HVAC برای انبار ریشه: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

این دستگاه برای نظارت بر دما و رطوبت در یک سرداب سردخانه دو اتاقه است. همچنین دو فن در هر اتاق را کنترل می کند که هوا را از خارج به داخل هر اتاق می چرخانند و با یک سوئیچ هوشمند در هر اتاق متصل به یک مهد التراسونیک ارتباط برقرار می کند. هدف این است که دما و رطوبت اتاق را کنترل کنید ، به طور ایده آل دمای زیر 5 درجه سانتی گراد و رطوبت را حدود 90 حفظ کنید

دستگاه از میکروکنترلر ESP8266 برای خواندن حسگرهای دما و رطوبت ، هدایت فن ها و ارائه اطلاعات از طریق شبکه محلی در یک صفحه وب استفاده می کند.

این دستورالعمل به جزئیات دقیق نمی پردازد زیرا:

1. من هنگام ساختن آن فراموش کردم که عکس بگیرم ، و اکنون در خانه مشتری نصب شده است!
2. وضعیت شما متفاوت خواهد بود. منظور این است که یک طرح مرجع باشد و دقیقاً تکراری نباشد.

تدارکات:

قطعاتی که استفاده کردم عبارتند از:

• میکروکنترلر NodeMCU 1.0 ESP8266 هر ESP8266 تا زمانی که دارای پین های ورودی و خروجی دیجیتال کافی برای طراحی شما باشد ، کار خواهد کرد. بی اهمیت نیست که بفهمیم چند پین رایگان هستند ، برخی از آنها در معرض دید هستند ، اما در هنگام راه اندازی یا انتقال سریال استفاده می شوند.
• تخته نمونه سازی
• سیم ، اتصالات
• سوکت هدر زن برای نگه داشتن ESP8266 و ایجاد اتصالات سنسور
• سنسورهای دما و رطوبت DHT22
• سنسور دما DS18B20 برای استفاده در خارج
• کابل کشی CAT5 برای سیم کشی سنسور
• مقاومت 690 اهم برای محدود کردن جریان دروازه FET
• مقاومت های 10K برای کشیدن خط داده DHT22
• مقاومت 2.2K برای کشیدن خط داده DS18B20
• درایور های قدرت IRLU024NPBF HEXFET
• طرفداران San Ace 80 48VDC
• منبع تغذیه MeanWell 48VDC 75 وات به طرفداران برق
• شارژر تلفن 5 ولت برای تغذیه ESP8266 و سنسورها
• دیودهای مختلف در سراسر فن برای جلوگیری از برگشت EMF (شاید P6KE6 TVS؟)

اگر مایل به پیوندهای اضافی به هر یک از این موارد هستید ، نظر دهید و من آنها را اضافه خواهم کرد.

مرحله 1: ساخت - میکروکنترلر و سیم کشی سنسور

مدار روی تخته نمونه سازی ساخته می شود و از تکنیک های مشابه این استفاده می شود.

1. اجزاء را روی تخته نمونه سازی چیدمان کنید تا سیم کشی آسان در مرحله بعد امکان پذیر باشد. من فضای کافی در اطراف رانندگان MOSFET باقی نگذاشتم و سیم کشی کمی تنگ شد.
2. سرصفحه های زن را با اتصال به NodeMCU به صورت تکه تکه به هم وصل کنید تا چند پین به هم وصل شود. سپس NodeMCU را بردارید و تمام پین ها را تمام کنید. من فقط از پریزهایی در پین ها استفاده می کنم که برای برق و ورودی/خروجی استفاده می شود. این امر کمک می کند تا دستگاه هر بار با جهت مناسب به برق متصل شود.
3. اتصال دهنده نر را به منبع تغذیه 5VDC لحیم کنید.
4. اتصال دهنده زن مطابقت را به برد نزدیک ESP8266 Vin و پایه های اتصال زمین بچسبانید و سپس سیم اتصال نازک را بین اتصال دهنده 5VDC و زمین به پین های سوکت متصل کنید. این کانکتور را طوری در نظر بگیرید که سر راه پورت USB NodeMCU باشد. شما نمی خواهید NodeMCU را همزمان از این منبع تغذیه و USB تغذیه کنید. اگر اتصال دهنده را در مکان نامناسبی قرار دهید ، انجام این کار به طور تصادفی برای شما سخت تر خواهد بود.
5. سرصفحه های مردانه 3 پین را در نزدیک پین های ESP8266 D1 ، D2 و D3 لحیم کنید. فضای زیادی برای مقاومت های کششی و تمام سیم اتصال بگذارید.
6. برای اتصالهای سنسور ، اتصالات منطبق از هدرهای زنانه ایجاد کنید. من از 4 طول پین استفاده کردم ، یک پین برداشته شد تا سنسورها کلید داده شوند تا بتوانند به اشتباه وصل شوند. منبع تغذیه 3.3 ولت و پایه را روی پین 1 و 4 هر کانکتور و داده ها را روی پین 2 قرار می دهم. بهتر است 3.3 ولت و زمین را در کنار یکدیگر قرار دهید و داده ها را روی پین 4 قرار دهید ، بنابراین اگر سنسوری به عقب متصل شده باشد ، هیچ آسیبی وارد نمی شود
7. مقاومتهای کششی را بین 3.3 ولت و خطوط داده برای هر سنسور لحیم کنید. DHT22 از کشش 10K استفاده می کند و DS18B20 (در 3.3V) از کشش 2.2K لذت می برد.
8. سیم اتصال را بین پایه های اتصال هر اتصال دهنده و یک پایه اتصال از سوکت NodeMCU لحیم کنید.
9. سیم اتصال را بین 3.3 ولت هر اتصال و 3.3 پین NodeMCU لحیم کنید.
10. اتصال سیم اتصال از پین داده یک اتصال DHT22 به پین D1 سوکت NodeMCU
11. سیم اتصال را از پین داده اتصال دهنده DHT22 دیگر به پین D2 سوکت لحیم کنید
12. سیم اتصال را از پین داده اتصال DS18B20 به پین D3 لحیم کنید.
13. از محل های نصب برنامه ریزی شده سنسور تا جایی که دستگاه در آن قرار دارد اندازه گیری کنید.
14. مهار سیم کشی با طول مناسب بسازید. من این کار را با جدا کردن طول کابل اترنت CAT 5 ، قرار دادن 3 سیم در قسمت مته متصل و پیچاندن آنها به یکدیگر انجام می دهم. این به کابل سنسور جدید مقاومت مکانیکی در برابر پیچ خوردگی و شکستن سیم می دهد.
15. سنسور را در یک سر سیم و یک سربرگ زن را در طرف دیگر لحیم کنید. در تخصیص پین دقت کنید. همچنین مقداری از فشار را در هر انتهای آن قرار دهید ، به عنوان مثال آب بندی سیلیکون ، اپوکسی یا چسب داغ. چسباندن سیلیکون احتمالاً بهترین است - چسب داغ در واقع می تواند رطوبت را جذب کند و اپوکسی ممکن است وارد اتصال شود.

مرحله 2: ساخت - رانندگان فن

این طرح به دو دلیل از فن های 48 ولت استفاده می کند:

• آنها در دسترس بودند و به نظر می رسید کیفیت بالاتر / کارآمدتری نسبت به طرفداران معمولی 12V معمول در شمع آشغال ما داشته باشند
• آنها از جریان کمتری نسبت به فن های ولتاژ پایین استفاده می کنند ، بنابراین سیم ها می توانند ضخیم تر شوند

فن های ولتاژ پایین ممکن است انتخاب بهتری در طراحی شما باشند.

این بخش جزئیات کاملی در مورد ساخت مدار رانندگی با استفاده از خروجی دیجیتال 3 ولت از NodeMCU برای تغذیه فن 48 ولت ارائه می دهد. به غیر از نرم افزار ، این بخش منحصر به فردترین قسمت دستگاه است. ممکن است در ابتدا از ساختن مدار روی تخته نان سود ببرید.

1. با حرکت به طرف دیگر سوکت NodeMCU ، محلی را برای اتصال برق ورودی 48V تعیین کنید. این باید در مجاورت محل نصب منبع تغذیه و یک راه آهن زمینی در تخته نمونه سازی باشد. هنوز در جای خود لحیم نزنید
2. شماتیک بالا را بررسی کنید تا بفهمید چگونه همه این اجزا را به هم متصل می کنید.
3. چهار مقاومت 690 اهم را نزدیک پایه های D5 ، D6 ، D7 و D8 قرار دهید. هنوز آنها را لحیم نکنید
4. چهار ترانزیستور را در صفحه نمونه اولیه قرار دهید.
5. چهار دیود بستن را در صفحه نمونه اولیه قرار دهید. برای هر دیود ، آند را با تخلیه ترانزیستور و کاتد تراز کنید تا سیم از آن مسیر مشخصی به ریل برق 48 ولت داشته باشد.
6. چهار اتصال برای طرفداران ، اتصال مثبت (+) به ریل 48V و منفی (-) به منبع FET و آند دیود
7. حالا همه آن مکانها را تنظیم کنید تا همه چیز به خوبی قرار گیرد و جایی برای اجرای همه سیمهای اتصال وجود داشته باشد.
8. اولین مدار از چهار مدار راننده را در محل خود لحیم کنید. اشکالی ندارد اگر بقیه را در حالی که تخته را دور می زنید بیرون بیفتند. مراحل بعدی بر روی یکی از مدارهای رانندگی متمرکز شده است. پس از عملکرد ، می توانید به سراغ سایرین بروید.

9. با استفاده از سیم اتصال یا سیم های قطعات ، یک مدار راننده فن را لحیم کنید:

   1. یک سر مقاومت محدود کننده جریان دروازه به پین D5 Node MCU
   2. انتهای دیگر مقاومت به دروازه FET
   3. تخلیه FET به زمین
   4. منبع FET به آند دیود و منفی اتصال فن

10. با استفاده از مولتی متر ، اتصالات را بررسی کنید. بررسی کنید که همه اتصالات دارای مقاومت صفر هستند ، اما به ویژه بررسی کنید که هیچ اتصال کوتاه وجود ندارد:

    1. بین 3 پین FET مقاومت صفر نیست
    2. مقاومت صفر در سراسر کانکتور فن از منفی به مثبت و مقاومت صفر از مثبت به منفی نشان نمی دهد که دیود در حال کار است.
    3. مدار را از هر پین FET تا 48 ولت باز کنید
11. مدار را به روش دیگری بررسی کنید.
12. منبع تغذیه 5 ولت را به برد نمونه سازی وصل کنید.
13. منفی مولتی متر خود را به زمین وصل کنید.
14. منبع تغذیه 5 ولت را وصل کنید. بررسی کنید که 5 ولت در پین Vin وجود دارد
15. منبع تغذیه 48V و فن را وصل کنید. این فن ها دارای گشتاور راه اندازی هستند ، بنابراین آن را با گیره نگه دارید. ممکن است وقتی مدار را روشن می کنید شروع شود.
16. به طور موقت یک سر یک قطعه سیم اتصال را برای پین D5 در پریز قرار دهید. با قرار دادن انتهای دیگر سیم در پین زمین ، پین را زمین کنید. اگر فن کار می کرد ، باید قطع شود ، زیرا FET را خاموش کرده اید.
17. سیم را از زمین به VIN منتقل کنید. فن باید شروع شود.
18. موفقیت خود را جشن بگیرید ، برق را قطع کنید ، و مدارهای راننده باقیمانده فن را تکمیل و آزمایش کنید. آنها به ترتیب توسط پایه های D6 ، D7 و D8 هدایت می شوند.

مرحله 3: برنامه NodeMCU و پیکربندی اولیه

1. فایلهای ضمیمه Sketch را در یک پروژه جدید آردوینو بارگیری کرده ، کامپایل کرده و در NodeMCU بارگذاری کنید.

   فایل pagehtml.h دوم حاوی جاوا اسکریپت به شکل یک رشته بزرگ است که در حافظه ESP8266 قرار دارد و سرور صفحه وب است

2. NodeMCU را از برد تغذیه نکنید. منبع تغذیه 5 ولت را از روی برد نمونه اولیه جدا کنید.
3. 48 ولت را از برد اصلی جدا کنید.
4. NodeMCU را به سوکت وصل کنید ، کابل USB خود را وصل کرده و NodeMCU را فلش کنید
5. مانیتور سریال آردوینو را در 115200 baud باز کنید.
6. با استفاده از یک تلفن هوشمند ، لپ تاپ یا رایانه لوحی ، به شبکه RootCellarMon متصل شوید که باید ظاهر شود زیرا NodeMCU به عنوان یک نقطه دسترسی Wi-Fi عمل می کند. رمز عبور "opensesame" است. من از کتابخانه فوق العاده IOTWebConf برای پیکربندی SSID و رمز عبور شبکه شما استفاده می کنم.
7. سپس با استفاده از مرورگر وب بر روی دستگاه خود ، به آدرس http: 192.168.4.1 بروید. باید صفحه ای را مشاهده کنید که در بالا نشان داده شده است اما خطاهای سنسورها وجود ندارد. روی پیکربندی پیکربندی در پایین کلیک کنید.

8. برای تنظیم پارامترهای شبکه SSID و رمز عبور ، از طریق صفحه پیکربندی کار کنید ، سپس روی APPLY کلیک کنید. دوباره به شبکه wi-fi معمولی خود متصل شوید. شما باید چیزی شبیه به این را در مانیتور سریال Arduino مشاهده کنید:

   رمز عبور در پیکربندی تنظیم نشده است

   تغییر حالت از: 0 به 1 راه اندازی AP: RootCellarMon با گذرواژه پیش فرض: آدرس IP AP: 192.168.4.1 وضعیت از: 0 به 1 متصل به AP. ارتباط با AP قطع شد. درخواست تغییرمسیر به 192.168.4.1 درخواست صفحه غیر موجود "/favicon.ico" argument (GET): 0 صفحه پیکربندی درخواست شد. ارائه 'iwcThingName' با ارزش: RootCellarMon ارائه 'iwcApPassword' با ارزش: ارائه 'iwcWifiSsid' با ارزش: SSID شما ارائه 'iwcWifiPassword' با مقدار: Rendering 'iwcApTimeout' با مقدار: 30 Rendering 'tasta با ارزش: Rendering separator Rendering separator اعتبارسنجی فرم. به روز رسانی پیکربندی مقدار arg 'iwcThingName':: گذرواژه wi-fi شما iwcWifiPassword تنظیم شد ارزش arg 'iwcApTimeout': 30 iwcApTimeout = '30 'ارزش arg' tasmota1 ': tasmota1 =' 'ارزش arg' tasmota2 ': tasmota2 =' 'ذخیره پیکربندی' ' iwcThingName '=' RootCellarMon 'Saving config' iwcApPassword '= ذخیره پیکربندی' iwcWifiSsid '=' SSID شما 'ذخیره پیکربندی' iwcWifiPassword '= ذخیره پیکربندی' iwcApTimeout '=' 30 'ذخیره پیکربندی' tasmota1 = "" پیکربندی به روز شد. تغییر وضعیت از: 1 به 3 اتصال به [SSID شما] (رمز عبور مخفی است) وضعیت از: 1 به 3 آدرس IP متصل به WiFi: 192.168.0.155 تغییر وضعیت از: 3 به 4 پذیرش اتصال وضعیت تغییر از: 3 به 4

9. آدرس IP اختصاص داده شده به دستگاه خود را یادداشت کنید. در بالا ، 192.168.0.155 است.
10. اگر قبلاً لپ تاپ/رایانه لوحی/تلفن خود را به شبکه معمولی خود وصل کرده اید ، دوباره وصل کنید.
11. به آدرس جدید دستگاه ، 192.168.1.155 در مورد من مراجعه کنید. باید دوباره صفحه اصلی را ببینید.

مرحله 4: همه را با هم وصل کنید

1. کابل USB را جدا کنید.
2. برق 5 ولت را وصل کنید و صفحه وب را بازخوانی کنید. شما باید ببینید ضربان قلب به طور منظم افزایش می یابد.
3. LED در ESP8266 هنگام خواندن سنسورها باید هر 5 ثانیه چشمک بزند.
4. سنسورها را وصل کنید و باید شروع به خواندن کنید. در ابتدا من یک DHT22 بیرون داشتم ، اما آن را غیرقابل اعتماد دیدم ، بنابراین به DS18B20 ساده تر و محافظت شده تر رفتم.
5. اگر با خواندن مشکل دارید ، می توانید برق 5 ولت را قطع کنید ، NodeMCU را با USB تغذیه کنید و برای عیب یابی مشکل ، طرح های نمونه را برای هر سنسور بارگذاری کنید. تقریباً همیشه سیم بدی است.
6. برق 48 ولت و فن ها را وصل کنید. روی دکمه های کنترل فن کلیک کنید.
7. دو سوئیچ هوشمند مبتنی بر Tasmota بسازید. من از کلیدهای Sonoff Basic استفاده کردم. آموزش هایی وجود دارد که چگونه آنها را با Tasmota در جاهای دیگر فلش کنید ، از جمله صفحه خود arendst.
8. با لیست مشتریان روتر خود مشورت کنید و آدرس های IP اختصاص داده شده به هر سوئیچ هوشمند را شناسایی کنید. این آدرس ها را به صورت رزرو شده تنظیم کنید ، به طوری که سوئیچ ها همیشه آدرس یکسانی دریافت کنند.
9. برای مثال سعی کنید سوئیچ های هوشمند را مستقیماً کنترل کنید

192.168.0.149/cm؟cmnd=Power٪20ONhttps://192.168.0.149/cm؟cmnd=Power٪20OFF

• روی پیکربندی در پایین صفحه اصلی کلیک کنید و آدرسهای کلیدهای هوشمند را همانطور که در تصویر صفحه بالا نشان داده شده تنظیم کنید. فقط آدرس IP ، بقیه URL در نرم افزار اجرا شده بر روی ESP8266 ساخته شده است. برای دسترسی به صفحه پیکربندی ممکن است به کاربر: رمز عبور "admin": "opensesame" یا هر چیزی که رمز عبور را تغییر داده اید نیاز داشته باشید.

مرحله 5: نصب

من قطعات دستگاه را روی یک تکه کوچک تخته سه لا نصب کردم ، درب ظرف پلاستیکی مواد غذایی بین تخته سه لا و درب قرار داشت. این چیدمان به دیوار انبار ریشه پیچ خورده است. از آنجا که درپوش کمی از دیوار جدا شده است ، بدنه ظرف غذا را می توان به راحتی بست و یک محافظ محافظ ایجاد کرد. تمام کابل ها از طریق درب ثابت به برد مدار منتقل می شوند.

سنسورها و سیم کشی فن ها به راحتی به دیوارها متصل شده اند ، زیرا کارهای آینده در انبار ریشه برنامه ریزی شده است - احتمالاً دیوارهای گچ و قفسه های اضافی.

مرحله 6: خلاصه

این یک آزمایش است ، بنابراین ما نمی دانیم که کدام قسمت های سیستم در نهایت ثابت می شود.

برخی از نکات اولیه در مورد چگونگی سهولت موفقیت:

• شاید طرفداران غیر ضروری باشند. همرفت طبیعی ممکن است کافی باشد. دریچه های ورودی و خروجی به ترتیب در نزدیکی کف و سقف قرار می گیرند ، به طوری که هوای گرم تخلیه شده و هوای سرد وارد می شود.
• قبل از شروع پروژه ، مطمئن شوید که wi-fi در انبار اصلی درست است. در مورد ما ، ما نیاز به نصب یک افزونه wifi در اتاق بالای انبار ریشه داشتیم.
• اگر wi-fi خوب نیست ، ممکن است نیاز به طراحی فرکانس رادیویی سیمی یا متفاوت باشد.
• تخته ای را که اجزای آن روی آن نصب شده است رنگ آمیزی کنید ، یا از پلاستیک یا چیزی که کمتر تحت تأثیر رطوبت قرار می گیرد استفاده کنید.
• چهار فن در حال اجرا حدود 60 وات مصرف می کنند ، منبع تغذیه احتمالاً حداقل 80 efficient کارآمد است. بنابراین گرمایش داخل کیس حداکثر 20٪ * 60 یا 12 وات است. گرمای بیش از حد نباید مشکلی ایجاد کند ، به ویژه در سرداب سرد ریشه. اگر محفظه شما هوادارتر است ، ممکن است بخواهید چند سوراخ تهویه ایجاد کنید.
• پروژه هایی وجود دارد که حسگرهای زیست محیطی را به شاخه های هوشمند مبتنی بر Tasmota اضافه می کند. یکی از آنها ممکن است جایگزین مناسبی برای این برنامه باشد.