Φτηνός θερμοστάτης συνδεδεμένος στο διαδίκτυο: 12 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Ένα από τα πρώτα προϊόντα του Internet of Things που βρήκε τον δρόμο του σε πολλά νοικοκυριά είναι ο έξυπνος θερμοστάτης. Μπορούν να μάθουν όταν σας αρέσει το σπίτι σας να ζεσταίνεται και ποια θερμοκρασία δωματίου απαιτείται συνήθως.

Το ωραίο είναι ότι μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε τη θερμάστρα χρησιμοποιώντας το κινητό σας, ακόμη και όταν βρίσκεστε έξω από το σπίτι. Πολύ βολικό όταν ξεχάσατε να απενεργοποιήσετε εάν φύγετε ή όταν θέλετε να φτάσετε στο σπίτι σε ένα ωραίο και ζεστό σπίτι.

Το πρόβλημα είναι ότι αυτοί οι θερμοστάτες όπως το Nest και το Ecobee είναι αρκετά ακριβοί. Αλλά γιατί να πληρώσετε 250 δολάρια για κάτι που μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας, σωστά; Επιτρέψτε μου να σας δείξω πώς να φτιάξετε τον δικό σας έξυπνο, ηλεκτρονικό DIY θερμοστάτη για λιγότερο από 30 δολάρια. Ως μπόνους, μπορείτε ακόμη και να χρησιμοποιήσετε τον κώδικα που έγραψα για μια διαδικτυακή εφαρμογή για τον έλεγχο του θερμοστάτη σας και σας δείχνω πώς να φτιάξετε μια μεταλλική χωρητική θήκη αφής για τον θερμοστάτη που θα εντυπωσιάσει ακόμη και τους πιο τρελούς φίλους.

Βήμα 1: Τι χρειάζεστε για να φτιάξετε τον δικό σας έξυπνο θερμοστάτη

Ο θερμοστάτης μου είναι σχετικά εύκολος στην κατασκευή (αν γνωρίζετε πώς να κολλήσετε και αυτό είναι επίσης εύκολο) και χρησιμοποιεί άμεσα διαθέσιμα εξαρτήματα:

• Adafruit Huzzah ESP8266 (9,95 $)
• Υπομονάδα DHT22 (6, 95 σε ευρώ, προτιμώ αυτά που βρίσκονται σε πίνακα)
• Ρελέ (κοστίζουν λιγότερο από δύο δολάρια)
• Τροφοδοτικό που μπορεί να τροφοδοτήσει 5 βολτ σε 2 αμπέρ (κάθε φορτιστής τηλεφώνου θα λειτουργήσει καλά)
• Perfboard (μου αρέσουν οι Adafruits perma-proto σανίδες)
• Σύρμα άλτης αρσενικό-θηλυκό
• Σύρμα συγκόλλησης (χρησιμοποιήστε χωρίς μόλυβδο, είναι καλύτερο για εσάς)

Μπορείτε να ακολουθήσετε πολλούς τρόπους για μια θήκη στον τοίχο, αλλά για αυτό που έκανα θα χρειαστείτε αυτό:

• 2 Micro-servos (όπως το SG92R, 6 ευρώ το καθένα)
• Μεταλλική θήκη (χρησιμοποίησα μια παλιά μονάδα cd-rom)
• 4 LED
• NPN-τρανζίστορ (τύπος BC547)
• Αντιστάσεις (220 ohm και ένα ζευγάρι 330 kilo-ohm)
• Κομμάτι πλεξιγκλάς
• Κομμάτι ξύλο
• Κομμάτια μικρότερων αντικειμένων όπως βίδες και σύρμα σιδήρου

Για να δημιουργήσετε το κύκλωμα χρειάζεστε μόνο ένα συγκολλητικό σίδερο. Ένα πολύμετρο είναι τρομερά βολικό για να ελέγξετε αν έχετε συνδέσει τα πάντα σωστά. Στον υπολογιστή σας θα χρειαστείτε το λογισμικό Arduino και έναν μετατροπέα USB σε σειριακό ή καλώδιο για να ανεβάσετε λογισμικό στο τσιπ ESP8266.

Για να κόψω το μέταλλο για τη θήκη, χρησιμοποίησα ένα Dremel. Ένα ηλεκτρικό τρυπάνι, ένα πριόνι αντιμετώπισης και ένα πιστόλι κόλλας είναι επίσης χρήσιμα. Εάν πρόκειται να τραβήξετε ένα επιπλέον καλώδιο για να τροφοδοτήσετε τον θερμοστάτη, μπορεί επίσης να χρειαστείτε ένα εργαλείο έλξης σύρματος και σπρέι πυριτίου.

Βήμα 2: Πώς λειτουργεί λοιπόν ένας θερμοστάτης;

Στα περισσότερα σπίτια με κεντρική θέρμανση, ένα καλώδιο περνά μέσα από έναν σωλήνα στον τοίχο μεταξύ του θερμαντήρα και του θερμοστάτη στο σαλόνι.

Ο θερμοστάτης δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένας διακόπτης, ένας που ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τη θερμάστρα. Διαθέτει καντράν ή κουμπιά για τη ρύθμιση της επιθυμητής θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία στο δωμάτιο πέσει κάτω από τη ρυθμισμένη θερμοκρασία, ο θερμοστάτης συνδέει τα καλώδια που προέρχονται από τη θερμάστρα. Έτσι ξέρει ο θερμαντήρας ότι πρέπει να ανάψει. Μια αντλία κυκλοφορίας μέσα στο θερμαντήρα θα αντλεί ζεστό νερό μέσω των θερμαντικών σωμάτων στο σπίτι, έως ότου η θερμοκρασία είναι πάνω από την καθορισμένη θερμοκρασία, οπότε ο θερμοστάτης θα αποσυνδέσει τα δύο καλώδια.

Εάν έχετε πολλά καλώδια που βγαίνουν από τον τοίχο, μπορείτε να δοκιμάσετε ποια δύο χρειάζεστε απλά συνδέοντάς τα και (έχετε έναν φίλο) ακούστε εάν ανάβει ο θερμαντήρας (συνήθως είναι κόκκινο και μπλε σύρμα).

Χαζές θερμάστρες και έξυπνες θερμάστρες

Οι περισσότεροι θερμαντήρες είναι αρκετά έξυπνοι για να πεταχτούν από καιρό σε καιρό, για να επιτρέψουν την άντληση ζεστού νερού μέσω του συστήματος πριν από τη θέρμανση ξανά. Αυτό εξοικονομεί ενέργεια. Ωστόσο, ορισμένοι θερμαντήρες παλαιότερου τύπου δεν το κάνουν αυτό και θα πρέπει να τους βοηθήσετε λίγο, ανακαλύπτοντας ποιος κύκλος λειτουργίας είναι πιο αποτελεσματικός και αλλάξτε ανάλογα τον κωδικό στον θερμοστάτη.

Υπάρχει ένα άλλο πράγμα που πρέπει να λάβετε υπόψη. Στο σπίτι μου, ο θερμαντήρας είναι της πειθαρχικής διαμόρφωσης, τόσο απλός ο διακόπτης ενεργοποίησης και απενεργοποίησης. Αλλά οι νεότεροι θερμαντήρες αναμένουν ότι οι θερμοστάτες θα χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο OpenTherm. Με αυτόν τον τρόπο, οι θερμοστάτες όχι μόνο λένε στον θερμαντήρα να ανάβει και να απενεργοποιείται, αλλά και πόσο ζεστό είναι το νερό στο σύστημα. Δεν υπάρχει πρόβλημα: υπάρχουν επίσης διαθέσιμες βιβλιοθήκες OpenTherm για το Arduino.

Βήμα 3: Συγκόλληση του ESP8266

Η μονάδα ESP8266 πιθανότατα θα σας σταλεί ταχυδρομικά, αλλά χωρίς να κολληθούν οι μαύρες κεφαλίδες. Μόλις το κάνετε αυτό, κολλήστε ολόκληρο το αντικείμενο στο protoboard. Βεβαιωθείτε ότι έχετε τοποθετήσει τις σειρές καρφίτσες και στις δύο πλευρές του κενού χώρου στη μέση, ώστε να μην συνδέονται.

Κόψτε και απογυμνώστε ένα κοντό σύρμα (κατά προτίμηση κόκκινο, αυτός είναι ο σωστός τρόπος) για να συνδέσετε το ESP8266 στο τροφοδοτικό. Συγκολλήστε το σύρμα στο protoboard ακριβώς δίπλα στην καρφίτσα στο τσιπ όπου γράφει "Vbat". Συγκολλήστε το άλλο άκρο του σύρματος στη σειρά με την κόκκινη γραμμή (δείτε την εικόνα παρακάτω). Κάντε το ίδιο με ένα μαύρο νήμα και κολλήστε το μεταξύ "GND" (για "γείωση") στο τσιπ και στη σειρά με τη μαύρη (ή μπλε) γραμμή.

Στη συνέχεια, κολλήστε έναν μικρό βιδωτό ακροδέκτη στο πρωτόκολλό σας, ώστε να μπορείτε να συνδέσετε εύκολα τα καλώδια από το τροφοδοτικό στη ράγα 5 Volts αργότερα.

Το τσιπ με τη σειρά του τροφοδοτεί τον αισθητήρα, οπότε στην αντίθετη πλευρά του πρωτοκόρδου σας συγκολλάτε ένα καλώδιο μεταξύ της εξόδου 3V του ESP8266 στην κόκκινη σειρά και από τον πείρο GND στην μπλε σειρά. Τώρα έχετε στο protobord σας μια ράγα 5 Volts, μια ράγα 3,3 Volts και δύο ράγες εδάφους.

Μετά τη συγκόλληση, έκοψα τον πίνακα σε μικρότερο μέγεθος χρησιμοποιώντας ένα πριόνι, ώστε να ταιριάζει αργότερα στη θήκη μου. Probablyσως είναι καλύτερα να το κάνετε αυτό πριν από τη συγκόλληση, αλλά τότε πρέπει να είστε καλύτερος προγραμματιστής από μένα.

Το έβαλα στο ξύλο με μικρές βίδες, μαζί με τα άλλα εξαρτήματα του θερμοστάτη.

Βήμα 4: Καλωδίωση του αισθητήρα θερμοκρασίας και του ρελέ στο τσιπ

Δεύτερο βραβείο στον διαγωνισμό ασύρματης σύνδεσης