا كانت المروحة قيد التشغيل ، فيجب أن تتوقف ، لأنك قمت بإيقاف تشغيل FET.
17. انقل السلك من الأرض إلى VIN. يجب أن تبدأ المروحة.
18. احتفل بنجاحك ، وأزل الطاقة ، وأكمل واختبر دوائر سائق المروحة المتبقية. يتم تشغيلها بواسطة المسامير D6 و D7 و D8 على التوالي.

الخطوة 3: برنامج NodeMCU والتكوين الأولي

1. قم بتنزيل ملفات Sketch المرفقة في مشروع Arduino جديد ، وقم بتجميعها وتحميلها في NodeMCU.

   يحتوي ملف pagehtml.h الثاني على جافا سكريبت في شكل سلسلة ضخمة موجودة في ذاكرة ESP8266 وهي خادم مع صفحة الويب

2. لا تقم بتشغيل NodeMCU من اللوحة. افصل مصدر 5 فولت عن لوحة النماذج الأولية.
3. افصل 48 فولت من اللوحة الرئيسية.
4. قم بتوصيل NodeMCU بالمقبس ، وقم بتوصيل كبل USB الخاص بك ، وفلاش NodeMCU
5. افتح شاشة Arduino التسلسلية على 115200 باود.
6. باستخدام هاتف ذكي أو كمبيوتر محمول أو جهاز لوحي ، قم بالاتصال بشبكة RootCellarMon التي يجب أن تظهر حيث تعمل NodeMCU كنقطة وصول wi-fi. كلمة المرور "نفس الاسم". أنا أستخدم مكتبة IOTWebConf الأنيقة للسماح بتكوين SSID وكلمة المرور لشبكتك.
7. ثم باستخدام متصفح الويب على جهازك ، انتقل إلى http: 192.168.4.1. يجب أن تشاهد صفحة كما هو موضح أعلاه ولكن بها أخطاء من أجهزة الاستشعار. انقر على رابط التكوين في الأسفل.

8. اعمل من خلال شاشة التكوين لتعيين معلمات الشبكة SSID وكلمة المرور ، ثم انقر فوق تطبيق. أعد الاتصال بشبكة wi-fi العادية. يجب أن ترى شيئًا كهذا على شاشة Arduino التسلسلية:

   لم يتم تعيين كلمة المرور في التكوين

   تغيير الحالة من: 0 إلى 1 إعداد AP: RootCellarMon بكلمة المرور الافتراضية: عنوان IP لـ AP: 192.168.4.1 تم تغيير الحالة من: 0 إلى 1 Connection to AP. قطع الاتصال بـ AP. طلب إعادة التوجيه إلى 192.168.4.1 وسيطات الصفحة غير الموجودة '/favicon.ico' (GET) المطلوبة: 0 صفحة التكوين مطلوبة. عرض 'iwcThingName' بالقيمة: عرض RootCellarMon 'iwcApPassword' بالقيمة: عرض 'iwcWifiSsid' بالقيمة: عرض SSID الخاص بك 'iwcWifiPassword' بالقيمة: عرض 'iwcApTimeout' بالقيمة: 30 Rendering with 'tasmota1 مع القيمة: عرض فاصل تقديم فاصل التحقق من صحة النموذج. تحديث تكوين قيمة arg 'iwcThingName' هو: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' قيمة arg 'iwcApPassword' هي: opensesame iwcApPassword تم تعيين قيمة arg 'iwcWifiSsid' هي: your SSID iwcWifiSiysid = 'niz: تم تعيين كلمة مرور wi-fi الخاصة بك iwcWifiPassword. قيمة arg 'iwcApTimeout' هي: 30 iwcApTimeout = '30 'قيمة arg' tasmota1 'هي: tasmota1 =' 'قيمة arg' tasmota2 'هي: tasmota2 =' 'Saving config' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Saving config' iwcApPassword '= حفظ التكوين' iwcWifiSsid '=' SSID الخاص بك 'حفظ التكوين' iwcWifiPassword '= حفظ التكوين' iwcApTimeout '=' 30 'تكوين التهيئة' tasmota1 '=' 'التهيئة' = '' تم تحديث التكوين. تغيير الحالة من: 1 إلى 3 الاتصال بـ [SSID الخاص بك] (كلمة المرور مخفية) تم تغيير الحالة من: 1 إلى 3 عنوان IP متصل بشبكة WiFi: 192.168.0.155 تغيير الحالة من: 3 إلى 4 تم تغيير حالة الاتصال من: 3 إلى 4

9. قم بتدوين عنوان IP المخصص لجهازك. أعلاه ، 192.168.0.155.
10. أعد توصيل الكمبيوتر المحمول / الجهاز اللوحي / الهاتف بشبكتك العادية إذا لم يكن كذلك بالفعل.
11. استعرض للوصول إلى العنوان الجديد للجهاز ، 192.168.1.155 في حالتي. يجب أن ترى الصفحة الرئيسية مرة أخرى.

الخطوة 4: ربطها جميعًا معًا

1. افصل كابل USB.
2. قم بتوصيل طاقة 5 فولت. وقم بتحديث صفحة الويب. يجب أن ترى نبضات القلب تتزايد بانتظام.
3. يجب أن يومض مؤشر LED الموجود على ESP8266 كل 5 ثوانٍ أثناء قراءته لأجهزة الاستشعار.
4. قم بتوصيل المستشعرات ، ويجب أن تبدأ في الحصول على قراءات. في الأصل كان لدي DHT22 بالخارج ، لكنني وجدت أنه غير موثوق به ، لذا تحولت إلى DS18B20 الأبسط والأفضل حماية.
5. إذا كانت لديك مشكلات في القراءات ، فيمكنك فصل طاقة 5 فولت وتشغيل NodeMCU باستخدام USB وتحميل نماذج تخطيطية لكل مستشعر لاستكشاف المشكلة وإصلاحها. دائمًا ما يكون سلكًا سيئًا.
6. قم بتوصيل طاقة 48 فولت والمراوح. انقر فوق أزرار التحكم في المروحة.
7. بناء اثنين من المفاتيح الذكية القائمة على Tasmota. لقد استخدمت مفاتيح Sonoff Basic. هناك دروس تعليمية حول كيفية تحديثها باستخدام Tasmota في مكان آخر ، بما في ذلك صفحة arendst الخاصة.
8. راجع قائمة عملاء جهاز التوجيه الخاص بك ، وحدد عناوين IP المخصصة لكل محول ذكي. قم بتعيين هذه العناوين كعناوين محجوزة ، بحيث تحصل المفاتيح دائمًا على نفس العنوان.
9. حاول التحكم في المفاتيح الذكية مباشرة ، على سبيل المثال

192.168.0.149/cm؟cmnd=Power٪20ONhttps://192.168.0.149/cm؟cmnd=Power٪20OFF

• انقر فوق تكوين في الجزء السفلي من الصفحة الرئيسية ، وقم بتعيين عناوين المفاتيح الذكية كما هو موضح في لقطة الشاشة أعلاه. فقط عنوان IP ، يتم إنشاء بقية عنوان URL في البرنامج الذي يعمل على ESP8266. قد تحتاج إلى user: password of "admin": "opensesame" ، أو أيًا كان ما قمت بتغيير كلمة المرور إليه ، للوصول إلى صفحة التكوين.

الخطوة 5: التثبيت

لقد قمت بتركيب أجزاء الجهاز على قطعة صغيرة من الخشب الرقائقي ، مع غطاء حاوية طعام بلاستيكية بين الخشب الرقائقي والغطاء. تم تثبيت هذا الترتيب على جدار قبو الجذر. نظرًا لأن الغطاء بعيد عن الحائط قليلاً ، يمكن بسهولة قطع جسم حافظة الطعام لتوفير حافظة واقية. يتم توجيه جميع الكابلات من خلال الغطاء الثابت إلى لوحة الدائرة.

تم تثبيت المستشعرات وأسلاك المروحة على الجدران بشكل غير محكم ، حيث يتم التخطيط للعمل في المستقبل في قبو الجذر - ربما جدران مغطاة بالجبس ورفوف إضافية.

الخطوة 6: الملخص

هذه تجربة ، لذا لا نعرف أي أجزاء من النظام ستثبت في النهاية.

بعض الملاحظات الأولى حول كيفية جعل النجاح أسهل:

• ربما لا داعي للجماهير. قد يكون الحمل الحراري الطبيعي كافياً. يتم وضع فتحات السحب والعادم بالقرب من الأرضية والسقف على التوالي ، بحيث يتم استنفاد الهواء الساخن وإدخال الهواء البارد.
• تأكد من أن wi-fi على ما يرام في قبو الجذر قبل بدء المشروع. في حالتنا ، احتجنا إلى تثبيت موسع wifi في الغرفة فوق قبو الجذر.
• إذا لم تكن شبكة wi-fi جيدة ، فقد يلزم تصميم تردد لاسلكي سلكي أو مختلف.
• قم بطلاء اللوحة التي تم تركيب المكونات عليها ، أو استخدم البلاستيك أو أي شيء أقل تأثراً بالرطوبة.
• تستهلك أربعة مراوح تعمل حوالي 60 واط ، ومن المحتمل أن يكون مصدر الطاقة فعالاً بنسبة 80٪ على الأقل. لذا فإن التسخين داخل العلبة يكون على الأكثر 20٪ * 60 أو 12 واط. لا ينبغي أن يكون ارتفاع درجة الحرارة مشكلة ، خاصة في قبو الجذور البارد. إذا كانت العلبة محكمة الإغلاق ، فقد ترغب في حفر بعض فتحات التهوية.
• هناك مشاريع تضيف مستشعرات بيئية إلى المقابس الذكية القائمة على Tasmota. قد يكون أحد هؤلاء بديلاً جيدًا لهذا التطبيق.