Ajouter un moniteur d'utilisation à un thermostat domestique : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Il y a très, très longtemps, bien avant qu'il n'y ait un thermostat "intelligent", j'avais un thermostat domestique qui donnait un total quotidien (je pense - peut-être hebdomadaire) de "ponctuation" pour mon système de chauffage et de climatisation.

Les choses ont changé… La dernière fois que j'ai acheté un thermostat, j'avais le choix: un joli thermostat programmable à un prix abordable mais sans moniteur d'utilisation, ou un thermostat "intelligent" hors de prix - et surdimensionné -, ce que je n'ai pas fait vouloir. Ce simple moniteur d'utilisation me manquait vraiment et j'ai passé des mois avec l'idée en veilleuse.

Ce que je voulais, c'était quelque chose qui serait peu coûteux, compatible avec un thermostat 24 VAC, facile à alimenter à partir de l'alimentation du thermostat 24 VAC, autonome avec son propre écran et doté d'une mémoire non volatile capable d'enregistrer au moins plusieurs jours d'utilisation avant de retourner ou d'avoir besoin d'être réinitialisé.

Au début, je pensais qu'un enregistreur de données basé sur Arduino serait une solution idéale, et c'est probablement toujours le cas, mais après m'être enlisé dans les mauvaises herbes de la programmation Arduino, l'interfaçage 24 volts, le besoin d'une source d'alimentation continue, etc., il est revenu en veilleuse. Récemment, parce que je venais de faire réparer mon climatiseur et que j'y pensais, j'ai revu l'idée. Quelque chose m'a fait regarder mon petit wattmètre USB que j'avais acheté il y a quelques années pour quelque chose comme 5 $… Hé ! Cette chose enregistre le temps de charge, va jusqu'à 99 heures, est alimentée par USB et a une mémoire non volatile !! Wow! Littéralement, tout ce que j'ai à faire est de le faire fonctionner sur 24 VAC!

Enfin, presque tous. Nous y viendrons.

Fournitures

• Un testeur de puissance USB. N'obtenez pas le genre avec l'affichage LED. Il doit en être un avec un écran LCD, comme celui-ci. Il doit avoir un affichage du temps de charge. En règle générale, ceux-ci affichent également la tension, le courant et le mAh total, que vous pouvez ignorer joyeusement dans cette utilisation.
• Un convertisseur buck 24 volts vers USB. Ceux-ci sont couramment utilisés dans les voitures pour fournir un port USB à partir de 12 volts. La plupart fonctionneront également sur 24 volts. Quelque chose comme ça.
• Un condensateur électrolytique évalué à 35 volts ou plus. La valeur exacte n'est pas trop importante; J'ai utilisé un 1000 uF parce que c'était ce que j'avais à disposition. Quelque chose de 220 uF ou plus fonctionnera probablement. Son but est de filtrer le courant continu redressé après la diode.
• Une diode 1N4001. La plupart des diodes fonctionneront ici. Nous l'utilisons simplement comme un redresseur brut, et il ne transportera que très peu de courant.
• Une résistance de 150 ohms à utiliser comme charge.
• Soit un vieux câble USB que vous ne craignez pas de couper, soit une prise USB sur laquelle vous pouvez souder.
• Un multimètre. N'importe quel cheapo fera l'affaire. Harbour Freight les donne parfois.
• Matériel de soudure.

Étape 1: Mesurez deux fois…

J'avais déjà fait le travail préliminaire lorsque j'ai conçu cette idée pour la première fois. Il suffisait de trouver les deux fils sur les quatre allant au thermostat qui contrôle le ventilateur. De cette façon, chaque fois que le chauffage ou le courant alternatif était allumé, il enverrait une tension à travers ces deux fils pour signaler tout ce que j'ai finalement trouvé.

Sur mon thermostat à 4 fils - avec un chauffage au gaz et un système AC standard - les combinaisons de fils sont:

• Blanc - le fil commun
• Jaune: A/C
• Vert: Ventilateur
• Pouvoir rouge

Je n'ai pas testé le fil Heat, car je suis surtout intéressé par la durée de fonctionnement de mon climatiseur. C'est l'Arizona, après tout ! (Comme dans « De la neige ? Qu'est-ce que c'est ? ? ») Si vous habitez, disons, Minnesocold, alors vous pourriez être plus intéressé par la chaleur, mais le principe est le même.

En raison de la façon dont mon thermostat est construit. Je ne pouvais pas simplement retirer le couvercle et commencer à sonder les fils, car le couvercle est le thermostat et la partie fixée au mur n'est qu'un bornier. J'ai coupé quelques fils minces et les ai insérés dans le bornier à côté des fils déjà là, puis je les ai amenés là où je pourrais les sonder après avoir remonté le 'stat.

Lorsque le ventilateur est en marche, il y a du courant entre les fils blanc et jaune. C'est ce que j'ai besoin de savoir. Ces deux fils seront remplacés par de meilleurs fils, menant toujours à l'extérieur du boîtier du thermostat. J'avais prévu de mettre mon moniteur fini au-dessus du thermostat, alors j'ai fait sortir les fils du haut du thermostat.

Étape 2: Théorie et pratique

On dit qu'en théorie, il n'y a pas de différence entre la théorie et la pratique. En pratique, il y a.

La première chose que j'ai faite a été de brancher mon petit testeur USB sur un port USB. Voici le seul véritable hic dans l'ensemble du projet: la minuterie ne compte pas le temps à moins qu'il n'y ait une charge - en d'autres termes, quelque chose doit en tirer de l'énergie.

Hoookay… Nous ne voulons pas consommer beaucoup d'énergie, car nous ne savons pas combien d'énergie le système doit économiser. Une petite résistance qui consomme quelques milliampères devrait faire l'affaire.

Encore une fois, je viens d'avoir une résistance de 150 ohms, 1/4 watt dans ma boîte de pièces, et un câble USB avec des extrémités de fil dénudées. J'ai mis la résistance entre les fils rouge et noir sur le câble USB et Eureka ! Cela, théoriquement, devrait consommer environ 30 milliampères aux 5 volts fournis par l'USB. Dans tous les cas, il suffit de faire démarrer "l'horloge" et la résistance ne chauffe pas beaucoup. Sachez qu'une résistance de 100 ohms dissipera 1/4 watt de chaleur, la plaçant juste au sommet de sa cote. Si vous trouvez que vous avez besoin d'une résistance de 100 ohms, mieux vaut vous procurer une unité de 1/2 watt.

Parce que j'en avais un, j'ai installé la résistance dans une prise USB par souci de propreté. Les bornes d'alimentation sont les deux hors-bord dans une prise USB-A standard. Si vous utilisez un câble, ce devrait être les fils rouge et noir, mais parfois les cheapos chinois utilisent un code de couleur étrange. Vérifiez avec votre compteur. Les deux fils qui ont 5V entre eux sont les bons.

Sur mon appareil, si le curseur entre les heures et les minutes clignote, cela compte.

Étape 3: 24 VCA à 5 VCC

Tout d'abord, un peu de théorie (Very Little!)

La norme pour l'alimentation des thermostats est de 24 Volts AC. AC - courant alternatif, ce qui sort de votre mur - est idéal pour alimenter les petits et grands moteurs, les relais, les éléments chauffants, etc., mais c'est le baiser de la mort pour l'électronique. Pourquoi? car il coule dans les deux sens soixante fois par seconde, d'où son nom. Pour alimenter un ordinateur, une radio, une télévision, etc., il faut le changer en courant continu - courant continu, ce que vous obtenez d'une batterie.

C'est assez simple de transformer le courant alternatif en courant continu; une diode le fera. Une diode fonctionne comme une valve unidirectionnelle pour l'électricité. Mettez une diode dans un circuit alternatif et vous coupez la moitié de l'onde alternative, ce qui vous donne un courant continu pulsé. Ce n'est toujours pas assez bon pour la plupart des cas; nous devons le lisser. C'est le travail du condensateur. Le condensateur lisse le courant continu, ce qui le rend assez bon pour nos besoins.

Reprendre un comportement normal

Référez-vous au schéma. Découvrez quelle entrée sur la carte du convertisseur USB est positive. Connectez le condensateur aux entrées, en vous assurant qu'il est correctement orienté. Les condensateurs ont le fil négatif marqué. Positif à positif, négatif à négatif.

Connectez maintenant l'extrémité baguée (très importante) de la diode au fil positif du condensateur - ou au trou positif de la carte si vous pouvez l'y insérer. Je ne pouvais pas, c'est pourquoi il est accroché au condensateur.

Maintenant, ces deux fils du thermostat ? L'un (peu importe lequel) va du côté négatif du condensateur, l'autre va à l'extrémité libre de la diode.

Étape 4: Rendez-le joli et branchez-le

J'ai imprimé en 3D une petite boîte pour l'assemblage du convertisseur USB, pour le protéger et le rendre plus beau.

Maintenant, tout ce qu'il reste à faire est de brancher le wattmètre USB dans le convertisseur USB, de brancher la "charge" dans le wattmètre, et le tour est joué !

Maintenant, chaque fois que le ventilateur se met en marche, l'horloge fonctionnera. Si vous savez combien d'ampères votre système consomme, vous pouvez avoir une assez bonne idée de votre prochaine facture d'électricité. Mon système coûte environ 73 cents par heure pour fonctionner. Ajoutez cela à votre facture hors saison et vous saurez combien vous serez arnaqué.

Une chose à noter: il s'avère que la minuterie de la clé USB ne « repasse » pas à zéro lorsqu'elle atteint 100 heures; à la place, il lit « FULL » et devra être réinitialisé manuellement. Je le réinitialise également tous les mois les jours de lecture de mon compteur.