Контроллер Arduino HRV (домашний воздухообменник) с экономайзером воздуха: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Контроллер HRV Arduino с экономайзером воздуха

Итак, моя история с этим проектом такова, что я живу в Миннесоте, и моя печатная плата зажарена на моем LifeBreath 155Max HRV. Я не хотел платить 200 долларов за новый.

Я всегда хотел что-то с воздушным экономайзером, так как наши пружины и водопады здесь идеальное время, чтобы принять прохладный наружный воздух с низкой влажностью и кондиционировать дом, а не включать кондиционер или открывать окна. Вот где подходит этот проект.

Я написал подробное описание работы для всех режимов, управления заданными значениями и т. Д. Можно найти здесь "HRV Control Narrative.docx"

Весь исходный код, фотографии, схемы подключения и документацию можно найти на моей странице GitHub.

Шаг 1: АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

(1) Arduino ESP32 - используется из-за количества GPIO, необходимого для этого проекта. ESP8266 просто не хватало GPIO.

(1) понижающий источник питания с 120 В до 5 В - не используйте дешевые печатные платы блока питания. Я прошел через два других типа, прежде чем обнаружил, что это самый стабильный.

(2) Температурные датчики DHT 22 - Внутренний датчик и Внешний удаленный датчик. Измерьте температуру и влажность внутри и снаружи.

(1) 0,96-дюймовый OLED-дисплей для локальной индикации режима, в котором он работает, и для индикации температуры / влажности. Убедитесь, что вы выпаяли и припаяли контакты, чтобы плата была настроена для связи I2C. Инструкции для SPI и I2C можно найти здесь.

(1) 8-канальная плата реле триггера высокого уровня SSR, 5 В

(1) Линейный регулятор напряжения LM1117 для питания ESP32 при 3,3 В

(1) Поворотный энкодер KY-040 и ручка используются в качестве кнопки. Будущие функции включают меню и возможность выбора режимов работы и контрольных значений.

(1) Корпус для OLED-дисплея и корпус. Возьми большой. Размеры 100 мм x 68 мм x 50 мм.

Шаг 2: Принцип работы

Этот HRV программируется в 4 режимах.

Выкл. - не требует пояснений

Непрерывный - Вкл. 20 / Выкл. 40 с переменным временем работы.

Высокая загруженность - 100% скорость вентилятора для заданного значения задержки выключения. Представьте себе праздничный ужин с 20 гостями.

Экономайзер воздуха - когда воздух на улице прохладнее и желательнее, втяните его в дом. Вы контролируете заданные значения температуры / влажности в помещении только тогда, когда это безопасно, исходя из внешних / внутренних условий.

Шаг 3: ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Приложение Blynk для iOS используется для контроля и мониторинга состояния ВСР.

Arduino записывает температуру, влажность и состояние работы оборудования в blynk, считывает заданные значения и запускает команды с сервера blynk. Все, что вам нужно сделать, это зарегистрировать учетную запись и получить токен авторизации. В Интернете есть множество руководств, как это сделать.

Как только у вас будет токен аутентификации для вашего проекта, отсканируйте этот QR-код со своего телефона в приложении blynk, и он загрузит проект, уже настроенный и готовый для вашего Arduino.

Шаг 4: КОД ARDUINO

Исходный код можно найти здесь.

Специальные библиотеки, которые необходимо установить:

Blynk от Владимира Шиманского (v 0.4.10) - использует BlynkSimpleEsp32.h для чтения и записи данных в свое приложение iOS.

Adafruit SSD1306 от AdaFruit Version 1.1.2 - использует Adafruit_SSD1306.h, SPI.h и Wire.h для локального OLED-дисплея

ArduinoOTA от Ивана Грохоткова и Мигеля Аджо, версия 1.0.0 - использует ArduinoOTA.h, mDNS.h, WiFiClient.h и WiFiUdp.h для беспроводных обновлений.

При загрузке кода я использовал следующие успешные настройки:

Плата: NodeMCU-32S

Скорость загрузки: 512000

Вспышка: 40 МГц

Примечания:

1.) Поскольку вы используете библиотеки OTA, последовательный монитор в arduino ide не будет поддерживаться.

Шаг 5: демонстрация

Отсоедините шнур питания HRV, чтобы не работать с ним в горячем состоянии. Сделайте много снимков крупным планом в качестве резервной копии, пока вы удаляете провода, так как позже вы найдете их полезными.

Клавиатура снимите клавиатуру и ленточный кабель с внешней стороны блока HRV и выбросьте.

PCB Отсоедините все ленточные кабели, чтобы снять плату и выбросить.

Автотрансформатор имеет 6 проводов. ВАМ НУЖНА ЭТА ЧАСТЬ. Он контролирует скорость 120-вольтового электродвигателя вентилятора. Низкая скорость составляет 73 вольта, а высокая скорость - 120 вольт с промежуточными отводами. Обрежьте соединитель, тратя как можно меньшую длину провода. ВАМ НУЖНА ДЛИНА !!!. Задокументируйте цвета сейчас или позже. Позже вы можете использовать мультиметр для определения выводов трансформатора, чтобы получить напряжение для скорости вращения вентилятора. См. Мою схему подключения.

У двигателя вентилятора есть только два вывода, которые будут подключены к новой плате SSR. Мотор на 120 вольт.

Соленоид заслонки имеет 3 провода (120 вольт - общий, открытый, закрытый). Закрепите близкий к разъему разъем, и он будет подключен к новой плате SSR.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если у вас нет HRV с автотрансформатором и в одном из новых блоков, в которых используются двигатели ECM, вам нужно будет управлять двигателем по-другому, и мой код / проводка не будет работать для вашей системы HRV.

Шаг 6: Подключение

Схема подключения находится здесь.

Общий принцип заключается в том, что у меня есть вся мощность 120 В внутри HRV и ленточный кабель, подключенный к удаленному OLED-дисплею.

Корпус HRV содержит источник питания 5 В, автотрансформатор (существующий), плату реле SSR, предохранители и коммутационную плату. Я использовал коммутационные платы, чтобы легко отсоединить ленточный кабель на случай, если мне понадобится что-нибудь обслужить.

Корпус OLED содержит контроллер Arduino, OLED и кнопку кодировщика.

Все эти компоненты, расположение выводов и подключение коммутационных плат четко обозначены на схеме подключения.

Шаг 7: закрытие

Надеюсь, это поможет. Мне потребовалось 2 года включения / выключения, чтобы завершить этот проект, я просто нашел время и инициативу для этого проекта. Надеюсь, вам понравилось это читать и, возможно, вы вдохновили попробовать это.

Вещи, которые я бы сделал по-другому, или будущие улучшения.

• Включите API погоды вместо датчика наружной температуры. Прямо сейчас у него есть период выборки, в котором нет необходимости. См. Описание управления.
• Используйте функцию моста blynk и поместите датчик внутренней температуры где-нибудь в доме. Используйте ESP-01 по Wi-Fi. Ленточные кабели были беспорядком и упростили бы проект. См. Документацию Blynk API о соединении двух устройств.
• Я хотел добавить библиотеку меню на OLED-дисплей. Измените уставки локально и просмотрите всю отладочную информацию на OLED-дисплее. Это потребовало бы времени, но я все же хотел бы сделать это когда-нибудь.
• Немного очистите код. Многие строки отладки все еще существуют, но ничего не мешают работе.