Sistema de Ventilador / Ar Condicionado Automático: 6 Passos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Receber! Neste manual de instruções, vou orientá-lo sobre como construir seu próprio sistema automático de ventilador / ar condicionado. Este Instructable trata de um ventilador de janela, que é usado para resfriar ambientes no calor do verão. O objetivo deste projeto é criar um sistema que monitore e regule automaticamente a temperatura de uma sala controlando um ventilador de janela comum. Além disso, a capacidade de controlar o ventilador sem fio com um smartphone será implementada usando uma placa de desenvolvimento Esp8266 / NodeMCU Wifi junto com o aplicativo IoT, Blynk. O sistema de controle principal utiliza um Arduino e alguns outros componentes. Vamos entrar nisso!

Etapa 1: reunir componentes

Para este Instructable, você precisará de:

- Arduino Uno (vem com cabo de dados USB) - Compre aqui (Amazon) (outras placas semelhantes, como a Arduino Mega, também funcionarão)

- Display LCD 16x2 (neste projeto, eu uso um display sem um adaptador de módulo de 16 pinos. Se você tiver o adaptador, o Arduino tem tutoriais sobre como conectar o adaptador do módulo a um Arduino Uno)

- Sensor de Temperatura / Umidade DHT11 (3 pinos) - Compre Aqui (Amazon) - existem duas versões: um de 3 pinos e um de 4 pinos. Aqui eu uso o sensor de 3 pinos, pois é mais fácil de usar e conectar porque você não precisa adicionar um resistor. Certifique-se de verificar a pinagem de seu sensor, pois diferentes fabricantes têm pinagens ligeiramente diferentes para este sensor.

- Potenciômetro de 10k Ohm - Compre aqui (Amazon)

- 2 botões - Compre aqui (Amazon)

- Metal Gear Servo - Compre Aqui (Amazon) - você não precisa usar um servo de metal gear, pois tudo depende do seu ventilador de janela. O servo será usado para mover a chave no ventilador, então tudo depende de quanta força é necessária para mover a chave. Eu uso um servo de engrenagem de metal robusto porque minha ventoinha tem um interruptor resistente e, em geral, os servos de engrenagem de metal são menos propensos a quebrar do que os servos de engrenagem de plástico normais.

- Fios de jumper de homem para homem e de homem para mulher - Compre aqui (Amazon)

- Esp8266 / NodeMCU Wifi Development Board - Compre aqui (Amazon)

- Blynk (aplicativo móvel gratuito disponível na App Store e Google Play)

- Cabo Micro USB para programação Esp8266 / NodeMCU

- Materiais diversos para a construção de um dispositivo para permitir que o servo mova a chave do ventilador. (Uma imagem do meu dispositivo será incluída mais abaixo)

Etapa 2: conectando tudo

O diagrama de fiação feito sob encomenda para o Arduino é mostrado acima.

*NOTA IMPORTANTE*

O DHT11 e o Esp8266 / NodeMCU ainda precisam ser conectados ao Arduino. O servo também precisa ser conectado ao Esp8266 / NodeMCU.

Conexões:

DHT11 - Arduino

VCC - 5v (na placa de ensaio)

GND - GND (na placa de ensaio)

Sinal (S) - Pino Analógico A0

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Arduino - Esp8266 / NodeMCU

Pino digital 8 - Pino digital 3 (D3)

Pino digital 9 - Pino digital 2 (D2)

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Conexões Servo

Fio vermelho - 5v (na placa de ensaio)

Fio preto / marrom - GND (na placa de ensaio)

Fio amarelo / laranja - Pino digital 0 (D0) em Esp8266 / NodeMCU

Etapa 3: Programando o Arduino

O arquivo Arduino para download para o circuito principal do Arduino está localizado abaixo.

*IMPORTANTE*

Certifique-se de ter as bibliotecas necessárias instaladas (dht11 e LiquidCrystal)

* Se você já tem ambas as bibliotecas instaladas (verifique, pois há muitas bibliotecas DHT11 diferentes), você pode fazer o upload do código do Arduino do arquivo acima para o seu Arduino *

Para baixar a Biblioteca LiquidCrystal, no IDE do Arduino, clique em Sketch, Incluir Biblioteca e, a seguir, clique em Gerenciar Bibliotecas. Aguarde o carregamento de todas as bibliotecas e digite LiquidCrystal na barra de pesquisa. Deve ser a primeira biblioteca a aparecer, por Arduino e Adafruit. (Para sua informação, isso pode já estar instalado, pois esta é uma das bibliotecas que geralmente vem embutida quando você faz o download do IDE. Se estiver, vá para o próximo parágrafo) Certifique-se de que é a versão mais recente e clique em Instalar. Quando terminar a instalação, feche o IDE.

Para baixar a biblioteca dht11, clique aqui e clique no botão verde à direita que diz "Clonar ou baixar" e clique em "Baixar ZIP". Um arquivo zip deve ser baixado para o seu dispositivo. Abra o IDE do Arduino de backup e clique em Sketch, Include Library e Add. ZIP Library. Selecione o arquivo ZIP compactado que você acabou de baixar. Assim que a biblioteca tiver sido instalada com sucesso, feche o IDE mais uma vez. Abra-o novamente e navegue até Custom_Fan_AC_System. Agora você pode selecionar sua placa e porta e fazer o upload para o Arduino.

Etapa 4: Configurando o Blynk com o Esp8266 / NodeMCU

Primeiro, baixe o aplicativo Blynk na App Store (iOS) ou na Google Play Store (Android).

Abra o aplicativo e faça uma conta. Crie um novo projeto e denomine-o Sistema automático de ventilação / A / C. Escolha Esp8266 ou NodeMCU para o dispositivo (ambos devem funcionar). Escolha Wifi como o tipo de conexão. Em seguida, clique em "Criar Projeto". Um código de autenticação deve ser criado. Isso será usado mais tarde.

Agora clique na tela (ou deslize para a esquerda) e um menu deve aparecer. Clique no botão estilizado e insira Controle do sistema como o nome. Para Pin, vá até Digital e selecione D1. Deslize o modo de push para o switch. Para o rótulo off, chame-o de Room. Para o rótulo, chame-o de Mobile. Em seguida, clique em OK no canto superior direito da tela. Clique na tela novamente para ir ao menu e clique no controle deslizante. Nomeie-o Fan Switch. Para o Pin, role até Virtual e selecione V0. Se o intervalo definido for de 0 a 1023, altere 1023 para 180. Em seguida, clique em OK no canto superior direito. Clique na tela uma última vez e role para baixo até ver Chave Segmentada. Clique em "Adicionar opção" e, como meu ventilador tem três configurações, Desligado, Baixo e Alto, chamei a primeira opção de Desligado, depois Baixo e, em seguida, Alto. NÃO CONECTE ESTE INTERRUPTOR A UM PIN. Coloque esta chave abaixo do controle deslizante. (o motivo dessa mudança ficará claro mais tarde)

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Há mais uma biblioteca (possivelmente duas) que você precisa instalar, e essa é a biblioteca Blynk. Novamente, vá para o IDE do Arduino, para Sketch, Include Library e, em seguida, Library Manager. Procure Blynk na caixa de pesquisa, e aquele de Volodymyr Shymanskyy deve aparecer. Baixe a versão mais recente e, quando terminar, feche o IDE.

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Certifique-se de ter a biblioteca Servo instalada. É uma biblioteca integrada para o IDE, portanto, deve ser instalada. A biblioteca é de Michael Margolis e Arduino. Se não estiver instalado, instale a versão mais recente e saia do IDE.

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O Esp8266 precisa ser configurado dentro do IDE. É bastante simples, basta abrir o IDE e ir para Arquivo, Preferências e, na caixa URLs do Gerenciador de placas adicionais, digite:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266c…

Em seguida, clique em OK.

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Vá para Ferramentas, Placa e, em seguida, Gerenciador de placas. Procure por Esp8266. Se não estiver instalado, instale-o e saia do IDE mais uma vez.

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Abra o IDE e conecte seu Esp8266 / NodeMCU em seu dispositivo com o cabo Micro USB. Certifique-se de que o Arduino Uno esteja desconectado. Vá em Ferramentas e selecione a porta disponível, e para a Placa, escolha NodeMCU 1.0 (Módulo Esp-12E).

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Baixe o arquivo para o Esp8266 / NodeMCU acima, leia meus comentários e preencha as informações necessárias. Feito isso, faça o upload para o quadro.

Etapa 5: Construindo o Dispositivo de Chave Servo / Ventilador

Aqui, vou mostrar como construí um dispositivo para permitir que o servo alterne a ventoinha entre Low, High e Off.

Usei um pedaço de tubo transparente que se ajustou perfeitamente ao interruptor do meu ventilador e usei peças Lego Technic para criar um braço com um mecanismo de retenção deslizante que seria montado sob a janela, assim como o ventilador. Tudo isso depende do seu ventilador e da configuração da sala. Eu tenho uma mesa perto do ventilador, então posso simplesmente montá-la em algo na mesa. Se você não tiver um objeto sólido estacionário perto da janela, pode ser necessário conectar o servo ao ventilador diretamente.

O braço Lego pode se mover livremente por uma certa distância, uma distância que permite que a chave se mova totalmente de uma ponta a outra. Também montei uma peça Lego na corneta do servo usando alguns pequenos parafusos e adaptadores de latão que vieram com os servos. Não fixei fortemente o braço Lego em torno do tubo que está no switch porque o switch precisa se mover livremente o suficiente porque o ângulo do tubo muda devido ao switch ser um semicírculo. Acabei de fazer uma caixa de Lego ao redor do interruptor para que o braço não tivesse problemas para ligar e desligar o ventilador. Abaixo está um vídeo que você pode baixar e assistir que mostra o braço de perto e como ele move a chave. Vamos para o teste!

Etapa 6: Teste e explicação geral do projeto

Decidi fazer este projeto depois que meu irmão e eu discordamos várias vezes sobre a temperatura de nosso quarto. Gosto muito do ventilador ligado então o ambiente é muito legal, e ele acaba desligando o ventilador muitas vezes, dizendo que está muito frio. Além disso, quando está calor, às vezes me esqueço de ligar o ventilador quando não estou no quarto e, quando vou dormir, o quarto está muito quente e tenho que ligar o ventilador, o que não acontece não mude a temperatura rápido o suficiente para uma boa noite de sono. Então, comecei a fazer um sistema que pudesse resolver o problema.

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Este sistema possui dois elementos: a parte automática e a parte manual

A parte automática é controlada pelo Arduino, onde ele constantemente mede a temperatura e a exibe na tela LCD. O Arduino também usa os dois botões para ajustar a temperatura desejada da sala. No Modo Automático, ou Modo Quarto, o Arduino liga o ventilador quando a temperatura desejada é inferior à temperatura real. Ao atingir a temperatura desejada, desliga o ventilador. O aplicativo Blynk é utilizado para controlar todo o sistema, já que o botão pode transformar o ventilador no Modo Sala e no Modo Móvel, o que permite ao usuário controlar o servo e o ventilador remotamente. Quando no modo móvel, o usuário usa o controle deslizante para controlar o servo. O Arduino ainda exibe a temperatura atual e a temperatura desejada no LCD.

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Teste:

Depois de fazer o upload do código para o Arduino e o Esp8266 / NodeMCU e criar uma maneira para o servo controlar a chave do ventilador, você deve ligar tudo. Ligue o Arduino e o Esp8266 / NodeMCU (seja por USB, uma fonte de 5v, etc.) e espere alguns segundos até que tudo esteja ligado. Em seguida, abra o aplicativo Blynk e entre na tela do projeto e aperte o botão play no canto superior direito. Deve ser conectado ao Esp8266 / NodeMCU. Clique nos botões para certificar-se de que eles ajustam a temperatura desejada e certifique-se de que o LCD também muda com ela. No aplicativo Blynk, clique no botão para que o sistema fique no Modo Móvel. Em seguida, mova o controle deslizante e solte-o e você deverá ver o servo se mover (para a posição do número de graus que o controle deslizante mostra. Se ele não mostrar o valor, vá para o controle deslizante e verifique a chave que diz "Mostrar valor "). Mova o controle deslizante até obter os números exatos que movem o servo para que o ventilador ligue e desligue. Insira esses números no código do Arduino. * Eu só programei nas configurações baixo e desligado, embora o meu tenha uma configuração alta, já que a configuração baixa é poderosa o suficiente * Reenvie o código para o Arduino.

O objetivo da chave segmentada abaixo do controle deslizante é exibir os valores das configurações do ventilador, já que você controlará remotamente com o controle deslizante. Eu mudei o nome das minhas opções para

Opção 1. Desligado - (valor)

Opção 2. Baixo - (valor)

Opção 3. Alto - (valor)

Dessa forma, eu sei onde colocar o controle deslizante quando estou controlando o ventilador remotamente. Você deve inserir os valores do servo nas opções para saber para onde mover o controle deslizante. Em seguida, você pode alternar o sistema de volta para o modo Room (automático).

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Uma vez feito isso. basta definir a temperatura desejada da sala com os dois botões e o sistema Arduino fará o trabalho!

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Se você tiver alguma dúvida / problema, fique à vontade para deixá-los abaixo e será um prazer ajudá-lo!:)