Automatyczny system wentylatora/klimatyzacji: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Witam! W tej instrukcji przeprowadzę Cię przez proces budowania własnego automatycznego systemu wentylatora / klimatyzacji. Ta instrukcja dotyczy wentylatora okiennego, który służy do chłodzenia pomieszczeń w upalne lato. Celem tego projektu jest stworzenie systemu, który będzie automatycznie monitorował i regulował temperaturę w pomieszczeniu, sterując wspólnym wentylatorem okiennym. Dodatkowo zaimplementowana zostanie możliwość bezprzewodowego sterowania wentylatorem za pomocą smartfona za pomocą płytki rozwojowej Esp8266/NodeMCU Wifi wraz z aplikacją IoT Blynk. Główny system sterowania wykorzystuje Arduino i kilka innych komponentów. Wejdźmy w to!

Krok 1: Zbieranie komponentów

Do tego Instruktażowego będziesz potrzebować:

- Arduino Uno (dostarczany z kablem USB do transmisji danych) - Kup tutaj (Amazon) (inne podobne płyty, takie jak Arduino Mega, również będą działać)

- Wyświetlacz LCD 16x2 (w tym projekcie używam wyświetlacza bez adaptera modułu 16 pin. Jeśli masz adapter, Arduino ma tutoriale jak podłączyć adapter modułu do Arduino Uno)

- Czujnik temperatury/wilgotności DHT11 (3 pin) - Kup tutaj (Amazon) - są dwie wersje: 3-pinowa i 4-pinowa. Tutaj używam czujnika 3 pin, ponieważ jest łatwiejszy w użyciu i okablowaniu, ponieważ nie musisz dodawać rezystora. Upewnij się, że sprawdziłeś pinout czujnika, ponieważ różni producenci mają nieco inne pinouty dla tego czujnika.

- Potencjometr 10k Ohm - Kup tutaj (Amazon)

- 2 przyciski - Kup tutaj (Amazon)

- Metal Gear Servo - Buy Here (Amazon) - nie musisz używać metalowego serwomechanizmu, ponieważ wszystko zależy od wentylatora w oknie. Serwo będzie używane do przesuwania przełącznika na wentylatorze, więc wszystko zależy od tego, ile siły potrzeba do przesunięcia przełącznika. Używam mocnego serwa z metalową przekładnią, ponieważ mój wentylator ma solidny przełącznik, a serwomechanizmy z metalową przekładnią są znacznie mniej podatne na pękanie niż zwykłe serwa z tworzywa sztucznego.

- Przewody połączeniowe męskie-męskie i męskie-żeńskie - Kup tutaj (Amazon)

- Płytka rozwojowa Esp8266/NodeMCU Wifi - Kup tutaj (Amazon)

- Blynk (bezpłatna aplikacja mobilna dostępna w App Store i Google Play)

- Kabel Micro USB do programowania Esp8266/NodeMCU

- Różne materiały do budowy urządzenia umożliwiającego serwo przesuwanie przełącznika na wentylatorze. (Zdjęcie mojego urządzenia zostanie dołączone poniżej)

Krok 2: Podłączanie wszystkiego do góry

Wykonany na zamówienie schemat połączeń dla Arduino pokazano powyżej.

*WAŻNA UWAGA*

DHT11 i Esp8266/NodeMCU nadal muszą być podłączone do Arduino. Serwo również musi być podłączone do Esp8266/NodeMCU.

Znajomości:

DHT11 - Arduino

VCC - 5v (na płytce stykowej)

GND - GND (na płytce stykowej)

Sygnał (S) - Pin analogowy A0

_

Arduino - Esp8266/NodeMCU

Pin cyfrowy 8 - Pin cyfrowy 3 (D3)

Pin cyfrowy 9 - Pin cyfrowy 2 (D2)

_

Połączenia serwo

Przewód czerwony - 5v (na płytce stykowej)

Przewód czarno-brązowy - GND (na płytce stykowej)

Przewód żółty/pomarańczowy - cyfrowy pin 0 (D0) w Esp8266/NodeMCU

Krok 3: Programowanie Arduino

Plik Arduino do pobrania dla głównego układu Arduino znajduje się poniżej.

*WAŻNY*

Upewnij się, że masz zainstalowane wymagane biblioteki (dht11 i LiquidCrystal)

*Jeśli masz już zainstalowane obie te biblioteki (sprawdź dokładnie, ponieważ istnieje wiele różnych bibliotek DHT11), możesz przesłać kod Arduino z powyższego pliku do swojego Arduino*

Aby pobrać bibliotekę LiquidCrystal, w środowisku Arduino IDE kliknij Sketch, Include Library, a następnie kliknij Manage Libraries. Poczekaj, aż wszystkie biblioteki się załadują, a następnie wpisz LiquidCrystal w pasku wyszukiwania. Powinna to być pierwsza biblioteka, która się pojawi, autorstwa Arduino i Adafruit. (FYI to może być już zainstalowane, ponieważ jest to jedna z bibliotek, która często jest wbudowana podczas pobierania IDE. Jeśli tak, po prostu przejdź do następnego akapitu) Upewnij się, że jest to najnowsza wersja i kliknij Zainstalować. Po zakończeniu instalacji zamknij środowisko IDE.

Aby pobrać bibliotekę dht11, przejdź tutaj i kliknij zielony przycisk po prawej z napisem „Klonuj lub Pobierz”, a następnie kliknij „Pobierz ZIP”. Na urządzenie należy pobrać plik zip. Otwórz kopię zapasową Arduino IDE i kliknij Szkic, Dołącz bibliotekę i Dodaj bibliotekę ZIP. Wybierz skompresowany plik ZIP, który właśnie pobrałeś. Po pomyślnym zainstalowaniu biblioteki zamknij IDE ponownie. Otwórz go ponownie i przejdź do Custom_Fan_AC_System. Teraz możesz wybrać swoją płytkę i port i wgrać je do Arduino.

Krok 4: Konfiguracja Blynk za pomocą Esp8266/NodeMCU

Po pierwsze, pobierz aplikację Blynk z App Store (iOS) lub Google Play Store (Android).

Otwórz aplikację i załóż konto. Utwórz nowy projekt i nazwij go automatycznym systemem klimatyzacji. Wybierz Esp8266 lub NodeMCU dla urządzenia (albo powinno działać). Wybierz Wifi jako typ połączenia. Następnie kliknij „Utwórz projekt”. Należy utworzyć kod uwierzytelniający. To będzie użyte później.

Teraz kliknij ekran (lub przesuń palcem w lewo), a pojawi się menu. Kliknij przycisk Styled i wprowadź System Control jako nazwę. Aby uzyskać Pin, przewiń do opcji Cyfrowy i wybierz D1. Przesuń tryb z Push na Switch. W przypadku etykiety wyłączonej nazwij ją Pokój. Na etykiecie nadaj nazwę Mobile. Następnie kliknij OK w prawym górnym rogu ekranu. Kliknij ponownie ekran, aby przejść do menu, a następnie kliknij suwak. Nazwij go przełącznik wentylatora. W przypadku Pina przewiń do Virtual i wybierz V0. Jeśli ustawiony zakres wynosi od 0-1023, zmień 1023 na 180. Następnie kliknij OK w prawym górnym rogu. Kliknij ekran po raz ostatni i przewiń w dół, aż zobaczysz Segmented Switch. Kliknij „Dodaj opcję”, a ponieważ mój wentylator ma trzy ustawienia, Wyłączone, Niskie i Wysokie, nazwałem pierwszą opcję Wył., następnie Niski, a następnie Wysoki. NIE PODŁĄCZAJ TEGO PRZEŁĄCZNIKA DO PINU. Umieść ten przełącznik poniżej suwaka. (przyczyna tej zmiany stanie się jasna później)

_

Jest jeszcze jedna biblioteka (prawdopodobnie dwie), którą musisz zainstalować, i jest to biblioteka Blynk. Ponownie przejdź do Arduino IDE, do Sketch, Include Library, a następnie Library Manager. Wyszukaj Blynka w polu wyszukiwania, a powinien pojawić się ten autorstwa Wołodymyra Szymanskiego. Pobierz najnowszą wersję i po zakończeniu zamknij środowisko IDE.

_

Upewnij się, że masz zainstalowaną bibliotekę Servo. Jest to wbudowana biblioteka dla IDE, więc powinna być zainstalowana. Biblioteka jest autorstwa Michaela Margolisa i Arduino. Jeśli nie jest zainstalowany, zainstaluj najnowszą wersję i wyjdź z IDE.

_

Esp8266 musi być ustawiony w IDE. Jest to dość proste, wystarczy otworzyć IDE i przejść do Plik, Preferencje, a w polu Adresy URL menedżera dodatkowych tablic wpisz:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266c…

Następnie kliknij OK.

_

Przejdź do Narzędzia, Tablica, a następnie Menedżer tablic. Wyszukaj Esp8266. Jeśli nie jest zainstalowany, zainstaluj go i ponownie wyjdź z IDE.

_

Otwórz IDE i podłącz Esp8266/NodeMCU do urządzenia za pomocą kabla Micro USB. Upewnij się, że Arduino Uno jest odłączone. Przejdź do Narzędzia i wybierz dostępny port, a dla płyty wybierz NodeMCU 1.0 (moduł Esp-12E).

_

Pobierz plik dla Esp8266/NodeMCU powyżej, przeczytaj moje komentarze i podaj niezbędne informacje. Gdy to zrobisz, prześlij go na tablicę.

Krok 5: Konstrukcja urządzenia przełączającego serwo/wentylator

Tutaj pokażę, jak skonstruowałem urządzenie, które pozwala serwomechanizmowi przełączać wentylator między niskim, wysokim i wyłączonym.

Użyłem kawałka przezroczystej rurki, która ściśle przylega do przełącznika mojego wentylatora, i użyłem klocków Lego Technic, aby stworzyć ramię z przesuwanym mechanizmem przytrzymującym, które można zamontować pod oknem, podobnie jak wentylator. Wszystko zależy od twojego wentylatora i konfiguracji pomieszczenia. Mam biurko przy wentylatorze, więc mogę go po prostu zamontować do czegoś na biurku. Jeśli nie masz stałego nieruchomego obiektu w pobliżu okna, być może będziesz musiał przymocować serwo bezpośrednio do wentylatora.

Ramię Lego może poruszać się swobodnie na pewną odległość, odległość, która pozwala na pełne przesunięcie przełącznika od końca do końca. Zamontowałem też kawałek Lego do serwomechanizmu za pomocą małych śrubek i mosiężnych adapterów, które były dostarczane z serwami. Nie zabezpieczyłem mocno ramienia Lego wokół rury, która jest na przełączniku, ponieważ przełącznik musi się dość swobodnie poruszać, ponieważ zmienia się kąt rury, ponieważ przełącznik jest półokręgiem. Właśnie zrobiłem pudełko Lego wokół przełącznika, aby ramię nie miało problemu z włączaniem i wyłączaniem wentylatora. Poniżej znajduje się film, który możesz pobrać i obejrzeć, który pokazuje ramię z bliska i jak przesuwa przełącznik. Do testów!

Krok 6: Testowanie i ogólne wyjaśnienie projektu

Postanowiłem zrobić ten projekt po moim bracie i wielokrotnie nie zgadzałem się z temperaturą naszego pokoju. Bardzo podoba mi się wentylator, więc w pokoju jest bardzo fajnie, a on często wyłącza wentylator, mówiąc, że jest za zimno. Dodatkowo, gdy jest gorąco, czasami zapominam włączyć wentylator, gdy nie ma mnie w pokoju, a kiedy idę spać w pokoju jest tak gorąco, że muszę wtedy włączyć wentylator, co nie nie zmieniaj temperatury wystarczająco szybko, aby zapewnić dobry sen. Więc postanowiłem stworzyć system, który może rozwiązać ten problem.

_

Ten system składa się z dwóch elementów: części automatycznej i części ręcznej

Część automatyczna jest kontrolowana przez Arduino, gdzie stale mierzy temperaturę i wyświetla ją na ekranie LCD. Arduino wykorzystuje również dwa przyciski do regulacji żądanej temperatury w pomieszczeniu. W trybie automatycznym lub trybie pokojowym Arduino włącza wentylator, gdy żądana temperatura jest niższa niż temperatura rzeczywista. Po osiągnięciu żądanej temperatury wyłącza wentylator. Aplikacja Blynk służy do sterowania całym systemem, ponieważ przycisk może przełączyć wentylator w tryb pokojowy i tryb mobilny, co pozwala użytkownikowi zdalnie sterować serwomechanizmem i wentylatorem. W trybie mobilnym użytkownik używa suwaka do sterowania serwomechanizmem. Arduino nadal wyświetla aktualną temperaturę i żądaną temperaturę na ekranie LCD.

_

Testowanie:

Po przesłaniu kodu zarówno do Arduino, jak i Esp8266/NodeMCU i utworzeniu sposobu, w jaki serwo może sterować przełącznikiem wentylatora, musisz wszystko włączyć. Włącz Arduino i Esp8266/NodeMCU (czy to przez USB, źródło 5V itp.) i poczekaj kilka sekund, aż wszystko się włączy. Następnie otwórz aplikację Blynk i wejdź na ekran projektu i naciśnij przycisk odtwarzania w prawym górnym rogu. Powinien być podłączony do Esp8266/NodeMCU. Kliknij przyciski, aby upewnić się, że dostosowują żądaną temperaturę i upewnij się, że wyświetlacz LCD również się zmienia. W aplikacji Blynk kliknij przełącznik, aby system był w trybie mobilnym. Następnie przesuń suwak i zwolnij go, a powinieneś zobaczyć ruch serwa (do pozycji liczby stopni, którą pokazuje suwak. Jeśli nie pokazuje wartości, przejdź do suwaka i sprawdź przełącznik z napisem „Pokaż wartość ). Przesuń suwak, aż uzyskasz dokładne liczby, które poruszają serwo, aby wentylator włączał się i wyłączał. Wprowadź te liczby do kodu Arduino. * Zaprogramowałem tylko ustawienia niskie i wyłączone, mimo że moje ma ustawienie wysokie, ponieważ ustawienie niskie jest wystarczająco mocne * Ponownie prześlij kod do Arduino.

Celem segmentowego przełącznika pod suwakiem jest wyświetlanie wartości ustawień wentylatora, ponieważ będziesz sterować zdalnie za pomocą suwaka. Zmieniłem nazwę moich opcji na

Opcja 1. Wyłączone - (wartość)

Opcja 2. Niska - (wartość)

Opcja 3. Wysoka - (wartość)

Dzięki temu wiem, gdzie umieścić suwak, gdy zdalnie steruję wentylatorem. Powinieneś wprowadzić swoje wartości serwa do opcji, aby wiedzieć, gdzie przesunąć suwak. Następnie możesz przełączyć system z powrotem do trybu pomieszczenia (automatycznego).

_

Kiedy to zrobisz. wystarczy ustawić żądaną temperaturę pomieszczenia za pomocą dwóch przycisków, a system Arduino wykona pracę!

//

Jeśli masz jakieś pytania/problemy, zamieść je poniżej, a chętnie Ci pomogę!:)