Bộ điều khiển bồn tắm nóng nguồn mở: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tôi tìm thấy một bồn tắm nước nóng đã qua sử dụng trên mạng, nó đã có tuổi đời vài năm và tôi quyết định có thể tạo ra một dự án thú vị từ nó. Các điều khiển tích hợp đã gây phiền nhiễu và tốn thời gian, vì vậy điều đó cho tôi thêm lý do để mày mò với nó. Để tiết kiệm năng lượng, tôi hạ nhiệt độ bể bơi khi không sử dụng, nhưng nếu tôi muốn sử dụng bồn tắm nước nóng, tôi phải tăng nhiệt độ lên trước 4 giờ. Ví dụ cho việc tôi muốn nói khó chịu: Để tiết kiệm năng lượng, tôi đã phải giảm nhiệt độ bể bơi khi không sử dụng, nhưng nếu tôi muốn sử dụng bồn tắm nước nóng, tôi phải tăng nhiệt độ lên trước 4 giờ. Một điều khác đã xảy ra là bằng cách nào đó máy bơm tuần hoàn quyết định bật ngẫu nhiên trong đêm - điều đó có thể sẽ bị kiểm soát nếu tôi đọc hướng dẫn sử dụng, nhưng với tư cách là một người mày mò, tôi thích xé bỏ các điều khiển và sử dụng Raspberry Pi thay thế - vì vậy đây là bài viết của tôi "Bộ điều khiển bồn tắm nước nóng mã nguồn mở."

Bước 1: Cảnh báo an toàn

Nếu bạn cũng có kế hoạch sửa chữa bồn tắm nước nóng của mình, bạn nên lưu ý những rủi ro. Trong khi các hệ thống điện áp cao rất thú vị về mặt thực nghiệm, chúng có thể nguy hiểm và nếu không được điều trị cẩn thận, tôn trọng và thông minh, chúng có thể dẫn đến thương tích chết người. Có rất nhiều hướng dẫn trực tuyến về cách làm việc an toàn với điện áp cao. Nếu bạn không chắc chắn về những gì bạn đang làm, hãy dừng lại ngay bây giờ và tự học.

Bước 2: Các thành phần

Trong dự án này, tôi đang sử dụng UniPi 1.1, nhưng nó không nhất thiết phải là một, bạn cũng có thể sử dụng Raspberry GPIO với bảng chuyển tiếp, UniPi cũng có ích khi có kết nối 1-Wire. Các thiết bị đầu cuối, ray lắp và kênh cáp tôi sử dụng không cần thiết nhưng làm cho tủ trông sạch sẽ, người ta có thể đơn giản hóa điều đó bằng cách đấu dây trực tiếp. UniPi cần một nguồn điện 5V, tôi sử dụng một thanh gắn DIN với dòng điện đầu ra 3A.

Bước 3: Thu dọn tủ

Tôi không sử dụng lại bất kỳ thiết bị điện tử điều khiển tích hợp nào, do đó tôi sẽ loại bỏ tất cả chúng. Bồn tắm nước nóng của tôi có các dây sau:

1. Bơm tuần hoàn
2. Bơm phản lực
3. Quạt gió
4. Lò sưởi
5. Ozonator
6. Cảm biến nhiệt độ
7. Cảm biến lưu lượng
8. Cung cấp
9. 2x cáp màn hình

Các kẹp trên PCB được dán nhãn. Bạn nên đánh dấu các loại cáp để sau này biết được mục đích của từng loại cáp. Để đi dây dễ dàng hơn, tôi đã lấy toàn bộ tủ ra. Sau đó, tôi đã gỡ bỏ tất cả các thành phần, làm sạch mọi thứ và bắt đầu với quá trình cài đặt.

Bước 4: Cài đặt và đấu dây

Tôi không sử dụng lại màn hình ban đầu. Nó có thể được tích hợp bằng cách nào đó, nhưng vì nó chỉ hiển thị nhiệt độ, nó không đáng để nỗ lực. Tôi cũng đã nghĩ đến việc lắp đặt một màn hình cảm ứng, nhưng chúng gần như không hoạt động nếu các ngón tay của bạn ướt hết.

Cảm biến nhiệt độ tích hợp là một điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ (PT100). Mặc dù UniPi có một đầu vào tương tự để tôi có thể đo điện trở, nhưng tôi nghĩ thay vào đó tôi sẽ làm cho cuộc sống của mình dễ dàng hơn bằng cách sử dụng cảm biến nhiệt độ 1 dây.

Đầu tiên, tôi lắp đặt các ống dẫn cáp, bên trái, bên phải, trên cùng và ở giữa tủ.

Tiếp theo, tôi lắp đặt hai thanh ray DIN, một ở giữa giữa các ống dẫn cáp và một ở dưới 75 mm bên dưới ống dẫn cáp ở giữa. Tôi sử dụng vít tự khai thác để gắn tất cả các thành phần.

Trên thanh DIN thấp hơn, tôi đã gắn các thiết bị đầu cuối, các rơ le và nguồn điện 5V. Khi kẹp, tôi đã sử dụng các thiết bị đầu cuối gắn trên thanh ray với lò xo căng. Ở bên trái là các thiết bị đầu cuối cho đường dây cung cấp - 3x Xám cho 3 pha - 1x Xanh lam cho trung tính - 1x Vàng / Xanh lục cho mặt đất.

Sau đó, đối với mỗi cáp khác, tôi thêm một kẹp màu xám, xanh lam và vàng / xanh lá cây. Một số dây cáp trong bồn tắm nước nóng hơi dày. Tôi ở Châu Âu và ở đó chúng tôi có các tiêu chuẩn về độ dày cáp khác với Mỹ. Các thiết bị đầu cuối phải có khả năng chứa 6mm ^ 2 cho tất cả các kết nối.

Ở bên phải của các kẹp là các rơ le. Các rơ le bên trong UniPi chỉ có thể chuyển mạch 5A nên không thể sử dụng chúng để chuyển tải trực tiếp. Tôi đã sử dụng rơ le điện với điện áp điều khiển 230V AC và bây giờ việc lắp đặt có thể xử lý nguồn lên đến 4kVA.

Ở phía cuối bên trái của thanh DIN phía trên, tôi đã gắn 2 nhà phân phối tiềm năng, một cho GND và một cho 12V +. 12V + được cung cấp bởi UniPi. Bên cạnh nó, tôi đặt UniPi 1.1, với một tấm gắn cho đường ray DIN.

Mình gặp may với kích thước của tủ, mọi thứ đều vừa vặn. Bây giờ niềm vui bắt đầu - chúng ta hãy đi dây. Màu sắc dây không chuẩn. Tôi sử dụng các màu theo cách sau:

• Đen: Nguồn 230V
• Màu đỏ: Đã chuyển mạch 230V
• Màu xanh lam: Dây dẫn trung tính
• Màu xanh đậm: 5V hoặc 12V +
• Màu xanh đậm / trắng: 5 / 12V GND
• Màu xanh lá cây / Màu vàng: Đất / Mặt đất

Tôi sử dụng ống sắt cho mỗi đầu dây, chúng không cần thiết cho loại kẹp này, nhưng nó làm cho nó trông đẹp. Tôi có sẵn 3 pha, cầu chì chính là 16A Typ C. Máy sưởi có 10A, các máy bơm sẽ có khoảng 6A mỗi pha. Vì vậy tôi phân phối tải cho cả 3 pha. Tôi sử dụng cái đầu tiên để cấp nguồn cho bộ điều khiển, ozone và quạt gió, pha thứ hai cho máy sưởi và pha thứ ba cho 2 máy bơm.

Cảm biến lưu lượng và từ tính là kỹ thuật số, vì vậy tôi đã kết nối 1 đầu với nguồn 12V và đầu còn lại với một trong các đầu vào kỹ thuật số. Để cải thiện kết nối WiFi, tôi không sử dụng nắp kim loại ban đầu nữa mà thay thế bằng nắp acrylic.

Nắp của bồn tắm nước nóng có gắn các kẹp an toàn, do đó gió sẽ không vô tình làm mở nó. Tất nhiên, tôi quên đóng những đoạn phim đó, vì vậy tôi đã lắp một công tắc từ tính thông báo cho tôi khi nắp mở ra. Cho đến nay rất tốt, đã đến lúc chuẩn bị cho bộ não của hoạt động.

Bước 5: Hệ điều hành

Tôi đã sử dụng nymea để điều khiển UniPi và BerryLan để thiết lập WiFi. Có một hình ảnh Raspberry Pi hỗ trợ UniPi và bao gồm cả hai thành phần có sẵn tại đây:

Tôi đã flash Thẻ SD bằng Etcher.io, lắp nó vào UniPi và tôi đã bật nguồn cho bồn tắm nước nóng. Tôi cần thực hiện một số thay đổi nhỏ trên hệ điều hành, vì vậy tôi phải kết nối UniPi với mạng WiFi của mình. Đây là những gì tôi đã làm:

$ ssh nymea @ YOUR-IP-ADDRESS-GIVEN-BY-BERRYLAN # mật khẩu là nymea $ sudo su $ apt-get update $ apt-get install giải nén nymea-plugin-unipi $ wget https://github.com/UniPiTechnology/ evok / archive / v… $ unzip v.2.0.7c.zip $ cd evok-v.2.0.7c $ bash install-evok.sh $> Cổng trang web để sử dụng:> 1040 $> Cổng API để sử dụng:> 8080 $ > Kiểu máy của bạn:> 3 $> (Cài đặt WiFi?) [Y / n] n $ sudo khởi động lại ngay bây giờ

Mô-đun mặc định cho BerryLan là "ngoại tuyến", vì vậy máy chủ BT khởi động khi Raspberry Pi không được kết nối với bất kỳ mạng nào.

BTW: Với BerryLan, ai đó cũng có thể đặt Raspberry ở chế độ điểm truy cập, vì vậy khách hàng có thể kết nối trực tiếp với bồn tắm nước nóng mà không cần bộ định tuyến. Được rồi, hiện tại hệ điều hành đã hoạt động tốt và chúng ta có thể tiếp tục các bước cuối cùng.

Bước 6: Thiết lập

Tôi đang sử dụng ứng dụng máy tính để bàn cho nymea: app. Bạn cũng có thể cài đặt nó cho các thiết bị Android và iOS, đồng thời kiểm soát UniPi của mình.

Thêm thiết bị

Tôi đã thêm các đầu ra rơle, nymea phát hiện ra có bao nhiêu IO: Thêm thiết bị -> UniPi -> Đầu ra rơle -> Chọn rơle một và đặt tên là "Heater" Tôi lặp lại các bước đó cho tất cả các rơle và tôi thiết lập các điều khiển như sau:

Vào Add Device -> UniPi -> Relay Output -> Chọn `` Relay 1 '' và đặt tên là “Heater”

• Rơ le 2: Bơm phản lực
• Rơ le 3: Bơm tuần hoàn
• Rơ le 4: Quạt gió
• Tiếp sức 5: Ozonator

Sau đó, tôi thêm các đầu vào: Thêm thiết bị -> UniPi -> Đầu vào kỹ thuật số -> Chọn "Đầu vào 1" và đặt tên là "Cảm biến dòng" Tôi đã lặp lại các bước đó cho tất cả các đầu vào mà tôi có:

• Đầu vào 1: Cảm biến dòng chảy
• Đầu vào 2: Cảm biến nắp

Cảm biến nhiệt độ 1 dây: Thêm thiết bị -> UniPi -> Cảm biến nhiệt độ -> Đặt tên cho nhiệt độ

Cuối cùng, nhưng không kém phần quan trọng, tôi đã thêm 2 Nút chuyển đổi. Chúng không thực sự là thiết bị, nhưng gần với "trạng thái" hơn. Điều này giúp tôi sử dụng chúng sau này trong danh sách "Yêu thích" của mình, để tôi có thể nhanh chóng bật hoặc tắt mọi thứ. Thêm thiết bị -> guh GmbH -> Chuyển đổi công tắc -> Tên: Chế độ mùa hè

"Chế độ mùa hè" là tắt hoàn toàn máy sưởi trong những tháng mùa hè. Thêm thiết bị -> guh GmbH -> Công tắc chuyển đổi -> Tên: Chế độ sẵn sàng "Chế độ sẵn sàng" là chuyển nhiệt độ mục tiêu giữa 37 ° C (sẵn sàng) và 29 ° C (chưa sẵn sàng).

Thêm một số phép thuật

Ma thuật về cơ bản là một bộ quy tắc ra lệnh cho nymea thực hiện mọi thứ một cách tự động. Nếu "Chế độ sẵn sàng" được bật và tắt "Chế độ mùa hè" và nhiệt độ dưới 37 ° C, máy sưởi và máy bơm tuần hoàn sẽ được kích hoạt, nếu không chúng sẽ bị vô hiệu hóa. Nếu "Chế độ sẵn sàng" tắt và "Chế độ mùa hè" tắt và nhiệt độ dưới 29 ° C, máy sưởi và máy bơm tuần hoàn sẽ được kích hoạt, nếu không chúng sẽ ngừng hoạt động. Nếu máy bơm tuần hoàn đang bật và cảm biến lưu lượng không được bật thì hãy gửi cảnh báo. Nếu nhiệt độ nước đạt 37 ° C, hãy gửi thông báo "Sẵn sàng cho bồn tắm nước nóng" Nếu cảm biến từ tắt, hãy gửi thông báo "Nắp bồn tắm nước nóng đang mở". Từ 9:00 đến 10:00, bật máy bơm phản lực. t sử dụng bồn tắm nước nóng mỗi ngày, vì vậy tôi đã không đặt ra quy tắc "Làm nóng". Đôi khi, khi tôi đi làm về, tôi chỉ muốn nhảy vào càng sớm càng tốt, vì vậy tôi sử dụng kết nối từ xa để bật máy sưởi trước. Bồn tắm nước nóng của tôi nóng lên với tốc độ khoảng 2 độ mỗi giờ. Tôi thường để nhiệt độ 29 ° ở chế độ không tải, vì vậy tôi phải bật máy sưởi trước 4 tiếng. Tái bút: Một số người nghĩ rằng việc làm nóng lồng giặt cần nhiều năng lượng hơn là giữ nhiệt độ luôn sẵn sàng, nhưng tôi đã kiểm tra, và đây không phải là trường hợp của bên tôi. Thiết lập kết nối từ xa cũng cho phép thông báo đẩy, vì vậy bạn có thể nhận được những thông báo thú vị.

Bây giờ tôi có thể bật / tắt từng máy bơm, đặt chế độ bồn tắm nước nóng "Sẵn sàng" hoặc "Mùa hè", kiểm tra nhiệt độ và chuyển đổi quạt gió.

Vậy là xong, bồn tắm nước nóng đã sẵn sàng - Tôi thích bật hồ bơi ngay từ sự thoải mái trên chiếc ghế dài của mình hoặc trên đường đi làm về. Đối với những buổi sáng Chủ nhật lười biếng, tôi đặt thời gian cụ thể để có thể ngâm mình trước khi ăn sáng. Dự án tiếp theo của tôi sẽ là loại bỏ các đèn LED tích hợp và thay thế chúng bằng đèn LED WS2812. Hy vọng bạn thích bài viết của tôi và tôi rất muốn nghe ý kiến của bạn về dự án.