Hinzufügen eines Nutzungsmonitors zu einem Hausthermostat - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Vor langer, langer Zeit, lange bevor es so etwas wie einen "intelligenten" Thermostat gab, hatte ich einen Hausthermostat, der eine tägliche (ich glaube - vielleicht wöchentliche) Summe "pünktlich" für meine Heizungs- und Klimaanlage lieferte.

Die Dinge haben sich geändert… Als ich das letzte Mal einen Thermostat gekauft habe, hatte ich die Wahl: Ein schöner programmierbarer Thermostat zu einem erschwinglichen Preis, aber ohne Nutzungsmonitor, oder ein überteuerter - und überausgestatteter - "intelligenter" Thermostat, den ich nicht hatte wollen. Ich habe diesen einfachen Nutzungsmonitor wirklich vermisst und verbrachte Monate mit der Idee in meinem Hinterkopf.

Was ich wollte, war etwas, das kostengünstig ist, mit einem 24 VAC-Thermostat kompatibel ist, einfach über den 24 VAC-Thermostat mit Strom versorgt werden kann, eigenständig mit eigenem Display ist und einen nichtflüchtigen Speicher hat, der mindestens mehrere Tage aufzeichnen kann der Verwendung, bevor Sie überrollen oder neu eingestellt werden müssen.

Zuerst dachte ich, ein Arduino-basierter Datenlogger wäre eine ideale Lösung, und das ist er wahrscheinlich immer noch, aber nachdem ich mich im Unkraut der Arduino-Programmierung, der 24-Volt-Schnittstelle, der Notwendigkeit einer kontinuierlichen Stromquelle usw, es ging wieder auf Sparflamme. Vor kurzem, weil ich gerade meine Klimaanlage reparieren ließ und darüber nachdachte, habe ich die Idee erneut aufgegriffen. Etwas veranlasste mich, auf meinen kleinen USB-Leistungsmesser zu schauen, den ich vor ein paar Jahren für etwa 5 US-Dollar gekauft hatte… Hey! Dieses Ding protokolliert die Ladezeit, geht bis zu 99 Stunden, wird über USB mit Strom versorgt und verfügt über einen nichtflüchtigen Speicher !! Beeindruckend! Alles, was ich tun muss, ist, es mit 24 VAC laufen zu lassen!

Naja, fast alle. Dazu kommen wir.

Lieferungen

• Ein USB-Leistungstester. Verstehe nicht die Art mit dem LED-Display. Es muss eines mit einem LCD-Display sein, wie dieses. Es muss eine Ladezeitanzeige haben. Typischerweise zeigen diese auch Spannung, Strom und Gesamt-mAh an, die Sie bei dieser Verwendung fröhlich ignorieren können.
• Ein 24-Volt-zu-USB-Abwärtswandler. Diese werden häufig in Autos verwendet, um einen USB-Anschluss ab 12 Volt bereitzustellen. Die meisten funktionieren auch mit 24 Volt. Etwas wie das.
• Ein Elektrolytkondensator mit einer Nennspannung von 35 Volt oder höher. Der genaue Wert ist nicht zu wichtig; Ich habe 1000 uF verwendet, weil ich das zur Verfügung hatte. Alles, was 220 uF oder höher ist, wird wahrscheinlich funktionieren. Es hat den Zweck, den gleichgerichteten Gleichstrom nach der Diode zu filtern.
• Eine 1N4001-Diode. Die meisten Dioden funktionieren hier. Wir verwenden es nur als groben Gleichrichter, und es wird sehr wenig Strom führen.
• Ein 150-Ohm-Widerstand zur Verwendung als Last.
• Entweder ein altes USB-Kabel, das Ihnen nichts ausmacht, oder ein USB-Stecker, an den Sie löten können.
• Ein Multimeter. Jedes billige wird tun. Harbour Freight verschenkt sie manchmal.
• Lötgeräte.

Schritt 1: Zweimal messen…

Ich hatte die Vorarbeit bereits geleistet, als ich diese Idee zum ersten Mal hatte. Alles, was man brauchte, war, die zwei von den vier Drähten zu finden, die zum Thermostat führten, der das Gebläse steuert. Auf diese Weise würde immer dann, wenn entweder die Heizung oder der Wechselstrom an waren, Spannung durch diese beiden Drähte gesendet, um zu signalisieren, was mir schließlich einfiel.

Bei meinem 4-Draht-Thermostat - mit Gasheizung und Standard-AC-System - sind die Kabelkombinationen:

• Weiß - der gemeinsame Draht
• Gelb: Klimaanlage
• Grün: Lüfter
• Rot: Leistung

Ich habe den Heizdraht nicht getestet, weil mich hauptsächlich interessiert, wie viel meine Klimaanlage läuft. Das ist doch Arizona! (Wie in "Schnee? Was ist das??") Wenn Sie beispielsweise in Minnesocold leben, interessieren Sie sich vielleicht mehr für Hitze, aber das Prinzip ist dasselbe.

Wegen der Bauweise meines Thermostats. Ich konnte nicht einfach die Abdeckung abnehmen und mit der Sondierung beginnen, da die Abdeckung der Thermostat ist und das an der Wand befestigte Teil nur eine Klemmenleiste ist. Ich schnitt einige dünne Drähte ab und steckte sie neben den bereits vorhandenen Drähten in den Klemmenblock, und führte sie dann heraus, wo ich sie nach dem Zusammenbau des 'Stat.

Wenn das Gebläse eingeschaltet ist, liegt Strom zwischen dem weißen und dem gelben Kabel an. Das muss ich wissen. Diese beiden Drähte werden durch bessere Drähte ersetzt, die immer noch außerhalb des Thermostatgehäuses führen. Ich hatte vor, meinen fertigen Monitor einfach auf den Thermostat zu legen, also führte ich die Drähte oben aus dem Thermostat heraus.

Schritt 2: Theorie und Praxis

Es heißt, in der Theorie gibt es keinen Unterschied zwischen Theorie und Praxis. In der Praxis gibt es.

Als erstes habe ich meinen coolen kleinen USB-Tester in einen USB-Port gesteckt. Hier war der einzige wirkliche Haken im ganzen Projekt: Der Timer zählt keine Zeit, es sei denn, es gibt eine Last - das heißt, etwas muss Strom daraus ziehen.

Hurra… Wir wollen nicht viel Strom verbrauchen, weil wir nicht wissen, wie viel Strom das System zur Verfügung hat. Ein kleiner Widerstand, der ein paar Milliampere zieht, sollte reichen.

Auch hier hatte ich zufällig einen 150-Ohm-, 1/4-Watt-Widerstand in meiner Teilebox und ein USB-Kabel mit blanken Drahtenden. Ich habe den Widerstand zwischen den roten und schwarzen Drähten des USB-Kabels und Eureka! Das sollte theoretisch etwa 30 Milliampere bei den 5 Volt, die USB liefert, ziehen. Auf jeden Fall reicht es aus, um die "Uhr" zu starten, und der Widerstand wird nicht sehr heiß. Beachten Sie, dass ein 100-Ohm-Widerstand 1/4 Watt Wärme ableitet und damit an die Spitze seiner Nennleistung setzt. Wenn Sie feststellen, dass Sie einen 100-Ohm-Widerstand benötigen, besorgen Sie sich besser ein 1/2-Watt-Gerät.

Da ich einen hatte, habe ich den Widerstand der Ordnung halber in einen USB-Stecker eingebaut. Die Stromanschlüsse sind die beiden äußeren Anschlüsse in einem Standard-USB-A-Stecker. Wenn Sie ein Kabel verwenden, sollten es die roten und schwarzen Drähte sein, aber manchmal verwenden die chinesischen Billiganbieter einen seltsamen Farbcode. Überprüfen Sie mit Ihrem Messgerät. Welche zwei Drähte auch immer 5V haben, sind die richtigen.

Wenn bei meinem Gerät der Cursor zwischen Stunden und Minuten blinkt, zählt er.

Schritt 3: 24 VAC bis 5 VDC

Zuerst ein wenig Theorie (Sehr wenig!)

Der Standard für die Stromversorgung von Thermostaten ist 24 Volt Wechselstrom. AC - Wechselstrom, was aus Ihrer Wand kommt - ist großartig für den Antrieb großer und kleiner Motoren, Relais, Heizelemente usw., aber es ist der Todesstoß für die Elektronik. Wieso den? weil es sechzig Mal pro Sekunde in beide Richtungen fließt, daher der Name. Um einen Computer, ein Radio, einen Fernseher usw. mit Strom zu versorgen, muss es in DC - Gleichstrom umgewandelt werden, was Sie aus einer Batterie herausholen.

Es ist ziemlich einfach, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln; eine Diode wird es tun. Eine Diode fungiert als Einwegventil für Strom. Setzen Sie eine Diode in einen Wechselstromkreis und Sie hacken die Hälfte der Wechselstromwelle ab, wodurch Sie pulsierenden Gleichstrom erhalten. Das ist für die meisten Zwecke immer noch nicht gut genug; wir müssen es glätten. Das ist die Aufgabe des Kondensators. Der Kondensator glättet den Gleichstrom, sodass er für unsere Zwecke gut genug ist.

Nehmen Sie normales Verhalten wieder auf

Siehe Diagramm. Finden Sie heraus, welcher Eingang auf der USB-Konverterplatine positiv ist. Verbinden Sie den Kondensator über die Eingänge und stellen Sie sicher, dass er richtig ausgerichtet ist. Kondensatoren haben die Minusleitung markiert. Positiv zu positiv, negativ zu negativ.

Verbinden Sie nun das gebänderte Ende (sehr wichtig) der Diode mit der positiven Leitung des Kondensators - oder mit dem positiven Loch auf der Platine, wenn Sie es dort hineinpassen können. Ich konnte nicht, deshalb hängt es am Kondensator.

Nun, die beiden Kabel vom Thermostat? Einer (egal welcher) geht an die negative Seite des Kondensators, der andere geht an das freie Ende der Diode.

Schritt 4: Machen Sie es hübsch und schließen Sie es an

Ich habe eine kleine Schachtel für die USB-Konverter-Baugruppe in 3D gedruckt, um sie zu schützen und besser aussehen zu lassen.

Jetzt müssen Sie nur noch den USB-Leistungsmesser in den USB-Konverter stecken, die "Last" in das Messgerät stecken und fertig!

Jetzt läuft die Uhr jedes Mal, wenn das Gebläse angeht. Wenn Sie wissen, wie viele Ampere Ihr System verbraucht, können Sie sich eine ziemlich gute Vorstellung von Ihrer nächsten Stromrechnung machen. Mein System kostet ungefähr 73 Cent pro Stunde zu laufen. Fügen Sie das Ihrer Nebensaisonrechnung hinzu und Sie wissen, wie viel Sie ausgestochen werden.

Ein Hinweis: Es stellt sich heraus, dass der Timer auf dem USB-Stick bei 100 Stunden nicht auf Null "überrollt"; stattdessen wird "FULL" angezeigt und muss manuell zurückgesetzt werden. Ich setze es auch monatlich an meinen Zählerablesungstagen zurück.