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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58
Há muito, muito tempo, muito antes de existir algo como um termostato "inteligente", eu tinha um termostato doméstico que dava um total diário (acho - talvez semanal) de "pontualidade" para meu sistema de aquecimento e ar condicionado.
As coisas mudaram … A última vez que comprei um termostato, tive uma escolha: um bom termostato programável a um preço acessível, mas sem monitor de uso, ou um termostato "inteligente" caro - e cheio de recursos, que eu não tinha quer. Eu realmente senti falta daquele monitor de uso simples e passei meses com a ideia em segundo plano.
O que eu queria era algo que fosse barato, compatível com um termostato de 24 VAC, fosse fácil de alimentar com a energia do termostato de 24 VAC, fosse independente com seu próprio display e tivesse memória não volátil capaz de gravar pelo menos vários dias de uso antes de rolar ou precisar redefinir.
No início, pensei que um registrador de dados baseado em Arduino seria a solução ideal, e provavelmente ainda é, mas depois de ficar atolado nas ervas daninhas da programação do Arduino, interface de 24 volts, a necessidade de uma fonte contínua de energia, etc … Bem, voltou a ficar em segundo plano. Recentemente, como eu tinha acabado de consertar meu ar-condicionado e estava pensando nisso, visitei novamente a ideia. Algo me fez olhar para o meu pequeno medidor de energia USB que comprei alguns anos atrás por algo em torno de US $ 5 … Ei! Essa coisa registra o tempo de carregamento, chega a 99 horas, é alimentado por USB e tem memória não volátil !! Uau! Literalmente, tudo o que tenho a fazer é fazê-lo funcionar em 24 VAC!
Bem, quase todos. Nós vamos chegar a isso.
Suprimentos
- Um testador de energia USB. Não pegue o tipo com o display LED. Tem que ser um com um display LCD, como este. Ele deve ter um display de tempo de carregamento. Normalmente, eles também exibem a tensão, a corrente e o mAh total, que, neste uso, você pode ignorar alegremente.
- Um conversor de buck USB de 24 volts. Eles são comumente usados em carros para fornecer uma porta USB de 12 volts. A maioria também funcionará com 24 volts. Algo assim.
- Um capacitor eletrolítico avaliado em 35 volts ou superior. O valor exato não é muito importante; Usei um uF 1000 porque era o que tinha disponível. Qualquer coisa 220 uF ou superior provavelmente funcionará. Seu objetivo é filtrar a DC retificada após o diodo.
- Um diodo 1N4001. Quase qualquer diodo funcionará aqui. Estamos usando-o apenas como um retificador bruto, e ele vai transportar muito pouca corrente.
- Um resistor de 150 ohms para uso como carga.
- Ou um cabo USB antigo que você não se importa em cortar ou um plugue USB ao qual você pode soldar.
- Um multímetro. Qualquer barato servirá. Harbor Freight dá-los às vezes.
- Equipamento de solda.
Etapa 1: medir duas vezes …
Já tinha feito o trabalho preliminar quando concebi esta ideia pela primeira vez. Tudo o que era necessário era encontrar os dois fios dos quatro que vão para o termostato que controla o soprador. Dessa forma, sempre que o aquecedor ou a CA estivesse ligado, ele enviaria voltagem por esses dois fios para sinalizar o que quer que eu conseguisse.
No meu termostato de 4 fios - com um aquecedor a gás e sistema AC padrão - as combinações de fios são:
- Branco - o fio comum
- Amarelo: A / C
- Verde: Ventilador
- Poder vermelho
Eu não testei para o fio de calor, porque estou mais interessado em saber quanto meu A / C funciona. Afinal, estamos no Arizona! (Como em "Neve? O que é isso ??") Se você mora, digamos, em Minnesocold, então pode estar mais interessado em calor, mas o princípio é o mesmo.
Por causa da forma como meu termostato é construído. Eu não poderia simplesmente tirar a tampa e começar a testar os fios, porque a tampa é o termostato e a parte fixada na parede é apenas um bloco de terminais. Cortei alguns fios finos e os inseri no bloco de terminais ao lado dos fios já existentes, depois os levei para onde poderia sondá-los depois de remontar o 'stat.
Quando o soprador está ligado, há energia entre os fios branco e amarelo. É isso que preciso saber. Esses dois fios serão substituídos por fios melhores, ainda levando para fora da caixa do termostato. Eu planejava apenas colocar meu monitor pronto em cima do termostato, então tirei os fios do topo do termostato.
Etapa 2: Teoria e prática
Diz-se que, em teoria, não há diferença entre teoria e prática. Na prática, existe.
A primeira coisa que fiz foi conectar meu testador USB bacana em uma porta USB. Aqui estava o único obstáculo real em todo o projeto: o cronômetro não conta o tempo a menos que haja uma carga - em outras palavras, algo deve estar extraindo energia dele.
Hoookay … Não queremos consumir muita energia, porque não sabemos quanta energia o sistema tem de sobra. Um pequeno resistor que consome alguns miliamperes deve servir.
Novamente, aconteceu de eu ter um resistor de 150 ohm, 1/4 watt na minha caixa de peças e um cabo USB com pontas de fio desencapadas. Coloquei o resistor entre os fios vermelho e preto do cabo USB e Eureka! Isso, teoricamente, deveria consumir cerca de 30 miliamperes nos 5 volts que o USB fornece. De qualquer forma, basta fazer o "relógio" funcionar e o resistor não aquecerá muito. Esteja ciente de que um resistor de 100 ohms dissipará 1/4 watt de calor, colocando-o bem no topo de sua classificação. Se você achar que precisa de um resistor de 100 ohms, é melhor obter uma unidade de 1/2 watt.
Como eu tinha um, instalei o resistor em um plugue USB para fins de limpeza. Os terminais de alimentação são os dois externos em um plugue USB-A padrão. Se estiver usando um cabo, deve ser o fio vermelho e o preto, mas às vezes os baratos chineses usam um código de cores estranho. Verifique com seu medidor. Os dois fios com 5 V são os corretos.
Na minha unidade, se o cursor entre horas e minutos estiver piscando, está contando.
Etapa 3: 24 VCA a 5 VCC
Primeiro, um pouco de teoria (muito pouco!)
O padrão para alimentar termostatos é 24 Volts AC. AC - Corrente Alternada, o que sai de sua parede - é ótimo para alimentar motores grandes e pequenos, relés, elementos de aquecimento, etc., mas é o beijo da morte para a eletrônica. Porque? porque flui para os dois lados sessenta vezes por segundo, daí o nome. Para alimentar um computador, rádio, TV, etc., deve ser transformado em DC - Corrente Contínua, o que você tira de uma bateria.
É muito simples transformar AC em DC; um diodo vai fazer isso. Um diodo funciona como uma válvula unidirecional para eletricidade. Coloque um diodo em um circuito CA e você corta metade da onda CA, resultando em CC pulsante. Isso ainda não é bom o suficiente para a maioria dos propósitos; precisamos suavizar isso. Esse é o trabalho do capacitor. O capacitor suaviza o DC, tornando-o bom o suficiente para nossos propósitos.
Retome o comportamento normal
Consulte o diagrama. Descubra qual entrada na placa conversora USB é positiva. Conecte o capacitor nas entradas, certificando-se de que esteja devidamente orientado. Os capacitores têm o terminal negativo marcado. Positivo para positivo, negativo para negativo.
Agora conecte a extremidade com faixas (muito importante) do diodo ao fio positivo do capacitor - ou ao orifício positivo na placa, se você puder encaixá-lo lá. Não consegui, por isso está pendurado no capacitor.
Agora, aqueles dois fios do termostato? Um (não importa qual) vai para o lado negativo do capacitor, o outro vai para a extremidade livre do diodo.
Etapa 4: torne-o bonito e conecte-o
Imprimi em 3D uma caixinha para o conjunto do conversor USB, para protegê-lo e torná-lo mais bonito.
Agora tudo o que precisa ser feito é conectar o medidor de potência USB ao conversor USB, conectar a "carga" no medidor e pronto!
Agora, toda vez que o soprador ligar, o relógio estará funcionando. Se você sabe quantos amperes seu sistema consome, pode ter uma boa ideia de sua próxima conta de luz. Meu sistema custa cerca de 73 centavos de dólar por hora para funcionar. Adicione isso à sua conta fora de temporada e você saberá quanto será roubado.
Uma coisa a ser observada: Acontece que o cronômetro do pendrive não "rola" para zero quando chega a 100 horas; em vez disso, lê "FULL" e precisará ser redefinido manualmente. Eu também zerei isso mensalmente nos meus dias de leitura do medidor.