Etape 4: Construction du Thermostat
Maintenant pour le plaisir partie. Et n’oubliez pas, j’ai construit un thermostat pour mon système de maison particulière, qui se compose d’une pompe à chaleur avec une source de chaleur d’appoint. Votre système peut être complètement différent, et même si c’est la même chose, je ne peux pas justifier que ce thermostat peut être utilisé par n’importe qui pour n’importe quel but. Vous ne devez pas installer un thermostat sauf si vous avez fait tout d’abord bien comprendre votre maison installation HVAC, revu tous les codes et les circuits et modifiés au besoin.
Cela dit, les thermostats sans fil J’ai construit se composent de plusieurs parties principales. Vous pouvez télécharger un schéma pour ce thermostat (ainsi que tout le code que j’utilise et quelques autres informations) ce dépôt GitHub. Le schéma se trouve dans le fichier Tstat_New_v1.pdf. Une description de ces pièces est la suivante :
alimentation – ma maison est câblé avec 27VAC pour les thermostats, et pour exécuter le microcontrôleur 1284 P, LCD tactile, capteur de température et des relais, j’ai besoin DC 3v3. J’utilise un pont redresseur pour convertir l’AC à DC et un convertisseur buck à l’étape de la DC jusqu'à environ 5 volts. (Remarque : le convertisseur buck LM2595 a une tension max de 40vdc, donc c’est vraiment le poussant. J’ai eu quelques problèmes avec certains d'entre eux). Enfin, je lance la sortie grâce à un régulateur de tension pour rejoindre 3v3. La raison pour laquelle que j’utilise un convertisseur buck avant le régulateur de tension est que le convertisseur buck est beaucoup plus efficace que le régulateur de tension, donc je reçois moins gaspillé pouvoir, ce qui signifie moins de chaleur. Vous pourriez même être en mesure d’utiliser le convertisseur buck pour aller directement à 3v3 et sauter le régulateur, bien que je n’ai pas encore essayé, et il est possible que le signal du convertisseur buck n’est peut-être pas assez lisse pour obtenir de bons résultats avec le nRF24L01 +, qui peut être sensible à la douceur de l’alimentation. (Remarque : la feuille de données LM1117 recommande deux casquettes avec le régulateur pour lisser le signal, et malgré que j’ai semblent faire bien sans ces éléments, je ne recommande pas leur utilisation. J’ai l’intention d’ajouter à la schématique à une date ultérieure et les inclure dans mes propres futures constructions).
microcontrôleur – j’utilise le microcontrôleur de 1284 P ATmega une goupille 40 configuration DIP. Cette puce a beaucoup de mémoire et de broches pour faire le travail avec certains en survolant, je voudrais ajouter des fonctionnalités supplémentaires plus tard. Le microcontrôleur nécessite plusieurs autres composants pour fonctionner, qui sont inclus dans le schéma. Une grande explication de comment configurer cette puce sur un montage d’essai peut être trouvée ici, et c’est ce que j’ai utilisé pour commencer. Toutefois, une différence est que je n’ai pas utilisé le bootloader arduino. Au lieu de cela, j’ai créé un simple 6 broches « bouchon » maquette sympathique et s’inscrirait un programmateur ISP. J’utilise un avrisp mkii programmeur, et il semble faire un excellent travail. J’ai trouvé qu’en utilisant une maquette pour tester tous les circuits avant la soudure des conseils a été extrêmement utile.
interface – A TFT LCD avec écran tactile est une excellente façon d’incorporer un affichage et commandes ensemble sans avoir à ajouter des boutons au circuit. L’écran tactile LCD utilise les mêmes broches SPI comme l’ISP, et il peut interférer lorsque vous êtes programmation du microcontrôleur à l’aide d’ISP. J’ai trouvé que l’ajout de résistances de 100 ohms entre les broches LCD MOSI, MISO et SCK et le microcontrôleur résolu ce problème. L’écran LCD TFT possède des broches MISO et MOSI SCK distincts pour l’écran tactile et l’écran, mais il peuvent juste être sauté ensemble. J’utilise aussi un transistor pour allumer la LED pour l’affichage lorsque l’écran est touché. Sur une version antérieure, j’ai branché juste la LED directement dans le pouvoir de 3v3 et gauche de l’écran allumé tout le temps.
capteur de température – un thermostat doit savoir quelle est la température ambiante, droite ? J’utilise le capteur de température ds18b20, mais il y en a bien d’autres disponibles, y compris certains qui mesurent l’humidité relative, ainsi si vous êtes intéressé à voir que.
relais – et bien sûr, vous avez besoin de relais pour être en mesure de contrôler le système de CVC. J’utilise des transistors pour commuter les relais basés sur un signal provenant du microcontrôleur et une diode flyback pour protéger le microcontrôleur des pics de tension lorsque le relais est désactivé.
Une grande référence pour comprendre comment utiliser des transistors comme commutateurs est ici, et pour comprendre les circuits de relais, je recommande ce Instructable.
Je suggère fortement de chacun de ces éléments de construction sur une maquette pour vous assurer qu’ils fonctionnent comme prévu avant de commencer à souder ensemble les choses.
Alors, voici ce que j’ai fait :
- Tout d’abord, j’ai posé à mon Conseil, juste essayer de comprendre l’emplacement général des principaux éléments (voir photo). Quelques réflexions à ce sujet :
-> Assurez-vous de vous laisser la place pour les connexions, surtout pour l’écran LCD TFT et autour les relais. L’écran TFT LCD a beaucoup de connexions, beaucoup de qui traversent au cours d’un de l’autre et plusieurs dont ont besoin les résistances. Les relais ont besoin d’un transistor et la résistance pour l’interrupteur, mais aussi une diode flyback.
-> Le TFT LCD écran, j’utilise généralement a suffisamment d’espace qu’il peut aller sur d’autres composants, y compris les relais et les bornes à vis. Toutefois, il a également un slot pour une carte SD sur le dos, et cette carte SD ne s’adapte pas sur les bornes à vis ou relais. Histoire drôle – pendant le test final d’un thermostat, j’ai commencé à obtenir un comportement vraiment bancal. L’alimentation serait coupée en raison d’une courte, l’écran tactile LCD échouerait et relais seraient allumer et éteindre sauvagement. Après du débogage, j’ai réalisé que la fente pour carte SD sur le bas de l’écran tactile LCD était un court-circuit à un certain nombre de broches sur le P 1284 lorsque j’ai appuyé sur l’écran tactile. Un petit ruban isolant sur l’exposés de la carte SD a résolu le problème.
-> n’oubliez pas de prévoir les espaceurs sur le côté de l’écran LCD TFT n’est pas pris en charge par des broches d’en-tête.
-> La nRF24L01 + module radio a un encombrement beaucoup plus important que l’en-tête de 2 x 4 il est assis, donc c’est une bonne idée d’avoir le module radio dans l’en-tête lors de la pose à la Commission à s’assurer qu’il n’est pas interférer avec d’autres composants ou s’étendre au delà du bord du carton.
-> N’oubliez pas de prévoir un trou où les fils du thermostat viendra en. Plusieurs fils du thermostat peut être assez rigides, donc ne comptez pas sur un minuscule trou ici. C’est le plus grand, plus il sera facile d’obtenir tous les fils à travers et de manipuler les fils dans les bornes à vis lors de l’installation du thermostat au mur.
-> Pensez à savoir si vous êtes susceptible de vouloir ajouter quelque chose à l’avenir – peut-être un capteur infrarouge pour détecter quand une personne est maison, un microphone, etc.. Si vous pensez que vous pourriez, essayez de laisser une certaine marge quelque part sur la carte. Cela dit, si vous entasser des choses en trop serré, soudure tout haut sera beaucoup plus difficile.
-> Lorsque vous êtes satisfait de la mise en page, prendre une photo de lui d’avoir comme référence quand en fait souder des choses ensemble.
À ce stade, le thermostat était prêt pour les essais. Mais, avant que je pourrais tester complètement le thermostat, j’ai besoin d’obtenir le MySQL ensemble des bases de données et installer les pages web et les serveurs de python sur la Pi de framboise ainsi que charger le croquis à la MCU.