STM32 + TI CC2530 पर स्वचालित वायरलेस एयर कंडीशनिंग नियंत्रण प्रणाली, या एयर कंडीशनर रोटेशन यूनिट

नमस्ते दोस्तों!
आज मैं आपको एक इलेक्ट्रॉनिक एयर कंडीशनिंग नियंत्रण प्रणाली के एक दिलचस्प विकास के बारे में बताना चाहता हूं।

आधुनिक इंटरनेट, क्लाउड कंप्यूटिंग या बस बड़ी मात्रा में डेटा को संसाधित करने की कल्पना सर्वर के रूप में ऐसी चीज के बिना नहीं की जा सकती है। सर्वर द्वारा खपत की जाने वाली ऊर्जा का लगभग 50% गर्मी में चला जाता है, जिसे एक या दूसरे तरीके से सर्वर रूम या डेटा सेंटर से हटा दिया जाना चाहिए।

एक नियम के रूप में, इन उद्देश्यों के लिए एयर कंडीशनर का उपयोग किया जाता है, जिसकी मात्रा और शक्ति की गणना परिसर की मात्रा, सर्वरों की गर्मी अपव्यय और अन्य मापदंडों के आधार पर की जाती है। वास्तव में बड़े डेटा सेंटर बिल्ट-इन कंट्रोल सिस्टम के साथ महंगे स्प्लिट एयर कंडीशनिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं, हालांकि आज हम आज के सामान्य छोटे सर्वर सिस्टम के लिए एक नियंत्रण प्रणाली पर विचार करेंगे, जो केवल कुछ, आमतौर पर सरल घरेलू एयर कंडीशनर द्वारा ठंडा किया जाता है - आंकड़ों के अनुसार, यह अधिक है 2%। 3 से कम एयर कंडीशनर।

आगे देखते हुए, मैं तुरंत विकसित प्रणाली के काम की योजना दिखाना चाहता हूं, जो रुचि रखते हैं - मैं बिल्ली के लिए पूछता हूं।





विचाराधीन नियंत्रण प्रणाली या एयर कंडीशनर की रोटेशन यूनिट जलवायु प्रौद्योगिकी की दुनिया में एक नवीनता नहीं है, लेकिन इसमें उन्नत कार्यों (मुख्य रूप से संचार) का एक सेट है जो बाजार में पेश किए जाने वाले सभी से अलग है।

तार्किक प्रश्न है - यह सब क्यों आवश्यक है? सर्वर रूम में एयर कंडीशनर के लिए एक अलग नियंत्रण प्रणाली का उपयोग देता है:

- स्वचालित रूप से
स्थापित एयर कंडीशनर को नियंत्रित करके कमरे में दिए गए तापमान स्तर को बनाए रखना ;
- बारी-बारी से घूमना - एयर कंडीशनर को नियमित अंतराल पर स्विच करना (कई घंटे से एक दिन तक) उनकी वर्दी पहनना सुनिश्चित करता है, जिससे शीतलन प्रणाली की विश्वसनीयता बढ़ जाती है;
- जब महत्वपूर्ण तापमान पार हो जाता है, तो स्टैंडबाय एयर कंडीशनर स्वचालित रूप से चालू हो जाते हैं और तब तक काम करते हैं, जब तक कि सर्वर रूम का तापमान पूर्व निर्धारित स्तर तक गिर जाता है;
- एयर कंडीशनर के इनपुट और आउटपुट के बीच तापमान के अंतर को नियंत्रित करके, सिस्टम स्वचालित रूप से उनकी खराबी को पहचान सकता है और आपातकालीन संपर्कों को बंद करके, वेब सर्वर को डेटा प्रेषित करके, जिम्मेदार व्यक्ति को एसएमएस या ईमेल संदेश भेजकर और इसी तरह से सिग्नल को पहचान सकता है;
- वेब सर्वर के माध्यम से स्थिति को दूर से मॉनिटर करने और एयर कंडीशनर को नियंत्रित करने की क्षमता।

वर्णित प्रणाली का मूल CC2530 चिप पर STM32F107 माइक्रोकंट्रोलर + सिस्टम पर आधारित एक केंद्रीय नियंत्रक है(टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स), जिसमें 8051 कंप्यूटिंग कोर और एक रेडियो ट्रांसीवर मानक IEEE 802.15.4 (2.4 GHz) है। नियंत्रक


के पहले प्रोटोटाइप


योजनाबद्ध दृश्य की तस्वीर

नियंत्रक के पास एक छोटी सी काली और सफेद एलसीडी स्क्रीन 128 * 64 पिक्सल, एक एनकोडर बटन ("ट्विस्ट") नियंत्रण, एक 220 वी पावर इनपुट, एक बाहरी एंटीना, एक ईथरनेट कनेक्टर, एक अलार्म आउटपुट और आईआर रिसीवर है मूल नियंत्रण पैनलों से एयर कंडीशनर के लिए रिकॉर्डिंग नियंत्रण आदेश।

एयर कंडीशनर का प्रत्यक्ष नियंत्रण वायरलेस मॉड्यूल (आरएफ) द्वारा किया जाता है, प्रत्येक एयर कंडीशनर के लिए एक स्थापित किया गया है। प्रत्येक आरएफ मॉड्यूल और केंद्रीय नियंत्रण इकाई के बीच सूचना का आदान-प्रदान 2.4 GHz वायरलेस चैनल के माध्यम से किया जाता है जो अपने प्रोटोकॉल का उपयोग करता है, जिनमें से MAC स्तर Zigbee प्रोटोकॉल के MAC स्तर के समान है। मॉड्यूल आईआर डायोड का उपयोग करके अवरक्त के माध्यम से एयर कंडीशनर को नियंत्रित करते हैं, अर्थात, एयर कंडीशनर "सोचते हैं" हर बार जब वे किसी व्यक्ति द्वारा अपने नियंत्रण कक्ष के माध्यम से नियंत्रित होते हैं। सिस्टम को स्थापित करते समय, प्रत्येक एयर कंडीशनर के लिए 3 कमांड रिकॉर्ड किए जाते हैं: ठंडा करने के लिए स्विच करना, वेंटिलेशन के लिए स्विच करना और स्विच करना।


आरएफ मॉड्यूल के पहले प्रोटोटाइप, सफेद तार - शक्ति।


आरएफ मॉड्यूल के योजनाबद्ध दृश्य

केंद्रीय नियंत्रक के मुख्य मेनू में, औसत कमरे का तापमान प्रदर्शित किया जाता है (सभी एयर कंडीशनर के इनपुट पर मॉड्यूल के तापमान सेंसर के लिए औसत मूल्य), स्टेटस आइकन, सेट तापमान के साथ संलग्न मॉड्यूल की एक सूची, साथ ही दूरस्थ वेब सर्वर के साथ सिंक्रनाइज़ समय:



मेनू से, आप नए मॉड्यूल को बांध सकते हैं। नियंत्रक के लिए:



आप देशी नियंत्रण कक्ष से विभिन्न अवरक्त आदेशों को रिकॉर्ड कर सकते हैं:



आप कमरे को बनाए रखने के लिए आवश्यक तापमान और एयर कंडीशनर के रोटेशन का समय निर्धारित कर सकते हैं:



साथ ही साथ बड़ी संख्या में अतिरिक्त मापदंडों का निर्माण करें।

सिस्टम के संचालन के दौरान, नियंत्रित कमरे में स्थापित एयर कंडीशनर की पर्याप्त शक्ति के मामले में, नियंत्रक कमरे में औसत तापमान बनाए रखता है, जो मापदंडों + 3 डिग्री सेट करते समय तापमान से अधिक नहीं होता है।
यदि औसत कमरे का तापमान निर्धारित तापमान से ऊपर उठता है, तो नियंत्रक क्रमिक रूप से ठंडा करने के लिए एयर कंडीशनर को चालू करता है, कम परिचालन समय के साथ एयर कंडीशनर को चालू करने वाला पहला।
एयर कंडीशनर को ठंडा करने के लिए काम करने के लिए माना जाता है, यदि इन्फ्रारेड एलईडी आरएफ मॉड्यूल द्वारा एयर कंडीशनर को कूलिंग कमांड भेजने के बाद, एयर कंडीशनर में प्रवेश करने और छोड़ने के बीच सिस्टम सेटिंग्स में निर्दिष्ट तापमान अंतर स्थापित होता है।
यदि, एयर कंडीशनर को IR कमांड देने के बाद, उपरोक्त तापमान अंतर 5 मिनट के भीतर स्थापित नहीं किया जाएगा, तो यह मॉड्यूल एक कंप्रेसर त्रुटि प्रदर्शित करेगा।
हालांकि, अगर तापमान में अंतर इसे चालू करने के पहले प्रयास के बाद 5 मिनट के भीतर सेट तक नहीं पहुंचता है, तो नियंत्रक इसे 5 मिनट के अंतराल के साथ 2 बार ठंडा करने के लिए चालू करने का प्रयास करेगा। यदि शीतलन के लिए अंतिम टर्न-ऑन कमांड भेजने के बाद 5 मिनट के बाद तापमान में अंतर अभी भी सीमा से नीचे रहता है, तो एयर कंडीशनर को टूटने से रोकने के लिए बंद कर दिया जाता है, और कंप्रेसर त्रुटि साफ होने तक इसके साथ काम करना बंद कर दिया जाता है।
किसी भी समय चालू किए गए एयर कंडीशनर की संख्या सेट के ऊपर औसत तापमान की अधिकता पर निर्भर करती है। यदि सेट तापमान 3 डिग्री या उससे अधिक हो जाता है, तो सभी एयर कंडीशनर को ठंडा करने के लिए चालू किया जाता है।

स्वचालित तापमान रखरखाव एल्गोरिथ्म में एक रोटेशन फ़ंक्शन शामिल है, जिसका उपयोग कमरे में स्थित उपकरणों द्वारा उत्पन्न गर्मी और एयर कंडीशनिंग सिस्टम द्वारा ली गई गर्मी के बीच एक संतुलन स्थापित करने के लिए किया जाता है - इस मामले में, एक निश्चित संख्या में एयर कंडीशनर लंबे समय तक शीतलन स्थिति में होंगे।
यदि एक ही समय में एक शीतलन अवस्था में एयर कंडीशनर की संख्या सभी परेशानी मुक्त एयर कंडीशनर की संख्या से कम है, तो एक निर्दिष्ट रोटेशन समय के बाद शीतलन राज्य एयर कंडीशनर से एक बड़ा रोटेशन समय (वर्तमान में एयर कंडीशनर के लिए बदल गया है) से कम कुल ऑपरेटिंग समय के साथ एयर कंडीशनर में स्थानांतरित हो जाएगा (चालू संख्या से। एयर कंडीशनर इस समय)।
यदि कूलिंग के लिए चालू किए गए एयर कंडीशनर की संख्या सभी उपलब्ध एयर कंडीशनर की संख्या तक पहुँच गई है, तो वे घूर्णी ऑपरेटिंग समय के बावजूद कूलिंग के लिए काम करना जारी रखते हैं।
घूर्णी समय को एयर कंडीशनर के कूलिंग ऑपरेशन के रूप में माना जाता है जिस क्षण से इसे अंतिम बार चालू किया गया था।

यदि इंटरनेट से जुड़ा एक ईथरनेट केबल नियंत्रक से जुड़ा है, तो नियंत्रक एक मिनट में एक बार रिमोट वेब सर्वर के साथ डेटा का आदान-प्रदान करता है। उपयोगकर्ता में सिस्टम की सामान्य स्थिति (औसत कमरे के तापमान, नियंत्रक के निरंतर संचालन) और प्रत्येक स्थापित एयर कंडीशनर की स्थिति दोनों को दूरस्थ रूप से मॉनिटर करने की क्षमता है।
यदि आवश्यक हो, तो उपयोगकर्ता के पास शीतलन, वेंटिलेशन के लिए उपलब्ध एयर कंडीशनर में से किसी को मैन्युअल रूप से चालू करने या इसे बंद करने का अवसर है।

नीचे परीक्षण वेब सर्वर के स्क्रीनशॉट हैं, जिसके साथ आप मॉनिटर किए गए सर्वर की स्थिति की निगरानी कर सकते हैं और उनमें स्थापित एयर कंडीशनर का प्रबंधन कर सकते हैं:


सर्वर रूम की सामान्य स्थिति के लिए स्क्रीन


एक अलग एयर कंडीशनर का ऑपरेशन इतिहास

आप सभी का ध्यान देने के लिए धन्यवाद, मुझे आपकी टिप्पणियों का इंतजार है!
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Source: https://habr.com/ru/post/hi382503/