Een gebruiksmonitor toevoegen aan een thuisthermostaat: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Lang, lang geleden, lang voordat er zoiets als een "slimme" thermostaat bestond, had ik een huisthermostaat die dagelijks (denk ik - misschien wekelijks) in totaal "op tijd" gaf voor mijn verwarming en airconditioning.

Dingen zijn veranderd … De laatste keer dat ik winkelde voor een thermostaat, had ik de keuze: een mooie programmeerbare thermostaat voor een betaalbare prijs maar zonder een gebruiksmonitor, of een te dure - en over-featurede - "slimme" thermostaat, wat ik niet deed wil. Ik miste die eenvoudige gebruiksmonitor echt en bracht maanden met het idee door op een laag pitje.

Wat ik wilde was iets dat goedkoop zou zijn, compatibel met een 24 VAC-thermostaat, gemakkelijk te voeden met de 24 VAC-thermostaat, op zichzelf staand met een eigen display en een niet-vluchtig geheugen dat ten minste meerdere dagen kan opnemen van gebruik voordat u omrolt of moet worden gereset.

In eerste instantie dacht ik dat een op Arduino gebaseerde datalogger een ideale oplossing zou zijn, en waarschijnlijk is dat nog steeds zo, maar nadat ik verzand was in het onkruid van Arduino-programmering, 24 volt interfacing, de noodzaak van een continue stroombron, enz., het ging weer op een laag pitje. Onlangs, omdat ik net mijn airco had laten repareren en erover nadacht, kwam ik op het idee terug. Iets deed me naar mijn kleine USB-vermogensmeter kijken die ik een paar jaar geleden had gekocht voor iets van $ 5 … Hé! Dit ding registreert de oplaadtijd, gaat tot 99 uur, wordt gevoed via USB en heeft een niet-vluchtig geheugen!! Wauw! Ik hoef hem letterlijk alleen maar op 24 VAC te laten draaien!

Nou ja, bijna allemaal. Daar komen we op.

Benodigdheden

• Een USB-stroomtester. Krijg niet het soort met het LED-display. Het moet er een zijn met een LCD-scherm, zoals deze. Het moet een oplaadtijdweergave hebben. Meestal geven deze ook spanning, stroom en totale mAh weer, die je bij dit gebruik vrolijk kunt negeren.
• Een 24 volt naar USB buck converter. Deze worden veel gebruikt in auto's om een USB-poort van 12 volt te voorzien. De meeste werken ook op 24 volt. Iets zoals dit.
• Een elektrolytische condensator met een vermogen van 35 volt of hoger. De exacte waarde is niet zo belangrijk; Ik gebruikte een 1000 uF omdat dat was wat ik beschikbaar had. Alles van 220 uF of hoger zal waarschijnlijk werken. Het is bedoeld om de gelijkgerichte gelijkstroom na de diode te filteren.
• Een 1N4001-diode. Bijna elke diode zal hier werken. We gebruiken het gewoon als een ruwe gelijkrichter, en het zal heel weinig stroom voeren.
• Een weerstand van 150 ohm voor gebruik als belasting.
• Ofwel een oude USB-kabel die je niet erg vindt om door te knippen, of een USB-stekker die je kunt solderen.
• Een multimeter. Elke goedkope zal het doen. Harbor Freight geeft ze soms weg.
• Soldeer apparatuur.

Stap 1: Meet twee keer…

Ik had het voorwerk al gedaan toen ik dit idee voor het eerst opvatte. Het enige dat nodig was, was om de twee draden van de vier te vinden die naar de thermostaat gingen die de ventilator regelt. Op die manier zou het, wanneer de verwarming of de AC aan was, spanning door die twee draden sturen om te signaleren wat ik uiteindelijk bedacht.

Op mijn 4-draads thermostaat - met een gaskachel en standaard AC-systeem - zijn de draadcombinaties:

• Wit - de gemeenschappelijke draad
• Geel: airconditioning
• Groen: Ventilator
• Rode kracht

Ik heb niet getest op de warmtedraad, omdat ik vooral geïnteresseerd ben in hoeveel mijn airconditioning werkt. Dit is tenslotte Arizona! (Zoals in "Sneeuw? Wat is dat?") Als je bijvoorbeeld in Minnesocold woont, ben je misschien meer geïnteresseerd in hitte, maar het principe is hetzelfde.

Vanwege de manier waarop mijn thermostaat is gebouwd. Ik kon niet zomaar het deksel eraf halen en draden gaan zoeken, want het deksel is de thermostaat en het deel dat aan de muur is bevestigd, is slechts een aansluitblok. Ik sneed een paar dunne draden af en stak ze in het aansluitblok naast de draden die er al waren, en leidde ze vervolgens naar waar ik ze kon onderzoeken nadat ik de 'stat.

Als de blazer aan staat, staat er stroom tussen de witte en gele draden. Dat is wat ik moet weten. Die twee draden zullen worden vervangen door betere draden, die nog steeds buiten het thermostaathuis lopen. Ik was van plan om mijn voltooide monitor gewoon op de thermostaat te plaatsen, dus leidde ik de draden naar de bovenkant van de thermostaat.

Stap 2: Theorie en praktijk

Er wordt gezegd dat er in theorie geen verschil is tussen theorie en praktijk. In de praktijk is er.

Het eerste wat ik deed, was mijn coole kleine USB-tester in een USB-poort steken. Dit was het enige echte probleem in het hele project: de timer telt de tijd niet tenzij er een belasting is - met andere woorden, er moet iets stroom uit halen.

Hoookay… We willen niet veel stroom verbruiken, omdat we niet weten hoeveel stroom het systeem over heeft. Een kleine weerstand die een paar milliampère trekt, zou voldoende moeten zijn.

Nogmaals, ik had toevallig een weerstand van 150 ohm, 1/4 watt in mijn onderdelendoos en een USB-kabel met blote draaduiteinden. Ik heb de weerstand tussen de rode en zwarte draden op de USB-kabel gezet en Eureka! Dat zou theoretisch ongeveer 30 milliampère moeten trekken bij de 5 volt die USB levert. In ieder geval is het voldoende om de "klok" te laten starten, en de weerstand zal niet erg heet worden. Houd er rekening mee dat een weerstand van 100 ohm 1/4 watt warmte zal afvoeren, waardoor deze helemaal bovenaan staat. Als je merkt dat je een weerstand van 100 ohm nodig hebt, kun je beter een 1/2 watt-eenheid kopen.

Omdat ik er een had, heb ik voor de duidelijkheid de weerstand in een USB-stekker ingebouwd. De stroomaansluitingen zijn de twee buitenboordmotoren in een standaard USB-A-stekker. Als je een kabel gebruikt, zouden het de rode en zwarte draden moeten zijn, maar soms gebruiken de Chinese goedkopen een vreemde kleurcode. Controleer met uw meter. Welke twee draden ook 5V hebben, zijn de juiste.

Als op mijn apparaat de cursor tussen uren en minuten knippert, is deze aan het tellen.

Stap 3: 24 VAC tot 5 VDC

Eerst een beetje theorie (heel weinig!)

De standaard voor het voeden van thermostaten is 24 Volt AC. AC - wisselstroom, wat uit je muur komt - is geweldig voor het aandrijven van grote en kleine motoren, relais, verwarmingselementen, enz., maar het is de doodsteek voor elektronica. Waarom? omdat het zestig keer per seconde in beide richtingen stroomt, vandaar de naam. Om een computer, radio, tv, enz. van stroom te voorzien, moet deze worden gewijzigd in DC - gelijkstroom, wat u uit een batterij haalt.

Het is vrij eenvoudig om AC in DC te veranderen; een diode zal het doen. Een diode fungeert als eenrichtingsklep voor elektriciteit. Zet een diode in een AC-circuit en je hakt de helft van de AC-golf af, waardoor je pulserende DC krijgt. Dat is nog steeds niet goed genoeg voor de meeste doeleinden; we moeten het gladstrijken. Dat is de taak van de condensator. De condensator maakt de gelijkstroom glad, waardoor het goed genoeg is voor onze doeleinden.

Hervat normaal gedrag

Raadpleeg het schema. Zoek uit welke ingang op het USB-converterbord positief is. Sluit de condensator aan op de ingangen en zorg ervoor dat deze goed is georiënteerd. Condensatoren hebben de negatieve leiding gemarkeerd. Positief naar positief, negatief naar negatief.

Sluit nu het gestreepte uiteinde (zeer belangrijk) van de diode aan op de positieve draad van de condensator - of op het positieve gat op het bord als je het daarin kunt passen. Ik kon het niet, daarom hangt het aan de condensator.

Nu, die twee draden van de thermostaat? De ene (maakt niet uit welke) gaat naar de negatieve kant van de condensator, de andere gaat naar het vrije uiteinde van de diode.

Stap 4: Maak het mooi en sluit het aan

Ik heb een doosje voor de USB-converter in 3D geprint om het te beschermen en er beter uit te laten zien.

Nu hoeft u alleen nog maar de USB-vermogensmeter in de USB-converter te steken, de "load" in de meter te steken en u bent klaar!

Nu, elke keer dat de blazer aangaat, loopt de klok. Als u weet hoeveel ampère uw systeem trekt, kunt u een redelijk goed idee krijgen van uw volgende elektriciteitsrekening. Mijn systeem kost ongeveer 73 cent per uur om te draaien. Voeg dat toe aan uw rekening buiten het seizoen en u weet hoeveel u zult worden uitgestoken.

Een ding om op te merken: het blijkt dat de timer op de USB-stick niet "overgaat" naar nul wanneer het 100 uur wordt; in plaats daarvan staat "FULL" en moet handmatig worden gereset. Ik reset het ook maandelijks op mijn meterstanddagen.