เทอร์โมสตัทที่เชื่อมต่อกับเว็บราคาถูก: 12 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

หนึ่งในผลิตภัณฑ์ Internet of Things แรกที่เข้าสู่ครัวเรือนจำนวนมากคือตัวควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ พวกเขาสามารถเรียนรู้ได้เมื่อคุณต้องการให้บ้านของคุณอุ่นขึ้นและอุณหภูมิห้องใดที่มักจะต้องการ

สิ่งที่ยอดเยี่ยมคือสามารถใช้เพื่อเปิดและปิดเครื่องทำความร้อนโดยใช้มือถือของคุณได้ แม้ว่าคุณจะอยู่นอกบ้านก็ตาม มีประโยชน์มากเมื่อคุณลืมปิดเมื่อออกหรือเมื่อคุณต้องการกลับบ้านเพื่อบ้านที่อบอุ่นและน่าอยู่

ปัญหาคือเทอร์โมสแตทเช่น Nest และ Ecobee ค่อนข้างแพง แต่ทำไมต้องจ่ายเงิน 250 ดอลลาร์สำหรับบางสิ่งที่คุณสามารถสร้างได้ด้วยตัวเองใช่ไหม? ให้ฉันแสดงวิธีสร้างเทอร์โมสแตท DIY ออนไลน์อัจฉริยะของคุณเองด้วยเงินน้อยกว่า 30 เหรียญ เป็นโบนัส คุณยังสามารถใช้โค้ดที่ฉันเขียนสำหรับเว็บแอปเพื่อควบคุมเทอร์โมสตัทของคุณ และผมจะแสดงวิธีสร้างเคสแบบสัมผัสโลหะสำหรับเทอร์โมสแตทที่จะสร้างความประทับใจให้กับเพื่อนๆ ที่โง่ที่สุด

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการเพื่อสร้างเครื่องควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะของคุณเอง

เทอร์โมสตัทของฉันสร้างได้ง่าย (ถ้าคุณรู้วิธีบัดกรีและนั่นก็ง่ายด้วย) และใช้ส่วนประกอบที่หาได้ง่าย:

• Adafruit Huzzah ESP8266 ($9.95)
• โมดูล DHT22 (6, 95 ในยูโร ฉันชอบโมดูลบนกระดานแยก)
• รีเลย์ (พวกเขาไปน้อยกว่าสองดอลลาร์)
• แหล่งจ่ายไฟที่สามารถจ่ายไฟได้ 5 โวลต์ที่ 2 แอมป์ (ที่ชาร์จโทรศัพท์ใด ๆ ก็ใช้งานได้ดี)
• Perfboard (ฉันชอบบอร์ด Adafruits perma-proto)
• สายจัมเปอร์ ชาย-หญิง
• ลวดบัดกรี (ใช้ตะกั่วฟรีดีกว่าสำหรับคุณ)

คุณสามารถทำเคสบนผนังได้หลายวิธี แต่สำหรับสิ่งที่ฉันทำ คุณจะต้องการสิ่งนี้:

• 2 ไมโครเซอร์โว (เช่น SG92R ตัวละ 6 ยูโร)
• เคสโลหะ (ฉันใช้ไดรฟ์ซีดีรอมเก่า)
• ไฟ LED 4 ดวง
• ทรานซิสเตอร์ NPN (ชนิด BC547)
• ตัวต้านทาน (220 โอห์มและคู่ 330 กิโลโอห์ม)
• ลูกแก้ว
• ท่อนไม้
• เศษของเล็กๆ เช่น สกรูและลวดเหล็ก

ในการสร้างวงจรคุณต้องใช้หัวแร้งเท่านั้น มัลติมิเตอร์มีประโยชน์มากในการตรวจสอบว่าคุณเชื่อมต่อทุกอย่างถูกต้องหรือไม่ ในคอมพิวเตอร์ของคุณ คุณจะต้องใช้ซอฟต์แวร์ Arduino และตัวแปลง USB เป็นซีเรียลหรือสายเคเบิลเพื่ออัปโหลดซอฟต์แวร์ไปยังชิป ESP8266

ในการตัดโลหะสำหรับเคส ฉันใช้เดรเมล สว่านไฟฟ้า เลื่อยเผชิญปัญหา และปืนกาวก็มีประโยชน์เช่นกัน หากคุณกำลังจะดึงสายเคเบิลพิเศษเพื่อจ่ายไฟให้กับตัวควบคุมอุณหภูมิ คุณอาจต้องใช้เครื่องมือดึงลวดและสเปรย์ซิลิโคน

ขั้นตอนที่ 2: ดังนั้นเทอร์โมสตัททำงานอย่างไร

ในบ้านส่วนใหญ่ที่มีระบบทำความร้อนจากส่วนกลาง ลวดจะไหลผ่านท่อในผนังระหว่างเครื่องทำความร้อนและตัวควบคุมอุณหภูมิในห้องนั่งเล่น

เทอร์โมสแตทไม่มีอะไรมากไปกว่าสวิตช์ที่จะเปิดและปิดฮีตเตอร์ มีแป้นหมุนหรือปุ่มสำหรับตั้งอุณหภูมิที่ต้องการ เมื่ออุณหภูมิในห้องลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิที่ตั้งไว้ เทอร์โมสตัทจะเชื่อมต่อสายไฟที่มาจากฮีตเตอร์ นั่นเป็นวิธีที่เครื่องทำความร้อนรู้ว่าควรเปิดเครื่อง ปั๊มหมุนเวียนภายในฮีตเตอร์จะสูบน้ำร้อนผ่านหม้อน้ำในบ้าน จนกว่าอุณหภูมิจะสูงกว่าอุณหภูมิที่ตั้งไว้ ซึ่งเทอร์โมสตัทจะถอดสายไฟทั้งสองออก

หากคุณมีสายไฟหลายเส้นออกมาจากผนัง คุณสามารถทดสอบว่าต้องใช้สองเส้นใดโดยเชื่อมต่อแล้ว (ให้เพื่อน) ฟังว่าฮีตเตอร์เปิดอยู่หรือไม่ (โดยปกติแล้วจะเป็นสายสีแดงและสีน้ำเงิน)

เครื่องทำความร้อนใบ้และเครื่องทำความร้อนอัจฉริยะ

เครื่องทำความร้อนส่วนใหญ่ฉลาดพอที่จะเค้นกลับเป็นครั้งคราว เพื่อให้น้ำร้อนไหลผ่านระบบก่อนที่จะให้ความร้อนเต็มอีกครั้ง ที่ช่วยประหยัดพลังงาน อย่างไรก็ตาม เครื่องทำความร้อนรุ่นเก่าบางรุ่นไม่ทำอย่างนั้น และคุณจะต้องช่วยพวกเขาเล็กน้อยโดยค้นหาว่ารอบการทำงานใดมีประสิทธิภาพมากที่สุดและเปลี่ยนรหัสในเทอร์โมสตัทตามนั้น

มีอีกสิ่งหนึ่งที่ต้องคำนึงถึง ในบ้านของฉัน ฮีตเตอร์เป็นการโน้มน้าวใจแบบมอดูเลต สวิตช์เปิดปิดที่ง่ายมาก แต่เครื่องทำความร้อนที่ใหม่กว่าจะคาดหวังว่าตัวควบคุมอุณหภูมิจะใช้โปรโตคอล OpenTherm ด้วยวิธีนี้ เทอร์โมสแตทไม่เพียงแต่บอกให้ฮีตเตอร์เปิดและปิดเครื่อง แต่ยังบอกด้วยว่าน้ำร้อนในระบบควรให้ความร้อนเท่าไร ไม่ใช่ปัญหา: มีไลบรารี OpenTherm สำหรับ Arduino ด้วย

ขั้นตอนที่ 3: บัดกรี ESP8266

โมดูล ESP8266 อาจได้รับการจัดส่งถึงคุณโดยสมบูรณ์ แต่ไม่มีส่วนหัวสีดำที่บัดกรี เมื่อคุณทำเสร็จแล้วให้ประสานสิ่งทั้งหมดเข้ากับโปรโตบอร์ด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณวางแถวของหมุดไว้ที่ด้านใดด้านหนึ่งของช่องว่างตรงกลางเพื่อไม่ให้เชื่อมต่อกัน

ตัดและปอกสายสั้น (ควรเป็นสีแดง เป็นวิธีที่เหมาะสม) เพื่อเชื่อมต่อ ESP8266 กับแหล่งจ่ายไฟ บัดกรีลวดบนโปรโตบอร์ดถัดจากพินบนชิปที่มีข้อความ 'Vbat' ประสานปลายอีกด้านของลวดเข้ากับแถวด้วยเส้นสีแดง (ดูภาพประกอบด้านล่าง) ทำเช่นเดียวกันกับด้ายสีดำ และประสานระหว่าง 'GND' (สำหรับ 'กราวด์') บนชิปและแถวที่มีเส้นสีดำ (หรือสีน้ำเงิน)

จากนั้นบัดกรีขั้วต่อสกรูขนาดเล็กบนโพรโทบอร์ดของคุณ เพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อสายไฟจากแหล่งจ่ายไฟไปยังราง 5 โวลต์ในภายหลังได้อย่างง่ายดาย

ในทางกลับกันชิปจะจ่ายพลังงานให้กับเซ็นเซอร์ ดังนั้นในฝั่งตรงข้ามของโพรโทบอร์ดของคุณจะบัดกรีลวดระหว่างเอาต์พุต 3V ของ ESP8266 กับแถวสีแดง และจากพิน GND ไปยังแถวสีน้ำเงิน ตอนนี้คุณมีราง 5 โวลต์ ราง 3.3 โวลต์ และรางภาคพื้นดินสองราง

หลังจากการบัดกรี ฉันตัด perfboard ให้มีขนาดเล็กลงโดยใช้เลื่อยเผชิญปัญหา เพื่อให้พอดีกับเคสของฉันในภายหลัง มันอาจจะดีกว่าที่จะทำสิ่งนี้ก่อนที่จะบัดกรี แต่คุณต้องเป็นนักวางแผนที่ดีกว่าฉัน

ฉันติดมันเข้ากับไม้ด้วยสกรูเล็กๆ ร่วมกับส่วนประกอบอื่นๆ ในเทอร์โมสตัท

ขั้นตอนที่ 4: การเดินสายเซ็นเซอร์อุณหภูมิและรีเลย์ไปยังชิป

รางวัลที่สองในการประกวดไร้สาย