Αυτόματο σύστημα ανεμιστήρα/κλιματισμού: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Καλως ΗΡΘΑΤΕ! Σε αυτό το Instructable θα σας καθοδηγήσω πώς να φτιάξετε το δικό σας αυτόματο σύστημα ανεμιστήρα/κλιματισμού. Αυτό το Instructable ασχολείται με έναν ανεμιστήρα παραθύρων, ο οποίος χρησιμοποιείται για να δροσίζει τα δωμάτια στη ζέστη του καλοκαιριού. Ο στόχος αυτού του έργου είναι να δημιουργήσει ένα σύστημα που θα παρακολουθεί και θα ρυθμίζει αυτόματα τη θερμοκρασία ενός δωματίου ελέγχοντας έναν κοινό ανεμιστήρα παραθύρων. Επιπλέον, η δυνατότητα ασύρματου ελέγχου του ανεμιστήρα με ένα smartphone θα εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας έναν πίνακα ανάπτυξης Esp8266/NodeMCU Wifi μαζί με την εφαρμογή IoT, Blynk. Το κύριο σύστημα ελέγχου χρησιμοποιεί Arduino και μερικά άλλα εξαρτήματα. Ας μπούμε σε αυτό!

Βήμα 1: Συγκέντρωση εξαρτημάτων

Για αυτό το Instructable, θα χρειαστείτε:

- Arduino Uno (έρχεται με καλώδιο δεδομένων USB) - Αγοράστε εδώ (Amazon) (άλλες παρόμοιες πλακέτες όπως το Arduino Mega θα λειτουργήσουν επίσης)

- Οθόνη LCD 16x2 (σε αυτό το έργο, χρησιμοποιώ οθόνη χωρίς προσαρμογέα μονάδας 16 ακίδων. Εάν έχετε τον προσαρμογέα, το Arduino έχει οδηγίες για τον τρόπο καλωδίωσης του προσαρμογέα μονάδας σε Arduino Uno)

- DHT11 Αισθητήρας θερμοκρασίας/υγρασίας (3 ακίδων) - Αγοράστε εδώ (Amazon) - υπάρχουν δύο εκδόσεις: 3 ακίδων και 4 ακίδων. Εδώ χρησιμοποιώ τον αισθητήρα 3 ακίδων καθώς είναι ευκολότερο στη χρήση και συνδέεται επειδή δεν χρειάζεται να προσθέσετε αντίσταση. Βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει το pinout του αισθητήρα σας, καθώς διαφορετικοί κατασκευαστές έχουν ελαφρώς διαφορετικά pinouts για αυτόν τον αισθητήρα.

- Ποτενσιόμετρο 10k Ohm - Αγοράστε εδώ (Amazon)

- 2 κουμπιά - Αγοράστε εδώ (Amazon)

- Metal Gear Servo - Αγοράστε εδώ (Amazon) - δεν χρειάζεται να χρησιμοποιείτε σερβο μεταλλικό γρανάζι, καθώς όλα εξαρτώνται από τον ανεμιστήρα του παραθύρου σας. Το σερβο θα χρησιμοποιηθεί για τη μετακίνηση του διακόπτη στον ανεμιστήρα, οπότε όλα εξαρτώνται από τη δύναμη που απαιτείται για τη μετακίνηση του διακόπτη. Χρησιμοποιώ ένα σέρβο μεταλλικού γραναζιού επειδή ο ανεμιστήρας μου έχει έναν ανθεκτικό διακόπτη και γενικά, τα σερβίτσια μεταλλικών γραναζιών είναι πολύ λιγότερο πιθανό να σπάσουν από τα κανονικά πλαστικά σερβίτσια.

- Male to Male & Male to Female Jumper Wires - Αγοράστε εδώ (Amazon)

- Esp8266/NodeMCU Wifi Development Board - Αγοράστε εδώ (Amazon)

- Blynk (Δωρεάν εφαρμογή για κινητά διαθέσιμη στο App Store και το Google Play)

- Καλώδιο Micro USB για προγραμματισμό Esp8266/NodeMCU

- Διάφορα υλικά για την κατασκευή μιας συσκευής που επιτρέπει στο σερβο να μετακινεί το διακόπτη στον ανεμιστήρα. (Μια φωτογραφία της συσκευής μου θα συμπεριληφθεί πιο κάτω)

Βήμα 2: Καλωδίωση όλων

Το προσαρμοσμένο διάγραμμα καλωδίωσης για το Arduino φαίνεται παραπάνω.

*ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΣΗΜΕΙΩΣΗ*

Και τα δύο DHT11 και Esp8266/NodeMCU πρέπει να συνδεθούν στο Arduino. Το σερβο πρέπει επίσης να συνδεθεί με το Esp8266/NodeMCU.

Συνδέσεις:

DHT11 - Arduino

VCC - 5v (στο breadboard)

GND - GND (στο breadboard)

Σήμα (α) - Αναλογική καρφίτσα A0

_

Arduino - Esp8266/NodeMCU

Pinηφιακή ακίδα 8 - Pinηφιακή ακίδα 3 (D3)

Pinηφιακή ακίδα 9 - Pinηφιακή ακίδα 2 (D2)

_

Σερβο συνδέσεις

Κόκκινο καλώδιο - 5v (στο breadboard)

Μαύρο/καφέ σύρμα - GND (στο ψωμί)

Κίτρινο/πορτοκαλί καλώδιο - Digitalηφιακή ακίδα 0 (D0) στο Esp8266/NodeMCU

Βήμα 3: Προγραμματισμός του Arduino

Το αρχείο Arduino με δυνατότητα λήψης για το κύριο κύκλωμα Arduino βρίσκεται παρακάτω.

*ΣΠΟΥΔΑΙΟΣ*

Βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει τις απαιτούμενες βιβλιοθήκες (dht11 και LiquidCrystal)

*Εάν έχετε ήδη εγκαταστήσει και τις δύο αυτές βιβλιοθήκες (διπλός έλεγχος, καθώς υπάρχουν πολλές διαφορετικές βιβλιοθήκες DHT11), τότε μπορείτε να ανεβάσετε τον κωδικό Arduino από το παραπάνω αρχείο στο Arduino σας*

Για να κάνετε λήψη της LiquidCrystal Library, στο Arduino IDE, κάντε κλικ στο Sketch, Include Library και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στο Manage Libraries. Περιμένετε να φορτωθούν όλες οι βιβλιοθήκες και, στη συνέχεια, πληκτρολογήστε LiquidCrystal στη γραμμή αναζήτησης. Θα πρέπει να είναι η πρώτη βιβλιοθήκη που θα εμφανιστεί, από το Arduino και το Adafruit. (FYI αυτό μπορεί να είναι ήδη εγκατεστημένο, καθώς αυτή είναι μια από τις βιβλιοθήκες που συχνά ενσωματώνεται κατά τη λήψη του IDE. Αν είναι, τότε απλώς μεταβείτε στην επόμενη παράγραφο) Βεβαιωθείτε ότι είναι η πιο πρόσφατη έκδοση και κάντε κλικ Εγκαθιστώ. Όταν ολοκληρωθεί η εγκατάσταση, κλείστε έξω από το IDE.

Για να κάνετε λήψη της βιβλιοθήκης dht11, μεταβείτε εδώ και κάντε κλικ στο πράσινο κουμπί στα δεξιά που λέει "Κλωνοποίηση ή Λήψη" και κάντε κλικ στην επιλογή "Λήψη ταχυδρομικού ταχυδρομείου". Θα πρέπει να γίνει λήψη ενός αρχείου zip στη συσκευή σας. Ανοίξτε το αντίγραφο ασφαλείας του Arduino IDE και κάντε κλικ στο Sketch, Include Library και Add. ZIP Library. Επιλέξτε το συμπιεσμένο αρχείο ZIP που μόλις κατεβάσατε. Μόλις εγκατασταθεί επιτυχώς η βιβλιοθήκη, κλείστε ξανά το IDE. Ανοίξτε το ξανά και μεταβείτε στο Custom_Fan_AC_System. Τώρα μπορείτε να επιλέξετε τον πίνακα και τη θύρα σας και να τις ανεβάσετε στο Arduino.

Βήμα 4: Ρύθμιση του Blynk με το Esp8266/NodeMCU

Αρχικά, κατεβάστε την εφαρμογή Blynk είτε από το App Store (iOS) είτε από το Google Play Store (Android).

Ανοίξτε την εφαρμογή και δημιουργήστε έναν λογαριασμό. Δημιουργήστε ένα νέο έργο και ονομάστε το Αυτόματο σύστημα κλιματισμού ανεμιστήρα. Επιλέξτε Esp8266 ή NodeMCU για τη συσκευή (είτε θα πρέπει να λειτουργεί). Επιλέξτε Wifi ως τύπο σύνδεσης. Στη συνέχεια, κάντε κλικ στην επιλογή "Δημιουργία έργου". Θα πρέπει να δημιουργηθεί ένας κωδικός ελέγχου ταυτότητας. Αυτό θα χρησιμοποιηθεί αργότερα.

Τώρα κάντε κλικ στην οθόνη (ή σύρετε προς τα αριστερά) και θα εμφανιστεί ένα μενού. Κάντε κλικ στο κουμπί Styled και εισαγάγετε System Control ως όνομα. Για καρφίτσα, μεταβείτε στο Digitalηφιακό και επιλέξτε D1. Σύρετε τη λειτουργία από το πάτημα στο διακόπτη. Για το off label, ονομάστε το Δωμάτιο. Για την ετικέτα, ονομάστε το Κινητό. Στη συνέχεια, κάντε κλικ στο κουμπί OK στην επάνω δεξιά γωνία της οθόνης. Κάντε ξανά κλικ στην οθόνη για να μεταβείτε στο μενού και κάντε κλικ στο ρυθμιστικό. Ονομάστε το Fan Switch. Για το Pin, μεταβείτε στο Virtual και επιλέξτε V0. Εάν το καθορισμένο εύρος είναι από 0-1023, αλλάξτε το 1023 σε 180. Στη συνέχεια, κάντε κλικ στο κουμπί OK επάνω δεξιά. Κάντε κλικ στην οθόνη για τελευταία φορά και μετακινηθείτε προς τα κάτω μέχρι να δείτε το Segmented Switch. Κάντε κλικ στην επιλογή "Προσθήκη επιλογής" και επειδή ο ανεμιστήρας μου έχει τρεις ρυθμίσεις, Απενεργοποίηση, Χαμηλή και Υψηλή, ονόμασα την πρώτη επιλογή Ανενεργό, μετά Χαμηλό και μετά Υψηλό. ΜΗΝ ΣΥΝΔΕΣΕΤΕ ΑΥΤΗΝ ΤΗΝ ΑΛΛΑΓΗ ΣΕ PIN. Τοποθετήστε αυτόν τον διακόπτη κάτω από το ρυθμιστικό. (ο λόγος για αυτόν τον διακόπτη θα γίνει σαφής αργότερα)

_

Υπάρχει μια ακόμη βιβλιοθήκη (πιθανώς δύο) που πρέπει να εγκαταστήσετε και αυτή είναι η βιβλιοθήκη Blynk. Και πάλι, μεταβείτε στο Arduino IDE, στο Sketch, Include Library και, στη συνέχεια, στη Διαχείριση βιβλιοθηκών. Αναζητήστε το Blynk στο πλαίσιο αναζήτησης και θα εμφανιστεί αυτό του Volodymyr Shymanskyy. Κατεβάστε την τελευταία έκδοση και μόλις ολοκληρωθεί, κλείστε το IDE.

_

Βεβαιωθείτε ότι έχετε εγκαταστήσει τη βιβλιοθήκη Servo. Είναι μια ενσωματωμένη βιβλιοθήκη για το IDE, οπότε πρέπει να εγκατασταθεί. Η βιβλιοθήκη είναι των Michael Margolis και Arduino. Εάν δεν είναι εγκατεστημένο, εγκαταστήστε την πιο πρόσφατη έκδοση και βγείτε από το IDE.

_

Το Esp8266 πρέπει να ρυθμιστεί εντός του IDE. Είναι μάλλον απλό, απλώς ανοίξτε το IDE και μεταβείτε στο Αρχείο, Προτιμήσεις και στο πλαίσιο διευθύνσεων διευθύνσεων πρόσθετων πινάκων, πληκτρολογήστε:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266c…

Στη συνέχεια, κάντε κλικ στο OK.

_

Μεταβείτε στο Εργαλεία, στον πίνακα και, στη συνέχεια, στον πίνακα διαχείρισης. Αναζήτηση για Esp8266. Εάν δεν είναι εγκατεστημένο, εγκαταστήστε το και βγείτε ξανά από το IDE.

_

Ανοίξτε το IDE και συνδέστε το Esp8266/NodeMCU στη συσκευή σας με το καλώδιο Micro USB. Βεβαιωθείτε ότι το Arduino Uno είναι αποσυνδεδεμένο. Μεταβείτε στα Εργαλεία και επιλέξτε τη διαθέσιμη θύρα και για τον πίνακα, επιλέξτε NodeMCU 1.0 (Ενότητα Esp-12E).

_

Κατεβάστε το αρχείο για το Esp8266/NodeMCU παραπάνω και διαβάστε τα σχόλιά μου και συμπληρώστε τις απαραίτητες πληροφορίες. Μόλις γίνει αυτό, ανεβάστε το στον πίνακα.

Βήμα 5: Κατασκευή της συσκευής διακόπτη σερβο/ανεμιστήρα

Εδώ θα σας δείξω πώς έφτιαξα μια συσκευή για να επιτρέπεται στο σερβο να αλλάζει τον ανεμιστήρα μεταξύ Χαμηλού, Υψηλού και Απενεργοποιημένου.

Χρησιμοποίησα ένα κομμάτι καθαρού σωλήνα που ταιριάζει άνετα στον διακόπτη του ανεμιστήρα μου και χρησιμοποίησα κομμάτια Lego Technic για να δημιουργήσω ένα βραχίονα με συρόμενο μηχανισμό συγκράτησης που θα τοποθετηθεί κάτω από το παράθυρο, ακριβώς όπως ο ανεμιστήρας. Όλα εξαρτώνται από τον ανεμιστήρα σας και τη ρύθμιση του δωματίου. Έχω ένα γραφείο κοντά στον ανεμιστήρα, οπότε μπορώ να το τοποθετήσω σε κάτι στο γραφείο. Εάν δεν έχετε ένα σταθερό ακίνητο αντικείμενο κοντά στο παράθυρο, ίσως χρειαστεί να συνδέσετε απευθείας το σερβο στον ανεμιστήρα.

Ο βραχίονας Lego μπορεί να κινείται ελεύθερα για μια ορισμένη απόσταση, μια απόσταση που επιτρέπει στον διακόπτη να κινείται πλήρως από άκρο σε άκρο. Τοποθέτησα επίσης ένα κομμάτι Lego στο σερβο κόρνα χρησιμοποιώντας μερικές μικρές βίδες και ορειχάλκινους προσαρμογείς που συνοδεύονταν από τα servos. Δεν συγκράτησα έντονα τον βραχίονα Lego γύρω από τον σωλήνα που βρίσκεται στον διακόπτη, επειδή ο διακόπτης πρέπει να κινείται αρκετά ελεύθερα, επειδή η γωνία του σωλήνα αλλάζει λόγω του ότι ο διακόπτης είναι ημικύκλιος. Μόλις έφτιαξα ένα κουτί Lego γύρω από τον διακόπτη, έτσι ώστε ο βραχίονας να μην έχει πρόβλημα να ανοίξει και να σβήσει τον ανεμιστήρα. Υπάρχει ένα βίντεο παρακάτω που μπορείτε να κατεβάσετε και να παρακολουθήσετε και δείχνει το χέρι από κοντά και πώς κινεί το διακόπτη. Για δοκιμές!

Βήμα 6: Δοκιμή & Συνολική Επεξήγηση του Έργου

Αποφάσισα να κάνω αυτό το έργο αφού ο αδερφός μου και εγώ διαφωνήσαμε επανειλημμένα για τη θερμοκρασία του δωματίου μας. Μου αρέσει πολύ ο ανεμιστήρας, οπότε το δωμάτιο είναι πολύ δροσερό και καταλήγει να κλείνει τον ανεμιστήρα πολλές φορές, λέγοντας ότι κάνει πολύ κρύο. Επιπλέον, όταν κάνει ζέστη, μερικές φορές ξεχνάω να ανοίξω τον ανεμιστήρα όταν δεν είμαι στο δωμάτιο και όταν ανεβαίνω για ύπνο το δωμάτιο είναι τόσο ζεστό και πρέπει να ανοίξω τον ανεμιστήρα τότε, κάτι που δεν συμβαίνει Μην αλλάζετε τη θερμοκρασία αρκετά γρήγορα για έναν καλό ύπνο. Έτσι ξεκίνησα να φτιάξω ένα σύστημα που μπορεί να λύσει το πρόβλημα.

_

Αυτό το σύστημα έχει δύο στοιχεία: το αυτόματο μέρος και το χειροκίνητο μέρος

Το Αυτόματο Μέρος ελέγχεται από το Arduino, όπου παίρνει συνεχώς τη θερμοκρασία και την εμφανίζει στην οθόνη LCD. Το Arduino χρησιμοποιεί επίσης τα δύο κουμπιά για να ρυθμίσει την επιθυμητή θερμοκρασία του δωματίου. Στην αυτόματη λειτουργία ή τη λειτουργία δωματίου, το Arduino ενεργοποιεί τον ανεμιστήρα όταν η επιθυμητή θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από την πραγματική θερμοκρασία. Όταν επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία, απενεργοποιεί τον ανεμιστήρα. Η εφαρμογή Blynk χρησιμοποιείται για τον έλεγχο ολόκληρου του συστήματος, καθώς το κουμπί μπορεί να μετατρέψει τον ανεμιστήρα σε Λειτουργία δωματίου και σε Λειτουργία για κινητά, το οποίο επιτρέπει στον χρήστη να ελέγχει το σερβο και τον ανεμιστήρα από απόσταση. Όταν βρίσκεται σε λειτουργία Mobile, ο χρήστης χρησιμοποιεί το ρυθμιστικό για τον έλεγχο του σερβο. Το Arduino εξακολουθεί να εμφανίζει την τρέχουσα θερμοκρασία και την επιθυμητή θερμοκρασία στην οθόνη LCD.

_

Δοκιμή:

Μόλις ανεβάσετε τον κώδικα τόσο στο Arduino όσο και στο Esp8266/NodeMCU και δημιουργήσετε έναν τρόπο για τον σερβο για τον έλεγχο του διακόπτη ανεμιστήρα, πρέπει να ενεργοποιήσετε τα πάντα. Ενεργοποιήστε το Arduino και το Esp8266/NodeMCU (είτε μέσω USB, είτε από πηγή 5v, κλπ.) Και περιμένετε μερικά δευτερόλεπτα μέχρι να ενεργοποιηθούν όλα. Στη συνέχεια, ανοίξτε την εφαρμογή Blynk και εισαγάγετε την οθόνη του έργου και πατήστε το κουμπί αναπαραγωγής επάνω δεξιά. Θα πρέπει να συνδεθεί με το Esp8266/NodeMCU. Κάντε κλικ στα κουμπιά για να βεβαιωθείτε ότι ρυθμίζουν την επιθυμητή θερμοκρασία και βεβαιωθείτε ότι η οθόνη LCD αλλάζει επίσης μαζί της. Στην εφαρμογή Blynk, κάντε κλικ στο διακόπτη, ώστε το σύστημα να βρίσκεται σε Λειτουργία για κινητά. Στη συνέχεια, μετακινήστε το ρυθμιστικό και αφήστε το και θα δείτε την κίνηση σερβο (στη θέση του αριθμού των μοίρες που εμφανίζει το ρυθμιστικό. Εάν δεν εμφανίζει την τιμή, μεταβείτε στο ρυθμιστικό και ελέγξτε τον διακόπτη που λέει "Εμφάνιση τιμής "). Μετακινήστε το ρυθμιστικό μέχρι να λάβετε τους ακριβείς αριθμούς που μετακινούν το σερβο, έτσι ώστε ο ανεμιστήρας σας να ενεργοποιείται και να απενεργοποιείται. Εισαγάγετε αυτούς τους αριθμούς στον κωδικό Arduino. * Προγραμματίστηκα μόνο στις ρυθμίσεις χαμηλής και απενεργοποίησης, παρόλο που η δική μου έχει υψηλή ρύθμιση, καθώς η χαμηλή ρύθμιση είναι αρκετά ισχυρή * Ανεβάστε ξανά τον κώδικα στο Arduino.

Ο σκοπός του διαχωρισμένου διακόπτη κάτω από το ρυθμιστικό είναι να εμφανίσει τις τιμές για τις ρυθμίσεις στον ανεμιστήρα, καθώς θα ελέγχετε εξ αποστάσεως με το ρυθμιστικό. Άλλαξα το όνομα των επιλογών μου σε

Επιλογή 1. Απενεργοποίηση - (τιμή)

Επιλογή 2. Χαμηλή - (τιμή)

Επιλογή 3. Υψηλή - (τιμή)

Με αυτόν τον τρόπο ξέρω πού να βάλω το ρυθμιστικό όταν ελέγχω τον ανεμιστήρα από απόσταση. Θα πρέπει να εισαγάγετε τις τιμές σερβο στις επιλογές, ώστε να γνωρίζετε πού να μετακινήσετε το ρυθμιστικό. Στη συνέχεια, μπορείτε να αλλάξετε το Σύστημα ξανά σε Λειτουργία Δωματίου (Αυτόματη).

_

Μόλις γίνει αυτό. απλώς ρυθμίστε την επιθυμητή θερμοκρασία του δωματίου με τα δύο κουμπιά και το σύστημα Arduino θα κάνει τη δουλειά!

//

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις/προβλήματα, μη διστάσετε να τις αφήσετε παρακάτω και θα χαρώ να σας βοηθήσω!:)