HRV (Home Air Exchanger) Arduino Controller Sa Air Economizer: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

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

HRV Arduino Controller na may Air Economizer

Kaya't ang aking kasaysayan sa proyektong ito ay nakatira ako sa Minnesota at ang aking circuit board ay pinirito sa aking LifeBreath 155Max HRV. Ayokong bayaran ang $ 200 para sa bago.

Palagi kong ginusto ang isang bagay sa isang air economizer dahil ang aming mga bukal at pagbagsak dito ay mga perpektong oras upang kumuha ng cool na mababang kahalumigmigan sa labas ng hangin at kundisyon ang bahay kaysa sa pag-on ng aircon o pagbubukas ng mga bintana. Dito umaangkop ang proyektong ito.

Nagsulat ako ng isang detalyadong paglalarawan ng pagpapatakbo para sa lahat ng mga mode, control ng setpoint, atbp ay matatagpuan dito "HRV Control Narrative.docx"

Ang lahat ng mapagkukunan ng code, larawan, mga scheme ng kable at dokumentasyon ay matatagpuan sa aking pahina sa GitHub.

Hakbang 1: HARDWARE

(1) Arduino ESP32 - Ginamit dahil sa dami ng GPIO na kinakailangan para sa proyektong ito. Ang ESP8266 ay hindi sapat sa GPIO.

(1) Ang 120V hanggang 5V ay bumaba ng suplay ng kuryente - Huwag gamitin ang murang PCB ng power supply. Dumaan ako sa dalawang iba pang mga uri bago ko nalaman na ito ang pinaka-matatag.

(2) Mga sensor ng temperatura ng DHT 22 - Sa loob ng sensor at Labas ng Remote Sensor. Sukatin ang loob at labas ng temperatura at halumigmig.

(1) 0.96 OLED display para sa lokal na indikasyon ng mode na ito ay tumatakbo at para sa indikasyon ng temp / halumigmig. Siguraduhin na ikaw ay mamamatay at solder pin upang ang board ay naka-configure para sa komunikasyon ng I2C. Ang mga tagubilin para sa SPI at I2C ay matatagpuan dito.

(1) 8-Channel SSR 5 Volt High Level na pag-trigger ng relay board

(1) LM1117 Linear Voltage regulator sa kapangyarihan ng ESP32 sa 3.3V

(1) Ang Rotary Encoder KY-040 & Knob na ginamit bilang isang pindutan ng push. Ang pag-andar sa hinaharap upang isama ang isang menu at makapili ng mga mode ng pagpapatakbo at kontrolin ang mga setting.

(1) Enclosure upang maipakita ang OLED display at encloder. Kunin ang malaki. Ang mga sukat ay 100mmx68mmx50mm.

Hakbang 2: Punong-guro ng Operasyon

Ang paraan ng pagprograma ng HRV na ito ay nasa 4 na mga mode.

Patay - Mabilis na nagpapaliwanag

Patuloy- Sa 20 / Off 40 na may variable na mga oras ng pagtakbo.

Mataas na Pagsakop - 100% na bilis ng blower para sa isang itinakdang oras ng pagkaantala ng setpoint. Isipin ang hapunan ng pasasalamat kasama ang 20 mga panauhin.

Air Economizer - Kapag ang hangin ay mas malamig at mas kanais-nais sa labas pagkatapos ay hilahin ito sa bahay. Kinokontrol mo ang mga puntos ng hanay ng temperatura / kahalumigmigan sa loob lamang para sa kung ito ay ligtas batay sa isang panlabas / panloob na kundisyon.

Hakbang 3: SOFTWARE

Ang Blynk App para sa iOS ay ginagamit upang makontrol at subaybayan ang katayuan ng HRV.

Ang arduino ay nagsusulat ng mga temp, kahalumigmigan at katayuan sa pagpapatakbo ng kagamitan sa blynk at binabasa ang mga setpoint at pagpapatakbo ng mga utos mula sa blynk server. Ang kailangan mo lang gawin ay mag-sign up para sa isang account at makakuha ng isang token ng auth. Maraming mga tutorial sa online kung paano ito gawin.

Kapag mayroon ka ng iyong token ng auth para sa iyong proyekto na i-scan ang QR code na ito mula sa iyong telepono sa blynk app at mai-download nito ang proyekto na naka-configure at handa na para sa iyong arduino.

Hakbang 4: ARDUINO CODE

Makikita ang source code dito.

Mga Espesyal na Aklatan na kailangan mong i-install:

Ang Blynk ni Volodymyr Shymanskyy (v 0.4.10) - ay gumagamit ng BlynkSimpleEsp32.h para sa pagbabasa at pagsusulat ng data sa kanilang iOS app.

Adafruit SSD1306 ni AdaFruit Bersyon 1.1.2 - gumagamit ng Adafruit_SSD1306.h, SPI.h & Wire.h para sa lokal na display ng OLED

Ang ArduinoOTA ni Ivan Grokhotkov at bersyon ng Miguel Ajo 1.0.0 - gumagamit ng ArduinoOTA.h, mDNS.h, WiFiClient.h & WiFiUdp.h para sa mga pag-update ng hangin.

Kapag nag-a-upload ng code ang matagumpay na mga setting na ginamit ko ay ang mga sumusunod:

Lupon: NodeMCU-32S

Bilis ng Pag-upload: 512000

Flash: 40MHz

Mga Tala:

1.) Dahil gumagamit ka ng mga library sa OTA ang serial monitor sa arduino ide ay hindi suportado.

Hakbang 5: Demo

I-unplug ang kord na kuryente ng HRV upang hindi mo ito gaganapin mainit. Kumuha ng maraming mga malapit na larawan bilang isang backup habang tinatanggal mo ang mga wire dahil mahahanap mo ang mga ito na kapaki-pakinabang sa paglaon.

Tanggalin ng Keypad ang keypad at ribbon cable mula sa labas ng HRV at itapon.

Idiskonekta ng PCB ang lahat ng mga cable ng laso upang alisin ang board at itapon.

Ang Auto-transformer ay may 6 na mga wire. KAILANGAN MO ANG BAHAGI NA ITO. Kinokontrol nito ang bilis ng 120 volt blower motor. Ang mababang bilis ay 73 volts at ang mataas na bilis ay 120 volts at taps sa pagitan. I-clip ang pag-aaksaya ng konektor ng kaunting halaga ng haba ng wire hangga't maaari. Kakailanganin mo ang haba !!!. Idokumento ang mga kulay ngayon o huli. Maaari kang gumamit ng isang multi-meter sa paglaon upang i-pin-out ang mga tapik ng transpormer upang makuha ang boltahe para sa bilis ng fan. Tingnan ang aking diagram ng mga kable.

Ang Fan Motor ay may dalawang lead lamang na magtatali sa bagong board ng SSR. 120 volt motor.

Ang solenoid para sa damper ay may 3 mga wire (120 volts - Karaniwan, Buksan, Isara). I-clip ang malapit sa konektor at mag-wire sa bagong board ng SSR.

TANDAAN: Kung wala kang isang uri ng auto-transpormer na HRV at isa sa mga mas bagong yunit na ginagamit nila ang mga ECM motor pagkatapos kakailanganin mong kontrolin ang motor nang iba at ang aking code / mga kable ay hindi gagana para sa iyong HRV system.

Hakbang 6: Mga kable

Ang diagram ng mga kable ay matatagpuan dito.

Ang pangkalahatang punong-guro ay nasa akin ang lahat ng 120v na kapangyarihan sa loob ng HRV at isang ribbon cable na kumokonekta sa remote na display ng OLED.

Naglalaman ang enclosure ng HRV ng 5v power supply, auto transformer (mayroon), SSR relay board, piyus at breakout board. Gumamit ako ng mga breakout board para sa isang madaling paraan upang idiskonekta ang aking ribbon cable kung sakaling kailanganin ko upang maglingkod kahit ano.

Naglalaman ang OLED Enclosure ng arduino controller, OLED at encoder button.

Ang lahat ng mga bahagi, pinout at kung paano ang mga breakout board ay wired ay malinaw na nakilala sa mga diagram ng mga kable.

Hakbang 7: Pagsasara

Sana makatulong ito. Tumagal ako ng 2 taon ng on / off na oras upang makumpleto ang proyektong ito sa paghahanap lamang ng oras at pagkukusa upang gawin ang proyektong ito. Inaasahan kong nasiyahan ka sa pagbabasa nito at marahil ay inspirasyon upang subukan ito.

Mga bagay na gagawin ko sana nang iba o mga pagpapabuti sa hinaharap.

• Magsama ng isang API ng panahon kapalit ng panlabas na sensor ng temperatura. Sa ngayon mayroon itong panahon ng pag-sample na hindi kakailanganin. Tingnan ang paglalarawan ng kontrol.
• Gamitin ang pagpapaandar ng bridging ng blynk at ilagay ang panloob na transmiter ng temperatura sa loob ng bahay sa kung saan. Gumamit ng isang ESP-01 sa paglipas ng wifi. Ang mga ribbon cable ay isang gulo at gagawing mas simple ang proyekto. Tingnan ang dokumentasyon ng Blynk API sa Pag-Brid sa dalawang mga aparato.
• Nais kong magdagdag ng isang menu library sa display na OLED. Lokal na baguhin ang mga setpoint at tingnan ang lahat ng impormasyon ng pag-debug mula sa OLED display. Iyon ay magiging isang pangako sa oras ngunit nais ko pa ring gawin iyon sa ilang araw.
• Linisin nang kaunti ang code. Maraming mga linya ng pag-debug ang mayroon pa rin ngunit hindi nakakasakit ng anuman para sa pagpapatakbo.