Arduino HVAC Servo Thermostat / Controller: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

مرحبًا بكم في التعليمات "الخضراء" الخاصة بي! سأوضح لك كيفية استخدام Arduino ومحركين مؤازرين وجهاز استشعار درجة الحرارة وبعض المعادن (أو الخشب) لإنشاء ترموستات رقمي لوحدة HVAC عبر الجدار. وفقًا لـ CB Richard Ellis (شركة عقارية كبرى) ، فإن مدينة نيويورك هي سوق للمستأجرين ، حيث يمتلك حوالي ثلث السكان منازلهم (مقابل 70 ٪ تقريبًا من ملكية المنازل لبقية الولايات المتحدة). هذا يعني أن أكثر من 5 مم من الأشخاص في مدينة نيويورك يعيشون في شقق أو منازل مستأجرة. من النادر جدًا أن يكون للوحدات المؤجرة أي شكل من أشكال تكييف الهواء المركزي أو حتى نظام يتم التحكم فيه حراريًا. تحتوي العديد من الشقق على وحدات دائمة من خلال الجدران مثل تلك التي تظهر في الفيديو أدناه. لسوء الحظ ، لا تتمتع هذه الوحدات بالقدرة على تنظيم درجة الحرارة ولا يمكن إجبارها إلا على الحرارة أو البرودة أو إيقاف التشغيل. وفقًا لمركز طاقة المستهلك ، يمثل التدفئة والتبريد حوالي 45 بالمائة من فاتورة الطاقة الخاصة بك. تقدر الحكومة الفيدرالية أن متوسط مالك المنزل ينفق أكثر من 10000 دولار للتدفئة والتبريد خلال فترة عشر سنوات. تقاس قدرة التبريد لمكيفات الهواء بالغرفة بوحدات حرارية بريطانية أو الوحدات الحرارية البريطانية في الساعة. لتبريد شقة بمساحة 700-1000 قدم مربع (غرفة نوم واحدة أو ربما غرفتين نوم صغيرتين) ، فإنك تحتاج إلى حوالي 20000 وحدة حرارية بريطانية. هذا ما يعادل 1.7 طن أو 5861 واط. عند 0.15 دولار لكل كيلوواط ساعة ، هذا يعني أن تشغيل وحدة HVAC الخاصة بك يكلف 0.88 دولار / ساعة! لأن وحدات HVAC تستخدم الكثير من الطاقة (خاصة عندما تكون في وضع "تكييف الهواء" خلال أشهر الصيف الحارة) ولا يملك المستأجرون القدرة على التنفيذ بسهولة وحدات نجم الطاقة (أي أكثر كفاءة) أو لتنظيم درجة حرارتها ، أردت أن أجد طريقة ، دون إجراء تغييرات دائمة ، للتحكم في وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء مثل منظم الحرارة! لا يمكن أن يؤدي استخدام هذا الجهاز إلى توفير المال فحسب ، بل يمكن أن يساعد في الحفاظ على درجة حرارة أكثر ثباتًا في شقتك ، ويقلل من استهلاك الطاقة ويساعد في تقليل الضغط الواقع على شبكة الكهرباء في دولنا خلال أشهر الصيف الحارة!

الخطوة 1: نظرة عامة على قائمة المنتجات والأجزاء

نظرة عامة وقائمة الأجزاء: قائمة أجزاء الإلكترونيات: 1) اثنان من أجهزة السيرفو. لقد استخدمت Hitec HS-311 (https://www.hitecrcd.com/servos/show؟name=HS-311) والتي يمكن شراؤها بأقل من 10 دولارات لكل جهاز. يجب أن تعمل أجهزة SparkFun (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php؟products_id=9064) 2) مسبار درجة الحرارة: https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php؟products_id = 2453) Arduino (استخدمت Duemilanove - https://www.adafruit.com/index.php؟main_page=product_info&cPath=17&products_id=50)4) استخدمت Adafruit ProtoShield (https://www.adafruit.com/ index.php؟ main_page = product_info & cPath = 17_21 & products_id = 51) ولكن يمكنك أيضًا استخدام لوحة توصيل صغيرة (https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php؟products_id=8802)5) المقاوم 4K7 لدرجة الحرارة دقق: https://www.radioshack.com/product/index.jsp؟productId=20623466) محول الحائط 9V: https://www.adafruit.com/index.php؟main_page=product_info&cPath=17_22&products_id=63Hardware Parts List: 1) لقد استخدمت الألومنيوم الذي اشتريته من متجر الأجهزة المحلي (Home Depot). أبعاد قوس المؤازرة هي 4 "× 1" × 0.25 "واثنين من المشاركات الطرفية 1" × 0.25 "× 0.25". بدلاً من ذلك ، إليك رابط لشراء قطعة الألمنيوم هذه عبر الإنترنت: https://www.speedymetals.com/pc-2241-8351-14-x-1-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx و http: / /www.speedymetals.com/pc-2494-8378-12-sq-6061-t6511-aluminum-extruded.aspx2) استخدمت (6) 1/2 "8-32 SHCP (براغي غطاء رأس المقبس) و (2) 1 "8-32 SHCP's. أوصي بشراء هذه من متجر الأجهزة المحلي الخاص بك ، ولكن يمكن أيضًا شراؤها بسهولة عبر الإنترنت. فيما يلي الروابط: 1/2 ": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT؟PMAKA=430-0041 and 1": https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT ؟ PMAKA = 430-0045.3) ستحتاج إلى صنبور يتطابق مع أي مسامير تستخدم في الخطوة السابقة. منذ أن استخدمت 8-32 براغي ، اشتريت صنبور 8-32. مرة أخرى ، يمكن شراء هذا من متجر الأجهزة المحلي الخاص بك ولكن إذا كنت ترغب في الطلب عبر الإنترنت ، فإليك رابط: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT؟PMAKA=325-47724) رقم 29 مثقاب (هذا يتوافق مع 8-32 حنفية ؛ إذا كنت تستخدم برغيًا بحجم مختلف ونقر ، فاشتر لقمة الحفر المناسبة). ملاحظة: تبيع العديد من متاجر الأجهزة الصنابير مع لقم الثقب ، مما يضمن شراء الحجم المناسب. متاح أيضًا هنا: https://www.use-enco.com/CGI/INSRIT؟PMAKA=325-6119Tools:1) استخدمت مثقابًا (يمكن أن يكون مثقابًا يدويًا أو مكبس حفر) ومنشارًا. 2) إذا كنت تفضل لصق المؤازرة على حامل الألومنيوم (بدلاً من الحفر والتنصت على الثقوب) ، فإنني أوصي باستخدام مكتبة JBWeld أو Gorilla Glue Arduino: بالإضافة إلى مكتبة المؤازرة (المضمنة في برنامج Arduino) ، أنت بحاجة إلى مكتبة OneWire. يمكنك قراءة المزيد عن المكتبة هنا (اختياري): https://www.arduino.cc/playground/Learning/OneWire أو فقط قم بتنزيل المكتبة عبر هذا الرابط: https://homepage.mac. com / wtpollard / Software / FileSharing7.html

الخطوة 2: بناء التركيب المؤازر والتخطيط الكهربائي

فيما يلي نظرة عامة على الفيديو حول كيفية إنشاء حامل المؤازرة وخطط الإلكترونيات. تحقق من الصورة أدناه لمزيد من المعلومات!

الخطوة 3: كود اردوينو

يحتوي ملف txt أدناه على كود Arduino. يمكنك فتح هذا الملف لعرض الكود ثم نسخه / لصقه في برنامج Arduino لتشغيل البرنامج. الفيديو: تجول أساسي ثم أكثر شمولاً لكود Arduino.

الخطوة 4: التصحيح والتثبيت

ملاحظة: إذا وضعت اردوينو على سطح معدني ، فتأكد من وجود بعض الأقدام المطاطية في الأسفل! وإلا فإن مفاصل اللحام الموجودة في الجزء السفلي من Arduino سوف تلمس المعدن الذي سيقصر اللوحة!

الخطوة الخامسة: الأفكار النهائية والأفكار المستقبلية

الأفكار النهائية: شكرًا على المشاهدة! إذا كنت تبحث عن طريقة رائعة لتوفير الطاقة ، وتوفير المال مع الحفاظ على شقة مريحة ، فنأمل أن تكون قد استمتعت بهذا الفيديو. خلال أشهر الصيف الحارة ، تفرض ذروة الطلب على إنشاء محطات طاقة إضافية عبر الإنترنت ، والتي غالبًا ما تكون أكثر تكلفة للتشغيل وتساهم في المزيد من التلوث لبيئتنا. إذا كانت لديك القدرة على ترقية نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لديك إلى متوافق مع نجمة الطاقة أو يمكنك تثبيت ترموستات "احترافي" ، فالرجاء القيام بذلك! ولكن إذا كنت تعيش في مبنى سكني وليس لديك هذه الخيارات ، فالرجاء التفكير في هذا المشروع من أجل البيئة! الأفكار المستقبلية: بمجرد أن يكون لديك المؤازرة في مكانها ، هناك بعض الطرق الرائعة التي يمكنك من خلالها التوسع في هذا المشروع. إليك عدد قليل منها: 1) ضع مستشعر درجة الحرارة على سلك بحيث يمكن وضعه بشكل استراتيجي داخل الغرفة 2) أضف أزرارًا إلى Arduino للحصول على أربعة أوضاع: وضع إيقاف التشغيل أو A / C أو الحرارة أو مسبار درجة الحرارة (على سبيل المثال ، يسمح لك بإيقاف تشغيل الوحدة بالقوة أو وضعها في حرارة أو تكييف أو السماح للوحدة بالتصرف وفقًا لقراءة مسبار درجة الحرارة) 3) استخدم مصباح LED من 7 مقاطع أو شاشة LCD لعرض درجة الحرارة الحالية 4) استخدم Ethernet Shield لتمكين التحكم في الإنترنت أو نشر درجة الحرارة الحالية (أي من خلال Twitter). هذه الفكرة مستوحاة من "Tweet-a-Watt" في Adafruit (https://www.adafruit.com/index.php؟main_page=index&cPath=32)5) استخدم مؤازرة ثالثة للتحكم في مقياس الجهد الساخن / البارد (ملاحظة: يتطلب استخدام ثلاثة أجهزة مؤازرة على اردوينو استخدام برنامج softwareservo - انظر هنا لمزيد من المعلومات: //www.sparkfun.com/commerce/product_info.php؟products_id=8946 و https://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php؟products_id=8949)7) اضبط نطاقات عتبة درجة الحرارة على الجهاز باستخدام لوحة المفاتيح أو مقياس الجهد 8) ضبط الوحدة لتبريد الشقة تلقائيًا في أوقات معينة (أي قبل وصولك إلى المنزل في العمل) أو الانتقال إلى وضع "النبض" في الليل ، بالتناوب بين الراحة والتبريد من أجل الحفاظ على برودة الشقة ولكن ليس احصل على مكيف الهواء طوال الليل 9) استخدم Evil Mad Scientist أو ITP Boarduino للحصول على وحدة أرخص وأصغر! راجع https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8 لمعرفة عالم الشر المجنون اللوحات التي يمكنك شراؤها كمجموعة تشتمل على شريحة PCB & ATMEL وكريستال 16 ميجا هرتز وأغطية مقابل 12 دولارًا تقريبًا أو اقرأ البرنامج التعليمي NYU ITP حول كيفية إنشاء لوحة اردوينو!