हम ईएसपी 8266 पर एयर कंडीशनर के लिए "स्मार्ट" नियंत्रक बनाते हैं

गर्मी आ गई है, यह गर्मी है, और एयर कंडीशनर को चालू करने का समय भी है। और अगर आप आधुनिक तकनीकों और स्मार्ट होम के शौकीन हैं, तो आप एयर कंडीशनिंग नियंत्रण को किसी भी तरह से स्मार्ट तरीके से करना चाहते हैं (या कम से कम आधुनिक समय में)। नीचे ध्वनि नियंत्रण और क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म इंटरफ़ेस वाले घर में मौसम को एकीकृत करने के मेरे प्रयास के बारे में नोटों की एक श्रृंखला है।

कार्य

अपार्टमेंट में चार एयर कंडीशनर हैं, आपको उन्हें प्रबंधित करने का तरीका सीखने की ज़रूरत है:

• वेब इंटरफ़ेस से (मेरे पास यह होम असिस्टेंट है, एक अलग रास्पबेरी पाई पर कताई, लेकिन आदर्श रूप से मैं किसी भी सिस्टम के लिए एक सरल कनेक्शन चाहता हूं);
• आवाज (Google सहायक करेगा, फिर ऐलिस के बारे में सोचेंगे);
• स्क्रिप्ट;
• सस्ता ...

बाजार अनुसंधान

मूल समाधान

शायद मैं भी नहीं बताऊंगा। मेरे एयर कंडीशनर के निर्माता के निर्णय में तारों का एक गुच्छा, प्रत्येक इकाई के लिए कम से कम दो अतिरिक्त मॉड्यूल शामिल थे, और प्रति कमरा लगभग $ 200 की कीमत थी। प्लस एक मालिकाना प्रोटोकॉल, एक प्राचीन अनुप्रयोग, और वह सब। क्रॉस आउट।

सेंसिबो आकाश

लगभग $ 100 प्रति कमरा, मूल रूप से Google सहायक और IFTTT के साथ काम करता है, सुंदर दिखता है, लेकिन फिर भी थोड़ा महंगा है।


tado ° - इसी तरह (और इससे भी अधिक महंगा)।

Xiaomi Aqara / Mi Home, Broadlink RM Pro / Mini

यूनिवर्सल आईआर ट्रांसमीटर, कुछ सैद्धांतिक रूप से आवश्यक एयर कंडीशनर का समर्थन करते हैं "बॉक्स से बाहर", होम असिस्टेंट के साथ आधे में एकीकृत, लेकिन सामान्य रूप से - एक तथाकथित समाधान, हालांकि मूल्य टैग पहले से ही सस्ती ($ 20-35 डॉलर) प्रति कमरे के करीब है, क्षमताओं के आधार पर )। हां, और चीनी में आवेदन (कुछ मामलों में) वे नहीं हैं जो मैं करने के लिए इच्छुक हूं।

DIY

सबसे सस्ता और सबसे लचीला तरीका, जिसके बारे में मैं अधिक बात करूंगा।

घटक चयन

सोचने के लिए कुछ है, लेकिन सामान्य तौर पर हमें इसकी आवश्यकता होगी:

लोहा

नियंत्रक

हम बेवकूफी से ESP8266 लेते हैं, और फर्मवेयर और बिजली की आपूर्ति की सादगी के लिए, हम डी 1 मिनी का उपयोग करेंगे। हम स्पष्ट रूप से वाईफाई के माध्यम से सिस्टम का प्रबंधन करेंगे।

आईआर ट्रांसमीटर

प्रोटोटाइप के लिए, हम एक साधारण आईआर एलईडी, प्रतिरोध और एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करेंगे, फिर हम इस बारे में सोचेंगे कि इसे कैसे सुधार किया जा सकता है।

तापमान संवेदक

इसके साथ यह अधिक मजेदार है, आप लक्ष्य तापमान निर्धारित कर सकते हैं, और स्वचालित रूप से चालू / बंद कर सकते हैं। आरंभ करने के लिए, बेवकूफी से DHT22 लें।

प्रदर्शन

हम सिस्टम की वर्तमान स्थिति (डिबगिंग के लिए) प्रदर्शित करेंगे, और शायद वर्तमान आईपी-पता (क्या यह काम आएगा?)।

मुलायम

आईडीई

हम खुले पुस्तकालयों का उपयोग करते हुए Arduino IDE (जो मैंने पहले कभी काम नहीं किया था) में सब कुछ लागू करेंगे।
बहुत बाद में, जब परियोजना पहले से ही काम कर रही थी, मैंने प्लेटफार्म स्टूडियो प्लगइन के साथ विज़ुअल स्टूडियो कोड पर स्विच किया।

प्रोटोकॉल

हम MQTT ( PubSubClient पुस्तकालय) के माध्यम से गृह सहायक के साथ संवाद करेंगे, क्योंकि यह एक खुला प्रोटोकॉल है, और इसके लिए एक विशेष घटक है।

कॉन्फ़िगरेशन, उदाहरण के लिए, कुछ इस तरह दिखाई देगा:

climate: - platform: mqtt name: Living Room HVAC modes: - "off" - "auto" - "heat" - "cool" - "dry" - "fan" swing_modes: - "auto" - "off" fan_modes: - "auto" - "low" - "medium" - "high" mode_command_topic: "livingroom/meteo/mode/set" mode_state_topic: "livingroom/meteo/mode" temperature_command_topic: "livingroom/meteo/target/set" temperature_state_topic: "livingroom/meteo/target" fan_mode_command_topic: "livingroom/meteo/fan/set" fan_mode_state_topic: "livingroom/meteo/fan" swing_mode_command_topic: "livingroom/meteo/swing/set" swing_mode_state_topic: "livingroom/meteo/swing" current_temperature_topic: "livingroom/meteo/temperature" 

प्रबंध

हीटपंपिर पुस्तकालय हमें एयर कंडीशनर को सिग्नल भेजने में मदद करेगा (एयर कंडीशनर मॉडल अभी भी हार्डकोड है)।

अनेक वस्तुओं का संग्रह

तापमान संवेदक और स्क्रीन के साथ काम करने के लिए आपको टाइमर के लिए अधिक पुस्तकालयों की आवश्यकता होगी, लेकिन ये ट्राइफल्स हैं। हम वेब इंटरफेस के माध्यम से फर्मवेयर को अपडेट करने के लिए सामान्य संकेत के साथ WiFiManager और ArduinoOTA जोड़ेंगे, न कि USB।

प्रोटोटाइप (00)

हम aliexpress पर यादृच्छिक घटक खरीदते हैं, उन्हें एक भ्रम बोर्ड पर एक साथ रखते हैं, विचार का परीक्षण करते हैं।


हम समझते हैं कि:

• स्क्रीन बहुत बड़ी थी और बहुत सारे पैर थे।
• एक एलईडी बहुत दूर नहीं जाती है, और बहुत विश्वसनीय नहीं है।

लेकिन कुल मिलाकर विचार काम करता है! "देशी" एचवीएसी घटक होम असिस्टेंट इंटरफेस में दिखाई देता है, जिसका अर्थ है कि दुनिया में कहीं भी नियंत्रण हमारी जेब में पहले से ही है। Google सहायक के साथ होम असिस्टेंट का मूल एकीकरण आवाज कमांड और प्रतिक्रिया जोड़ता है: आप सहायक को कमरे में तापमान के बारे में पूछ सकते हैं, और वह लक्ष्य और वर्तमान तापमान दोनों का जवाब देगा।


वेब इंटरफ़ेस में लक्ष्य तापमान को बदलना, गति और एयर कंडीशनिंग को उड़ाना भी जगह में है (और, सबसे महत्वपूर्ण बात, यह काम करता है!)।

परीक्षण नमूना (01)

आइए कुछ घटकों को बदलें: एक छोटी स्क्रीन का आदेश दें, और I2C के माध्यम से काम करें (और हम एक अलग पुस्तकालय का उपयोग करेंगे)।


हम एक तैयार मॉड्यूल के साथ आईआर एलईडी को भी बदलते हैं।


यह पता चला कि यह एलिएक्सप्रेस पर एक एलईडी (बाईं तरफ की तस्वीर में) के साथ मॉड्यूल का आदेश देने के लायक नहीं है: उनके पास एक ट्रांजिस्टर नहीं है, और पैरों में से एक (वीसीसी) उनके पास अनिवार्य रूप से एक दिखावा है।

लेकिन अगर आप दो एलईड (दाईं ओर फोटो में) के साथ एक मॉड्यूल का आदेश देते हैं, तो सभी आवश्यक घटक पहले से ही हैं, और ऐसा मॉड्यूल आसानी से और स्वाभाविक रूप से जुड़ा हुआ है, और थोड़ा आगे खत्म होता है।

यह सब मेरे मुद्रित सर्किट बोर्ड पर एक साथ रखने का भी समय था ... यह एक ऐसे व्यक्ति के लिए सबसे कठिन क्षण था जिसने कभी भी मुद्रित सर्किट बोर्ड को डिज़ाइन नहीं किया, और निश्चित रूप से मैंने सब कुछ गलत किया।


डिजाइन के लिए, मैंने ईज़ीईडीए का उपयोग किया, मैंने ओएसएचपार्क के लिए तैयार उत्पादों का आदेश दिया (फिर से, निश्चित रूप से, आप एक सस्ता विकल्प पा सकते हैं), और परिणामस्वरूप मुझे कुछ ऐसा मिला:


अंतिम समय में बटन जोड़ा गया था, और इसके लिए एक जगह पूरी तरह से दुर्घटना से मिली थी। यह पता चला कि बटन के साथ सब कुछ थोड़ा और मजेदार है, आप स्क्रीन को हर समय नहीं रख सकते हैं (जो कि ओएलईडी के लिए खराब है), लेकिन दबाकर स्थिति दिखाएं।

खैर, यह पहले से ही अच्छा है, यह मामला जोड़ना है। ऐसा करने के लिए, ब्लेंडर को चलाएं, समानांतर चतुर्भुज का एक गुच्छा बनाएं, कई बूलियन ऑपरेशन लागू करें ...


और 3D प्रिंटर को भेजें।


कुल मिलाकर, यह सस्ते में बदल गया ($ 10 प्रति कॉपी से कम), लचीले ढंग से (यह लगभग किसी भी एयर कंडीशनर के साथ काम करेगा), यह आसानी से एकीकृत होता है, आवाज द्वारा नियंत्रित होता है और वेब के माध्यम से, यह पांच मीटर से लगातार समाप्त होता है। सामान्य तौर पर, मैं जो चाहता था, उसके बारे में।

यह सब थोड़ा बेहतर कैसे होगा? ..

श्रृंखला मॉडल (02)

परिणामी उत्पाद को बेहतर बनाने के लिए कई दिशा-निर्देश हैं (अधिक सटीक, सुधार के अवसर जो किसी उत्पाद में प्रयोग को चालू करना संभव बनाते हैं:

1. तापमान संवेदक को छोटे और अधिक सटीक रूप से लिया जा सकता है, उदाहरण के लिए, BME280, HTU21D या Si7021, जो आपको इसे स्क्रीन (I2C) के समान पैरों पर लटकाने की अनुमति देगा, समाप्त डिवाइस के आकार को काफी कम कर सकता है और पीसीबी लेआउट को सरल बना सकता है। व्यवहार में, यह पता चला कि बहुत ही बीएमई 280 ईएसपी 8266 के हीटिंग से दृढ़ता से प्रभावित होने लगता है, और जारी किए गए रीडिंग को समायोजित करने की आवश्यकता होती है।
   
   
   
2. (यह पहले पैराग्राफ से इस प्रकार है) ईएसपी 8266 को लगातार चालू रखना कम इल फूट नहीं है, आपको समय-समय पर डीप स्लीप में जाने की जरूरत है, केवल कभी-कभी जागने के लिए गवाही देना और कमांड प्राप्त करना;
3. (दूसरे बिंदु से निम्नानुसार) सामान्य MQTT अब बहुत उपयुक्त नहीं है, आपको MQTT-SN का उपयोग करने की आवश्यकता है ताकि नियंत्रण आदेशों को याद रखा जाए और जागने के समय नियंत्रक को वितरित किया जा सके;
4. उपरोक्त मदों के कार्यान्वयन से आप बैटरी को "वायर्ड" शक्ति बदल सकते हैं;
5. एक मुद्रित सर्किट बोर्ड (पारंपरिक टांका लगाने) के घटकों को ठीक करने की वर्तमान विधि को लागू करना मुश्किल है और पर्याप्त रूप से लचीला नहीं है: यह हेडर को मिलाप करने के लिए समझ में आता है ताकि एक ही तापमान सेंसर को दस्ताने की तरह बदला जा सके;
6. अंत में (पिछले पैराग्राफ के विपरीत), सभी समान, तैयार मॉड्यूल अच्छे और सरल हैं, लेकिन थोड़ा भारी है, आदर्श रूप में डी 1 मिनी के बजाय एक नंगे ईएसपी 8266 होगा, और एक बोर्ड पर तापमान सेंसर, बटन और आईआर एलईडी को मिलाया जाएगा ( जैसा कि वे धारावाहिक उत्पादों में करते हैं), जो डिवाइस के आकार और इसकी सीरियल कीमत को कम करेगा;
7. वैसे भी, फर्मवेयर को एक क्लिक के साथ आसानी से एयर कंडीशनर के अपने मॉडल का चयन करने की क्षमता में शामिल करना अच्छा होगा ...

निष्कर्ष

यह एक शानदार रोमांच था, और मैं बहुत कुछ समझ गया। उदाहरण के लिए, मुझे समझ में आया कि सीरियल डिवाइस इतने महंगे क्यों होते हैं, और उनके साथ समान स्तर पर लाने के लिए कितना प्रयास करना होगा। दूसरी ओर, मैंने इस परियोजना में पहली बार बहुत कुछ किया (Arduino IDE में काम करना, मुद्रित सर्किट बोर्डों का आदेश देना, 3 डी प्रिंटर के लिए एक मॉडल बनाना), और यह अनुभव प्राप्त करना अमूल्य था। स्रोत कोड, हालांकि, नहीं दिखाएगा: मुझे उनसे शर्म आती है :)

लेकिन मैंने फिर भी अपना लक्ष्य हासिल कर लिया, और एयर कंडीशनर का सस्ता और लचीला नियंत्रण काफी हद तक हासिल हुआ।