Ventilatore automatico/sistema di condizionamento dell'aria: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Accoglienza! In questo Instructable ti illustrerò come costruire il tuo sistema automatico di ventilazione/condizionamento dell'aria. Questo Instructable si occupa di un ventilatore da finestra, che viene utilizzato per rinfrescare le stanze nella calura estiva. L'obiettivo di questo progetto è creare un sistema che monitori e regoli automaticamente la temperatura di una stanza controllando un comune ventilatore da finestra. Inoltre, la possibilità di controllare la ventola in modalità wireless con uno smartphone verrà implementata utilizzando una scheda di sviluppo Wifi Esp8266/NodeMCU insieme all'app IoT, Blynk. Il sistema di controllo principale utilizza un Arduino e pochi altri componenti. Entriamo in esso!

Passaggio 1: raccolta dei componenti

Per questo Instructable, avrai bisogno di:

- Arduino Uno (fornito con cavo dati USB) - Acquista qui (Amazon) (funzioneranno anche altre schede simili come Arduino Mega)

- Display LCD 16x2 (in questo progetto, utilizzo un display senza un adattatore per modulo a 16 pin. Se hai l'adattatore, Arduino ha tutorial su come collegare l'adattatore del modulo a un Arduino Uno)

- Sensore di temperatura/umidità DHT11 (3 pin) - Acquista qui (Amazon) - sono disponibili due versioni: una a 3 pin e una a 4 pin. Qui uso il sensore a 3 pin in quanto è più facile da usare e cablare perché non è necessario aggiungere un resistore. Assicurati di controllare la piedinatura del tuo sensore, poiché diversi produttori hanno piedini leggermente diversi per questo sensore.

- Potenziometro 10k Ohm - Acquista qui (Amazon)

- 2 pulsanti - Acquista qui (Amazon)

- Servo con ingranaggi in metallo - Acquista qui (Amazon) - non è necessario utilizzare un servo con ingranaggi in metallo, poiché tutto dipende dal ventilatore della finestra. Il servo verrà utilizzato per spostare l'interruttore sulla ventola, quindi tutto dipende da quanta forza è necessaria per spostare l'interruttore. Uso un robusto servo con ingranaggi in metallo perché la mia ventola ha un interruttore robusto e, in generale, i servi con ingranaggi in metallo hanno meno probabilità di rompersi rispetto ai normali servi con ingranaggi in plastica.

- Cavi jumper maschio-maschio e maschio-femmina - Acquista qui (Amazon)

- Scheda di sviluppo Wifi Esp8266/NodeMCU - Acquista qui (Amazon)

- Blynk (app mobile gratuita disponibile su App Store e Google Play)

- Cavo Micro USB per la programmazione di Esp8266/NodeMCU

- Materiali vari per la costruzione di un dispositivo per consentire al servo di spostare l'interruttore sulla ventola. (Un'immagine del mio dispositivo sarà inclusa più in basso)

Passaggio 2: cablare tutto

Lo schema elettrico personalizzato per Arduino è mostrato sopra.

*NOTA IMPORTANTE*

Il DHT11 e l'Esp8266/NodeMCU devono ancora essere collegati ad Arduino. Anche il servo deve essere cablato all'Esp8266/NodeMCU.

Connessioni:

DHT11 - Arduino

VCC - 5v (su breadboard)

GND - GND (su breadboard)

Segnale (S) - Pin analogico A0

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Arduino - Esp8266/NodeMCU

Pin digitale 8 - Pin digitale 3 (D3)

Pin digitale 9 - Pin digitale 2 (D2)

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Collegamenti dei servi

Filo rosso - 5v (su breadboard)

Filo nero/marrone - GND (su breadboard)

Filo giallo/arancione - Pin digitale 0 (D0) su Esp8266/NodeMCU

Passaggio 3: programmazione di Arduino

Il file Arduino scaricabile per il circuito Arduino principale si trova di seguito.

*IMPORTANTE*

Assicurati di aver installato le librerie richieste (dht11 e LiquidCrystal)

*Se hai già installato entrambe queste librerie (ricontrolla, poiché ci sono molte librerie DHT11 diverse), puoi caricare il codice Arduino dal file sopra sul tuo Arduino*

Per scaricare la libreria LiquidCrystal, nell'IDE Arduino, fare clic su Schizzo, Includi libreria, quindi fare clic su Gestisci librerie. Attendi il caricamento di tutte le librerie, quindi digita LiquidCrystal nella barra di ricerca. Dovrebbe essere la prima libreria a comparire, di Arduino e Adafruit. (Cordiali saluti, questo potrebbe essere già installato, poiché questa è una delle librerie che spesso viene integrata quando scarichi l'IDE. Se lo è, vai al paragrafo successivo) Assicurati che sia la versione più recente e fai clic Installare. Al termine dell'installazione, chiudere l'IDE.

Per scaricare la libreria dht11, vai qui e fai clic sul pulsante verde a destra che dice "Clone or Download" e fai clic su "Download ZIP". Un file zip dovrebbe essere scaricato sul tuo dispositivo. Apri il backup dell'IDE Arduino e fai clic su Schizzo, Includi libreria e Aggiungi libreria. ZIP. Seleziona il file ZIP compresso che hai appena scaricato. Una volta che la libreria è stata installata con successo, chiudi l'IDE ancora una volta. Riaprilo e vai a Custom_Fan_AC_System. Ora puoi selezionare la tua scheda e porta e caricarla su Arduino.

Passaggio 4: configurazione di Blynk con Esp8266/NodeMCU

Prima di tutto, scarica l'app Blynk dall'App Store (iOS) o dal Google Play Store (Android).

Apri l'app e crea un account. Crea un nuovo progetto e chiamalo Automatic Fan A/C System. Scegli Esp8266 o NodeMCU per il dispositivo (entrambi dovrebbero funzionare). Scegli Wifi come tipo di connessione. Quindi fare clic su "Crea progetto". Dovrebbe essere creato un codice di autenticazione. Verrà utilizzato in seguito.

Ora fai clic sullo schermo (o scorri verso sinistra) e dovrebbe apparire un menu. Fare clic su Styled Button e immettere System Control come nome. Per Pin, scorri fino a Digitale e seleziona D1. Fai scorrere la modalità da Push a Switch. Per l'off label, chiamalo Room. Per l'etichetta, chiamala Mobile. Quindi fare clic su OK in alto a destra dello schermo. Fare nuovamente clic sullo schermo per accedere al menu e fare clic sul dispositivo di scorrimento. Chiamalo Interruttore ventola. Per il Pin, scorri fino a Virtual e seleziona V0. Se l'intervallo impostato è compreso tra 0-1023, cambia 1023 in 180. Quindi fai clic su OK in alto a destra. Fai clic sullo schermo un'ultima volta e scorri verso il basso fino a visualizzare Segmented Switch. Fai clic su "Aggiungi opzione" e poiché il mio fan ha tre impostazioni, Off, Low e High, ho chiamato la prima opzione Off, poi Low, quindi High. NON COLLEGARE QUESTO INTERRUTTORE A UN PIN. Posiziona questo interruttore sotto il cursore. (il motivo di questo passaggio sarà chiaro in seguito)

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C'è un'altra libreria (forse due) che devi installare, e questa è la libreria Blynk. Di nuovo, vai nell'IDE di Arduino, su Sketch, includi libreria, quindi Library Manager. Cerca Blynk nella casella di ricerca e dovrebbe apparire quello di Volodymyr Shymanskyy. Scarica l'ultima versione e, una volta completata, chiudi l'IDE.

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Assicurati di aver installato la libreria Servo. È una libreria integrata per l'IDE, quindi dovrebbe essere installata. La libreria è di Michael Margolis e Arduino. Se non è installato, installa la versione più recente ed esci dall'IDE.

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L'Esp8266 deve essere configurato all'interno dell'IDE. È piuttosto semplice, basta aprire l'IDE e andare su File, Preferenze e nella casella URL di Gestione schede aggiuntive, digitare:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266c…

Quindi fare clic su OK.

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Vai su Strumenti, Bacheca, quindi Gestione bacheche. Cerca Esp8266. Se non è installato, installalo ed esci dall'IDE ancora una volta.

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Apri l'IDE e collega il tuo Esp8266/NodeMCU al tuo dispositivo con il cavo Micro USB. Assicurati che Arduino Uno sia scollegato. Vai su Strumenti e seleziona la porta disponibile e, per la scheda, scegli NodeMCU 1.0 (Esp-12E Module).

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Scarica il file per Esp8266/NodeMCU sopra, leggi i miei commenti e inserisci le informazioni necessarie. Fatto ciò, caricalo sulla bacheca.

Passaggio 5: costruzione del dispositivo di commutazione servo/ventola

Qui ti mostrerò come ho costruito un dispositivo per consentire al servo di commutare la ventola tra Low, High e Off.

Ho usato un pezzo di tubo trasparente che si adattava perfettamente all'interruttore del mio ventilatore, e ho usato i pezzi Lego Technic per creare un braccio con un meccanismo di tenuta scorrevole che si sarebbe montato sotto la finestra, proprio come il ventilatore. Tutto dipende dal tuo ventilatore e dalla configurazione della stanza. Ho una scrivania vicino alla ventola, quindi posso semplicemente montarla su qualcosa sulla scrivania. Se non si dispone di un oggetto fisso vicino alla finestra, potrebbe essere necessario collegare il servo direttamente alla ventola.

Il braccio Lego può muoversi liberamente per una certa distanza, una distanza che consente all'interruttore di spostarsi completamente da un'estremità all'altra. Ho anche montato un pezzo di Lego sul quadrilatero del servo utilizzando alcune piccole viti e adattatori in ottone forniti con i servi. Non ho fissato saldamente il braccio Lego attorno al tubo che si trova sull'interruttore perché l'interruttore deve muoversi abbastanza liberamente perché l'angolo del tubo cambia a causa dell'interruttore che è un semicerchio. Ho appena realizzato una scatola Lego attorno all'interruttore in modo che il braccio non abbia problemi ad accendere e spegnere la ventola. C'è un video qui sotto che puoi scaricare e guardare che mostra il braccio da vicino e come muove l'interruttore. Avanti con i test!

Passaggio 6: test e spiegazione generale del progetto

Ho deciso di realizzare questo progetto dopo che io e mio fratello siamo stati ripetutamente in disaccordo sulla temperatura della nostra stanza. Mi piace molto il ventilatore, quindi la stanza è molto fresca e finisce per spegnere il ventilatore un sacco di volte, dicendo che fa troppo freddo. Inoltre, quando fuori fa caldo, a volte dimentico di accendere il ventilatore quando non sono nella stanza, e quando vado a dormire la stanza è così calda, e allora devo accendere il ventilatore, il che non 't cambiare la temperatura abbastanza velocemente per un buon sonno. Così ho deciso di creare un sistema in grado di risolvere il problema.

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Questo sistema ha due elementi: la Parte Automatica e la Parte Manuale

La parte automatica è controllata dall'Arduino, dove rileva costantemente la temperatura e la visualizza sullo schermo LCD. L'Arduino utilizza anche i due pulsanti per regolare la temperatura desiderata della stanza. In modalità automatica, o modalità ambiente, Arduino accende la ventola quando la temperatura desiderata è inferiore alla temperatura effettiva. Al raggiungimento della temperatura desiderata spegne la ventola. L'app Blynk viene utilizzata per controllare l'intero sistema, poiché il pulsante può trasformare la ventola in modalità stanza e in modalità mobile, che consente all'utente di controllare il servo e la ventola da remoto. In modalità Mobile, l'utente utilizza il cursore per controllare il servo. L'Arduino continua a visualizzare la temperatura attuale e la temperatura desiderata sul display LCD.

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Test:

Dopo aver caricato il codice sia su Arduino che su Esp8266/NodeMCU e creato un modo per il servo di controllare l'interruttore della ventola, devi accendere tutto. Accendi Arduino e Esp8266/NodeMCU (sia tramite USB, una sorgente 5v, ecc.) E attendi qualche secondo finché tutto si accende. Quindi apri l'app Blynk e accedi alla schermata del progetto e premi il pulsante di riproduzione in alto a destra. Dovrebbe essere collegato a Esp8266/NodeMCU. Fare clic sui pulsanti per assicurarsi che regolino la temperatura desiderata e assicurarsi che anche il display LCD cambi con essa. Nell'app Blynk, fai clic sull'interruttore in modo che il sistema sia in modalità mobile. Quindi sposta il cursore e rilascialo e dovresti vedere il servo muoversi (nella posizione del numero di gradi che il cursore mostra. Se non mostra il valore, vai nel cursore e controlla l'interruttore che dice "Mostra valore "). Muovi il cursore finché non ottieni i numeri esatti che muovono il servo in modo che la ventola si accenda e si spenga. Inserisci questi numeri nel codice Arduino. * Ho programmato solo nelle impostazioni bassa e disattivata, anche se la mia ha un'impostazione alta, poiché l'impostazione bassa è abbastanza potente * Ricarica il codice su Arduino.

Lo scopo dell'interruttore segmentato sotto lo slider è quello di visualizzare i valori per le impostazioni sulla ventola, dal momento che controllerai da remoto con lo slider. Ho cambiato il nome delle mie opzioni in

Opzione 1. Off - (valore)

Opzione 2. Basso - (valore)

Opzione 3. Alto - (valore)

In questo modo so dove posizionare lo slider quando controllo la ventola da remoto. Dovresti inserire i valori del servo nelle opzioni in modo da sapere dove spostare il cursore. Quindi è possibile riportare il sistema in modalità Stanza (Automatica).

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Una volta fatto. basta impostare la temperatura della stanza desiderata con i due pulsanti, e il sistema Arduino farà il lavoro!

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Se hai domande/problemi, sentiti libero di scriverli qui sotto e sarò felice di aiutarti!:)