🐫 💱 ⚰️ Chauffage au sol «presque intelligent» sur Arduino 🚫 🙍🏻 🔠

Ma soirée habituelle est un rassemblement informatique. Les soirées froides, il y avait souvent un désir de rendre mon lieu de repos plus confortable. Plus précisément, de temps en temps, il faisait juste froid dans les jambes. Les idées étaient différentes, jusqu'à l'achat de chaussons chauffants USB. Cependant, ils me semblaient tous ridicules et balayés. Et puis un jour, en regardant la chaîne YouTube d'un des amoureux d'Arduino, je suis tombé sur une vidéo qui parlait du film infrarouge. En voyant ce film, j'ai immédiatement réalisé: "C'est ce dont j'ai besoin!"

Ce projet peut être brièvement décrit comme suit: j'ai mis un morceau de film infrarouge sous une couche supplémentaire de parquet, en y ajoutant un système de contrôle automatique utilisant Arduino, plusieurs capteurs et VB.NET. Maintenant, dans l'ordre, quoi et comment c'est arrivé.

Avertissement

Je suis engagé dans des projets de ce genre depuis plusieurs années, je le fais moi-même. Je fais pour le faire: le processus lui-même est beaucoup plus intéressant pour moi que la solution finale. C'est pourquoi la description du processus et des expériences est donnée ci-dessous avec des détails aussi détaillés. L'utilisation d'éléments n'est parfois pas entièrement justifiée d'un point de vue financier - je le comprends. Périodiquement, je change quelque chose (dans l'approche, dans les éléments), mais je ne vais certainement pas passer à des solutions toutes faites, car cela ne sera tout simplement pas intéressant.

Pourquoi est "presque intelligent"? Je n'appellerais pas la mesure de la température et le contrôle de la minuterie «intelligents». Pour aller de l'avant, l'idée est d'améliorer l'algorithme de contrôle en ajoutant des fonctions d'apprentissage. Ensuite, ce projet peut être appelé autrement.

Pourquoi cette publication:

intéressant d'obtenir des critiques / idées constructives
initier la communauté au film infrarouge

Alors allons-y!

achat

Ayant décidé que je devais me préparer avant l'action, je suis allé sur les moteurs de recherche afin de trouver plus d'informations et de retours. Les commentaires étaient contradictoires. Quelqu'un a qualifié le film d'élément chauffant idéal et a dit qu'il chauffait avec succès des maisons entières, quelqu'un s'est plaint qu'il était complètement inutile et a assuré qu'il s'agissait d'un «divorce». J'ai décidé d'expérimenter, parce que j'aime de nouvelles choses.

Les kits de livraison sont différents:

Largeur du film (50, 80, 100cm)
Longueur (à partir de 2 mètres) (quelque part, il y avait des informations selon lesquelles, avec une largeur de 50 cm, il est maximum autorisé d'utiliser jusqu'à 6 mètres de film dans une section pour une connexion (il n'y a pas de source de données))
Thermostat inclus
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Commentaire des vendeurs de films dans ma ville: la garantie sur le film peut aller jusqu'à 10 ans, mais la garantie sur le thermostat et, surtout, sur le capteur de température ne dépasse pas 2 ans. Le capteur de température est un point faible et il est recommandé de l'installer de manière à assurer la possibilité de remplacement pendant le fonctionnement. Habituellement, un tuyau de petit diamètre est monté au sol et le capteur est simplement inséré dans le tuyau plus tard lors de l'installation.

Pour l'expérience, je n'avais besoin que d'un petit morceau du film «magique», donc le critère principal pour l'achat était le prix et la configuration minimale (sans thermostat ni supports).

Après avoir vérifié les prix, j'ai choisi une offre sur AliExpress. Le vendeur a proposé 2 mètres de film d'une largeur de 50 centimètres pour 8 €, sans thermostat ni supports, mais pour la livraison j'ai demandé le même montant. Cela s'est avéré être l'option la plus acceptable. J'ai passé une commande et j'ai commencé à attendre le colis. Après environ 3 semaines, un morceau de film était déjà dans ma maison.

Premier test

Après avoir obtenu le film, je me suis fixé la première tâche: vérifier si cela fonctionne. Pour construire le premier prototype, j'ai utilisé trois panneaux stratifiés restants d'une réparation récente.

Le processus d'assemblage est élémentaire:

J'ai coupé le film de la longueur désirée (environ 100 cm me suffisait. En théorie, il peut être coupé presque n'importe où)
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220-250

Allumé, consommation mesurée. La puissance consommée par mon film était de 105 watts. Si quelqu'un décide d'utiliser un film similaire, il peut calculer la consommation de 200 à 210 watts par mètre carré. Je n'ai observé aucun «courant de démarrage», la consommation est stable, alors qu'il y a de la puissance et ne diminue pas avec le temps. Bien sûr, n'oubliez pas que l'utilisation d'un thermostat introduira son coefficient dans les calculs finaux de consommation.

Je me suis mis par terre et j'ai attendu l'effet. Pendant le test, basculé périodiquement sur un sol normal, afin de ne pas manquer les changements si la température augmente en douceur. Après quelques minutes, j'ai senti une chaleur agréable émanant du sol. Environ 15 minutes plus tard, le sol était déjà frit de sorte qu'il était inconfortable d'y être. L'expérience pouvait être considérée comme réussie, car il était clairement visible que le film pouvait fournir le niveau de transfert de chaleur nécessaire pour répondre à mes besoins.

La mise en œuvre de la partie "intelligente"

En attendant le colis, j'avais une idée assez claire dans ma tête du fonctionnement de mon plancher chaud. Comme ce n'est pas mon premier projet, j'ai décidé d'utiliser au maximum les développements existants. En fait, j'ai décidé d'appliquer le même algorithme et les mêmes schémas pour contrôler la température du sol que pour le contrôle automatique de la lumière.

Comparez les règles de base des algorithmes:
Light

Nous allumons la lumière si le niveau d' éclairage est inférieur à l'ensemble
Nous activons le relais pendant un certain temps
Nous n'allumons le relais que s'il y a des informations du capteur de mouvement

Chauffage au sol

Nous allumons le chauffage si le niveau de température est inférieur à l'ensemble
Nous activons le relais pendant un certain temps
Nous n'allumons le relais que s'il y a des informations du capteur de mouvement

Une sorte de schéma de principe de l'ensemble de la solution. Je vous demande de ne pas juger strictement le schéma - je l'ai dessiné spécifiquement pour publication, afin que la méthode de connexion soit claire et ne dérange pas avec la sélection des icônes correctes.

Relais de puissance au sol

Pour la gestion de l'alimentation, un ensemble de deux cartes est utilisé.

La première carte s'ajoute à l'Arduino Nano:

Points de montage dans mon rack d'automatisation (4 croix de chaque côté)
Connecteur RJ-45 pour les ports d'entrée / sortie (on ne parle pas du réseau - j'utilise juste ces connecteurs pour la commutation)
Entrée pour 12V (si utilisée dans une carte enfichable)
Deux résistances de 10 kΩ pour connecter des capteurs analogiques

Le deuxième conseil:

Points de montage dans mon rack d'automatisation (4 croix de chaque côté)
Contient un déclencheur JK pour mémoriser la dernière commande
Pont de puissance L298D pour transférer un courant accru à la bobine de relais
Relais 5V ou 12V, selon la version
Plusieurs LED pour afficher l'état

Je répondrai à l'avance aux questions qui pourraient survenir après m'être familiarisé avec les tableaux.

Pourquoi deux planches? L'implémentation est copiée à partir du contrôle d'éclairage existant, où cela me convient le mieux. Si je le faisais à partir de zéro - très probablement, la planche en serait une.
Pourquoi déclencher? En effet, pour cette solution, il me semble qu'elle est redondante. Dans l'une des versions précédentes du système, le contrôleur de contrôle n'était pas connecté en permanence au pont L298D, mais était connecté par un multiplexeur. Il fallait donc se souvenir de l'état établi.
Pourquoi L298D, si vous pouvez utiliser l'isolation optique? Encore une fois, un legacy et un pack de long achetés à 3 € L298D.

Capteurs de température et de mouvement

Je n'ai pas commencé à fabriquer une carte séparée pour les capteurs de mouvement et de température. Un capteur de mouvement est livré avec des contacts pratiques et le monter sur une carte supplémentaire serait illogique. La connexion d'un capteur de température n'est pas non plus une tâche difficile - une seule résistance supplémentaire est requise. En conséquence, nous pouvons dire "sur une torsion", j'ai mis en place une partie avec des capteurs.

Le capteur de température est enfoncé à l'intérieur de la tresse du câble CAT5, car il avait des contacts très minces et semblait très fragile au toucher.

Logement

Il a été supposé que tous les éléments de commande se trouveraient sous la table au sol. Il s'ensuit qu'il ne serait pas déplacé de faire quelque chose de similaire à l'affaire, de sorte que le système ne pourrait pas être facilement endommagé en frappant accidentellement un pied. Pour le cas a été utilisé une boîte conçue pour stocker de petits objets.

Ensemble de logement des

trous de découpe pour les capteurs sur le côté

Version finale.

Voilà à quoi cela ressemble après l'installation. La zone approximative du capteur de mouvement est entourée. Peint selon les sentiments - quand ça marche et quand ça ne marche pas.

Capture d'écran de la fenêtre du programme de contrôle sur l'ordinateur
(Comme mentionné, la logique de contrôle a été copiée à partir du système de contrôle de la lumière, donc sur le formulaire, vous pouvez voir les inscriptions "Lumière" au lieu de "Température")

Conclusion

Tant lors des tests que lors du fonctionnement de cette solution sous forme assemblée, certains problèmes et nuances ont été découverts. La plupart d'entre eux sont liés aux caractéristiques électriques et physiques du circuit appliqué et leur description dépasse le cadre de cette publication. Peut-être plus tard, je décrirai les nuances plus en détail dans un article séparé. Le film infrarouge s'est avéré être un matériau intéressant, et je peux tout à fait le recommander pour son utilisation. Est-il possible de l'utiliser comme seule source de chauffage dans la pièce et quelle sera la consommation d'électricité dans ce cas - je ne sais pas.

En général, plusieurs mois se sont écoulés depuis le lancement du projet. Mon plancher chaud «presque intelligent» fonctionne parfaitement et remplit sa fonction à 100%, bien qu'il soit parfois nécessaire d'ajuster la température souhaitée.

C'est tout pour aujourd'hui! Merci à tous pour votre attention!

Chauffage au sol «presque intelligent» sur Arduino