Προσθήκη οθόνης χρήσης σε θερμοστάτη οικίας: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Πολύ, πολύ πριν, πολύ πριν υπήρχε κάτι σαν «έξυπνος» θερμοστάτης, είχα έναν θερμοστάτη στο σπίτι που έδινε καθημερινά (νομίζω - ίσως και εβδομαδιαία) συνολικά «εγκαίρως» για το σύστημα θέρμανσης και κλιματισμού μου.

Τα πράγματα άλλαξαν … Την τελευταία φορά που ψώνισα για θερμοστάτη, είχα μια επιλογή: Ένας καλός προγραμματιζόμενος θερμοστάτης σε προσιτή τιμή αλλά χωρίς οθόνη χρήσης, ή ένας υπερτιμημένος - και υπερβολικά χαρακτηριστικός - «έξυπνος» θερμοστάτης, κάτι που δεν έκανα θέλω. Μου έλειψε πραγματικά αυτή η απλή οθόνη χρήσης και πέρασα μήνες με την ιδέα στο πίσω μέρος του μυαλού μου.

Αυτό που ήθελα ήταν κάτι φθηνό, συμβατό με έναν θερμοστάτη 24 VAC, να είναι εύκολο να τροφοδοτηθεί από την ισχύ του θερμοστάτη 24 VAC, να είναι αυτόνομο με τη δική του οθόνη και να έχει μη πτητική μνήμη ικανή να καταγράφει τουλάχιστον αρκετές ημέρες χρήσης πριν από την ανατροπή ή την ανάγκη επαναφοράς.

Στην αρχή πίστευα ότι ένας καταγραφέας δεδομένων με βάση το Arduino θα ήταν μια ιδανική λύση, και πιθανότατα εξακολουθεί να είναι, αλλά αφού βυθιστήκαμε στα ζιζάνια του προγραμματισμού Arduino, διασύνδεση 24 βολτ, την ανάγκη για συνεχή πηγή ισχύος, κλπ … Λοιπόν, επέστρεψε στο πίσω μέρος. Πρόσφατα, επειδή μόλις είχα επισκευάσει το AC και το σκεφτόμουν, επισκέφτηκα ξανά την ιδέα. Κάτι με έκανε να κοιτάξω τον μικρό μετρητή ισχύος USB που είχα αγοράσει πριν από μερικά χρόνια για κάτι σαν $ 5… Γεια σου! Αυτό το πράγμα καταγράφει το χρόνο φόρτισης, ανεβαίνει έως και 99 ώρες, τροφοδοτείται από USB και έχει μη πτητική μνήμη !! Ουάου! Κυριολεκτικά το μόνο που έχω να κάνω είναι να το κάνω να λειτουργεί με 24 VAC!

Λοιπόν, σχεδόν όλα. Θα φτάσουμε σε αυτό.

Προμήθειες

• Δοκιμαστής ισχύος USB. Μην πάρετε το είδος με την οθόνη LED. Πρέπει να είναι ένα με οθόνη LCD, όπως αυτή. Πρέπει να έχει ένδειξη χρόνου φόρτισης. Συνήθως, αυτά εμφανίζουν επίσης τάση, ρεύμα και συνολικό mAh, τα οποία σε αυτή τη χρήση, μπορείτε να αγνοήσετε με χαρά.
• Μετατροπέας μπάκ 24 βολτ σε USB. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως σε αυτοκίνητα για την παροχή θύρας USB από 12 βολτ. Τα περισσότερα θα λειτουργούν επίσης σε 24 βολτ. Κάτι σαν αυτό.
• Ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής ονομαστικής ισχύος 35 βολτ ή υψηλότερος. Η ακριβής τιμή δεν είναι πολύ σημαντική. Χρησιμοποίησα 1000 uF επειδή αυτό ήταν που είχα στη διάθεσή μου. Οτιδήποτε 220 uF ή υψηλότερο πιθανότατα θα λειτουργήσει. Σκοπός του είναι να φιλτράρει το διορθωμένο DC μετά τη δίοδο.
• Μια δίοδος 1N4001. Οι περισσότερες δίοδοι θα λειτουργήσουν εδώ. Απλώς το χρησιμοποιούμε ως ακατέργαστο ανορθωτή και θα μεταφέρει πολύ λίγο ρεύμα.
• Αντίσταση 150 ohm για χρήση ως φορτίο.
• Είτε ένα παλιό καλώδιο USB που δεν σας πειράζει να το κόψετε, είτε ένα βύσμα USB στο οποίο μπορείτε να κολλήσετε.
• Ένα πολύμετρο. Οποιοδήποτε φθηνό θα κάνει. Το Harbor Freight τους δίνει μερικές φορές.
• Εξοπλισμός συγκόλλησης.

Βήμα 1: Μετρήστε δύο φορές…

Είχα ήδη κάνει την προκαταρκτική εργασία όταν πρωτοσυνέλεξα αυτήν την ιδέα. Το μόνο που χρειαζόταν ήταν να βρεθούν τα δύο καλώδια από τα τέσσερα που πηγαίνουν στον θερμοστάτη που ελέγχουν τον ανεμιστήρα. Με αυτόν τον τρόπο, όποτε είτε η θερμότητα είτε το AC ήταν ενεργοποιημένο, έστελνε τάση μέσω αυτών των δύο καλωδίων για να σηματοδοτήσει ό, τι τελικά κατέληξα.

Στον θερμοστάτη 4 συρμάτων - με θερμαντήρα αερίου και τυπικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος - οι συνδυασμοί καλωδίων είναι:

• Λευκό - το κοινό σύρμα
• Κίτρινο: A/C
• Πράσινο: Ανεμιστήρας
• Κόκκινο: Ισχύς

Δεν έκανα δοκιμή για το καλώδιο θερμότητας, επειδή κυρίως με ενδιαφέρει πόσο τρέχει ο κλιματισμός μου. Αυτή είναι τελικά η Αριζόνα! (Όπως στο "Χιόνι; Τι είναι αυτό;") Αν ζείτε, ας πούμε, στο Minnesocold, τότε μπορεί να σας ενδιαφέρει περισσότερο η θερμότητα, αλλά η αρχή είναι η ίδια.

Λόγω του τρόπου κατασκευής του θερμοστάτη μου. Δεν θα μπορούσα απλώς να βγάλω το κάλυμμα από αυτό και να ξεκινήσω την ανίχνευση καλωδίων, επειδή το κάλυμμα είναι ο θερμοστάτης και το τμήμα που συνδέεται στον τοίχο είναι απλώς ένα τερματικό μπλοκ. Έκοψα μερικά λεπτά σύρματα και τα έβαλα στο μπλοκ ακροδεκτών δίπλα στα καλώδια που υπάρχουν ήδη, και τα οδήγησα έξω όπου θα μπορούσα να τα δοκιμάσω μετά την επανασυναρμολόγηση του "στατιστικού".

Όταν ο ανεμιστήρας είναι ενεργοποιημένος, υπάρχει ισχύς μεταξύ των λευκών και κίτρινων καλωδίων. Αυτό πρέπει να ξέρω. Αυτά τα δύο καλώδια θα αντικατασταθούν με καλύτερα καλώδια, τα οποία εξακολουθούν να οδηγούν έξω από το περίβλημα του θερμοστάτη. Σχεδίασα να βάλω την τελική οθόνη μου πάνω από τον θερμοστάτη, οπότε έβγαλα τα καλώδια έξω από το πάνω μέρος του θερμοστάτη.

Βήμα 2: Θεωρία και Πράξη

Λέγεται ότι στη θεωρία, δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ θεωρίας και πράξης. Στην πράξη, υπάρχει.

Το πρώτο πράγμα που έκανα ήταν να συνδέσω τον δροσερό μικρό ελεγκτή USB μου σε μια θύρα USB. Εδώ ήταν το μόνο πραγματικό εμπόδιο σε ολόκληρο το έργο: Ο χρονοδιακόπτης δεν μετρά τον χρόνο εκτός εάν υπάρχει φορτίο - με άλλα λόγια, κάτι πρέπει να αντλεί δύναμη από αυτό.

Hoookay… Δεν θέλουμε να αντλήσουμε μεγάλη δύναμη, γιατί δεν ξέρουμε πόση ενέργεια πρέπει να διαθέτει το σύστημα. Μια μικρή αντίσταση που τραβάει μερικά milliamps πρέπει να κάνει.

Και πάλι, έτυχε να έχω μια αντίσταση 150 ohm, 1/4 watt στο κουτί μερών και ένα καλώδιο USB με γυμνά άκρα καλωδίου. Έβαλα την αντίσταση ανάμεσα στα κόκκινα και τα μαύρα καλώδια στο καλώδιο USB και το Eureka! Αυτό, θεωρητικά, θα πρέπει να αντλήσει περίπου 30 milliamps στα 5 βολτ που παρέχει το USB. Σε κάθε περίπτωση, αρκεί να ξεκινήσει το "ρολόι" και η αντίσταση δεν θα ζεσταθεί πολύ. Λάβετε υπόψη ότι μια αντίσταση 100 ohm θα διασκορπίσει 1/4 watt θερμότητας, τοποθετώντας την στην κορυφή της βαθμολογίας της. Αν διαπιστώσετε ότι χρειάζεστε μια αντίσταση 100 ohm, καλύτερα να πάρετε μια μονάδα 1/2 watt.

Επειδή είχα ένα, εγκατέστησα την αντίσταση σε ένα βύσμα USB για λόγους καθαριότητας. Τα τερματικά τροφοδοσίας είναι τα δύο εξωλέμβια σε ένα τυπικό βύσμα USB-A. Εάν χρησιμοποιείτε καλώδιο, θα πρέπει να είναι τα κόκκινα και μαύρα καλώδια, αλλά μερικές φορές τα κινέζικα φθηνά προϊόντα χρησιμοποιούν έναν περίεργο κωδικό χρώματος. Ελέγξτε με το μετρητή σας. Όποια δύο καλώδια έχουν 5V απέναντί τους είναι τα σωστά.

Στη μονάδα μου, αν ο δρομέας μεταξύ ωρών και λεπτών αναβοσβήνει, μετράει.

Βήμα 3: 24 VAC έως 5 VDC

Πρώτον, μια μικρή θεωρία (Πολύ λίγα!)

Το πρότυπο για την τροφοδοσία των θερμοστατών είναι 24 Volt AC. AC - Εναλλασσόμενο ρεύμα, αυτό που βγαίνει από τον τοίχο σας - είναι εξαιρετικό για την τροφοδοσία μεγάλων και μικρών κινητήρων, ρελέ, θερμαντικών στοιχείων κ.λπ., αλλά είναι το φιλί του θανάτου για τα ηλεκτρονικά. Γιατί; επειδή ρέει και στους δύο τρόπους εξήντα φορές το δευτερόλεπτο, εξ ου και το όνομα. Για να τροφοδοτήσετε έναν υπολογιστή, ραδιόφωνο, τηλεόραση κ.λπ., πρέπει να αλλάξετε σε DC - Direct Current, αυτό που παίρνετε από μια μπαταρία.

Είναι αρκετά απλό να μετατρέψετε το AC σε DC. μια δίοδος θα το κάνει. Μια δίοδος λειτουργεί ως βαλβίδα μονής κατεύθυνσης για την ηλεκτρική ενέργεια. Βάλτε μια δίοδο σε ένα κύκλωμα AC και κόψτε το μισό κύμα AC, δίνοντάς σας παλλόμενο DC. Αυτό δεν είναι ακόμα αρκετά καλό για τους περισσότερους σκοπούς. πρέπει να το εξομαλύνουμε. Αυτή είναι η δουλειά του πυκνωτή. Ο πυκνωτής εξομαλύνει το DC, καθιστώντας το αρκετά καλό για τους σκοπούς μας.

Συνέχιση της κανονικής συμπεριφοράς

Ανατρέξτε στο διάγραμμα. Μάθετε ποια είσοδος στον πίνακα μετατροπέα USB είναι θετική. Συνδέστε τον πυκνωτή στις εισόδους, βεβαιωθείτε ότι είναι σωστά προσανατολισμένος. Οι πυκνωτές φέρουν το αρνητικό μόλυβδο. Θετικό σε θετικό, αρνητικό σε αρνητικό.

Τώρα συνδέστε το περιμετρικό άκρο (πολύ σημαντικό) της διόδου στο θετικό καλώδιο του πυκνωτή - ή στη θετική τρύπα στον πίνακα, αν μπορείτε να το τοποθετήσετε εκεί. Δεν μπορούσα, γι 'αυτό κρέμεται από τον πυκνωτή.

Τώρα, αυτά τα δύο καλώδια από τον θερμοστάτη; Το ένα (δεν έχει σημασία ποια) πηγαίνει στην αρνητική πλευρά του πυκνωτή, το άλλο πηγαίνει στο ελεύθερο άκρο της διόδου.

Βήμα 4: Κάντε το όμορφο και συνδέστε το

Εκτύπωσα 3D ένα μικρό κουτί για τη διάταξη μετατροπέα USB, για να το προστατεύσω και να το κάνω να φαίνεται καλύτερο.

Τώρα το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να συνδέσετε τον μετρητή ισχύος USB στον μετατροπέα USB, να συνδέσετε το "φορτίο" στον μετρητή και τελειώσατε!

Τώρα, κάθε φορά που ανάβει ο ανεμιστήρας, το ρολόι θα λειτουργεί. Εάν γνωρίζετε πόσα αμπέρ αντλεί το σύστημά σας, μπορείτε να πάρετε μια πολύ καλή ιδέα για τον επόμενο ηλεκτρικό λογαριασμό σας. Το σύστημά μου κοστίζει περίπου 73 λεπτά την ώρα για να τρέξει. Προσθέστε το στον λογαριασμό σας εκτός εποχής και ξέρετε πόσο θα σας ξεφορτωθούν.

Ένα πράγμα που πρέπει να σημειωθεί: Αποδεικνύεται ότι ο χρονοδιακόπτης στο USB stick δεν "κυλάει" στο μηδέν όταν φτάσει τις 100 ώρες. Αντ 'αυτού διαβάζει "FULL" και θα πρέπει να γίνει μη αυτόματη επαναφορά. Επίσης, το επαναφέρω μηνιαίως τις ημέρες ανάγνωσης του μετρητή μου.