Dodaj monitor użytkowania do domowego termostatu: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Dawno, dawno temu, na długo przed pojawieniem się czegoś takiego jak „inteligentny” termostat, miałem termostat domowy, który zapewniał dzienną (chyba – może tygodniową) sumę „na czas” dla mojego systemu ogrzewania i klimatyzacji.

Rzeczy się zmieniły… Ostatnim razem, gdy kupowałem termostat, miałem wybór: fajny programowalny termostat w przystępnej cenie, ale bez monitora zużycia, lub zawyżony – i nadmiernie funkcjonalny – „inteligentny” termostat, którego nie zrobiłem chcieć. Naprawdę tęskniłem za tym prostym monitorem użytkowania i spędziłem miesiące z pomysłem na tyłach mojej głowy.

To, czego chciałem, to coś, co byłoby niedrogie, kompatybilne z termostatem 24 VAC, łatwe do zasilania z termostatu 24 VAC, samowystarczalne z własnym wyświetlaczem i posiadające nieulotną pamięć zdolną do zapisywania co najmniej kilku dni użytkowania przed przewróceniem lub koniecznością resetowania.

Na początku myślałem, że rejestrator danych oparty na Arduino będzie idealnym rozwiązaniem i prawdopodobnie nadal jest, ale po utknięciu w chwastach programowania Arduino, interfejsie 24 V, potrzebie ciągłego źródła zasilania itp. Cóż, wrócił na tylny palnik. Ostatnio, ponieważ właśnie naprawiłem AC i myślałem o tym, ponownie odwiedziłem ten pomysł. Coś sprawiło, że spojrzałem na mój mały miernik mocy USB, który kupiłem kilka lat temu za jakieś 5 USD… Hej! Ta rzecz rejestruje czas ładowania, sięga do 99 godzin, jest zasilana przez USB i ma nieulotną pamięć! Łał! Dosłownie wszystko, co muszę zrobić, to uruchomić go na 24 VAC!

No, prawie wszystko. Dojdziemy do tego.

Kieszonkowe dzieci

• Tester zasilania USB. Nie rób tego z wyświetlaczem LED. Musi to być taki z wyświetlaczem LCD, jak ten. Musi mieć wyświetlacz czasu ładowania. Zazwyczaj wyświetlają one również napięcie, prąd i całkowitą ilość mAh, które w tym przypadku można spokojnie zignorować.
• Konwerter buck 24 V na USB. Są one powszechnie stosowane w samochodach, aby zapewnić port USB od 12 woltów. Większość będzie również działać na 24 woltach. Coś takiego.
• Kondensator elektrolityczny o napięciu 35 woltów lub wyższym. Dokładna wartość nie jest zbyt ważna; Użyłem 1000 uF, ponieważ to było to, co miałem do dyspozycji. Wszystko 220 uF lub wyższe prawdopodobnie będzie działać. Jego celem jest filtrowanie wyprostowanego prądu stałego za diodą.
• Dioda 1N4001. Prawie każda dioda będzie tutaj działać. Używamy go tylko jako prostego prostownika i będzie przewodził bardzo mało prądu.
• Rezystor 150 omów do wykorzystania jako obciążenie.
• Albo stary kabel USB, którego nie masz nic przeciwko pocięciu, albo wtyczka USB, którą możesz przylutować.
• Multimetr. Każde tanie zrobi. Fracht Portowy czasami je oddaje.
• Sprzęt do lutowania.

Krok 1: Zmierz dwa razy…

Wykonałem już wstępne prace, kiedy po raz pierwszy wpadłem na ten pomysł. Wystarczyło znaleźć dwa z czterech przewodów prowadzących do termostatu sterującego dmuchawą. W ten sposób, za każdym razem, gdy włączone było ogrzewanie lub prąd przemienny, wysyłało napięcie przez te dwa przewody, aby zasygnalizować to, co w końcu wymyśliłem.

Na moim 4-przewodowym termostacie - z nagrzewnicą gazową i standardowym systemem klimatyzacji - kombinacje przewodów to:

• Biały - wspólny przewód
• Żółty: klimatyzacja
• Zielony: wentylator
• Czerwona moc

Nie testowałem przewodu grzejnego, ponieważ interesuje mnie przede wszystkim, ile działa moja klimatyzacja. W końcu to Arizona! (Jak w "Śniegu? Co to jest??") Jeśli mieszkasz, powiedzmy, w Minnescoold, możesz być bardziej zainteresowany upałem, ale zasada jest taka sama.

Ze względu na konstrukcję mojego termostatu. Nie mogłem po prostu zdjąć z niej osłony i zacząć sondować przewody, bo osłona to termostat, a część przymocowana do ściany to tylko listwa zaciskowa. Przeciąłem kilka cienkich przewodów i włożyłem je do listwy zaciskowej obok przewodów już tam, a następnie wyprowadziłem je tam, gdzie mogłem je sondować po ponownym złożeniu 'statu.

Gdy dmuchawa jest włączona, między białym i żółtym przewodem jest napięcie. To właśnie muszę wiedzieć. Te dwa przewody zostaną zastąpione lepszymi przewodami, nadal wyprowadzonymi na zewnątrz obudowy termostatu. Planowałem po prostu postawić gotowy monitor na termostacie, więc wyprowadziłem przewody z górnej części termostatu.

Krok 2: Teoria i praktyka

Mówi się, że w teorii nie ma różnicy między teorią a praktyką. W praktyce jest.

Pierwszą rzeczą, którą zrobiłem, było podłączenie mojego fajnego małego testera USB do portu USB. Oto jedyny prawdziwy problem w całym projekcie: timer nie odlicza czasu, chyba że jest obciążenie - innymi słowy, coś musi z niego pobierać energię.

Hookay… Nie chcemy pobierać dużo energii, ponieważ nie wiemy, ile energii system ma do zaoszczędzenia. Powinien wystarczyć mały rezystor, który pobiera kilka miliamperów.

Znowu tak się złożyło, że miałem 150 omów, 1/4 wata rezystora w moim pudełku z częściami i kabel USB z gołymi końcami drutu. Rezystor włożyłem między czerwony i czarny przewód na kablu USB i Eureka! To teoretycznie powinno pobierać około 30 miliamperów przy napięciu 5 woltów, które zapewnia USB. W każdym razie wystarczy uruchomić „zegar”, a rezystor nie będzie się bardzo nagrzewał. Należy pamiętać, że rezystor 100 omów rozproszy 1/4 wata ciepła, umieszczając go na samym szczycie jego oceny. Jeśli okaże się, że potrzebujesz rezystora 100 omów, lepiej zaopatrz się w jednostkę 1/2 W.

Ponieważ taki miałem, zainstalowałem rezystor we wtyczce USB dla porządku. Zaciski zasilania to dwa zewnętrzne gniazda w standardowej wtyczce USB-A. Jeśli używasz kabla, powinny to być czerwone i czarne przewody, ale czasami chińscy tanie używają dziwnego kodu koloru. Sprawdź na swoim glukometrze. Którekolwiek dwa przewody mają napięcie 5 V, są właściwe.

Na moim urządzeniu, jeśli miga kursor między godzinami a minutami, to się liczy.

Krok 3: 24 VAC do 5 VDC

Najpierw mała teoria (bardzo mało!)

Standardem zasilania termostatów jest napięcie 24 V AC. AC - Alternating Current, co wychodzi z twojej ściany - świetnie nadaje się do zasilania dużych i małych silników, przekaźników, elementów grzejnych itp., ale dla elektroniki to pocałunek śmierci. Czemu? ponieważ przepływa w obie strony sześćdziesiąt razy na sekundę, stąd nazwa. Aby zasilić komputer, radio, telewizor itp., należy go zamienić na prąd stały - prąd stały, co uzyskuje się z akumulatora.

Przekształcenie prądu przemiennego w prąd stały jest dość proste; zrobi to dioda. Dioda działa jak zawór jednokierunkowy dla prądu. Umieść diodę w obwodzie prądu przemiennego i odetnij połowę fali prądu przemiennego, dając pulsujący prąd stały. To wciąż nie wystarcza do większości celów; musimy to wygładzić. To zadanie kondensatora. Kondensator wygładza prąd stały, dzięki czemu jest wystarczająco dobry dla naszych celów.

Przywróć normalne zachowanie

Zapoznaj się ze schematem. Dowiedz się, które wejście na karcie konwertera USB jest dodatnie. Podłącz kondensator do wejść, upewniając się, że jest odpowiednio zorientowany. Kondensatory mają zaznaczony ujemny przewód. Pozytywny do pozytywnego, negatywny do negatywnego.

Teraz podłącz pasek (bardzo ważne) diody do dodatniego przewodu kondensatora - lub do dodatniego otworu na płytce, jeśli możesz go tam zmieścić. Nie mogłem, dlatego wisi na kondensatorze.

Teraz te dwa przewody od termostatu? Jeden (nieważne który) trafia na ujemną stronę kondensatora, drugi na wolny koniec diody.

Krok 4: Zrób to ładnie i podłącz go

Wydrukowałem w 3D małe pudełeczko na montaż konwertera USB, aby je zabezpieczyć i poprawić wygląd.

Teraz wystarczy tylko podłączyć miernik mocy USB do konwertera USB, podłączyć „obciążenie” do miernika i gotowe!

Teraz za każdym razem, gdy włącza się dmuchawa, zegar będzie działał. Jeśli wiesz, ile amperów pobiera Twój system, możesz uzyskać całkiem dobry obraz swojego następnego rachunku za prąd. Mój system kosztuje około 73 centy za godzinę pracy. Dodaj to do rachunku poza sezonem, a będziesz wiedział, jak bardzo zostaniesz wyżłobiony.

Jedna uwaga: okazuje się, że timer na pamięci USB nie „przewraca się” do zera, gdy dochodzi do 100 godzin; zamiast tego czyta "FULL" i będzie musiał zostać ręcznie zresetowany. Resetuję go również co miesiąc w dniach odczytu licznika.