Kontroler Arduino HRV (domowy wymiennik powietrza) z ekonomizerem powietrza: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Kontroler Arduino HRV z ekonomizerem powietrza

Więc moja historia z tym projektem jest taka, że mieszkam w Minnesocie, a moja płytka drukowana jest smażona na moim LifeBreath 155Max HRV. Nie chciałem płacić 200 dolarów za nowy.

Zawsze chciałem mieć coś z ekonomizerem powietrza, ponieważ nasze wiosenne i jesienne tutaj to idealne czasy na chłodne powietrze z zewnątrz o niskiej wilgotności i klimatyzowanie domu, zamiast włączania klimatyzacji lub otwierania okien. Tu właśnie wpasowuje się ten projekt.

Napisałem szczegółowy opis działania dla wszystkich trybów, sterowanie wartością zadaną itp. można znaleźć tutaj "HRV Control Narrative.docx"

Cały kod źródłowy, zdjęcia, schematy okablowania i dokumentację można znaleźć na mojej stronie GitHub.

Krok 1: SPRZĘT

(1) Arduino ESP32 - Używany ze względu na ilość GPIO wymaganą dla tego projektu. ESP8266 po prostu nie wystarczało GPIO.

(1) Zasilacz obniżający napięcie od 120 V do 5 V - Nie używaj tanich płytek drukowanych zasilacza. Przeszedłem przez dwa inne typy, zanim dowiedziałem się, że ten był najbardziej stabilny.

(2) Czujniki temperatury DHT 22 - czujnik wewnętrzny i czujnik zewnętrzny zdalny. Mierz temperaturę i wilgotność wewnątrz i na zewnątrz.

(1) Wyświetlacz OLED o przekątnej 0,96 cala do lokalnego wskazania trybu pracy i wskazania temperatury/wilgotności. Upewnij się, że wylutowałeś i przylutowałeś piny, aby płyta była skonfigurowana do komunikacji I2C. Instrukcje dotyczące SPI i I2C można znaleźć tutaj.

(1) 8-kanałowa płytka przekaźnika wyzwalacza SSR 5 V wysokiego poziomu

(1) Liniowy regulator napięcia LM1117 do zasilania ESP32 przy 3,3 V

(1) Enkoder obrotowy KY-040 i pokrętło używane jako przycisk. Przyszła funkcjonalność obejmująca menu i możliwość wyboru trybów pracy i sterowania wartościami zadanymi.

(1) Obudowa mieszcząca wyświetlacz OLED i klosz. Zdobądź ten duży. Wymiary to 100mmx68mmx50mm.

Krok 2: Zasada działania

Sposób programowania HRV jest w 4 trybach.

Wyłączone - nie wymaga wyjaśnień

Ciągły - wł. 20 / wył. 40 ze zmiennymi czasami pracy.

Wysoka zajętość - 100% prędkości dmuchawy dla nastawy czasowego opóźnienia wyłączenia. Wyobraź sobie kolację dziękczynną z 20 gośćmi.

Ekonomizer powietrza - gdy powietrze jest chłodniejsze i bardziej pożądane na zewnątrz, wciągnij je do domu. Kontrolujesz nastawy temperatury/wilgotności wewnętrznej tylko wtedy, gdy jest to bezpieczne w oparciu o warunki zewnętrzne/wewnętrzne.

Krok 3: OPROGRAMOWANIE

Aplikacja Blynk na iOS służy do kontrolowania i monitorowania stanu HRV.

Arduino zapisuje temperaturę, wilgotność i stan działania sprzętu do blynk i odczytuje wartości zadane oraz uruchamia polecenia z serwera blynk. Wystarczy założyć konto i otrzymać token uwierzytelniania. Istnieje wiele samouczków online, jak to zrobić.

Po uzyskaniu tokena uwierzytelniania dla swojego projektu zeskanuj ten kod QR ze swojego telefonu w aplikacji blynk i pobierze projekt już skonfigurowany i gotowy dla Twojego arduino.

Krok 4: KOD ARDUINO

Kod źródłowy można znaleźć tutaj.

Biblioteki specjalne, które musisz zainstalować:

Blynk by Volodymyr Shymanskyy (v 0.4.10) - używa BlynkSimpleEsp32.h do odczytywania i zapisywania danych w swojej aplikacji na iOS.

Adafruit SSD1306 firmy AdaFruit Wersja 1.1.2 -- używa Adafruit_SSD1306.h, SPI.h i Wire.h dla lokalnego wyświetlacza OLED

ArduinoOTA autorstwa Ivana Grokhotkova i Miguela Ajo w wersji 1.0.0 -- używa ArduinoOTA.h, mDNS.h, WiFiClient.h i WiFiUdp.h do aktualizacji bezprzewodowych.

Podczas przesyłania kodu pomyślne ustawienia, których użyłem, są następujące:

Płytka: NodeMCU-32S

Prędkość wysyłania: 512000

Lampa błyskowa: 40 MHz

Uwagi:

1.) Ponieważ używasz bibliotek OTA, monitor szeregowy w arduino ide nie będzie obsługiwany.

Krok 5: Demo

Odłącz przewód zasilający HRV, aby nie pracować nad nim na gorąco. Rób wiele zbliżeń jako kopię zapasową podczas usuwania przewodów, ponieważ przydadzą się później.

Klawiatura Wyjmij klawiaturę i kabel taśmowy z zewnętrznej części HRV i wyrzuć.

PCB Odłącz wszystkie kable taśmowe, aby wyjąć płytkę i wyrzucić.

Autotransformator ma 6 przewodów. POTRZEBUJESZ TEJ CZĘŚCI. To kontroluje prędkość 120-woltowego silnika dmuchawy. Niska prędkość to 73 wolty, a wysoka to 120 woltów i krany pomiędzy nimi. Odetnij złącze, marnując jak najmniejszą długość przewodu. POTRZEBUJESZ DŁUGOŚĆ!!!. Udokumentuj kolory teraz lub później. Możesz później użyć multimetru, aby rozłączyć odczepy transformatora, aby uzyskać napięcie dla prędkości wentylatora. Zobacz mój schemat połączeń.

Silnik wentylatora ma tylko dwa przewody, które zostaną połączone z nową płytą SSR. Silnik 120 V.

Elektrozawór przepustnicy ma 3 przewody (120 V - wspólny, otwarty, zamknięty). Przypnij zamknięcie do złącza i połączy się z nową płytą SSR.

UWAGA: Jeśli nie masz autotransformatora typu HRV i jedna z nowszych jednostek używa silników ECM, będziesz musiał inaczej sterować silnikiem, a mój kod/okablowanie nie będzie działać w twoim systemie HRV.

Krok 6: Okablowanie

Schemat okablowania można znaleźć tutaj.

Ogólną zasadą jest to, że mam całą moc 120 V wewnątrz HRV i kabel taśmowy podłączony do zdalnego wyświetlacza OLED.

Obudowa HRV zawiera zasilacz 5V, automatyczny transformator (istniejący), płytkę przekaźnika SSR, bezpieczniki i płytkę bezpiecznikową. Użyłem tablic zaciskowych, aby w łatwy sposób odłączyć kabel taśmowy na wypadek, gdybym musiał coś serwisować.

Obudowa OLED zawiera kontroler arduino, OLED i przycisk enkodera.

Wszystkie te komponenty, styki i sposób okablowania tablic zaciskowych są wyraźnie oznaczone na schemacie okablowania.

Krok 7: Zamknięcie

Mam nadzieję, że to pomoże. Ukończenie tego projektu zajęło mi 2 lata w trybie on/off, po prostu znalazłem czas i inicjatywę, aby zrobić ten projekt. Mam nadzieję, że spodobało Ci się to czytanie i być może zainspirowało Cię do wypróbowania tego.

Rzeczy, które zrobiłbym inaczej lub przyszłe ulepszenia.

• Dołącz interfejs API pogody zamiast czujnika temperatury zewnętrznej. W tej chwili ma okres próbkowania, który nie byłby potrzebny. Zobacz opis sterowania.
• Użyj funkcji mostkowania blynk i umieść wewnętrzny nadajnik temperatury gdzieś w domu. Użyj ESP-01 przez Wi-Fi. Kable taśmowe były bałaganem i uprościłyby projekt. Zobacz dokumentację interfejsu Blynk API dotyczącą mostkowania dwóch urządzeń.
• Chciałem dodać bibliotekę menu do wyświetlacza OLED. Zmieniaj nastawy lokalnie i wyświetlaj wszystkie informacje debugowania z wyświetlacza OLED. To byłoby zobowiązanie czasowe, ale nadal chciałbym to zrobić pewnego dnia.
• Wyczyść kod trochę. Wiele linii debugowania nadal istnieje, ale nic nie szkodzi działaniu.