自制智能恒温器
在智能家居的浪潮中，智能恒温器作为提升居住舒适度的重要设备，越来越受到关注。本文将详细介绍如何自制一个开源智能恒温器，涵盖项目简介、所需材料、硬件组装、软件编程、测试与校准等步骤，帮助您轻松打造一个符合自己需求的智能恒温器。
实物图：
项目简介
本项目旨在创建一个用户友好、可自定义的开源智能恒温器，适合不同用户的需求。该项目是维也纳科技大学“媒体与以人为本的计算”课程的一部分，采用以人为中心的设计理念，确保每个人都能根据自己的需求进行调整。
所需材料
硬件组件
- 微控制器：ArduinoMKR WiFi 1010
- 处理传感器数据并控制加热系统，支持WiFi和蓝牙。
- 传感器：
- 温湿度传感器：Adafruit Sensirion SHT31-D
- CO2传感器（可选）：MH-Z19C红外CO2传感器，用于收集空气质量数据。
- OLED显示屏：0.96英寸OLED SSD1306显示屏（I2C接口）。
- 继电器模块：SRD-05VDC-SL-C继电器，5V DC/250V AC 10A，用于控制加热系统。
- 实时时钟：RTC DS3231（I2C接口），用于跟踪准确时间。
- 电源：5V/2A电源适配器。
- 外壳：3D打印外壳或回收盒子，用于容纳组件。
- 电路板：
- 面包板和跳线（用于原型测试），或
- 自定义印刷电路板（PCB），可在GitHub上找到设计草图。
软件要求
- 开发环境：Arduino IDE（可以使用任何您喜欢的IDE，只要能上传代码到Arduino）。
- 编程语言：C++（Arduino）。
- 数据库：SQL（MariaDB）。
- 前端：TypeScript（Angular 17）。
- 后端：TypeScript（Node.js, Express）。
工具
- 焊接铁和焊锡。
- 剥线钳和剪刀。
- 螺丝刀。
- 万用表。
- 3D打印机（可选）。
项目准备
在大多数加热系统中，恒温器通过闭合（短接）一个接触点来控制加热器，从而完成电路并激活加热单元。如果您的当前恒温器以这种方式工作，您也可以使用这个自制的恒温器。
此外，您需要一个服务器来利用恒温器的所有功能，例如远程监控和控制。该服务器处理您与恒温器之间的通信并收集数据。如果没有服务器，您仍然可以基于我们使用的物理组件构建一个独立的恒温器，并可能重用我们的部分代码。
安全注意事项
处理高电压组件（如控制加热系统的组件）可能会很危险。务必小心，并遵循所有安全指南，以防止事故、伤害或财产损失。在对接线或组件进行任何调整之前，请确保断开电源。使用适当的绝缘材料，避免触摸带电导线或裸露连接。如果您没有高电压操作的经验或信心，请寻求专业人士的帮助。遵循本指南即表示您自担风险。我们不对在构建或操作智能恒温器过程中可能发生的任何伤害、损坏或损失负责。
步骤详解
步骤1：3D打印外壳（可选）
我们设计了一个简单的外壳，使恒温器看起来更精致，类似于典型的恒温器。您可以下载我们的STL文件，并将其导入Tinkercad或其他3D建模软件中进行自定义设计。
步骤2：打印PCB（可选）
您可以继续使用原型运行。如果想要一个整洁的工作解决方案，可以设计自定义PCB。使用KiCad进行PCB设计，并将其打印出来。
步骤3：组装硬件与微控制器设置
开始组装过程，首先设置微控制器。将其安装在面包板上，便于原型制作和连接。确保微控制器连接到稳定的5V/2A电源。
传感器集成
- 温湿度传感器：根据所选传感器的接线图正确连接。
- CO2传感器：如需收集空气质量数据，重复此步骤。
- OLED显示屏：连接到微控制器，确保引脚配置正确。
- 继电器模块：设置继电器模块，确保其能够处理加热系统的负载。
步骤4：编程恒温器
设置开发环境，安装必要的软件。使用Arduino IDE上传代码。确保安装所需的库，并根据您的WiFi和服务器配置进行调整。
步骤5：设置数据库、服务器和前端
为智能恒温器的服务器设置数据库（使用MariaDB），开发前端（使用Angular 17），以及后端（使用Node.js和Express）。
步骤6：测试与校准（可选）
通电后进行初步测试，确保所有组件正常工作。校准恒温器以确保其准确可靠，比较传感器读数与可信温度计的读数。
步骤7：与社区分享成果
感谢您参与构建我们的恒温器。如果遇到任何问题，请与我们联系，并在社区中分享您的成果。我们期待看到您的进展！
结语
通过以上步骤，您可以成功构建一个智能恒温器。这个项目不仅能提升您的居住舒适度，还能让您在智能家居的道路上迈出重要一步。希望您在这个过程中获得乐趣，并与他人分享您的经验！
希望你喜欢这个项目，并在构建过程中找到乐趣！如果你有任何问题或需要帮助，欢迎在评论区交流。
作者：Svan.
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