Lägg till en användarmonitor till en hemtermostat: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Länge, länge sedan, långt innan det fanns en så kallad "smart" termostat, hade jag en hemtermostat som gav en daglig (tror jag - kanske varje vecka) totalt "i tid" för mitt värme- och luftkonditioneringssystem.

Saker förändrades … Förra gången jag köpte en termostat hade jag ett val: En trevlig programmerbar termostat till ett överkomligt pris men utan en användarmonitor eller en överprisad och överdriven "smart" termostat, vilket jag inte gjorde vilja. Jag saknade verkligen den enkla användarmonitorn och tillbringade månader med tanken på bakhuvudet.

Vad jag ville var något som skulle vara billigt, kompatibelt med en 24 VAC-termostat, vara lätt att driva från 24 VAC-termostaten, vara fristående med sin egen display och ha icke-flyktigt minne som kan spela in minst flera dagar användning innan du välter eller behöver återställas.

Först trodde jag att en Arduino-baserad datalogger skulle vara en idealisk lösning, och det är det förmodligen fortfarande, men efter att ha fastnat i ogräs i Arduino-programmering, 24 volt gränssnitt, behovet av en kontinuerlig kraftkälla, osv … Tja, den gick tillbaka på bakbrännaren. Nyligen, eftersom jag precis hade fått min AC reparerad och tänkte på det, besökte jag idén igen. Något fick mig att titta över på min lilla USB -mätare som jag köpte för ett par år sedan för ungefär $ 5 … Hej! Denna sak loggar laddningstid, går upp till 99 timmar, är USB-driven och har icke-flyktigt minne !! Wow! Allt jag behöver göra är att få den att köra på 24 VAC!

Tja, nästan alla. Vi kommer till det.

Tillbehör

• En USB -mätare. Förstå inte den typen med LED -displayen. Det måste vara en med en LCD -skärm, som den här. Den måste ha en laddningstidsvisning. Vanligtvis visar dessa också spänning, ström och total mAh, som du i denna användning glatt kan ignorera.
• En 24 volt till USB -omvandlare. Dessa används vanligtvis i bilar för att tillhandahålla en USB -port från 12 volt. De flesta kommer också att fungera på 24 volt. Något som det här.
• En elektrolytkondensator med en effekt på 35 volt eller högre. Det exakta värdet är inte så viktigt; Jag använde en 1000 uF eftersom det var det jag hade tillgängligt. Allt 220 uF eller högre kommer förmodligen att fungera. Syftet är att filtrera den rättade likströmmen efter dioden.
• En 1N4001 -diod. De flesta dioder fungerar här. Vi använder den bara som en rå likriktare, och den kommer att bära väldigt lite ström.
• Ett 150 ohm motstånd för användning som last.
• Antingen en gammal USB -kabel du inte har något emot att klippa av, eller en USB -kontakt som du kan lödda till.
• En multimeter. Vilken billig som helst kommer att göra. Harbour Freight ger dem bort ibland.
• Lödutrustning.

Steg 1: Mät två gånger …

Jag hade redan gjort det inledande arbetet när jag först fick denna idé. Allt som behövdes var att hitta de två ledningarna av de fyra som gick till termostaten som styr fläkten. På det sättet, när antingen värmen eller växelströmmen var på, skulle den skicka spänning genom de två ledningarna för att signalera vad jag så småningom kom på.

På min 4 -tråds termostat - med gasvärmare och standard AC -system - är trådkombinationerna:

• Vit - den vanliga tråden
• Gul: A/C
• Grönt: Fläkt
• Röd: Ström

Jag testade inte värmetråden, för jag är mest intresserad av hur mycket min luftkonditionering går. Detta är trots allt Arizona! (Som i "Snö? Vad är det ??") Om du bor i, säg Minnesocold, kanske du är mer intresserad av värme, men principen är densamma.

På grund av hur min termostat är byggd. Jag kunde inte bara ta av locket och börja sondera ledningar, eftersom locket är termostaten och delen som är fäst på väggen är bara ett plint. Jag klippte några tunna trådar och satte in dem i anslutningsblocket bredvid ledningarna som redan fanns där, och ledde dem sedan ut till var jag kunde sonda dem efter att ha satt ihop 'stat.

När fläkten är på är det ström mellan de vita och gula ledningarna. Det är vad jag behöver veta. Dessa två ledningar kommer att ersättas med bättre ledningar, som fortfarande leder utanför termostathuset. Jag planerade att bara sätta min färdiga bildskärm ovanpå termostaten, så jag ledde ledningarna ut över termostaten.

Steg 2: Teori och praktik

Det sägs att det i teorin inte är någon skillnad mellan teori och praktik. I praktiken finns det.

Det första jag gjorde var att ansluta min coola lilla USB -testare till en USB -port. Här var den enda verkliga haken i hela projektet: Timern räknar inte tid om det inte finns en belastning - med andra ord, något måste dra kraft från det.

Hoookay … Vi vill inte dra mycket ström, för vi vet inte hur mycket ström systemet har att spara. Ett litet motstånd som drar några milliamp bör göra.

Återigen råkade jag bara ha ett 150 ohm, 1/4 watt motstånd i min reservdel och en USB -kabel med bara trådändar. Jag satte motståndet mellan de röda och svarta ledningarna på USB -kabeln och Eureka! Det skulle teoretiskt sett dra cirka 30 milliampere vid de 5 volt som USB ger. Det är i alla fall tillräckligt för att få "klockan" igång, och motståndet blir inte särskilt varmt. Observera att ett 100 ohm motstånd kommer att släppa ut 1/4 watt värme, vilket sätter det högst upp i värdet. Om du upptäcker att du behöver ett motstånd på 100 ohm är det bättre att skaffa en enhet på 1/2 watt.

Eftersom jag hade en, installerade jag motståndet i en USB -kontakt för snygghetens skull. Strömterminalerna är de två utombordarna i en standard USB-A-kontakt. Om du använder en kabel bör det vara de röda och svarta ledningarna, men ibland använder de kinesiska billigarna en konstig färgkod. Kolla med din mätare. Vilka två ledningar som helst har 5V över dem är de rätta.

På min enhet, om markören mellan timmar och minuter blinkar, räknas det.

Steg 3: 24 VAC till 5 VDC

Först en liten teori (mycket lite!)

Standarden för att driva termostater är 24 volt AC. AC - Växelström, det som kommer ut ur din vägg - är bra för att driva stora och små motorer, reläer, värmeelement etc., men det är dödens kyss för elektronik. Varför? eftersom det flyter åt båda hållen sextio gånger i sekunden, därav namnet. För att driva en dator, radio, TV, etc., måste den ändras till DC - likström, vad du får ur ett batteri.

Det är ganska enkelt att förvandla AC till DC; en diod kommer att göra det. En diod fungerar som en envägsventil för el. Sätt en diod i en växelströmskrets och du hugger av hälften av växelströmmen, vilket ger dig pulserande likström. Det är fortfarande inte tillräckligt bra för de flesta ändamål; vi behöver släta ut det. Det är kondensatorns jobb. Kondensatorn jämnar ut DC, vilket gör den tillräckligt bra för våra syften.

Återuppta normalt beteende

Se diagrammet. Ta reda på vilken ingång på USB -omvandlare som är positiv. Anslut kondensatorn över ingångarna och se till att den är rätt orienterad. Kondensatorer har den negativa ledningen markerad. Positivt till positivt, negativt till negativt.

Anslut nu den bandade änden (mycket viktig) av dioden till kondensatorns positiva ledning - eller till det positiva hålet på kortet om du får plats där. Jag kunde inte, varför det hänger på kondensatorn.

De två ledningarna från termostaten? Den ena (spelar ingen roll vilken) går till kondensatorns negativa sida, den andra går till diodens fria ände.

Steg 4: Gör det vackert och anslut det

Jag 3D -skrivit ut en liten låda för USB -omvandlarenheten, för att skydda den och få den att se bättre ut.

Allt som behöver göras är att ansluta USB -mätaren till USB -omvandlaren, ansluta "belastningen" till mätaren och du är klar!

Nu, varje gång fläkten tänds, kommer klockan att gå. Om du vet hur många ampere ditt system drar kan du få en ganska bra uppfattning om din nästa elräkning. Mitt system kostar cirka 73 cent per timme att köra. Lägg till det i din lågsäsongsräkning och du vet om hur mycket du kommer att få.

En sak att notera: Det visar sig att timern på USB -minnet inte "rullar över" till noll när det kommer till 100 timmar; istället står det "FULLT" och måste återställas manuellt. Jag återställer det också varje månad på mina mätardagar.