Система вентиляции подвала / подвала

Приложения и онлайн-сервисы

IDE Arduino

Об этом проекте

Список возможностей

• Датчик внутренней / наружной температуры / влажности.
• Интеллектуальное управление вентилятором со сравнением влажности
• Уменьшите влажность в подвале / подвале.
• Помогите уменьшить рост плесени.
• Интеллектуальная вентиляция экономит электроэнергию.

Детали, необходимые для создания системы вентиляции

• Расширитель ввода-вывода
• 1-Wire - I2C.
• Arduino Nano.
• 1-канальное реле постоянного тока 5 В
• Датчик влажности x2 SHT10.
• Дисплей I2C SSD1306 OLED 128x64.
• x2 110 В, 172 x 150 x 38 мм, 0,34 А, 2400 об / мин, вентиляторы с шарикоподшипниками.
• Прозрачный водонепроницаемый пластиковый корпус 158x90x65 мм.
• Водонепроницаемый нейлоновый кабельный ввод ip68 pg7.
• Водонепроницаемый нейлоновый кабельный ввод ip68 pg9.
• Гнездо с винтовым зажимом RJ11, x2 шт.
• Корпус x2 Keystone Enclosure.
• 2 кабеля длиной 50 футов 4C4P RJ11.
• 6-дюймовый провод 4C4P RJ11.
• 100-футовый провод 110 В.
• Вилка переменного тока.
• Заголовок 2,54 мм.
• Блок питания от настенного блока питания 12 В постоянного тока, 1 А.

Схема подключения

OLED-дисплей

Так зачем использовать расширитель ввода-вывода?

• Проще проектировать
• Готовые запчасти
• Нет драйвера 1-Wire для написания
• Нет драйвера реле для записи
• Нет драйвера дисплея OLED для написания
• Нет отображаемых шрифтов, занимающих пространство кода Arduino.
• Не нужно писать драйвер датчика влажности
• Экономит место для кода на Arduino; всего 6106 байт (19%)
• На написание кода осталось меньше суток.
• Простота подключения с помощью стандартного телефонного кабеля RJ11.
• Нет проблем с длиной кабеля датчика.
• Дешевле в сборке, чем коммерческие системы.
• Легко вносить изменения для адаптации к индивидуальным требованиям.
• Один источник питания

Постройте систему

Подключите Arduino Nano к расширителю ввода-вывода и запрограммируйте его с помощью следующего кода. Шестиконтактный разъем - это последовательный порт отладки программного обеспечения, который не нужен при окончательной установке.

Убедитесь, что вы изменили определенный адрес ONEWIRE_TO_I2C_ROM, чтобы он соответствовал вашему адресу 1-Wire на I2C.

  / * Расширитель ввода-вывода 
 * 
 * Система вентиляции подвала / подвала, версия 1.1 
 * 
 * / 
 
 #include  
 #include  
 #include  
 #include «IOExpander.h» 
 
 #define FAHRENHEIT 
 #define ONEWIRE_TO_I2C_ROM "i4s71" 
 #define INIT_OLED "st13; si; sc; sd" 
 #define HUMIDITY_SENSOR_INSIDE "s6t1" 
 #define HUMIDITY_SENSOR_OUTSIDE "/ 
 #define FAN_ON "r1o" 
 #define FAN_OFF "r1f" 
 #define ABSOLUTE_DELTA_FAN_ON 1 // Вентилятор включен, если абсолютная дельта влажности внутри> =снаружи 
 #define ABSOLUTE_DELTA_FAN_OFF 0.5 // Вентилятор выключен, если дельта абсолютной влажности внутри <=снаружи 
 #define OUTSIDE_RELATIVE_FAN_ON 88 // Вентилятор включен, если относительная влажность снаружи <=% 
 # define OUTSIDE_RELATIVE_FAN_OFF 90 // Вентилятор выключен, если относительная влажность снаружи> =% 
 # define MINIMUM_TEMPERATURE 15 // Цикл вентиляции вкл / выкл, если наружная температура <=15C / 59F 
 #define FAN_ON_TIME (20 * 60 * 1000L) // 20 мин 
 #define FAN_OFF_TIME (20 * 60 * 1000L) // 20 минут 
 
 // # define SERIAL_DEBUG 
 #define SERIAL_TIMEOUT 5000 // 5-секундная задержка между чтениями DHT22 
 
 #ifdef SERIAL_DEBUG 
 SoftwareSerial swSerial (8,7); 
 #endif 
 
 struct HS {
 float temp; 
 float relative; 
 float absolute; 
 bool error; 
}; 
 
 int led =13; 
 bool init_oled =true; 
 long ontime, offtime; 
 
 # ifdef FAHRENHEIT 
 #define C2F (temp) CelsiusToFahrenheit (temp) 
 float CelsiusToFahrenheit (float celsius) 
 {
 return ((celsius * 9) / 5) + 32; 
} 
 #else 
 #define C2F (temp) (temp) 
 #endif 
 
 void SerialPrint (const char * str, float decimal , char error) 
 {
 Serial.print (str); 
 if (error) Serial.print (F ("NA")); 
 else Serial.print (десятичный , 1); 
} 
 
 float DewPoint (температура поплавка, влажность поплавка) 
 {
 float t =(17.625 * temp) / (243.04 + temp); 
 float l =log (влажность / 100); 
 float b =l + t; 
 // Используем Augus Приближение t-Роша-Магнуса 
 return (243.04 * b) / (17.625-b); 
} 
 
 #define MOLAR_MASS_OF_WATER 18.01534 
 #define UNIVERSAL_GAS_CONSTANT 8.21447215 
 
 float AbsoluteHumidity (float temp, float relative) 
 {
 // взято из https://carnotcycle.wordpress.com/2012/08/04/how-to-convert- относительная влажность - абсолютная влажность / 
 // точность составляет около 0,1 ° C в диапазоне от -30 до 35 ° C 
 // August-Roche-Magnus 6,1094 exp (17,625 x T) / (T + 243.04) 
 // Buck (1981) 6.1121 exp (17.502 x T) / (T + 240.97) 
 // ссылка https://www.eas.ualberta.ca/jdwilson/EAS372_13 /Vomel_CIRES_satvpformulae.html // Используйте Buck (1981) 
 return (6.1121 * pow (2.718281828, (17.67 * temp) / (temp + 243.5)) * relative * MOLAR_MASS_OF_WATER) / ((273.15 + temp) * UNIVERSAL_GAS; 
} 
 
 void ReadHumiditySensor (HS * hs) 
 {
 SerialCmd ("sr"); 
 if (SerialReadFloat (&hs-> temp) &&
 SerialReadFloat (&hs-> relative)) {
 // hs-> точка росы =точка росы (hs-> temp, hs-> relative); 
 hs-> absolute =AbsoluteHumidity (hs-> temp, hs-> relative); 
 hs-> error =false; 
} 
 иначе hs -> error =true; 
 SerialReadUntilDone (); 
} 
 
 void setup () {
 Serial.begin (115200); 
 #ifdef SERIAL_DEBUG 
 swSerial.begin (115200); 
 // swSerialEcho =&swSerial; 
 #endif 
 pinMode (led, OUTPUT); 
 wdt_enable (WDTO_8S); 
 offtime =millis () - FAN_OFF_TIME; 
} 
 
 void loop () {
 HS внутри, снаружи; 
 static bool fan =false; 
 static bool cycle =false; 
 static long last_time =- (60L * 1000L); 
 
 Serial.println (); 
 if (SerialReadUntilDone ()) {
 // Считывание датчиков влажности только раз в минуту, иначе они будут саморазогреваться при слишком быстром считывании 
 if (millis () - last_time> 60L * 1000L) 
 {
 if (SerialCmdDone (HUMIDITY_SENSOR_INSIDE) ) 
 ReadHumiditySensor (&внутри); 
 
 if (SerialCmdDone (HUMIDITY_SENSOR_OUTSIDE)) 
 ReadHumiditySensor (&снаружи); 
 
 i f (inside.error || outside.error) fan =false; 
 else {
 if (fan) {
 if (outside.relative> =OUTSIDE_RELATIVE_FAN_OFF || inside.absolute - снаружи.absolute <=ABSOLUTE_DELTA_FAN_OFF) 
 cycle =fan =false; 
 else {
 if (cycle &&outside.temp <=MINIMUM_TEMPERATURE &&
 millis () - ontime> FAN_ON_TIME) fan =false; 
} 
 if (! fan) offtime =millis (); 
} 
 else {
 if (outside.relative <=OUTSIDE_RELATIVE_FAN_ON &&inside.absolute - outside.absolute> =ABSOLUTE_DELTA_FAN_ON) 
 cycle =fan =true; 
 if (cycle &&outside.temp <=MINIMUM_TEMPERATURE) 
 fan =(millis () - offtime> FAN_OFF_TIME)? true:false; 
 if (fan) ontime =millis (); 
} 
} 
 
 if (fan) SerialCmdDone (FAN_ON); 
 else SerialCmdDone (FAN_OFF); 
 
 if (SerialCmdNoError (ONEWIRE_TO_I2C_ROM)) {
 if (init_oled) {
 SerialCmdDone (INIT_OLED); 
 init_oled =false; 
} 
 SerialCmdDone ("st13; sc; sf0; sa1; sd70,0, \" INSIDE \ "; sd127,0, \" OUTSIDE \ "; sf1; sa0; sd0,12,248, \" "
 # ifdef FAHRENHEIT 
 "F" 
 #else 
 "C" 
 #endif 
 "\"; sd0,30, \ "% \"; sf0; sd0,50, \ "г / м \"; sd20,46, \ "3 \"; "); 
 SerialPrint (" sf1; sa1; sd70,12, \ "", C2F (inside.temp ), inside.error); 
 SerialPrint ("\"; sd70,30, \ "", inside.relative, inside.error); 
 SerialPrint ("\"; sd70,48, \ " ", inside.absolute, inside.error); 
 SerialPrint (" \ "; sd127,12, \" ", C2F (outside.temp), outside.error); 
 SerialPrint (" \ "; sd127,30, \ "", outside.relative, outside.error); 
 SerialPrint ("\"; sd127,48, \ "", outside.absolute, outside.error); 
 Последовательный .print ("\"; "); 
 Serial.print (" sf0; sa0; sd0,0, \ ""); 
 if (вентилятор) Serial.print ("FAN"); 
 else Serial.print ("v1.1"); 
 Serial.println ("\"; sd "); 
 SerialReadUntilDone (); 
} 
 else init_oled =true; 
 
 last_time =millis (); 
} 
 
 delay (1000); 
} 
 else {
 digitalWrite (led, HIGH); 
 delay (500); 
 digitalWrite (led, LOW); 
 delay (500); 
 init_oled =true; 
} 
 wdt_reset (); 
}  

Примечание. Если вы используете порт USB для программирования Arduino Nano, вы должны отключить его от расширителя ввода-вывода, поскольку он также использует тот же единственный последовательный порт, вместо этого, если вы хотите отладить, используйте порт ICSP для программирования ATmega328P. Чтобы включить порт отладки программного обеспечения, раскомментируйте определение SERIAL_DEBUG.

Подключите провод 110 В переменного тока к обоим вентиляторам.

Просверлите отверстия 7/16 "и 9/16" с каждой стороны корпуса для PG7 и PG9. Воспользуйтесь инструментом dremel, чтобы немного увеличить отверстия, пока сальник не войдет в плотное соединение. PG7 будет питать входное напряжение 12 В постоянного тока, а PG9 - для датчиков и вентиляторов.

Найдите вентиляционное отверстие, которое открыто и не заблокировано. Это будет наш выхлоп, из которого мы будем выдувать воздух из подвала / подполья. Убедитесь, что все остальные вентиляционные отверстия на другой стороне открыты, так как они станут вашим воздухозаборником. Закройте прилегающие вентиляционные отверстия, чтобы создать региональный, а не местный воздушный поток через весь подвал / пространство для ползания.

Закрепите вентиляторы на внутренней стороне вентиляционного отверстия с помощью стяжек. Убедитесь, что вентиляторы направлены в правильном направлении, чтобы выдувать воздух.

Найдите существующую точку доступа и проденьте провод датчика наружной влажности внутрь. Убедитесь, что датчик влажности расположен достаточно далеко от дома и любых препятствий, чтобы вы могли точно измерить температуру / влажность окружающей среды. Сравните свои показания с вашими местными прогнозами погоды.

Подключите датчик наружной влажности к гнезду трапецеидального искажения и корпусу и установите его внутри.

Подключите внутренний датчик влажности к гнезду трапецеидального искажения и корпусу и установите его внутри. Предпочтительно центральное расположение или место, где требуется дополнительный контроль влажности.

Подключите 50-футовые провода RJ11 к датчикам влажности и проведите провода с проводом вентилятора к доступной точке доступа, где будет установлен шкаф управления.

Подключите все провода и соберите / подайте все детали в корпус управления. Если ваши 50-футовые провода RJ11 поставляются с предварительно обжатыми разъемами, вам придется отрезать их, чтобы пропустить провода через сальник и обжать новые разъемы.

Протестируйте систему и убедитесь, что все работает правильно. Чтобы проверить реле и вентиляторы, отключите Arduino от расширителя ввода-вывода и подключите его напрямую к компьютеру, чтобы управлять им вручную. Убедившись, что все работает, соберите все детали в корпус, используя двусторонний скотч и упаковочную пену, чтобы закрепить доски, и наслаждайтесь преимуществами и экономией вашей интеллектуальной системы вентиляции с контролем влажности

Обновление 20.03.2019

После запуска системы вентиляции в моем подвесном пространстве в течение последних нескольких месяцев с нулевыми зависаниями и с пиковой относительной влажностью более 95% после утечки из моего водонагревателя она успешно снизила относительную влажность до менее 50%. Система вентиляции - это постоянно работающая система управления, которая работает!

Переключен с 0,96-дюймового OLED-дисплея SSD1306 на 1,3-дюймовый OLED-дисплей SH1106. Он намного больше и его легче читать. С обновлением прошивки IO Expander его легко изменить. Просто измените «ST10» на «ST13» в своем коде.

Обновление от 12.09.2019

Выпущена версия 1.1, в которой исправлена ​​проблема с холодной загрузкой, при которой дисплей OLED не работал. Я все еще проветриваю пространство для ползания!

Код

• Система вентиляции подвала / подвала

Система вентиляции подвала / подвала C / C ++

 / * IO Expander * * Basement / Crawlspace Ventilation System v1.1 * * / # include  #include  #include  #include "IOExpander.h" #define FAHRENHEIT # определить ONEWIRE_TO_I2C_ROM "i4s71" #define INIT_OLED "ST13; си, СБН, сд" #define HUMIDITY_SENSOR_INSIDE "s6t1" #define HUMIDITY_SENSOR_OUTSIDE "s8t1" #define FAN_ON "R1O" # define FAN_OFF "r1f" #define ABSOLUTE_DELTA_FAN_ON 1 // Вентилятор включен, если абсолютная влажность внутри> =снаружи #define ABSOLUTE_DELTA_FAN_OFF 0.5 // Вентилятор выключен, если абсолютная влажность внутри <=снаружи # define OUTSIDE_RELATIVE_FAN_ON 88 // Вентилятор включен, если снаружи влажность <=% # define OUTSIDE_RELATIVE_FAN_OFF 90 // Вентилятор выключен, если внешняя относительная влажность> =% # define MINIMUM_TEMPERATURE 15 // Цикл вентиляции вкл / выкл, если внешняя температура <=15C / 59F # define FAN_ON_TIME (20 * 60 * 1000L) // 20 мин. # Определение FAN_OFF_TIME (20 * 60 * 1000L) // 20 мин. // # определение SERIAL_DEBUG # определение SERIAL_TIMEOUT 5000 // 5 сек. lay между DHT22 читает # ifdef SERIAL_DEBUGSoftwareSerial swSerial (8,7); # endifstruct HS {float temp; поплавок относительный; плавающий абсолютный; bool error;}; int led =13; bool init_oled =true; long ontime, offtime; #ifdef FAHRENHEIT # define C2F (temp) CelsiusToFahrenheit (temp) float CelsiusToFahrenheit (float celsius) {return ((celsius * 9) / 5) +32;} # else # define C2F (temp) (temp) #endifvoid SerialPrint (const char * str, float decimal, char error) {Serial.print (str); если (ошибка) Serial.print (F ("NA")); else Serial.print (decimal, 1);} float DewPoint (температура поплавка, влажность поплавка) {float t =(17,625 * темп) / (243,04 + темп); float l =log (влажность / 100); поплавок b =l + t; // Использование приближения Августа-Роша-Магнуса return (243.04 * b) / (17.625-b);} # define MOLAR_MASS_OF_WATER 18.01534 #define UNIVERSAL_GAS_CONSTANT 8.21447215float AbsoluteHumidity (float temp, float relative) {// взято из https:// carnotcycle.wordpress.com/2012/08/04/how-to-convert-relative-humidity-to-absolute-humidity/ // точность составляет около 0,1 ° C в диапазоне от -30 до 35 ° C // August-Roche- Магнус 6.1094 exp (17.625 x T) / (T + 243.04) // Buck (1981) 6.1121 exp (17.502 x T) / (T + 240.97) // ссылка https://www.eas.ualberta.ca/jdwilson/ EAS372_13 / Vomel_CIRES_satvpformulae.html // Использовать Buck (1981) return (6.1121 * pow (2.718281828, (17.67 * temp) / (temp + 243.5)) * relative * MOLAR_MASS_OF_WATER) / ((273.15 + temp_ANT) * UNIVCAL ReadHumiditySensor (HS * hs) {SerialCmd ("SR"); if (SerialReadFloat (&hs-> temp) &&SerialReadFloat (&hs-> relative)) {// HS-> точка росы =DewPoint (hs-> temp, hs-> relative); hs-> absolute =AbsoluteHumidity (hs-> temp, HS-> относительная); чс-> ошибка =ложь; } иначе hs-> error =true; SerialReadUntilDone ();} void setup () {Serial.begin (115200); # ifdef SERIAL_DEBUG swSerial.begin (115200); // swSerialEcho =&swSerial; #endif pinMode (led, OUTPUT); wdt_enable (WDTO_8S); offtime =millis () - FAN_OFF_TIME;} void loop () {HS внутри, снаружи; static bool fan =false; static bool cycle =false; статический длинный last_time =- (60 л * 1000 л); Serial.println (); if (SerialReadUntilDone ()) {// if (init_oled) {// if (SerialCmdNoError (ONEWIRE_TO_I2C_ROM)) {// SerialCmdDone (INIT_OLED); // init_oled =false; //} //} // Считываем датчики влажности только один раз в минуту, иначе они будут саморазогреваться, если считывать слишком быстро if (millis () - last_time> 60L * 1000L) {if (SerialCmdDone (HUMIDITY_SENSOR_INSIDE)) ReadHumiditySensor (&inside); if (SerialCmdDone (HUMIDITY_SENSOR_OUTSIDE)) ReadHumiditySensor (&за пределами); если (inside.error || outside.error) fan =false; else {if (fan) {if (external.relative> =OUTSIDE_RELATIVE_FAN_OFF || inside.absolute - снаружи.absolute <=ABSOLUTE_DELTA_FAN_OFF) cycle =fan =false; else {if (cycle &&outside.temp <=MINIMUM_TEMPERATURE &&millis () - ontime> FAN_ON_TIME) fan =false; } if (! fan) offtime =millis (); } else {если (external.relative <=OUTSIDE_RELATIVE_FAN_ON &&inside.absolute - outside.absolute> =ABSOLUTE_DELTA_FAN_ON) cycle =fan =true; if (цикл &&external.temp <=MINIMUM_TEMPERATURE) fan =(millis () - offtime> FAN_OFF_TIME)? истина:ложь; если (вентилятор) ontime =millis (); }} if (вентилятор) SerialCmdDone (FAN_ON); иначе SerialCmdDone (FAN_OFF); если (SerialCmdNoError (ONEWIRE_TO_I2C_ROM)) {если (init_oled) {SerialCmdDone (INIT_OLED); init_oled =false; } SerialCmdDone ("st13; sc; sf0; sa1; sd70,0, \" INSIDE \ "; sd127,0, \" OUTSIDE \ "; sf1; sa0; sd0,12,248, \" "#ifdef FAHRENHEIT" F "# else "C" #endif "\"; sd0,30, \ "% \"; sf0; sd0,50, \ "г / м \"; sd20,46, \ "3 \"; "); SerialPrint ("sf1; sa1; sd70,12, \" ", C2F (inside.temp), inside.error); SerialPrint (" \ "; sd70,30, \" ", inside.relative, inside.error); SerialPrint ("\"; sd70,48, \ "", inside.absolute, inside.error); SerialPrint ("\"; sd127,12, \ "", C2F (outside.temp), outside.error); SerialPrint ("\"; sd127,30, \ "", external.relative, outside.error); SerialPrint ("\"; sd127,48, \ "", outside.absolute, outside.error); Serial.print (" \ ";"); Serial.print ("sf0; sa0; sd0,0, \" "); if (fan) Serial.print (" FAN "); else Serial.print (" v1.1 "); Serial.println (" \ "; sd "); SerialReadUntilDone (); } иначе init_oled =true; last_time =миллис (); } задержка (1000); } else {digitalWrite (светодиод, ВЫСОКИЙ); задержка (500); digitalWrite (светодиод, НИЗКИЙ); задержка (500); init_oled =true; } wdt_reset ();} 

Схема