Paso 4: Construir el termostato
Ahora para la diversión parte. Y recuerde, he construido un termostato para mi sistema en casa particular, que consiste en una bomba de calor con una fuente de calor de respaldo. El sistema puede ser completamente diferente, y aunque es el mismo, no garantizo que este termostato es adecuado para uso por cualquier persona para cualquier propósito. No se debe instalar un termostato a menos que usted primero ha hecho que usted entienda su hogar instalación HVAC, repasa todos los código y circuitos y los modificados según sea necesario.
Dicho esto, los termostatos inalámbricos que he construido constan de varias partes principales. Puede descargar un esquema para este termostato (como todo el código que uso y otra información) este repositorio de GitHub. El esquema está en el archivo Tstat_New_v1.pdf. Una descripción de estas partes es el siguiente:
fuente de alimentación -mi casa está conectado con 27VAC a los termostatos, y para ejecutar el microcontrolador 1284 P, pantalla táctil LCD, sensor de temperatura y relés, necesito 3v3 DC. Utilizar un puente rectificador para convertir AC en DC y un convertidor buck DC hasta unos 5 voltios. (Nota: el convertidor del buck de LM2595 tiene un voltaje de entrada máximo de 40vdc, por lo que esto realmente es empujándolo. He tenido algunos problemas con algunos de estos.) Por último, ejecutar la salida a través de un regulador de voltaje para llegar a 3v3. La razón de que usar un convertidor buck antes el regulador de tensión el convertidor del buck es mucho más eficiente que el regulador de voltaje, para recibir menos energía desperdiciada que significa menos calor. Incluso podrían ser capaces de utilizar el convertidor buck para ir directamente a 3v3 y omitir el regulador, aunque no he probado, y es posible que la señal del convertidor buck podría no ser lo suficientemente suave para dar buen rendimiento con nRF24L01 +, que puede ser sensible a la suavidad de la fuente de alimentación. (Nota: la hoja de datos de LM1117 recomienda dos tapas con el regulador para suavizar la señal, y aunque parece que te va bien sin estos, te recomiendo usarlos. Voy a agregarlos al esquema posteriormente e incluirlos en mi propio construye futuro.)
microcontrolador -usar microcontrolador ATmega 1284 P en una configuración de DIP de 40 pines. Este chip tiene un montón de memoria y pines para hacer el trabajo con algunos sobrantes debo quiero añadir características adicionales más adelante. El microcontrolador requiere varios componentes para funcionar, que se incluyen en el esquema. Una gran explicación de cómo configurar este chip en un protoboard se puede encontrar aquí, y esto es lo que solía comenzar. Sin embargo, una diferencia es que no utilizo el bootloader de arduino. En su lugar, he creado un simple 6 "clavija" protoboard amable y encajaría un programador ISP. Utilizo un avrisp mkii programador, y parece que hacen un gran trabajo. He encontrado que utilizando un protoboard para probar todos los circuitos antes de soldar encima de tableros fue extremadamente útil.
de interfaz – A TFT LCD con pantalla táctil es una gran manera de incorporar una pantalla y los controles juntos sin tener que agregar botones al circuito. El touchscreen de LCD utiliza los mismos pines SPI como el ISP, y pueden interferir cuando se está programando el microcontrolador utiliza ISP. Encontré que agregando resistencias de 100 ohmios entre los pines del LCD MOSI y MISO SCK y el microcontrolador resuelto este problema. La pantalla de TFT LCD tiene pines SCK, MISO y MOSI separados por la pantalla táctil y la pantalla, pero estos sólo pueden ser saltados juntos. También utilizo un transistor para encender el LED de la pantalla cuando se toca la pantalla. En una versión anterior, izquierda la pantalla había iluminada todo el tiempo y sólo por cable el LED directamente en el poder de 3v3.
sensor de temperatura – un termostato tiene que saber lo que es la temperatura ambiente actual, correcto? Yo uso el sensor de temperatura digital ds18b20, pero hay muchos otros disponibles, incluyendo algunos que miden la humedad relativa, así si usted está interesado en ver.
relés – y por supuesto, usted necesita relés para poder controlar el sistema HVAC. Emplear transistores para conmutar los relés basados en una señal de la micrcontroller y un diodo flyback para proteger el microcontrolador de picos de voltaje cuando el relé se desactiva.
Es un gran referente para la comprensión de cómo utilizar transistores como interruptores aquí, y para la comprensión de circuitos de relé, recomiendo este Instructable.
Sugieren fuertemente construyendo cada uno de estos componentes en un protoboard para asegurarse de que funcionan como se esperaba antes de empezar a soldar cosas juntos.
Así que, aquí está lo que hice:
- En primer lugar puse a mi tablero, tratando de averiguar la ubicación general de los componentes principales (ver foto). Algunas reflexiones sobre esto:
-> Asegúrese de dejar espacio para las conexiones, especialmente para la pantalla LCD TFT y alrededor de los relés. La pantalla LCD TFT tiene muchas conexiones, muchas de cual cruzar uno con el otro y varios de los cuales necesita resistencias. Los repetidores tienen un transistor y el resistor para el interruptor, así como un diodo flyback.
-> La pantalla LCD TFT pantalla utilizo generalmente tiene suficiente espacio libre que puede ir sobre otros componentes, incluyendo los terminales de tornillo y relés. Sin embargo, también tiene una ranura para una tarjeta SD en la parte posterior, y esta ranura para tarjetas SD no caben en los terminales de tornillo o relés. Historia divertida – durante la prueba final de un termostato, comencé a conseguir un comportamiento realmente flojo. La fuente de alimentación se apaga debido a un cortocircuito, fallaría el touchscreen de LCD y relés encender y apagar violentamente. Tras cierta depuración, me di cuenta de que la ranura para tarjetas SD en la parte inferior de la pantalla táctil del LCD era cortocircuito un número de pines en el 1284P cuando presionado en la pantalla táctil. Una pequeña cinta aislante sobre la ranura para tarjetas SD expuesta solucionó el problema.
-> no te olvides de planificar para los separadores en el lado de la TFT LCD que no es compatible con pins de cabecera.
-> NRF24L01 + módulo de radio tiene una huella mucho más grande que la cabecera de 2 x 4 se encuentra en, por lo que es una buena idea tener el módulo de radio en la cabecera al componer el tablero para asegurarse de que no sobresalga del borde del tablero o interferir con otros componentes.
-> No te olvides de planificar un agujero donde se entran los cables del termostato. Muchos cables del termostato puede ser bastante rígidos, así que no planea un agujero minúsculo aquí. Cuanto más grande es, más fácil será conseguir todos los cables a través de y manipular los cables en los terminales cuando va a instalar el termostato en la pared.
-> Pensar sobre si es probable que quieren añadir algo en el futuro – tal vez un sensor de infrarrojos para detectar cuando alguien se casa, micrófono, etc.. Si usted piensa que usted puede, trate de dejar espacio en algún lugar en el tablero. Dicho esto, si meter cosas en demasiado, soldar todo será mucho más difícil.
-> Cuando esté satisfecho con el diseño, una fotografía que tenga como referencia al soldar realmente cosas juntos.
En este punto, el termostato estaba listo para la prueba. Pero, antes completamente pude probar el termostato, necesitaba conseguir el MySQL sistema de base de datos, instalar las páginas de web y servidores de python en la Raspberry Pi así como cargar el bosquejo a la MCU.
