LVI Root Cellarille: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tämä on laite, joka valvoo lämpötilaa ja kosteutta kahden huoneen kylmässä kellarissa. Se ohjaa myös kahta tuuletinta kussakin huoneessa, jotka kiertävät ilmaa ulkopuolelta jokaiseen huoneeseen, ja kommunikoi älykkäällä kytkimellä jokaisessa huoneessa, joka on yhdistetty ultraäänilaitteeseen. Tavoitteena on hallita huoneen lämpötilaa ja kosteutta, mieluiten pitää lämpötila alle 5 ° C ja kosteus noin 90%

Laite käyttää ESP8266 -mikrokontrolleria lämpö- ja kosteusantureiden lukemiseen, puhaltimien ohjaamiseen ja tietojen esittämiseen paikallisen verkon kautta verkkosivulla.

Tämä ohje ei mene tarkkoihin yksityiskohtiin, koska:

1. Unohdin ottaa kuvia, kun rakensin sen, ja se on asennettu asiakkaan kotiin nyt!
2. Tilanteesi on erilainen. Tämä on tarkoitettu viitemalliksi, eikä sitä saa täsmälleen kopioida.

Tarvikkeet:

Käyttämäni osat ovat:

• Mikro -ohjain NodeMCU 1.0 ESP8266. Mikä tahansa ESP8266 toimii, kunhan sillä on tarpeeksi vapaata digitaalista tulo- ja lähtötapaa suunnittelullesi. Ei ole vähäpätöistä selvittää, kuinka monta nastaa on vapaana, jotkut ovat alttiina, mutta niitä käytetään käynnistyksen tai sarjalähetyksen aikana.
• prototyyppikortti
• johdot, liittimet
• naarasliitin pistorasiaan ESP8266: n pitämiseksi ja anturiliittimien tekemiseksi
• DHT22 lämpötila- ja kosteusanturit
• DS18B20 lämpötila -anturi ulkokäyttöön
• purettu CAT5 -kaapeli anturijohdotusta varten
• 690 ohmin vastukset FET -portin virran rajoittamiseksi
• 10K vastukset DHT22 -datalinjan vetämiseen
• 2.2K vastus DS18B20 -datalinjan vetämiseksi
• IRLU024NPBF HEXFET -ohjaimet
• San Ace 80 48VDC tuulettimet
• MeanWell 48VDC 75 watin virtalähde tehotuulettimille
• kannibalisoitu 5 voltin puhelinlaturi ESP8266: n ja antureiden virransyöttöön
• sekalaiset diodit tuulettimen poikki estämään takaisin EMF: ää (ehkä P6KE6 TVS?)

Jos haluat lisälinkkejä johonkin näistä, kommentoi ja lisään ne.

Vaihe 1: Rakentaminen - mikro- ja anturijohdot

Piiri on rakennettu prototyyppikortille näiden kaltaisten tekniikoiden mukaisesti.

1. Sijoita komponentit prototyyppikortille, jotta johdotus on helppoa seuraavassa vaiheessa. En jättänyt tarpeeksi tilaa MOSFET -ohjainten ympärille, ja johdotus kiristyi hieman.
2. Juottaa naaraspäät paikalleen liittämällä ne jodeina NodeMCU: han, jotta saat muutamia tappeja alaspäin. Poista sitten NodeMCU ja viimeistele kaikki nastat. Käytin vain pistorasioita nastoissa, joita käytetään virransyöttöön ja tuloon/lähtöön. Tämä auttoi varmistamaan, että laite oli kytketty oikein päin joka kerta.
3. Juotos urosliitin 5VDC -virtalähteeseen.
4. Juotos vastaava naarasliitin piirilevylle lähellä ESP8266 Vin- ja maadoitusliittimiä ja juota sitten ohut kytkentäjohto liittimen 5VDC ja maadoituksen välille sopiviin pistorasioihin. Harkitse tämän liittimen sijoittamista niin, että se on NodeMCU: n USB -portin tiellä. Et halua käyttää NodeMCU -laitetta samanaikaisesti tästä virtalähteestä ja USB: stä. Jos laitat liittimen hankalaan paikkaan, sinun on vaikeampaa tehdä se vahingossa.
5. Juotos 3 -napaiset urospäät ESP8266 D1-, D2- ja D3 -nastojen lähellä. Jätä runsaasti tilaa vetovoimille ja kaikelle kytkentäjohdolle.
6. Rakenna vastaavat liittimet naarasliittimistä anturiliitäntöjä varten. Käytin 4 nastaista pituutta, joista yksi irrotettiin, jotta anturit lukittiin, jotta ne voitaisiin liittää väärin. Laitoin 3.3V: n virran ja maadoituksen kunkin liittimen nastoihin 1 ja 4 ja tiedot nastaan 2. Olisi parempi laittaa 3.3V ja maadoitus vierekkäin ja tiedot nastaan 4, joten jos anturi olisi kytketty taaksepäin, mitään vahinkoa ei tapahtuisi.
7. Juotos vetovoimat 3,3 V: n ja datajohtojen väliin kullekin anturille. DHT22 käyttää 10K vetovoimaa ja DS18B20 (3,3 V) pitää 2,2K vetovoimasta.
8. Juotosliitäntäjohto jokaisen liittimen maadoitusliittimien ja NodeMCU -liittimen maadoitusnastan väliin.
9. Juotosliitäntäjohto kunkin liittimen 3,3 V: n nastojen ja NodeMCU: n 3,3 -nastaisen väliin.
10. Juotosliitäntäjohto yhden DHT22 -liittimen datatapista NodeMCU -liittimen nastaan D1
11. Juotosliitäntäjohto toisen DHT22 -liittimen datatapista pistokkeen liittimeen D2
12. Juotosliitäntäjohto DS18B20 -liittimen datatapista nastaan D3.
13. Mittaa suunnitelluista anturien asennuspaikoista laitteen sijaintiin.
14. Rakenna sopivan pituiset johtosarjat. Teen tämän irrottamalla CAT 5 -ethernet -kaapelin pituuden, asettamalla 3 johtoa poran istukkaan ja kiertämällä ne yhteen. Tämä antaa uudelle anturikaapelille jonkin verran mekaanista lujuutta taittumisen ja langan katkeamisen estämiseksi.
15. Juotos anturi langan toisessa päässä ja naarasliitin toisessa. Ole varovainen tappien määrityksen kanssa. Laita myös hieman vedonpoistajaa kumpaankin päähän, esimerkiksi silikonitiiviste, epoksi tai kuuma liima. Silikonitiiviste on luultavasti paras - kuuma liima voi todella imeä kosteutta ja epoksi saattaa päästä liittimeen.

Vaihe 2: Rakentaminen - tuulettimen ohjaimet

Tämä malli käyttää 48 voltin tuulettimia kahdesta syystä:

• ne olivat saatavilla, ja ne näyttivät olevan laadukkaampia / tehokkaampia kuin tavalliset 12 V: n tuulettimet roskapostissamme
• ne käyttävät vähemmän virtaa kuin matalamman jännitteen puhaltimet, joten johdot voivat olla ohuempia

Pienjännitteiset tuulettimet voivat olla parempi valinta suunnittelussa.

Tässä osassa käsitellään melko vähän käyttöpiirin rakentamista käyttäen NodeMCU: n 3 voltin digitaalilähtöä 48 voltin tuulettimen virran saamiseksi. Tämä luku on ohjelmistoa lukuun ottamatta laitteen ainutlaatuisin osa. Saatat hyötyä siitä, että piiri rakennetaan aluksi leipälaudalle.

1. Kun siirryt NodeMCU -liitännän toiselle puolelle, määritä saapuvan 48 V: n virtaliittimen sijainti. Sen tulee olla virtalähteen asennuspaikan ja prototyyppikortin maadoituskiskon vieressä. Älä juota paikoilleen vielä.
2. Tutustu yllä olevaan kaavioon ymmärtääksesi, miten liität kaikki nämä komponentit.
3. Aseta neljä 690 ohmin vastusta nastojen D5, D6, D7 ja D8 lähelle. Älä juota niitä vielä.
4. Aseta neljä transistoria prototyyppikorttiin.
5. Aseta neljä kiristysdiodia prototyyppikortille. Kohdista kullekin diodille anodi transistorin tyhjennyksen ja katodin kanssa, joten siitä johtavalla johdolla on selkeä polku 48 V: n virtakiskoon.
6. Neljä liitintä puhaltimille, positiivinen (+) -liitin 48V-kiskoon ja negatiivinen (-) FET-lähteelle ja diodianodille
7. Säädä nyt kaikkia niitä paikkoja, kunnes kaikki on hyvin paikallaan ja kaikki kytkentäjohdot on mahdollista käyttää.
8. Juotos ensimmäinen neljästä ohjainpiiristä paikalleen. Ei hätää, jos muut putoavat, kun käännät taulua ympäri. Seuraavat vaiheet keskittyvät yhteen käyttöpiireistä. Kun se on toimiva, voit siirtyä muiden päälle.

9. Juotta yksi tuulettimen ohjainpiiri käyttämällä kytkentäjohtoa tai komponenttien johtimia:

   1. hilavirtaa rajoittavan vastuksen toinen pää solmun MCU: n nastoihin D5
   2. vastuksen toinen pää FET: n porttiin
   3. FET: n viemäri maahan
   4. FET: n lähde diodin anodille ja tuulettimen liittimen negatiivi

10. Tarkista liitännät yleismittarilla. Tarkista, että kaikkien liitosten vastus on nolla, mutta tarkista erityisesti, ettei niissä ole oikosulkuja:

    1. EI nollavastusta FET: n kolmen nastan välillä
    2. EI nollavastusta puhaltimen liittimessä negatiivisesta positiiviseen ja nolla vastus positiivisesta negatiiviseen osoittaa, että diodi toimii.
    3. Avaa piirin kustakin FET -nasta 48 V: iin
11. Tarkista piiri muulla tavalla.
12. Liitä 5 V: n virtalähde prototyyppikorttiin.
13. Liitä yleismittarin negatiivi maahan.
14. Kytke 5V virtalähde. Varmista, että Vin -nastassa on 5 volttia
15. Kytke 48V: n virtalähde ja tuuletin. Näillä tuulettimilla on jonkinlainen käynnistysmomentti, joten pidä sitä alas puristimella. Se voi käynnistyä, kun kytket piiriin virran.
16. Työnnä liitäntälangan toinen pää tilapäisesti tapin D5 liitäntään. Maadoita tappi työntämällä johdon toinen pää maadoitusnastaan. Jos tuuletin oli käynnissä, sen pitäisi pysähtyä, koska olet kytkenyt FET: n pois päältä.
17. Siirrä johto maasta VIN -numeroon. Tuulettimen pitäisi käynnistyä.
18. Juhli menestystäsi, irrota virta ja täydennä ja testaa jäljellä olevat tuulettimen ohjainpiirit. Niitä käyttävät tapit D6, D7 ja D8.

Vaihe 3: Ohjelmoi NodeMCU ja alkuasetukset

1. Lataa liitteenä olevat Sketch -tiedostot uuteen Arduino -projektiin, käännä ja lataa NodeMCU -ohjelmaan.

   toinen pagehtml.h -tiedosto sisältää javascriptin valtavan merkkijonon muodossa, joka sijaitsee ESP8266 -muistissa ja on palvelin verkkosivun kanssa

2. ÄLÄ käynnistä NodeMCU: ta virtalähteestä. Irrota 5 V: n syöttö prototyyppikortista.
3. Irrota 48V emolevystä.
4. Kytke NodeMCU pistorasiaan, liitä USB -kaapeli ja salama NodeMCU
5. Avaa Arduino -sarjamonitori 115200 baudilla.
6. Yhdistä älypuhelimella, kannettavalla tietokoneella tai tabletilla RootCellarMon-verkkoon, jonka pitäisi näkyä, kun NodeMCU toimii Wi-Fi-tukiasemana. Salasana on "opensesame". Käytän hienoa IOTWebConf -kirjastoa, jotta voin määrittää verkon SSID -tunnuksen ja salasanan.
7. Siirry sitten laitteesi verkkoselaimen avulla osoitteeseen http: 192.168.4.1. Sinun pitäisi nähdä sivu, kuten yllä, mutta anturien virheitä. Napsauta Configuration -linkkiä alareunassa.

8. Määritä verkkoasetukset SSID ja salasana käsittelemällä määritysnäyttöä ja napsauttamalla sitten KÄYTÄ. Muodosta yhteys normaaliin Wi-Fi-verkkoon. Sinun pitäisi nähdä jotain tällaista Arduinon sarjamonitorissa:

   Salasanaa ei ole määritetty kokoonpanossa

   Tila muuttuu: 0: sta 1 AP: n käyttöönotto: RootCellarMon Oletussalasanalla: AP IP -osoite: 192.168.4.1 Tila muutettu: 0: 1 Yhteys AP: ksi. Katkaistu yhteys AP: hen. Pyyntö uudelleenohjaukseen 192.168.4.1 Pyydetty ei-olemassa oleva sivu '/favicon.ico' argumentti (GET): 0 Määrityssivu pyydetty. Renderöi 'iwcThingName' arvolla: RootCellarMon Renderöi 'iwcApPassword' arvolla: Renderoi 'iwcWifiSsid' arvolla: SSID -hahmontasi Tee 'iwcWifiPassword' arvolla: Renderoi 'iwcApTimeout' arvolla: 30 Rendering 'tasmota1' with value: Rendering arvo: Renderöintierotin Renderointierotin Vahvistuslomake. Arg 'iwcThingName' -konfiguraation päivittäminen on: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Arg 'iwcApPassword' -arvo on: opensesame iwcApPassword asetettu Arg 'iwcWifiSsid' arvo on: SSID iwcWifiSyR i 'isw: wi-fi-salasanasi iwcWifiPassword asetettiin arg 'iwcApTimeout' -arvon arvo on: 30 iwcApTimeout = '30 'arg' tasmota1 '-arvo on: tasmota1 =' arg-tasmota2-arvo on: tasmota2 = 'Saving config' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Konfiguraation tallentaminen' iwcApPassword '= Konfiguraation tallentaminen' iwcWifiSsid '=' SSID -tunnuksesi 'Konfiguraation tallentaminen' iwcWifiPassword '= Konfiguraation tallentaminen' iwcApTimeout '=' 30 'Konfiguraation tallentaminen' tasmota1 '=' Tallenna konfig ' = '' Kokoonpano päivitettiin. Tila muuttuu: 1 - 3 Yhteyden muodostaminen [SSID -tunnukseesi] (salasana on piilotettu) Tila muutettu: 1 - 3 WiFi -yhteys IP -osoite: 192.168.0.155 Tila muuttuu: 3: sta 4 Hyväksyy yhteyden tila Muutettu: 3: sta 4

9. Kirjoita muistiin laitteellesi määritetty IP -osoite. Yllä on 192.168.0.155.
10. Liitä kannettava tietokone, tabletti/puhelin normaaliin verkkoon, jos se ei ole jo tehnyt niin.
11. Selaa laitteen uuteen osoitteeseen, tapauksessani 192.168.1.155. Sinun pitäisi nähdä pääsivu uudelleen.

Vaihe 4: Yhdistä kaikki

1. Irrota USB -kaapeli.
2. Kytke 5 voltin virta. Ja päivitä verkkosivu. Sinun pitäisi nähdä sydämen syke lisääntyvän säännöllisesti.
3. ESP8266: n LED -valon pitäisi vilkkua 5 sekunnin välein, kun se lukee antureita.
4. Liitä anturit, ja sinun pitäisi alkaa saada lukemia. Alun perin minulla oli DHT22 ulkona, mutta pidin sitä epäluotettavana, joten vaihdoin yksinkertaisempaan ja paremmin suojattuun DS18B20: een.
5. Jos lukemissa on ongelmia, voit irrottaa 5 V: n virran, kytkeä NodeMCU: n USB -liitäntään ja ladata esimerkkiluonnoksia kullekin anturille ongelman vianmääritystä varten. Se on melkein aina huono lanka.
6. Kytke 48 V: n virta ja puhaltimet. Napsauta tuulettimen ohjauspainikkeita.
7. Rakenna kaksi Tasmota-pohjaista älykytkintä. Käytin Sonoff Basic -kytkimiä. Siellä on opetusohjelmia niiden salamaan Tasmota muualla, mukaan lukien arendstin oma sivu.
8. Tutustu reitittimen asiakasluetteloon ja tunnista kullekin älykytkimelle määritetyt IP -osoitteet. Aseta nämä osoitteet varattuiksi, jotta kytkimet saavat aina saman osoitteen.
9. Kokeile esimerkiksi ohjata älykytkimiä suoraan

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

• Napsauta Configure (Määritä) pääsivun alareunassa ja määritä älykytkimien osoitteet yllä olevan kuvankaappauksen mukaisesti. Vain IP -osoite, loput URL -osoitteista on rakennettu ESP8266: lla toimivaan ohjelmistoon. Saatat tarvita user: password "admin": "opensesame" tai mitä tahansa salasanaasi, jotta pääset asetussivulle.

Vaihe 5: Asennus

Asensin laitteen osat pienelle vanerikappaleelle, muovisen ruoka -astian kansi vanerin ja kannen väliin. Tämä järjestely ruuvattiin juurikellarin seinään. Koska kansi on hieman irti seinästä, ruoka -astian runko voidaan helposti napsauttaa suojakotelon aikaansaamiseksi. Kaikki kaapelointi johdetaan kiinteän kannen kautta piirilevyyn.

Anturit ja tuulettimen johdot kiinnitettiin löysästi seiniin, koska juuren kellarissa suunnitellaan tulevia töitä - mahdollisesti rappausseinät ja lisähyllyt.

Vaihe 6: Yhteenveto

Tämä on kokeilu, joten emme tiedä, mitkä järjestelmän osat osoittautuvat lopulta.

Muutamia ensimmäisiä huomautuksia menestyksen helpottamisesta:

• Fanit ovat ehkä tarpeettomia. Luonnollinen konvektio voi riittää. Imu- ja poistoaukot on sijoitettu lähelle lattiaa ja kattoa, jotta kuuma ilma poistuu ja kylmä ilma tulee sisään.
• Varmista ennen projektin aloittamista, että Wi-Fi on kunnossa juurikellarissa. Meidän tapauksessamme meidän piti asentaa wifi -laajennin huoneeseen juurikellarin yläpuolelle.
• Jos wi-fi ei ole hyvä, saatetaan tarvita langallinen tai erilainen radiotaajuusrakenne.
• Maalaa levyt, joihin komponentit on asennettu, tai käytä muovia tai jotain, johon kosteus vaikuttaa vähemmän.
• Neljä käynnissä olevaa tuuletinta kuluttavat noin 60 wattia, virtalähde on todennäköisesti vähintään 80% tehokas. Joten lämmitys kotelon sisällä on enintään 20% * 60 tai 12 wattia. Ylikuumenemisen ei pitäisi olla ongelma, etenkin kylmässä juurikellarissa. Jos kotelosi on ilmatiiviimpi, sinun kannattaa porata joitakin tuuletusaukkoja.
• Joissakin projekteissa lisätään ympäristöantureita Tasmota-pohjaisiin älypistorasioihin. Yksi niistä voi olla hyvä vaihtoehto tälle sovellukselle.