VVS för rotkällare: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Detta är en enhet för att övervaka temperatur och luftfuktighet i en två rum kall källare. Den styr också två fläktar i varje rum som cirkulerar luft från utsidan in i varje rum och kommunicerar med en smart switch i varje rum som är ansluten till en ultraljudsmister. Målet är att kontrollera temperaturen och luftfuktigheten i rummet, helst för att hålla temperaturen under 5C och luftfuktigheten cirka 90%

Enheten använder en ESP8266 mikrokontroller för att läsa temperatur- och fuktsensorer, för att driva fläktar och för att presentera informationen över det lokala nätverket på en webbsida.

Denna instruerbara kommer inte att gå in på exakta detaljer eftersom:

1. Jag glömde att ta bilder när jag byggde den, och den är installerad hemma hos klienten nu!
2. Din situation kommer att vara annorlunda. Detta är tänkt som en referensdesign, inte för att exakt kopieras.

Tillbehör:

Delarna jag använde är:

• NodeMCU 1.0 ESP8266 mikrokontroller. Alla ESP8266 fungerar, så länge de har tillräckligt med lediga digitala in- och utgångsstiften för din design. Det är inte trivialt att räkna ut hur många stift som är lediga, vissa är exponerade, men används vid uppstart eller seriell överföring.
• prototyper
• ledningar, kontakter
• honkontaktuttag för att hålla ESP8266 och göra sensorkontakter
• DHT22 temperatur- och fuktsensorer
• DS18B20 temperaturgivare för utomhusbruk
• dekonstruerad CAT5 -kablage för sensorkablar
• 690 ohm motstånd för att begränsa FET -grindströmmen
• 10K motstånd för pullup DHT22 datalinje
• 2.2K motstånd för att dra upp DS18B20 datalinje
• IRLU024NPBF HEXFET drivrutiner
• San Ace 80 48VDC fläktar
• MeanWell 48VDC 75 watt strömförsörjning till fläktar
• kannibaliserad 5v telefonladdare för att driva ESP8266 och sensorer
• diverse dioder över fläkten för att förhindra tillbaka EMF (kanske P6KE6 TVS?)

Om du vill ha ytterligare länkar till någon av dessa, kommentera så lägger jag till dem.

Steg 1: Konstruktion - Mikrokontroller och sensorkablar

Kretsen är konstruerad på prototypkort, enligt tekniker som liknar dessa.

1. Lägg upp komponenterna på prototypkortet för att möjliggöra enkel kabeldragning i nästa steg. Jag lämnade inte tillräckligt med utrymme runt MOSFET -drivrutinerna och kablarna blev lite trånga.
2. Löd de kvinnliga rubrikerna på plats genom att ansluta dem till NodeMCU som en jigg för att få några stift klibbade ner. Ta sedan bort NodeMCU och avsluta alla stift. Jag använde bara uttag på stiften som används för ström och input/output. Detta hjälpte till att säkerställa att enheten var ansluten med rätt orientering varje gång.
3. Löd en hankontakt till 5VDC -nätaggregatet.
4. Löd en matchande honkontakt till brädet nära ESP8266 Vin och jordstift, och löd sedan tunn anslutningstråd mellan kontakt 5VDC och jorda till matchande uttag. Överväg att placera den här kontakten så att den är i vägen för USB -porten på NodeMCU. Du vill INTE driva NodeMCU från denna strömförsörjning och USB samtidigt. Om du placerar kontakten på en obekväm plats blir det svårare för dig att av misstag göra detta.
5. Löd 3 -stifts hanhuvud nära ESP8266 D1, D2 och D3 stiften. Lämna gott om plats för pullup -motstånden och all anslutningstråd.
6. Konstruera matchande kontakter från honhuvuden för sensoranslutningarna. Jag använde 4 stiftslängder, med en stift borttagen för att göra sensorerna nycklade så att de kunde anslutas fel. Jag satte 3,3V -matning och jord på stift 1 och 4 på varje kontakt och data på stift 2. Det skulle vara bättre att sätta 3,3V och jord bredvid varandra och data på stift 4, så om en sensor var ansluten bakåt, ingen skada skulle göras.
7. Löd pullup -motstånden mellan 3,3V och datalinjer för varje sensor. DHT22 använder en 10K pullup, och DS18B20 (vid 3.3V) gillar en 2.2K pullup.
8. Lödanslutningstråd mellan jordstiftet på varje kontakt och till en jordstift på NodeMCU -uttaget.
9. Lödkabel mellan 3,3 V -stiften på varje kontakt och 3,3 stift på NodeMCU.
10. Lödanslutningstråd från datapinnen på en DHT22 -kontakt till stift D1 på NodeMCU -uttaget
11. Lödanslutningstråd från datapinnen på den andra DHT22 -kontakten till stift D2 på uttaget
12. Lödanslutningstråd från datapinnen på DS18B20 -kontakten till stift D3.
13. Mät från de planerade sensorinstallationsplatserna till var enheten kommer att vara.
14. Konstruera kablar av lämplig längd. Jag gör detta genom att ta isär en längd av CAT 5 ethernet -kabel, sätta 3 av trådarna i chucken på en borr och vrida ihop dem. Detta ger den nya sensorkabeln en viss mekanisk styrka mot att bli knäckt och att en tråd bryts.
15. Löd sensorn i ena änden av tråden och en kvinnlig rubrik i den andra. Var försiktig med stifttilldelningen. Lägg också en viss dragavlastning på varje ände, till exempel kiseldämpning, epoxi eller varmt lim. Kiseltätning är förmodligen bäst - varmt lim kan faktiskt suga upp fukt och epoxi kan komma in i kontakten.

Steg 2: Konstruktion - Fläktdrivrutiner

Denna design använder 48 volt fläktar av två skäl:

• de var tillgängliga och verkade vara av högre kvalitet / effektivare än de mer vanliga 12V -fläktarna i vår skräphög
• de använder mindre ström än fläktar med lägre spänning, så ledningar kan vara tunnare

Fläktar med lägre spänning kan vara ett bättre val i din design.

Detta avsnitt går in i en hel del detaljer om konstruktion av drivkretsen med hjälp av en 3 volt digital utgång från NodeMCU för att driva en 48 volt fläkt. Annat än programvaran är detta avsnitt den mest unika delen av enheten. Du kan först dra nytta av att bygga kretsen på en brödbräda.

1. Flytta över till andra sidan av NodeMCU -uttaget och bestäm en plats för det inkommande 48V -strömkontakten. Det ska ligga intill där strömförsörjningen kommer att monteras och en markskena på prototypkortet. Löd inte på plats än.
2. Undersök schemat ovan för att förstå hur du kommer att ansluta alla dessa komponenter.
3. Placera de fyra 690 ohm motstånden nära stiften D5, D6, D7 och D8. Löd inte dem ännu.
4. Placera de fyra transistorerna i prototypkortet.
5. Placera de fyra klämdioderna i prototypkortet. För varje diod, rikta anoden med transistorns avlopp och katoden så att en ledning från den kommer att ha en fri väg till 48V -kraftskenan.
6. Fyra kontakter för fläktarna, den positiva (+) kontakten till 48V-skenan och den negativa (-) till källan för FET och diodanoden
7. Justera nu alla dessa platser tills allt är väl placerat och det finns plats att köra alla anslutningskablar.
8. Löd den första av fyra förarkretsar på plats. Det är OK om de andra faller ut när du vänder brädan. Nästa steg är inriktat på en av drivkretsarna. När det väl är funktionellt kan du gå vidare till de andra.

9. Löd en fläktdrivkrets med hjälp av anslutningstråd eller komponenterna i komponenterna:

   1. ena änden av grindströmbegränsningsmotståndet till stiften D5 på noden MCU
   2. den andra änden av motståndet till porten på FET
   3. avloppet av FET till marken
   4. FET -källan till diodens anod och fläktkontaktens negativ

10. Kontrollera anslutningarna med en multimeter. Kontrollera att alla anslutningar har nollmotstånd, men kontrollera särskilt att det inte finns några kortslutningar:

    1. INTE nollmotstånd mellan FET: s 3 stift
    2. INTE nollmotstånd över fläktkontakten från negativ till positiv, och nollmotstånd från positivt till negativt visar att dioden fungerar.
    3. Öppen krets från varje FET -stift till 48V
11. Dubbelkolla kretsen på annat sätt.
12. Anslut 5V strömförsörjning till prototypkortet.
13. Anslut det negativa på din multimeter till marken.
14. Anslut 5V -nätaggregatet. Kontrollera att det finns 5 volt på Vin -stiftet
15. Anslut 48V strömförsörjning och en fläkt. Dessa fläktar har viss startmoment, så håll den nere med en klämma. Det kan börja när du driver kretsen.
16. För tillfälligt in ena änden av en bit anslutningstråd i uttaget för stift D5. Jorda stiftet genom att sätta in den andra änden av tråden i jordstiftet. Om fläkten var igång bör den stanna, eftersom du har stängt av FET.
17. Flytta tråden från marken till VIN. Fläkten ska starta.
18. Fira din framgång, ta bort strömmen och slutför och testa de återstående fläktdrivkretsarna. De drivs av stiften D6, D7 respektive D8.

Steg 3: Programmera NodeMCU och Initial Configuration

1. Ladda ner de bifogade Sketch -filerna till ett nytt Arduino -projekt, kompilera och ladda in i NodeMCU.

   den andra pagehtml.h -filen innehåller javascript i form av en enorm sträng som finns i ESP8266 -minnet och är server med webbsidan

2. Driv INTE NodeMCU från kortet. Koppla bort 5V -matningen från prototypkortet.
3. Koppla bort 48V från huvudkortet.
4. Anslut NodeMCU till uttaget, anslut din USB -kabel och blinka NodeMCU
5. Öppna Arduino seriell bildskärm vid 115200 baud.
6. Använd en smarttelefon, bärbar dator eller surfplatta för att ansluta till RootCellarMon-nätverket som ska visas när NodeMCU fungerar som en Wi-Fi-åtkomstpunkt. Lösenordet är "opensesame". Jag använder det fiffiga IOTWebConf -biblioteket för att tillåta konfiguration av nätverkets SSID och lösenord.
7. Använd sedan en webbläsare på din enhet och navigera till http: 192.168.4.1. Du bör se en sida som visas ovan men med fel från sensorerna. Klicka på länken Konfiguration längst ner.

8. Arbeta genom konfigurationsskärmen för att ställa in dina nätverksparametrar SSID och lösenord, klicka sedan på ANVÄND. Anslut igen till ditt vanliga wi-fi-nätverk. Du borde se något liknande på Arduino seriell bildskärm:

   Lösenordet har inte angetts i konfigurationen

   Status ändras från: 0 till 1 Inställning av AP: RootCellarMon Med standardlösenord: IP -IP -adress: 192.168.4.1 Status ändras från: 0 till 1 Anslutning till AP. Kopplad från AP. Begäran om omdirigerad till 192.168.4.1 Begärda icke-existerande sida '/favicon.ico' argument (GET): 0 Konfigurationssida begärd. Rendering 'iwcThingName' med värde: RootCellarMon Rendering 'iwcApPassword' med värde: Rendering 'iwcWifiSsid' med värde: din SSID Rendering 'iwcWifiPassword' med värde: Rendering 'iwcApTimeout' med värde: 30 Rendering 'tasmota1 med värde: Rendering separator Rendering separator Valideringsform. Uppdaterar konfigurationsvärdet för arg 'iwcThingName' är: RootCellarMon iwcThingName = 'RootCellarMon' Värde för arg 'iwcApPassword' är: opensesame iwcApPassword var inställt Värde för arg 'iwcWifiSsid' är: ditt SSID iwcWifiSsidid '' isizwi: ditt wi-fi-lösenord iwcWifiPassword var inställt Värdet för arg 'iwcApTimeout' är: 30 iwcApTimeout = '30 'Värdet för arg' tasmota1 'är: tasmota1 =' 'Värdet för arg' tasmota2 'är: tasmota2 =' 'Sparkonfiguration' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Sparar config' iwcApPassword '= Sparar config' iwcWifiSsid '=' ditt SSID 'Sparar config' iwcWifiPassword '= Sparar config' iwcApTimeout '=' 30 'Sparar config' tasmota1 '=' 'Spar konfigur' ' = '' Konfigurationen uppdaterades. Status ändras från: 1 till 3 Ansluter till [ditt SSID] (lösenordet är dolt) Status ändras från: 1 till 3 WiFi -ansluten IP -adress: 192.168.0.155 Status ändras från: 3 till 4 Accepterar anslutning Status ändras från: 3 till 4

9. Anteckna IP -adressen som tilldelats din enhet. Ovan är det 192.168.0.155.
10. Anslut din bärbara dator/surfplatta/telefon till ditt vanliga nätverk om det inte redan har gjorts.
11. Bläddra till enhetens nya adress, 192.168.1.155 i mitt fall. Du bör se huvudsidan igen.

Steg 4: Anslut allt tillsammans

1. Koppla bort USB -kabeln.
2. Anslut 5 volt ström. Och uppdatera webbsidan. Du bör se hjärtslaget öka regelbundet.
3. Lysdioden på ESP8266 ska blinka var 5: e sekund när den avläser sensorerna.
4. Anslut sensorerna, så bör du börja få avläsningar. Ursprungligen hade jag en DHT22 utanför, men tyckte att den var opålitlig, så bytte till den enklare och bättre skyddade DS18B20.
5. Om du har problem med avläsningar kan du koppla bort 5V ström, driva NodeMCU med USB och ladda exempelskisser för varje sensor för att felsöka problemet. Det är nästan alltid en dålig tråd.
6. Anslut 48V ström och fläktarna. Klicka på fläktkontrollknapparna.
7. Bygg två Tasmota-baserade smarta switchar. Jag använde Sonoff Basic switchar. Det finns självstudier om hur man flashar dem med Tasmota någon annanstans, inklusive arendsts egen sida.
8. Konsultera routerns klientlista och identifiera IP -adresserna som tilldelas varje smart switch. Ställ in dessa adresser som reserverade, så att switcharna alltid får samma adress.
9. Prova att styra de smarta switcharna direkt, till exempel

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

• Klicka på Konfigurera längst ner på huvudsidan och ställ in adresserna för de smarta omkopplarna som visas i skärmdumpen ovan. Bara IP -adressen, resten av URL: en är inbyggd i programvaran som körs på ESP8266. Du kan behöva user: lösenord för "admin": "opensesame", eller vad du än ändrat lösenordet till, för att komma åt konfigurationssidan.

Steg 5: Installation

Jag monterade enhetens delar på en liten plywoodbit, med locket på en plastmatbehållare mellan plywooden och locket. Detta arrangemang skruvades fast på rotkällarens vägg. Eftersom locket är lite utanför väggen kan matbehållarens kropp enkelt fästas för att ge ett skyddande fodral. All kablage leds genom det fasta locket till kretskortet.

Sensorerna och fläktledningarna fästes löst på väggarna, eftersom framtida arbeten planeras i rotkällaren - möjligen putsade väggar och ytterligare hyllplan.

Steg 6: Sammanfattning

Detta är ett experiment, så vi vet inte vilka delar av systemet som kommer att visa sig i slutändan.

Några första anteckningar om hur man gör framgången enklare:

• Fansen kanske är onödiga. Naturlig konvektion kan vara tillräcklig. Inlopps- och avgasventilerna placeras nära golvet respektive taket, så att varm luft släpps ut och kall luft förs in.
• Se till att wi-fi är OK i rotkällaren innan du startar projektet. I vårt fall behövde vi installera en wifi -förlängare i rummet ovanför rotkällaren.
• Om wi-fi inte är bra kan en trådbunden eller annan radiofrekvensdesign krävas.
• Måla brädet som komponenterna är monterade på, eller använd plast eller något mindre påverkat av fukt.
• Fyra fläktar som kör förbrukar cirka 60 watt, strömförsörjningen är sannolikt 80% effektiv åtminstone. Så uppvärmning inuti fodralet är högst 20% * 60 eller 12 watt. Överhettning bör inte vara ett problem, särskilt i en kall rotkällare. Om ditt fodral är mer lufttätt kanske du vill borra några ventilationshål.
• Det finns projekt som lägger till miljösensorer till Tasmota-baserade smarta kontakter. En av dem kan vara ett bra alternativ för den här applikationen.