HRV (Home Air Exchanger) Arduino Controller พร้อม Air Economizer: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ตัวควบคุม HRV Arduino พร้อมเครื่องประหยัดอากาศ

ดังนั้นประวัติของฉันกับโครงการนี้คือ ฉันอาศัยอยู่ในมินนิโซตา และแผงวงจรของฉันทอดบน LifeBreath 155Max HRV ของฉัน ฉันไม่ต้องการจ่ายเงิน 200 ดอลลาร์สำหรับอันใหม่

ฉันต้องการบางสิ่งบางอย่างด้วยเครื่องประหยัดอากาศเสมอ เนื่องจากสปริงและน้ำตกของเราที่นี่เป็นเวลาที่เหมาะสมที่สุดในการรับอากาศภายนอกที่มีความชื้นต่ำและปรับอากาศในบ้าน แทนที่จะเปิดเครื่องปรับอากาศหรือเปิดหน้าต่าง นี่คือที่ที่โครงการนี้เหมาะสม

ฉันเขียนคำอธิบายโดยละเอียดของการดำเนินการสำหรับโหมดทั้งหมด การควบคุมการตั้งค่า ฯลฯ ไว้ที่นี่ "HRV Control Narrative.docx"

ซอร์สโค้ด รูปภาพ แผนผังการเดินสาย และเอกสารทั้งหมด สามารถพบได้ในหน้า GitHub ของฉัน

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์

(1) Arduino ESP32 - ใช้เนื่องจากจำนวน GPIO ที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้ ESP8266 ไม่เพียงพอ GPIO

(1) 120V ถึง 5V สเต็ปดาวน์พาวเวอร์ซัพพลาย - อย่าใช้ PCB พาวเวอร์ซัพพลายราคาถูก ฉันผ่านอีกสองประเภทก่อนที่จะพบว่านี่เป็นประเภทที่เสถียรที่สุด

(2) เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DHT 22 - เซ็นเซอร์ภายในและเซ็นเซอร์ระยะไกลภายนอก วัดอุณหภูมิภายในและภายนอกและความชื้น

(1) 0.96 จอแสดงผล OLED สำหรับระบุโหมดท้องถิ่นที่ทำงานและสำหรับตัวบ่งชี้อุณหภูมิ/ความชื้น ตรวจสอบว่าคุณถอดปลั๊กและหมุดบัดกรีเพื่อให้บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับการสื่อสาร I2C คำแนะนำสำหรับ SPI และ I2C สามารถพบได้ที่นี่

(1) 8-Channel SSR 5 โวลต์บอร์ดรีเลย์ทริกเกอร์ระดับสูง

(1) LM1117 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นเพื่อจ่ายไฟ ESP32 ที่ 3.3V

(1) Rotary Encoder KY-040 & Knob ใช้เป็นปุ่มกด ฟังก์ชั่นในอนาคตที่จะรวมเมนูและสามารถเลือกโหมดการทำงานและควบคุมการตั้งค่า

(1) สิ่งที่แนบมากับจอแสดงผล OLED และตัวเข้ารหัส เอาตัวใหญ่ๆ ขนาด 100mmx68mmx50mm.

ขั้นตอนที่ 2: หลักการปฏิบัติงาน

วิธีการตั้งโปรแกรม HRV นี้มี 4 โหมด

ปิด - อธิบายตนเอง

ต่อเนื่อง- เปิด 20 / ปิด 40 พร้อมเวลาทำงานที่เปลี่ยนแปลงได้

อัตราการเข้าพักสูง - ความเร็วโบลเวอร์ 100% สำหรับค่าที่ตั้งไว้การหน่วงเวลาหมดเวลา ลองนึกภาพอาหารค่ำวันขอบคุณพระเจ้ากับแขก 20 คน

Air Economizer - เมื่ออากาศเย็นและต้องการอากาศภายนอกมากขึ้น ให้ดึงเข้าบ้าน คุณสามารถควบคุมอุณหภูมิ/ความชื้นภายในอาคารได้ก็ต่อเมื่อปลอดภัยตามสภาพกลางแจ้ง/ในร่มเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 3: ซอฟต์แวร์

Blynk App สำหรับ iOS ใช้เพื่อควบคุมและตรวจสอบสถานะของ HRV

Arduino เขียนสถานะอุณหภูมิ ความชื้น และอุปกรณ์ที่กำลังทำงานเพื่อกะพริบตาและอ่านค่าที่ตั้งไว้และเรียกใช้คำสั่งจากเซิร์ฟเวอร์ blynk สิ่งที่คุณต้องทำคือลงชื่อสมัครใช้บัญชีและรับโทเค็นการตรวจสอบสิทธิ์ มีบทเรียนออนไลน์มากมายเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นนี้

เมื่อคุณมีโทเค็นการตรวจสอบสิทธิ์สำหรับโครงการของคุณแล้ว ให้สแกนโค้ด QR นี้จากโทรศัพท์ของคุณในแอป blynk และมันจะดาวน์โหลดโปรเจ็กต์ที่กำหนดค่าไว้แล้วและพร้อมสำหรับ Arduino ของคุณ

ขั้นตอนที่ 4: รหัส ARDUINO

รหัสที่มาสามารถพบได้ที่นี่

ไลบรารีพิเศษที่คุณต้องติดตั้ง:

Blynk โดย Volodymyr Shymanskyy (v 0.4.10) - ใช้ BlynkSimpleEsp32.h เพื่ออ่านและเขียนข้อมูลไปยังแอป iOS

Adafruit SSD1306 โดย AdaFruit เวอร์ชัน 1.1.2 - ใช้ Adafruit_SSD1306.h, SPI.h & Wire.h สำหรับจอแสดงผล OLED ในเครื่อง

ArduinoOTA โดย Ivan Grokhotkov และ Miguel Ajo เวอร์ชัน 1.0.0 - ใช้ ArduinoOTA.h, mDNS.h, WiFiClient.h & WiFiUdp.h สำหรับการอัปเดตทางอากาศ

เมื่ออัปโหลดโค้ด การตั้งค่าสำเร็จที่ฉันใช้มีดังนี้:

บอร์ด: NodeMCU-32S

ความเร็วในการอัพโหลด: 512000

แฟลช: 40MHz

หมายเหตุ:

1.) เนื่องจากคุณใช้ไลบรารี OTA จอภาพแบบอนุกรมใน Arduino ide จะไม่ได้รับการสนับสนุน

ขั้นตอนที่ 5: สาธิต

ถอดปลั๊กสายไฟ HRV ออกเพื่อไม่ให้คุณทำงานร้อน ถ่ายภาพระยะใกล้จำนวนมากเพื่อเป็นข้อมูลสำรองในขณะที่คุณกำลังถอดสายออกเนื่องจากคุณจะพบว่ามีประโยชน์ในภายหลัง

ปุ่มกด ถอดปุ่มกดและสายแพออกจากด้านนอกของ HRV แล้วทิ้ง

PCB ถอดสายแพทั้งหมดเพื่อถอดบอร์ดและทิ้ง

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติมี 6 สาย คุณต้องการส่วนนี้ นี่คือการควบคุมความเร็วของมอเตอร์โบลเวอร์ 120 โวลต์ ความเร็วต่ำคือ 73 โวลต์และความเร็วสูงคือ 120 โวลต์และก๊อกในระหว่างนั้น หนีบขั้วต่อโดยสิ้นเปลืองความยาวของสายไฟให้น้อยที่สุด คุณจะต้องมีความยาว!!!. จัดทำเอกสารสีทันทีหรือในภายหลัง คุณสามารถใช้มัลติมิเตอร์ในภายหลังเพื่อตรึงก๊อกหม้อแปลงเพื่อรับแรงดันไฟฟ้าสำหรับความเร็วพัดลม ดูแผนภาพการเดินสายไฟของฉัน

Fan Motor มีเพียงสองลีดที่จะต่อเข้ากับบอร์ด SSR ใหม่ มอเตอร์ 120 โวลท์.

โซลินอยด์สำหรับแดมเปอร์มี 3 สาย (120 โวลต์ - ทั่วไป, เปิด, ปิด) คลิปที่ใกล้กับขั้วต่อและจะต่อเข้ากับบอร์ด SSR ใหม่

หมายเหตุ: หากคุณไม่มี HRV ของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติและหนึ่งในยูนิตใหม่กว่าที่พวกเขาใช้มอเตอร์ ECM คุณจะต้องควบคุมมอเตอร์ให้แตกต่างออกไป และรหัส/การเดินสายของฉันจะไม่ทำงานสำหรับระบบ HRV ของคุณ

ขั้นตอนที่ 6: การเดินสายไฟ

แผนภาพการเดินสายไฟสามารถพบได้ที่นี่

หลักการทั่วไปคือฉันมีพลังงาน 120v ทั้งหมดภายใน HRV และสายแพที่เชื่อมต่อกับจอแสดงผล OLED ระยะไกล

กล่องหุ้ม HRV ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟ 5v, หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ (ที่มีอยู่), บอร์ดรีเลย์ SSR, ฟิวส์ และบอร์ดฝ่าวงล้อม ฉันใช้บอร์ดฝ่าวงล้อมเพื่อให้เป็นวิธีที่ง่ายในการถอดสายแพในกรณีที่จำเป็นในการซ่อมบำรุง

OLED Enclosure ประกอบด้วยตัวควบคุม Arduino, OLED และปุ่มตัวเข้ารหัส

ส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้ พินเอาต์ และวิธีการใช้บอร์ดฝ่าวงล้อมมีการระบุอย่างชัดเจนในแผนภาพการเดินสายไฟ

ขั้นตอนที่ 7: ปิด

ฉันหวังว่านี่จะช่วยได้. ฉันใช้เวลาเปิด/ปิด 2 ปีในการดำเนินการโครงการนี้ให้เสร็จสิ้น เพียงแค่หาเวลาและความคิดริเริ่มในการทำโครงการนี้ ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับการอ่านสิ่งนี้และอาจเป็นแรงบันดาลใจให้ลองทำ

สิ่งที่ฉันจะทำแตกต่างออกไปหรือปรับปรุงในอนาคต

• รวม API สภาพอากาศแทนเซ็นเซอร์อุณหภูมิภายนอก ขณะนี้มีระยะเวลาสุ่มตัวอย่างที่ไม่มีความจำเป็น ดูคำอธิบายการควบคุม
• ใช้ฟังก์ชันการเชื่อมแบบ blynk และใส่เครื่องส่งอุณหภูมิภายในตัวบ้านไว้ที่ใดที่หนึ่ง ใช้ ESP-01 ผ่าน wifi สายริบบิ้นไม่เป็นระเบียบและทำให้โครงการง่ายขึ้น ดูเอกสาร Blynk API เกี่ยวกับการเชื่อมต่ออุปกรณ์สองเครื่อง
• ฉันต้องการเพิ่มไลบรารีเมนูลงในจอแสดงผล OLED เปลี่ยนจุดตั้งค่าในเครื่องและดูข้อมูลการดีบักทั้งหมดจากจอแสดงผล OLED นั่นจะเป็นการอุทิศเวลา แต่ฉันก็ยังอยากจะทำอย่างนั้นสักวัน
• เคลียร์โค้ดนิดหน่อย ยังคงมีสายการดีบักจำนวนมากแต่ไม่ได้สร้างความเสียหายให้กับการดำเนินการใดๆ