HVAC para sa Root Cellar: 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ito ay isang aparato upang subaybayan ang temperatura at halumigmig sa isang dalawang silid na malamig na bodega ng alak. Kinokontrol din nito ang dalawang tagahanga sa bawat silid kung saan nagpapalipat-lipat ng hangin mula sa labas patungo sa bawat silid, at nakikipag-usap sa isang matalinong paglipat sa bawat silid na konektado sa isang ultrasonic mister. Ang layunin ay upang makontrol ang temperatura at halumigmig sa silid, mainam na mapanatili ang temperatura sa ibaba 5C at halumigmig na halos 90%

Gumagamit ang aparato ng isang ESP8266 microcontroller upang basahin ang mga sensor ng temperatura at halumigmig, upang himukin ang mga tagahanga, at upang ipakita ang impormasyon sa lokal na network sa isang web page.

Ang pagtuturo na ito ay hindi makakakuha ng eksaktong detalye dahil:

1. Nakalimutan kong kumuha ng litrato habang itinatayo ko ito, at naka-install ito sa bahay ng kliyente ngayon!
2. Magiging iba ang iyong sitwasyon. Ito ay sinadya bilang isang disenyo ng sanggunian, hindi upang eksaktong dinoble.

Mga Pantustos:

Ang mga ginamit kong bahagi ay:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 microcontroller. Ang anumang ESP8266 ay gagana, hangga't mayroon itong sapat na libreng digital input at mga output pin para sa iyong disenyo. Hindi gaanong mahalaga upang malaman kung gaano karaming mga pin ang AY libre, ang ilan ay nakalantad, ngunit ginamit sa panahon ng pag-boot o serial transmission.
• prototyping board
• mga wire, konektor
• babaeng header socket upang hawakan ang ESP8266 at gumawa ng mga konektor ng sensor
• Temperatura at kahalumigmigan sensor DHT22
• Ang sensor ng temperatura ng DS18B20 para sa labas na paggamit
• deconstructed CAT5 paglalagay ng kable para sa mga kable ng sensor
• 690 ohm resistors upang limitahan ang kasalukuyang FET gate
• 10K resistors upang hilahin ang linya ng data ng DHT22
• 2.2K risistor upang hilahin ang linya ng data ng DS18B20
• Mga driver ng kuryente ng IRLU024NPBF HEXFET
• Mga tagahanga ng San Ace 80 48VDC
• Ang supply ng kuryente na meanWell 48VDC 75 watt sa mga tagahanga ng kuryente
• cannibalized 5v charger ng telepono upang mapagana ang ESP8266 at mga sensor
• iba't ibang mga diode sa buong fan upang maiwasan ang likod ng EMF (baka P6KE6 TVS?)

Kung nais mo ng mga karagdagang link sa alinman sa mga ito, magkomento at idaragdag ko sila.

Hakbang 1: Konstruksyon - Mga Kable ng Microcontroller at Sensor

Ang circuit ay itinayo sa prototyping board, sumusunod sa mga diskarteng katulad nito.

1. I-layout ang mga bahagi sa prototyping board upang payagan ang madaling mga kable sa susunod na hakbang. Hindi ako nag-iwan ng sapat na puwang sa paligid ng mga driver ng MOSFET, at medyo masikip ang mga kable.
2. Paghinang ang mga babaeng header sa lugar, sa pamamagitan ng pag-plug sa kanila sa NodeMCU bilang isang jig upang makakuha ng ilang mga pin na naka-tack down. Pagkatapos alisin ang NodeMCU at tapusin ang lahat ng mga pin. Gumamit lamang ako ng mga socket sa mga pin na ginagamit para sa lakas at input / output. Nakatulong ito na matiyak na naka-plug in ang aparato nang may tamang oryentasyon sa bawat oras.
3. Maghinang ng isang lalakeng konektor sa 5VDC power supply.
4. Maghinang ng isang katugmang babaeng konektor sa board malapit sa ESP8266 Vin at mga ground pin, at pagkatapos ay maghinang na manipis na hookup wire sa pagitan ng konektor 5VDC at ground sa mga tumutugma na socket pin. Isaalang-alang ang paglalagay ng konektor na ito upang ito ay nasa paraan ng USB port ng NodeMCU. AYAW mong paganahin ang NodeMCU mula sa power supply at USB na ito nang sabay. Kung inilalagay mo ang konektor sa isang hindi maginhawang lokasyon, mas mahirap para sa iyo na aksidenteng gawin ito.
5. Solder 3 pin male header na malapit sa mga pin ng ESP8266 D1, D2 at D3. Mag-iwan ng maraming silid para sa mga resistor ng pullup at lahat ng kawad ng hookup.
6. Bumuo ng mga katugmang konektor mula sa mga babaeng header para sa mga hookup ng sensor. Gumamit ako ng 4 na haba ng pin, na may isang pin na natanggal upang gawin ang mga sensor na naka-key upang maaari silang maiugnay nang hindi wasto. Inilagay ko ang supply ng 3.3V at lupa sa pin 1 at 4 ng bawat konektor, at data sa pin 2. Mas mahusay na maglagay ng 3.3V at ground sa tabi ng bawat isa at data sa pin 4, kaya't kung ang isang sensor ay konektado nang paatras, walang ginawang pinsala.
7. Paghinang ng mga resistors ng pullup sa pagitan ng 3.3V at mga linya ng data para sa bawat sensor. Gumagamit ang DHT22 ng 10K pullup, at ang DS18B20 (sa 3.3V) ay may gusto ng 2.2K pullup.
8. Ang solder hookup wire sa pagitan ng mga ground pin ng bawat konektor at sa isang ground pin ng socket ng NodeMCU.
9. Ang solder hookup wire sa pagitan ng mga 3.3V na pin ng bawat konektor at 3.3 pin ng NodeMCU.
10. Ang solder hookup wire mula sa data pin ng isang konektor ng DHT22 upang i-pin ang D1 ng socket ng NodeMCU
11. Ang solder hookup wire mula sa data pin ng iba pang konektor ng DHT22 upang i-pin ang D2 ng socket
12. Ang solder hookup wire mula sa data pin ng konektor ng DS18B20 upang i-pin ang D3.
13. Sukatin mula sa nakaplanong mga lokasyon ng pag-install ng sensor sa kung nasaan ang aparato.
14. Bumuo ng mga kable ng kable na angkop sa haba. Ginagawa ko ito sa pamamagitan ng paghiwalay ng isang haba ng CAT 5 ethernet cable, ang paglalagay ng 3 ng mga wire sa chuck ng isang drill at iikot ang mga ito nang magkasama. Nagbibigay ito sa bagong sensor cable ng ilang lakas na mekanikal laban sa pag-kink at pagkasira ng kawad.
15. Inhihinang ang sensor sa isang dulo ng kawad, at isang babaeng header sa kabilang panig. Mag-ingat sa takdang-aralin sa pin. Maglagay din ng ilang banayad na kaluwagan sa bawat dulo, halimbawa ng cailikon ng silikon, epoxy o mainit na pandikit. Ang pag-caulking ng silikon ay marahil pinakamahusay - ang mainit na pandikit ay maaaring talagang magbabad sa halumigmig, at ang epoxy ay maaaring makapasok sa konektor.

Hakbang 2: Konstruksiyon - Mga Fan Driver

Gumagamit ang disenyo na ito ng 48 volt fan para sa dalawang kadahilanan:

• magagamit ang mga ito, at tila mas mataas ang kalidad / mas mahusay kaysa sa mas karaniwang 12V na mga tagahanga sa aming junk pile
• Gumagamit sila ng mas kaunting kasalukuyang kaysa sa mga mas mababang boltahe na tagahanga, kaya ang mga wire ay maaaring maging mas payat

Ang mga tagahanga ng mas mababang boltahe ay maaaring isang mas mahusay na pagpipilian sa iyong disenyo.

Ang seksyon na ito ay napupunta sa isang piraso ng detalye sa pagbuo ng circuit ng pagmamaneho gamit ang isang 3 volt digital output mula sa NodeMCU upang mapagana ang isang 48 volt fan. Maliban sa software, ang seksyon na ito ay ang pinaka natatanging bahagi ng aparato. Maaari kang makinabang mula sa pagbuo ng circuit sa isang breadboard sa una.

1. Ang paglipat sa kabilang panig ng socket ng NodeMCU, tukuyin ang isang lokasyon para sa papasok na 48V power konektor. Dapat itong katabi ng kung saan mai-mount ang supply ng kuryente at isang ground rail sa prototyping board. Huwag pang maghinang sa lugar.
2. Suriin ang eskematiko sa itaas upang maunawaan kung paano mo ikonekta ang lahat ng mga sangkap na ito.
3. Ilagay ang apat na 690 ohm resistors na malapit sa mga pin na D5, D6, D7 at D8. Huwag pa silang maghinang.
4. Ilagay ang apat na transistors sa prototyping board.
5. Ilagay ang apat na diode ng clamping sa prototyping board. Para sa bawat diode ihanay ang anode sa alisan ng transistor, at ang cathode kaya ang isang kawad mula dito ay magkakaroon ng isang malinaw na landas sa 48V power rail.
6. Apat na mga konektor para sa mga tagahanga, ang positibo (+) na konektor sa 48V rail at ang negatibong (-) sa pinagmulan ng FET at ang diode anode
7. Ngayon ayusin ang lahat ng mga lokasyon hanggang sa ang lahat ay maayos na mailagay at may puwang upang patakbuhin ang lahat ng mga wire sa hookup.
8. Maghinang ang una sa apat na mga circuit ng driver sa lugar. OK lang kung mahulog ang iba sa pag-flip mo ng board. Ang mga susunod na hakbang ay nakatuon sa isa sa mga circuit ng pagmamaneho. Kapag ito ay gumagana na, maaari kang lumipat sa iba.

9. Gamit ang hookup wire o ang mga lead ng mga bahagi, maghinang ng isang fan driver circuit:

   1. isang dulo ng kasalukuyang gate na naglilimita ng risistor sa mga pin ng D5 ng Node MCU
   2. ang kabilang dulo ng risistor sa gate ng FET
   3. ang alisan ng tubig ng FET sa lupa
   4. ang mapagkukunan ng FET sa anode ng diode at ang negatibo ng fan connector

10. Gamit ang isang multimeter suriin ang mga koneksyon. Suriin ang lahat ng mga koneksyon ay may zero resistensya, ngunit lalo na suriin na walang mga maikling circuit:

    1. HINDI zero paglaban sa pagitan ng 3 mga pin ng FET
    2. HINDI zero paglaban sa kabuuan ng konektor ng fan mula sa negatibo hanggang positibo, at zero na paglaban mula sa positibo hanggang negatibong pagpapakita ng diode ay gumagana.
    3. Buksan ang circuit mula sa bawat FET pin hanggang 48V
11. I-double check ang circuit sa ibang paraan.
12. Ikonekta ang 5V power supply sa prototyping board.
13. Ikonekta ang negatibo ng iyong multimeter sa lupa.
14. I-plug ang 5V power supply. I-verify na mayroong 5 volts sa Vin pin
15. Ikonekta ang 48V power supply at isang fan. Ang mga tagahanga na ito ay mayroong ilang startup torque, kaya't hawakan ito gamit ang isang clamp. Maaari itong magsimula kapag pinapagana mo ang circuit.
16. Pansamantalang ipasok ang isang dulo ng isang piraso ng hookup wire sa socket para sa pin D5. I-ground ang pin sa pamamagitan ng pagpasok ng kabilang dulo ng wire sa ground pin. Kung tumatakbo ang fan, dapat itong tumigil, dahil na-off mo ang FET.
17. Ilipat ang kawad mula sa lupa patungo sa VIN. Dapat magsimula ang fan.
18. Ipagdiwang ang iyong tagumpay, alisin ang lakas, at kumpletuhin at subukan ang natitirang mga circuit ng fan driver. Ang mga ito ay hinihimok ng mga pin na D6, D7 at D8 ayon sa pagkakabanggit.

Hakbang 3: Program NodeMCU at Paunang Pag-configure

1. I-download ang nakalakip na mga file ng Sketch sa isang bagong proyekto ng Arduino, i-compile at i-load sa NodeMCU.

   ang pangalawang pagehtml.h file ay naglalaman ng javascript sa anyo ng isang malaking string na naninirahan sa memorya ng ESP8266 at server kasama ang web page

2. HUWAG ipagana ang NodeMCU mula sa pisara. Idiskonekta ang supply ng 5V mula sa prototyping board.
3. Idiskonekta ang 48V mula sa pangunahing board.
4. I-plug ang NodeMCU sa socket, ikonekta ang iyong USB cable, at i-flash ang NodeMCU
5. Buksan ang Arduino serial monitor sa 115200 baud.
6. Gamit ang isang matalinong telepono, laptop o tablet, kumonekta sa RootCellarMon network na dapat lumitaw habang ang NodeMCU ay gumaganap bilang isang wi-fi access point. Ang password ay "openseame". Gumagamit ako ng magandang library ng IOTWebConf upang payagan ang pagsasaayos ng SSID at password ng iyong network.
7. Pagkatapos ay gumagamit ng isang web browser sa iyong aparato, mag-navigate sa http: 192.168.4.1. Dapat mong makita ang isang pahina tulad ng ipinakita sa itaas ngunit may mga error mula sa mga sensor. Mag-click sa link ng Configuration sa ibaba.

8. Gumawa sa screen ng pagsasaayos upang itakda ang iyong mga parameter ng SSID at password, pagkatapos ay i-click ang APPLY. Muling kumonekta sa iyong normal na Wi-fi network. Dapat kang makakita ng tulad nito sa serial monitor ng Arduino:

   Ang password ay hindi itinakda sa pagsasaayos

   Ang pagbabago ng estado mula sa: 0 hanggang 1 Pag-set up ng AP: RootCellarMon Gamit ang default na password: AP IP address: 192.168.4.1 Ang estado ay binago mula sa: 0 hanggang 1 Koneksyon sa AP. Nakakonekta mula sa AP. Humiling para sa pag-redirect sa 192.168.4.1 Humiling ng hindi mayroon nang mga argumento ng pahina '/favicon.ico' (GET): 0 Humiling ng pahina ng pagsasaayos. Pag-render ng 'iwcThingName' na may halaga: RootCellarMon Rendering 'iwcApPassword' na may halaga: Pag-render ng 'iwcWifiSsid' na may halaga: ang iyong SSID Rendering 'iwcWifiPassword' na may halaga: Pag-render ng 'iwcApTimeout' na may halaga: 30 Rendering 'tasmota1' na may halaga: Rendering 'tasmota1' na may halaga: na may halaga: Paghihiwalay ng paghihiwalay Paghahati ng paghihiwalay Pag-validate ng form. Ina-update ang Halaga ng pagsasaayos ng arg 'iwcThingName' ay: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Halaga ng arg 'iwcApPassword' ay: ang openseame iwcApPassword ay itinakda Halaga ng arg 'iwcWifiSsid' ay: ang iyong SSID iwcWifiSsid = 'nizkiyRoad': ang iyong wi-fi password iwcWifiPassword ay itinakda Halaga ng arg 'iwcApTimeout' ay: 30 iwcApTimeout = '30 'Halaga ng arg' tasmota1 'ay: tasmota1 = "" Halaga ng arg' tasmota2 'ay: tasmota2 = "" Saving config' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Saving config' iwcApPassword '= Saving config' iwcWifiSsid '=' iyong SSID 'Saving config' iwcWifiPassword '= Saving config' iwcApTimeout '=' 30 'Saving config' tasmota1 '=' 'Saving config' tasmota2 ' = "Ang pag-configure ay na-update. Pagbabago ng estado mula: 1 hanggang 3 Kumokonekta sa [iyong SSID] (nakatago ang password) Nabago ang estado mula sa: 1 hanggang 3 WiFi na konektadong IP address: 192.168.0.155 Nagbabago ang estado mula: 3 hanggang 4 Ang tumatanggap na koneksyon Nagbago ang estado mula: 3 hanggang 4

9. Itala ang IP address na nakatalaga sa iyong aparato. Sa itaas, ito ay 192.168.0.155.
10. Ikonekta muli ang iyong laptop / tablet / telepono sa iyong normal na network kung hindi pa ito nagagawa.
11. Mag-browse sa bagong address ng aparato, 192.168.1.155 sa aking kaso. Dapat mong makita muli ang pangunahing pahina.

Hakbang 4: Pagkonekta ng Lahat ng Magkasama

1. Idiskonekta ang USB cable.
2. Ikonekta ang 5 volt na lakas. At i-refresh ang web page. Dapat mong makita ang regular na pagdaragdag ng tibok ng puso.
3. Ang LED sa ESP8266 ay dapat na flash bawat 5 segundo habang binabasa nito ang mga sensor.
4. Ikonekta ang mga sensor, at dapat kang magsimulang makakuha ng mga pagbabasa. Orihinal na mayroon akong isang DHT22 sa labas, ngunit natagpuan na hindi ito maaasahan, kaya lumipat sa mas simple at mas mahusay na protektadong DS18B20.
5. Kung mayroon kang mga isyu sa mga pagbabasa, maaari mong idiskonekta ang 5V na lakas, paganahin ang NodeMCU gamit ang USB, at i-load ang mga halimbawa ng sketch para sa bawat sensor upang i-troubleshoot ang isyu. Ito ay halos palaging isang masamang kawad.
6. Ikonekta ang lakas na 48V at ang mga tagahanga. Mag-click sa mga pindutan ng control ng fan.
7. Bumuo ng dalawang matalinong switch na batay sa Tasmota. Gumamit ako ng mga switch ng Sonoff Basic. Mayroong mga tutorial kung paano i-flash ang mga ito sa Tasmota sa ibang lugar, kabilang ang sariling pahina ng arendst.
8. Kumunsulta sa listahan ng kliyente ng iyong router, at kilalanin ang mga IP address na nakatalaga sa bawat smart switch. Itakda ang mga address na ito bilang nakalaan, upang ang mga switch ay laging makakuha ng parehong address.
9. Subukang kontrolin nang direkta ang mga smart switch, halimbawa

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

• Mag-click sa I-configure sa ilalim ng pangunahing pahina, at itakda ang mga address para sa mga smart switch tulad ng ipinakita sa pagkuha ng screen sa itaas. Ang IP address lamang, ang natitirang URL ay binuo sa software na tumatakbo sa ESP8266. Maaaring kailanganin mo ang gumagamit: password ng "admin": "openseame", o kung anuman ang pinalitan mo ang password, upang ma-access ang pahina ng Pag-configure.

Hakbang 5: Pag-install

Inilagay ko ang mga bahagi ng aparato sa isang maliit na piraso ng playwud, na may takip ng isang lalagyan ng plastik na pagkain sa pagitan ng playwud at ng takip. Ang pag-aayos na ito ay na-screw sa pader ng root cellar. Dahil ang talukap ng mata ay nasa labas ng dingding, ang katawan ng lalagyan ng pagkain ay madaling ma-snap upang makapagbigay ng isang proteksiyon na kaso. Ang lahat ng paglalagay ng kable ay inilalagay sa pamamagitan ng nakapirming takip sa circuit board.

Ang mga sensor ng sensor at fan ay nakakabit sa mga pader nang maluwag, dahil ang gawain sa hinaharap ay binalak sa root cellar - posibleng nakaplaster ng mga pader at karagdagang istante.

Hakbang 6: Buod

Ito ay isang eksperimento, kaya hindi namin alam kung aling mga bahagi ng system ang magpapatunay sa huli.

Ang ilang mga unang tala sa kung paano gawing mas madali ang tagumpay:

• Ang mga tagahanga ay maaaring hindi kinakailangan. Ang natural na kombeksyon ay maaaring sapat. Ang mga lagmit ng pag-inom at pag-ubos ay inilalagay malapit sa sahig at kisame ayon sa pagkakabanggit, upang ang mainit na hangin ay maubos at dalhin ang malamig na hangin.
• Tiyaking OK ang wi-fi sa root cellar bago simulan ang proyekto. Sa aming kaso, kailangan naming mag-install ng isang wifi extender sa silid sa itaas ng root cellar.
• Kung ang wi-fi ay hindi maganda, maaaring kailanganin ang isang wired o iba't ibang disenyo ng dalas ng radyo.
• Kulayan ang pisara ng mga sangkap na naka-mount sa, o gumamit ng plastik o isang bagay na hindi gaanong apektado ng halumigmig.
• Apat na mga tagahanga na tumatakbo ang kumonsumo ng halos 60 watts, ang supply ng kuryente ay malamang na 80% mabisa kahit papaano. Kaya't ang pag-init sa loob ng kaso ay higit sa 20% * 60 o 12 watts. Ang sobrang pag-init ay hindi dapat maging isang problema, lalo na sa isang malamig na root cellar. Kung ang iyong kaso ay mas mahimpapaw, maaaring gusto mong mag-drill ng ilang mga butas sa bentilasyon.
• May mga proyekto na nagdaragdag ng mga sensor ng kapaligiran sa mga smart plug-based sa Tasmota. Ang isa sa mga iyon ay maaaring maging isang mahusay na kahalili para sa application na ito.