Bộ điều khiển Arduino HRV (Home Air Exchanger) Với Air Economizer: 7 bước (có Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Bộ điều khiển Arduino HRV với Bộ tiết kiệm không khí

Vì vậy, lịch sử của tôi với dự án này là tôi sống ở Minnesota và bảng mạch của tôi được chiên trên LifeBreath 155Max HRV của tôi. Tôi không muốn trả 200 đô la cho một cái mới.

Tôi luôn muốn thứ gì đó có máy tiết kiệm không khí vì các con suối và thác của chúng tôi ở đây là thời điểm hoàn hảo để hít thở không khí có độ ẩm thấp mát mẻ bên ngoài và điều hòa ngôi nhà hơn là bật điều hòa không khí hoặc mở cửa sổ. Đây là nơi mà dự án này phù hợp.

Tôi đã viết mô tả chi tiết về hoạt động cho tất cả các chế độ, điều khiển điểm đặt, v.v. có thể được tìm thấy tại đây "HRV Control Narrative.docx"

Tất cả mã nguồn, hình ảnh, sơ đồ đi dây và tài liệu có thể được tìm thấy trên trang GitHub của tôi.

Bước 1: PHẦN CỨNG

(1) Arduino ESP32 - Được sử dụng do số lượng GPIO cần thiết cho dự án này. ESP8266 không đủ GPIO.

(1) Nguồn điện từ 120V đến 5V - Không sử dụng nguồn điện rẻ tiền PCB. Tôi đã xem qua hai loại khác trước khi tôi phát hiện ra rằng đây là loại ổn định nhất.

(2) Cảm biến nhiệt độ DHT 22 - Cảm biến bên trong & Cảm biến từ xa bên ngoài. Đo nhiệt độ và độ ẩm bên trong và bên ngoài.

(1) Màn hình OLED 0,96 cho chỉ báo cục bộ về chế độ nó đang hoạt động và chỉ báo nhiệt độ / độ ẩm. Hãy đảm bảo bạn đã khử ẩm và hàn các chân để bo mạch đó được định cấu hình cho giao tiếp I2C. Bạn có thể tìm thấy hướng dẫn về SPI và I2C tại đây.

(1) Bảng chuyển tiếp kích hoạt mức cao 8 kênh SSR 5 Volt

(1) Bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính LM1117 để cấp nguồn cho ESP32 ở 3.3V

(1) Bộ mã hóa quay KY-040 & Núm dùng làm nút nhấn. Chức năng trong tương lai bao gồm một menu và có thể chọn chế độ hoạt động và điều khiển các điểm đặt.

(1) Vỏ bọc để chứa màn hình OLED và bộ mã hóa. Lấy cái lớn. Kích thước là 100mmx68mmx50mm.

Bước 2: Hiệu trưởng hoạt động

Cách HRV này được lập trình ở 4 chế độ.

Tắt - Tự giải thích

Liên tục - Bật 20 / Tắt 40 với thời gian chạy thay đổi.

Công suất cao - 100% tốc độ quạt gió cho một điểm đặt thời gian trễ tắt theo thời gian. Hãy tưởng tượng bữa tối lễ tạ ơn với 20 khách.

Tiết kiệm không khí - Khi không khí bên ngoài mát hơn và hấp dẫn hơn thì hãy kéo vào nhà. Bạn chỉ kiểm soát các điểm cài đặt nhiệt độ / độ ẩm trong nhà khi nó an toàn dựa trên điều kiện ngoài trời / trong nhà.

Bước 3: PHẦN MỀM

Ứng dụng Blynk dành cho iOS được sử dụng để kiểm soát và giám sát trạng thái của HRV.

Arduino ghi nhiệt độ, độ ẩm và trạng thái chạy thiết bị vào blynk và đọc các điểm đặt và chạy lệnh từ máy chủ blynk. Tất cả những gì bạn cần làm là đăng ký tài khoản và nhận mã thông báo xác thực. Có rất nhiều hướng dẫn trực tuyến về cách làm điều này.

Sau khi bạn có mã xác thực cho dự án của mình, hãy quét mã QR này từ điện thoại của bạn trong ứng dụng blynk và nó sẽ tải xuống dự án đã được định cấu hình và sẵn sàng cho arduino của bạn.

Bước 4: MÃ ARDUINO

Mã nguồn có thể được tìm thấy ở đây.

Các thư viện đặc biệt bạn cần cài đặt:

Blynk của Volodymyr Shymanskyy (v 0.4.10) - sử dụng BlynkSimpleEsp32.h để đọc và ghi dữ liệu vào ứng dụng iOS của họ.

Adafruit SSD1306 của AdaFruit Phiên bản 1.1.2 - sử dụng Adafruit_SSD1306.h, SPI.h & Wire.h cho màn hình OLED cục bộ

ArduinoOTA của Ivan Grokhotkov và Miguel Ajo phiên bản 1.0.0 - sử dụng ArduinoOTA.h, mDNS.h, WiFiClient.h & WiFiUdp.h để cập nhật qua mạng.

Khi tải lên mã, các cài đặt thành công mà tôi đã sử dụng như sau:

Bo mạch: NodeMCU-32S

Tốc độ tải lên: 512000

Đèn flash: 40MHz

Ghi chú:

1.) Vì bạn đang sử dụng thư viện OTA nên màn hình nối tiếp trong arduino Ide sẽ không được hỗ trợ.

Bước 5: Demo

Rút dây nguồn HRV để bạn không làm việc trên máy nóng. Chụp nhiều ảnh cận cảnh làm bản sao lưu trong khi bạn tháo dây vì bạn sẽ thấy chúng hữu ích sau này.

Bàn phím tháo bàn phím và cáp ruy-băng ra khỏi bên ngoài HRV và vứt bỏ.

PCB Ngắt kết nối tất cả các cáp ruy-băng để tháo bo mạch và vứt bỏ.

Máy biến áp tự ngẫu có 6 dây. BẠN CẦN PHẦN NÀY. Đây là điều khiển tốc độ của động cơ quạt gió 120 volt. Tốc độ thấp là 73 volt và tốc độ cao là 120 volt và chạm vào giữa. Cắt bỏ đầu nối làm lãng phí chiều dài dây ở mức tối thiểu nhất có thể. BẠN SẼ CẦN CHIỀU DÀI !!!. Ghi lại các màu ngay bây giờ hoặc sau này. Bạn có thể sử dụng đồng hồ đo sau đó để ghim các vòi của máy biến áp để lấy điện áp cho tốc độ quạt. Xem sơ đồ đấu dây của tôi.

Động cơ Quạt chỉ có hai dây dẫn sẽ đấu dây vào bảng SSR mới. Động cơ 120 vôn.

Solenoid cho van điều tiết có 3 dây (120 volt - Common, Open, Close). Kẹp gần đầu nối và sẽ nối dây vào bảng SSR mới.

LƯU Ý: Nếu bạn không có loại biến áp tự ngẫu HRV và một trong những thiết bị mới hơn mà chúng sử dụng động cơ ECM thì bạn sẽ cần điều khiển động cơ theo cách khác và mã / hệ thống dây của tôi sẽ không hoạt động cho hệ thống HRV của bạn.

Bước 6: Đấu dây

Sơ đồ nối dây có thể được tìm thấy ở đây.

Nguyên tắc chung là tôi có tất cả nguồn điện 120v bên trong HRV và một cáp ruy-băng kết nối với màn hình OLED từ xa.

Vỏ HRV chứa nguồn điện 5v, máy biến áp tự động (hiện có), bảng chuyển tiếp SSR, cầu chì và bảng ngắt. Tôi đã sử dụng bảng đột phá để dễ dàng ngắt kết nối cáp ruy-băng của mình trong trường hợp cần bảo dưỡng bất cứ thứ gì.

Vỏ bọc OLED chứa bộ điều khiển arduino, OLED và nút mã hóa.

Tất cả các thành phần này, sơ đồ chân và cách đấu dây của bo mạch đột phá này đều được xác định rõ ràng trên sơ đồ đấu dây.

Bước 7: Kết thúc

Tôi hi vọng cái này giúp được. Tôi đã mất 2 năm bật / tắt để hoàn thành dự án này chỉ vì tìm được thời gian và sự chủ động để thực hiện dự án này. Tôi hy vọng bạn thích đọc nó và có lẽ được truyền cảm hứng để thử nó.

Những điều tôi sẽ làm khác đi hoặc cải tiến trong tương lai.

• Bao gồm một API thời tiết thay cho cảm biến nhiệt độ ngoài trời. Ngay bây giờ nó có một khoảng thời gian lấy mẫu mà không cần thiết. Xem mô tả điều khiển.
• Sử dụng chức năng bắc cầu blynk và đặt máy phát nhiệt độ bên trong nhà ở đâu đó. Sử dụng ESP-01 qua wifi. Cáp ruy-băng là một mớ hỗn độn và sẽ làm cho dự án trở nên đơn giản hơn. Xem tài liệu API Blynk về Kết nối hai thiết bị.
• Tôi muốn thêm một thư viện menu vào màn hình OLED. Thay đổi cục bộ các điểm đặt và xem tất cả thông tin gỡ lỗi từ màn hình OLED. Đó sẽ là một cam kết về thời gian nhưng tôi vẫn muốn làm điều đó vào một ngày nào đó.
• Làm sạch mã một chút. Rất nhiều dòng gỡ lỗi vẫn tồn tại nhưng không ảnh hưởng gì đến hoạt động.