🚲 🎣 👩🏾‍🏭 تدفئة أرضية "ذكية تقريبًا" على Arduino 🚱 🤱🏻 🚴🏽

أمسيتي المعتادة هي تجمع كمبيوتر. في المساء البارد ، كانت هناك رغبة في كثير من الأحيان في جعل مكاني في الراحة أكثر راحة. بتعبير أدق ، من وقت لآخر كان الجو باردًا في الساقين. كانت الأفكار مختلفة ، حتى شراء النعال الساخنة USB. ومع ذلك ، بدا لي الجميع سخيفة وجرفت. ثم في أحد الأيام ، عندما شاهدت قناة YouTube لأحد محبي Arduino ، صادفت فيديو يتحدث عن فيلم الأشعة تحت الحمراء. عندما شاهدت هذا الفيلم ، أدركت على الفور: "هذا ما أحتاج إليه!"

يمكن وصف هذا المشروع بإيجاز على النحو التالي: أضع قطعة من فيلم الأشعة تحت الحمراء تحت طبقة إضافية من الباركيه ، وأضيف إليه نظام تحكم آلي باستخدام Arduino والعديد من أجهزة الاستشعار و VB.NET. الآن ، بالترتيب ، ماذا وكيف حدث.

تنصل

لقد شاركت في مشاريع من هذا النوع لعدة سنوات ، وأنا أفعل ذلك لنفسي. أفعل ذلك: العملية نفسها أكثر إثارة للاهتمام بالنسبة لي من الحل النهائي. هذا هو السبب في أن وصف العملية والتجارب يرد أدناه مع مثل هذه التفاصيل التفصيلية. في بعض الأحيان لا يتم تبرير استخدام العناصر بشكل كامل من وجهة نظر مالية - أفهم ذلك. بشكل دوري ، أغير شيئًا (في النهج ، في العناصر) ، لكنني بالتأكيد لن أتحول إلى حلول جاهزة ، لأن هذا لن يكون مثيرًا للاهتمام.

لماذا "ذكية تقريبا"؟ لن أسمي قياس درجة الحرارة والتحكم في المؤقت "ذكي". كوسيلة للمضي قدمًا ، هناك فكرة لتحسين خوارزمية التحكم عن طريق إضافة وظائف التعلم. ثم يمكن استدعاء هذا المشروع خلاف ذلك.

لماذا هذا المنشور:

من المثير للاهتمام الحصول على النقد / الأفكار البناءة
أعرض المجتمع على فيلم الأشعة تحت الحمراء

إذن هيا بنا نذهب!

عملية الشراء

بعد أن قررت أن أستعد قبل الإجراء ، ذهبت إلى محركات البحث للعثور على مزيد من المعلومات والتعليقات. كانت التعليقات متضاربة. شخص ما وصف الفيلم بأنه عنصر تسخين مثالي وقال إنه يسخن منازل بأكملها بنجاح ، واشتكى شخص من أنه عديم الفائدة تمامًا وأكد أن كل ذلك كان "طلاقًا". قررت أن أجرب ، لأنني أحب الأشياء الجديدة.

مجموعات التسليم مختلفة:

عرض الفيلم (50 ، 80 ، 100 سم)
الطول (من 2 متر) (في مكان ما كانت هناك معلومات تفيد بعرض 50 سم أقصى حد مسموح به لاستخدام ما يصل إلى 6 أمتار من الفيلم في قسم واحد لاتصال واحد (لا يوجد مصدر بيانات))
وشملت ترموستات
( ) ( — , )

تعليق باعة الأفلام في مدينتي: يمكن أن يصل الضمان على الفيلم إلى 10 سنوات ، لكن الضمان على منظم الحرارة ، وخاصة على مستشعر درجة الحرارة لا يتجاوز عامين. يعد مستشعر درجة الحرارة نقطة ضعف ويوصى بتثبيته بطريقة تضمن إمكانية الاستبدال أثناء التشغيل. عادة ما يتم تركيب أنبوب بقطر صغير على الأرض ، ويتم إدخال المستشعر ببساطة في الأنبوب لاحقًا أثناء التثبيت.

بالنسبة للتجربة ، كنت بحاجة فقط إلى جزء صغير من الفيلم "السحري" ، لذلك كان المعيار الرئيسي للشراء هو السعر والحد الأدنى من التكوين (بدون ترموستات وحوامل).

بعد التحقق من الأسعار ، قمت بتسوية عرض واحد على AliExpress. عرض البائع 2 متر من الفيلم بعرض 50 سم مقابل 8 يورو ، بدون ترموستات وحوامل ، ولكن للتسليم طلبت نفس المبلغ. اتضح أن هذا هو الخيار الأكثر قبولًا. أصدرت طلبًا وبدأت في انتظار الطرد. بعد حوالي 3 أسابيع ، كان هناك بالفعل فيلم في منزلي.

الاختبار الأول

بعد أن حصلت على الفيلم ، قمت بتعيين المهمة الأولى لنفسي: للتحقق مما إذا كان يعمل على الإطلاق. لبناء النموذج الأولي الأول ، استخدمت ثلاث ألواح تصفيح متبقية من إصلاح حديث.

عملية التجميع أساسية:

قطعت الفيلم بالطول المطلوب (حوالي 100 سم كان كافيا بالنسبة لي. نظريا ، يمكن قصه في أي مكان تقريبا)
( , . ( ) – . , )
220-250

تشغيل ، قياس الاستهلاك. كانت الطاقة التي استهلكتها قطعة الفيلم 105 واط. إذا قرر شخص ما استخدام فيلم مماثل ، فيمكنه حساب الاستهلاك بـ 200-210 واط لكل متر مربع. لم ألاحظ أي "تيارات انطلاق" ، الاستهلاك مستقر ، بينما هناك طاقة ولا تنقص بمرور الوقت. بالطبع ، لا تنس أن استخدام الترموستات سيقدم معامله في الحسابات النهائية للاستهلاك.

صعدت على الأرض وانتظرت التأثير. أثناء الاختبار ، انتقل بشكل دوري إلى أرضية عادية ، حتى لا تفوت التغييرات إذا ارتفعت درجة الحرارة بسلاسة. بعد بضع دقائق شعرت بدفء لطيف قادم من الأرض. بعد حوالي 15 دقيقة ، كانت الأرضية مقلية بالفعل بحيث كان من غير المريح التواجد عليها. يمكن اعتبار التجربة ناجحة ، حيث كان من الواضح بوضوح أن الفيلم يمكن أن يعطي المستوى الضروري لنقل الحرارة لتلبية احتياجاتي.

تنفيذ الجزء "الذكي"

أثناء انتظار الطرد ، كان لدي صورة واضحة إلى حد ما في رأسي عن كيفية عمل أرضية دافئة. نظرًا لأن هذا ليس مشروعي الأول ، فقد قررت الاستفادة القصوى من التطورات الحالية. في الواقع ، قررت تطبيق نفس الخوارزميات والمخططات للتحكم في درجة حرارة الأرضية للتحكم التلقائي في الضوء.

قارن القواعد الأساسية للخوارزميات:
الضوء

نضيء الضوء إذا كان مستوى الإضاءة أقل من المجموعة
نقوم بتشغيل التتابع لفترة معينة من الزمن
نقوم بتشغيل التتابع فقط إذا كانت هناك معلومات من مستشعر الحركة

تدفئة ارضية

نقوم بتشغيل التدفئة إذا كان مستوى درجة الحرارة أقل من المجموعة
نقوم بتشغيل التتابع لفترة معينة من الزمن
نقوم بتشغيل التتابع فقط إذا كانت هناك معلومات من مستشعر الحركة

نوع من مخطط الكتلة للحل كله. أطلب منك عدم الحكم على المخطط بدقة - لقد رسمته خصيصًا للنشر ، بحيث تكون طريقة الاتصال واضحة ولا تهتم باختيار الرموز الصحيحة.

تتابع السلطة الكلمة

لإدارة الطاقة ، يتم استخدام حزمة من لوحتين.

تضيف اللوحة الأولى إلى Arduino Nano:

نقاط التركيب في رف الأتمتة الخاص بي (4 صلبان على كل جانب)
موصل RJ-45 لمنافذ الإدخال / الإخراج (لا يوجد حديث عن الشبكة - أنا فقط استخدم هذه الموصلات للتبديل)
إدخال لـ 12 فولت (إذا تم استخدامه في لوحة التوصيل)
مقاومتان 10 kΩ لتوصيل أجهزة الاستشعار التناظرية

اللوحة الثانية:

نقاط التركيب في رف الأتمتة الخاص بي (4 صلبان على كل جانب)
يحتوي على مشغل JK لتذكر الأمر الأخير
جسر الطاقة L298D لنقل التيار المتزايد إلى ملف التتابع
5V أو تتابع 12V ، حسب الإصدار
مصابيح LED متعددة لعرض الحالة

سأجيب على الأسئلة مقدما التي يمكن أن تنشأ بعد التعرف على المجالس.

لماذا مجلسين؟ يتم نسخ التنفيذ من عنصر التحكم في الضوء الحالي ، حيث يكون أكثر ملاءمة بالنسبة لي. إذا قمت بذلك من الصفر - على الأرجح ستكون اللوحة واحدة.
لماذا الزناد؟ في الواقع ، بالنسبة لهذا الحل ، يبدو لي أنها زائدة عن الحاجة. فقط في أحد الإصدارات السابقة من النظام ، لم يكن جهاز التحكم في التحكم متصلاً بجسر L298D بشكل دائم ، ولكن تم توصيله بواسطة معدد إرسال. لذلك ، كانت هناك حاجة لتذكر الدولة القائمة.
لماذا L298D ، إذا كنت تستطيع استخدام العزل البصري؟ مرة أخرى ، تم شراء إرث وحزمة طويلة بسعر 3 € L298D.

أجهزة استشعار درجة الحرارة والحركة

لم أبدأ بإنشاء لوحة منفصلة لأجهزة استشعار الحركة ودرجة الحرارة. جاء مستشعر الحركة مع جهات اتصال مريحة وتثبيته على لوحة إضافية سيكون غير منطقي. كما أن توصيل مستشعر درجة الحرارة ليس مهمة صعبة - فالمطلوب هو مقاومة إضافية واحدة فقط. نتيجة لذلك ، يمكننا أن نقول "على تطور" ، جمعت جزءًا مع أجهزة استشعار.

يتم دفع مستشعر درجة الحرارة داخل جديلة كبل CAT5 ، نظرًا لوجود اتصالات ضعيفة جدًا وبدت هشة جدًا عند لمسها.

الإسكان

كان من المفترض أن جميع عناصر التحكم ستكون تحت الطاولة على الأرض. وتبع ذلك أنه لن يكون من المناسب القيام بشيء مشابه للحالة ، بحيث لا يمكن إتلاف النظام بسهولة عن طريق إصابة قدم بطريق الخطأ. بالنسبة للحالة تم استخدام صندوق مصمم لتخزين العناصر الصغيرة.

مجموعة الإسكان

فتحات انقطاع لأجهزة الاستشعار على الجانب

الاصدار الاخير.

هكذا تبدو بعد التثبيت. منطقة التشغيل التقريبية لمستشعر الحركة محاطة بدائرة. مطلية حسب المشاعر - عندما تعمل ، وعندما لا تعمل.

لقطة شاشة لنافذة برنامج التحكم على الكمبيوتر
(كما ذكرنا ، تم نسخ منطق التحكم من نظام التحكم بالضوء ، بحيث يمكنك في النموذج رؤية النقوش "خفيف" بدلاً من "درجة الحرارة")

استنتاج

تم اكتشاف بعض المشاكل والفروق الدقيقة أثناء الاختبار وأثناء تشغيل هذا المحلول بشكل مجمّع. معظمها مرتبط بالخصائص الكهربائية والفيزيائية للدائرة التطبيقية ووصفها يتجاوز نطاق هذا المنشور. ربما سأصف لاحقًا الفروق الدقيقة بمزيد من التفصيل في منشور منفصل. أثبت فيلم الأشعة تحت الحمراء أنه مادة مثيرة للاهتمام ، ويمكنني أن أوصي به للاستخدام. هل من الممكن استخدامه كمصدر وحيد للتدفئة في الغرفة وماذا سيكون استهلاك الكهرباء في نفس الوقت - لا أعرف.

بشكل عام ، مرت عدة أشهر منذ إطلاق المشروع. تعمل الأرضية الدافئة "الذكية تقريبًا" بشكل مثالي وتفي بالغرض منها 100٪ ، على الرغم من أنه من الضروري أحيانًا ضبط درجة الحرارة المطلوبة.

هذا كل شيء لهذا اليوم! شكرا لكم جميعا على اهتمامكم!

تدفئة أرضية "ذكية تقريبًا" على Arduino