HRV (Trocador de ar doméstico) Controlador Arduino com economizador de ar: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Controlador HRV Arduino com economizador de ar

Então, minha história com este projeto é que eu moro em Minnesota e minha placa de circuito fritou no meu LifeBreath 155Max HRV. Eu não queria pagar os $ 200 por um novo.

Sempre quis algo com um economizador de ar, já que nossas nascentes e cachoeiras aqui são momentos perfeitos para respirar o ar fresco e com baixa umidade do lado de fora e condicionar a casa em vez de ligar o ar condicionado ou abrir as janelas. É aqui que este projeto se encaixa.

Eu escrevi uma descrição detalhada da operação para todos os modos, controle de ponto de ajuste, etc. que pode ser encontrada aqui "HRV Control Narrative.docx"

Todo o código-fonte, fotos, esquemas de fiação e documentação podem ser encontrados na minha página GitHub.

Etapa 1: HARDWARE

(1) Arduino ESP32 - Usado devido à quantidade de GPIO necessária para este projeto. ESP8266 simplesmente não era GPIO suficiente.

(1) Fonte de alimentação com redução de 120 V a 5 V - Não use PCBs de fonte de alimentação baratos. Passei por dois outros tipos antes de descobrir que era o mais estável.

(2) Sensores de temperatura DHT 22 - sensor interno e sensor remoto externo. Meça a temperatura interna e externa e a umidade.

(1) Tela OLED de 0,96 para indicação local do modo em que está operando e para indicação de temperatura / umidade. Certifique-se de dessoldar e soldar os pinos para que a placa seja configurada para comunicação I2C. As instruções para SPI e I2C podem ser encontradas aqui.

(1) Placa de relé de disparo de alto nível SSR de 8 canais e 5 volts

(1) Regulador de tensão linear LM1117 para alimentar ESP32 em 3,3 V

(1) Codificador giratório KY-040 e botão giratório usado como botão de pressão. Funcionalidade futura para incluir um menu e ser capaz de selecionar os modos de operação e controlar os pontos de ajuste.

(1) Gabinete para abrigar o display OLED e o codificador. Pegue o grande. As dimensões são 100 mm x 68 mm x 50 mm.

Etapa 2: Princípio de Operação

A forma como este HRV é programado é em 4 modos.

Desligado - Autoexplicativo

Contínuo- On 20 / Off 40 com tempos de execução variáveis.

Alta ocupação - 100% da velocidade do soprador para um ponto de ajuste de atraso de desligamento temporizado. Imagine um jantar de ação de graças com 20 convidados.

Economizador de ar - quando o ar estiver mais frio e mais desejável do lado de fora, puxe-o para dentro da casa. Você controla os pontos de ajuste de temperatura / umidade internos apenas quando for seguro, com base nas condições externas / internas.

Etapa 3: SOFTWARE

O aplicativo Blynk para iOS é usado para controlar e monitorar o status do HRV.

O arduino grava as temperaturas, umidade e status de execução do equipamento no blynk e lê os pontos de ajuste e executa os comandos do servidor blynk. Tudo que você precisa fazer é se inscrever em uma conta e obter um token de autenticação. Existem muitos tutoriais online sobre como fazer isso.

Depois de ter seu token de autenticação para seu projeto, escaneie este código QR de seu telefone no aplicativo blynk e ele baixará o projeto já configurado e pronto para o seu arduino.

Etapa 4: CÓDIGO ARDUINO

O código-fonte pode ser encontrado aqui.

Bibliotecas especiais que você precisa instalar:

Blynk por Volodymyr Shymanskyy (v 0.4.10) - usa BlynkSimpleEsp32.h para ler e gravar dados em seu aplicativo iOS.

Adafruit SSD1306 por AdaFruit Versão 1.1.2 - usa Adafruit_SSD1306.h, SPI.h & Wire.h para o display OLED local

ArduinoOTA de Ivan Grokhotkov e Miguel Ajo versão 1.0.0 - usa ArduinoOTA.h, mDNS.h, WiFiClient.h e WiFiUdp.h para atualizações pelo ar.

Ao enviar o código, as configurações bem-sucedidas que usei são as seguintes:

Placa: NodeMCU-32S

Velocidade de upload: 512000

Flash: 40 MHz

Notas:

1.) Uma vez que você está usando bibliotecas OTA, o monitor serial no ide arduino não será suportado.

Etapa 5: demonstração

Desconecte o cabo de alimentação HRV para não trabalhar nele a quente. Tire muitas fotos de perto como backup enquanto remove os fios, pois você as achará úteis mais tarde.

Teclado remova o teclado e o cabo de fita da parte externa do HRV e jogue-o fora.

PCB Desconecte todos os cabos de fita para remover a placa e jogue fora.

O autotransformador tem 6 fios. VOCÊ PRECISA DESTA PARTE. Isso controla a velocidade do motor do soprador de 120 volts. A velocidade baixa é de 73 volts e a alta velocidade é de 120 volts e as torneiras intermediárias. Corte o conector desperdiçando o mínimo possível de comprimento de fio. VOCÊ PRECISA DO COMPRIMENTO !!!. Documente as cores agora ou mais tarde. Você pode usar um multímetro posteriormente para identificar as tomadas do transformador para obter a tensão para as velocidades do ventilador. Veja meu diagrama de fiação.

O motor do ventilador tem apenas dois cabos que serão conectados à nova placa SSR. Motor de 120 volts.

O solenóide para amortecedor tem 3 fios (120 volts - comum, aberto, fechado). Prenda o conector próximo e conectará à nova placa SSR.

NOTA: Se você não tiver um tipo de autotransformador HRV e uma das unidades mais novas usar motores ECM, você precisará controlar o motor de forma diferente e meu código / fiação não funcionará para o seu sistema HRV.

Etapa 6: Fiação

O diagrama de fiação pode ser encontrado aqui.

O princípio geral é que tenho toda a alimentação de 120 V dentro do HRV e um cabo de fita conectado ao display OLED remoto.

O invólucro HRV contém a fonte de alimentação de 5 V, transformador automático (existente), placa de relé SSR, fusíveis e placa de breakout. Usei placas de breakout para uma maneira fácil de desconectar meu cabo de fita caso eu precisasse consertar alguma coisa.

O gabinete OLED contém o controlador Arduino, o OLED e o botão do codificador.

Todos esses componentes, pinagens e como as placas de breakout são conectadas são claramente identificados no diagrama de fiação.

Etapa 7: Fechamento

Eu espero que isso ajude. Levei 2 anos de tempo ligado / desligado para concluir este projeto, apenas encontrando o tempo e a iniciativa para fazê-lo. Espero que você tenha gostado de ler isso e talvez tenha se inspirado para tentar fazer isso.

Coisas que eu teria feito de forma diferente ou melhorias futuras.

• Inclui uma API meteorológica no lugar do sensor de temperatura externa. No momento, ele tem um período de amostragem que não seria necessário. Veja a descrição do controle.
• Use a funcionalidade de ponte blynk e coloque o transmissor de temperatura interna dentro de casa em algum lugar. Use um ESP-01 por wi-fi. Cabos de fita eram uma bagunça e teriam tornado o projeto mais simples. Consulte a documentação da API Blynk em Bridging two devices.
• Eu queria adicionar uma biblioteca de menu ao display OLED. Altere os pontos de ajuste localmente e visualize todas as informações de depuração no visor OLED. Isso teria sido um compromisso de tempo, mas ainda gostaria de fazer isso algum dia.
• Limpe um pouco o código. Muitas linhas de depuração ainda existem, mas não estão prejudicando nada para a operação.