Климат контроль

Климат-контроль

А чем отличается климат-контроль? Такая система содержит следующие дополнительные элементы:

  • электронный блок управления в салоне;
  • датчики температуры.

Климат-контроль способен самостоятельно поддерживать заданную пользователем температуру в салоне. Это гораздо более «умная» разработка, которая сама управляет работой кондиционера, а также систем обогрева и вентиляции. Наличие электронного блока управления делает езду гораздо более комфортной. Владельцам автомобилей с такой климатической системой не нужно отвлекаться от дороги для выбора оптимального режима работы обогрева или охлаждения.

Блок управления собирает данные с различных датчиков в салоне и снаружи автомобиля. После этого он анализирует полученную информацию и определяет, какие действия надо выполнить для удовлетворения потребностей водителя и пассажиров. Ещё одно преимущество климат-контроля – снижение расхода топлива. Не забывайте, что включение кондиционера увеличивает расход топлива примерно на 1-2 литра на 100 км. В автомобилях с кондиционером он работает постоянно, а вот климат-контроль может задействовать компрессор только при необходимости. Это заметно влияет на потребление горючего.

Ещё одно преимущество климат-контроля над кондиционером – возможность автономного управления заслонками зимой. Система анализирует данные о температуре на улице и внутри авто, а затем регулирует работу воздушных заслонок. Изначально поток воздуха направляется на ветровое стекло, что способствует его оттаиванию. Затем обогревается пространство в ногах водителя и переднего пассажира. Только после этого начинает идти теплый воздух на лицо. Правда, столь «умные» разработки есть не во всех автомобилях.

Alex-422 ›
Блог ›
Как это работает: климат-контроль

Выясняем, каким образом устроен климат-контроль и в чем его преимущества над обычным кондиционером.
Как это работает: климат-контроль

Многие водители и пассажиры, наверное, обращали внимание, что если в машине, оснащенной кондиционером, включить режим охлаждения воздуха, то через какое-то время в салоне станет неестественно холодно. Обратную ситуацию можно заметить и с работающей печкой — когда через определенное время в автомобиле вместо теплого климата образуется «Ташкент». Все дело в том, что обычные кондиционер и печка не умеют измерять температуру в салоне и с упрямством осла будут работать с неизменным напором, пока водитель вручную не сбавит обороты вентилятора и не прикроет воздушную заслонку.

Климат-контроль же лишен таких недостатков — водителю достаточно задать нужную температуру (комфортными условиями для человека считаются 22-24 градусов по Цельсию) и забыть о нем, поскольку «погода» в машине будет поддерживаться автоматически. Каким же образом достигается такая благодать? Вот тут как раз резонно обратиться к устройству климат-контроля. Простыми словами, инженеры подружили между собой кондиционер и печку (отопитель), научив их работать сообща, а кроме этого установили внутри машины датчики, которые и помогают поддерживать столь желанное постоянство. Как только датчики фиксируют, что температура в салоне начинает падать, то задействуется печка, а когда становится жарко — на первый план выходит кондиционер. При детальном рассмотрении устройство и принципы работы «среднестатистического» климат-контроля, понятное дело, окажутся несколько сложнее.

Как это работает: климат-контроль, устройство, схема

В упрощенном варианте работа климат-контроля осуществляется следующим образом: воздух с улицы нагнетается вентилятором в испаритель (один из ключевых элементов кондиционера), в котором он охлаждается и сушится. Затем воздушный поток направляется в печку, в которой он прогревается и затем подается в салон. Таким образом, основной задачей климат-контроля является смешивание холодного и теплого воздуха, чтобы он отвечал заданной водителем или пассажирами температуре.

Что задействовать в тот или иной момент (кондиционер или печку) климат-контроль решает не только основываясь на показаниях температурных датчиков в салоне, но и с оглядкой на температуру воздуха за бортом. Тут ему на помощь приходит датчик наружной температуры. То есть, если на улице мороз, то комфортный климат в салоне будет создавать отопитель, а если жара — то кондиционер. Другими словами, установив однажды нужную температуру, и летом, и зимой она будет поддерживаться автоматически.

Каждый климат-контроль имеет свой алгоритм работы, совершенство которой будет зависеть от количества датчиков, потенциометров заслонок, воздуховодов, программного обеспечения. Например, в морозный период простые системы могут сразу направить в салон прохладный воздух, в то время как более продвинутые климатические установки сперва направят поток на стекла, чтобы они оттаяли и не запотевали, а потом по мере прогрева двигателя направят его в ноги и только лишь по достижению заданной комфортной температуры — в область лица. Более того, дорогие системы могут даже учитывать интенсивность солнечного излучения, влажность, а также анализировать качество забираемого с улицы воздуха, активируя в случае его загрязнения режим внутренней рециркуляции.

В режиме Auto электроника самостоятельно решает куда, с какой силой и какой температуры гнать воздух. Для достижения заданной водителем или пассажирами температуры зачастую потребуется определенное время, которое будет зависеть от уличной температуры. Современные климатические установки позволяют выбрать температуру от 14 до 28 градусов Цельсия.

Климат-контроль бывает одно-, двух- (можно установить разную температуру для водителя и переднего пассажира), трех- и даже четырехзонным. В последних двух вариантах создать свой индивидуальный микроклимат могут и задние пассажиры.
Советы по выбору климат-контроля

Если у вашей второй половинки другие температурные предпочтения, то безусловно есть смысл выбрать двухзонный климат-контроль. На самом деле, в современных машинах именно такие зачастую и устанавливают. Тут нужно не забыть поинтересоваться о максимально допустимой разнице температур. Иногда климатические установки не позволят установить для водителя, к примеру, 17 градусов, а для переднего пассажира — 25. Порой максимально возможная разница составляет 2-3 градуса по Цельсию. То есть если водитель установит 21 градус, то пассажир сможет лишь установить температуру в диапазоне между 18 и 24 градусами соответственно. Тем не менее, чем климатическая установка современней, чем она дороже, тем больше свободы получают как водитель, так и пассажир.

Кроме этого, стоит обратить внимание на количество температурных датчиков в салоне. Не секрет, что горячий воздух подымается вверх, в то время как холодный собирается в нижней части салона. Поэтому если датчик будет установлен, например, в крыше, то не исключен вариант, что вместо теплого воздуха на пассажиров будет подаваться холодный. Все дело в том, что расположенный сверху датчик будет считать, что салон прогрет до необходимой температуры, хотя на самом деле это не так. Системы, у которых датчики температуры установлены как снизу, так и сверху, понятное дело, будут работать гораздо совершенней. Компромисс — когда датчики устанавливаются непосредственно в передней панели, то есть по центру.

При выборе трех- или четырехзонного климат-контроля не лишним будет поинтересоваться, установлен ли сзади дополнительный блок отопителя/кондиционера. Нередко даже на автомобилях премиум-класса производители ограничиваются лишь дополнительным вентилятором, из-за чего в задней части салона растет погрешность между заданной и реальной температурами.

Домашний мини-климат-контроль своими руками

Доброго времени суток, дорогие хабровчане. Хочу поделиться своим небольшим опытом создания домашнего климат контроля с веб информером на основе платы Arduino с использованием TSOP, IR, DHT22 и напольного кондиционера Electrolux и некоторых других компонентов.

Итак, если вам интересна моя реализация добро пожаловать под хабракат (готовый к заливке скетч там же).

Вступление.

В преддверии лета я задумался о необходимости покупки кондиционера, но так как планировка дома и квартиры не позволяет использовать сплит систему вынужден был взять напольный кондиционер. Да, я понимал что будет геморрой с выводом трубки, поэтому во вступлении я кратко расскажу о тюнинге связки кондиционера и моего окна. Всё достаточно просто, есть 2 трубки, одна затягивает воздух, вторая выводит его наружу (горячий). Холодный воздух выходит из центральной части кондиционера.
Для того, чтобы вывести трубки мне понадобилось:
• Оргстекло размером с 1 створку моего окна (стеклопакеты) плюс отверстия под трубки.
• 4 крепления для установки оргстекла
• трубка для воздухоотвода (взял фольгированную) 2 шт.
• кондиционер
Суть заключается в том, что в оргстекле есть 2 отверстия для наших трубок, которые забирают и выводят воздух. Это сделано для того чтобы не было разреженности воздуха (читал на разных форумах об этом, но сам не замечал этого, но хуже не будет, думаю). Трубку с выводом горячего воздуха я закрепил в нашем оргстекле под небольшим углом вверх и влево, трубку забора воздуха под небольшим углом вниз и вправо, дабы воздушные потоки не пересекались. Крепления для оргстекла сделал снаружи окна, идея для этого возникла глядя на установленную антимоскитную сетку в соседней секции окна (живя на нижних этажах надоедают комарьё, плюс в период цветения тополей у меня сетка стала махровой, но в квартиру пуха не попало).

На картинке выше вроде бы понятно как оно крепиться, где расположены трубки и т.д. Если будут вопросы, задавайте в комментариях. И так, теперь у нас есть кондиционер, который находится около окна, из кондиционера трубки вставлены в оргстекло и выведены на улицу (единственное неудобство — постоянно открыто окно, но оно загорожено оргстеклом, не эстетично, но сверлить несущую стену, дырки в диаметре ~20см 2 штуки на улицу желания нет). Теперь перейдём к логике нашей системы.

Логическая часть

В моём случае используется кондиционер Electrolux EACM-14EZ/N3, у которого есть несколько режимов + IR пульт. Первый и основной — это, конечно, охлаждение (привет, Кэп). Вторая, но не менее полезная — осушение воздуха (не увлажнение, а именно осушение). Второе бывает очень полезно, особенно в жару, ведь жару легче переносить в более сухом воздухе (в прочем как и холод), а совсем недавно в квартире у меня была влажность под 75-80% (по крайней мере мне так сказал подаренный на работе гигрометр). Для увлажнения воздуха я использую дешёвый увлажнитель, который просто нагревает воду до температуры кипения и всё, описание подключения пока нет, так как ещё не доделал его, но обязательно опубликую, дело в том что у него нет никаких интерфейсов типа IR и т.д., поэтому его необходимо разобрать, припаять свой контроллер с релешкой, но вернёмся к основной теме. Для меня и жены тепература в комнате в идеале 22-24 градуса (ну на крайний случай 25 но при достаточно низкой влажности).

Поэтому мы выделим следующую логику:
• Включаем систему охлаждения в случае t > 25 градусов
• Отключаем систему охлаждения при t < 22 градуса
• Включаем режим осушения при h > 60%
• Выключаем режим осушения при h < 40%
• Если 22 < t < 25 и 40 < h < 60 — включаем автоматический режим (кондей попеременно включает осушение и охлаждение сам, либо мы через контроллер управляем сменой, допустим по 5 минут каждого типа)
Итого у нас есть 4 IR команды:
• Включить кондей на максимальное охлаждение (вентилятор на максимум, температура 16 или 18 градусов в зависимости от модели)
• Вкючить кондей на максимальное осушение (вентилятор на максимум)
• Включить кондей в автоматическом режиме
• Выключить кондей
Тут вроде бы понятно. Лично я для себя выбрал вариант именно с 4 командами, когда в случае пересечении правил включается просто автоматический режим (можно конечно написать и свою систему попеременного включения, но пока этого мне хватает).

Начало реализации

Наша arduino с ethernet shield в сборе.
Запишем команды пульта кондиционера. Для этого я использовал готовую библиотеку для ардуино, подключенный к нему ТСОП ну и сам пульт от кондея. Качаем библиотеку с гитхаба (кстати в последней версии решили проблему с длинной пакета, она увеличена до 100, до этого некоторые команды не влезали, т.к. было ограничение в 50, и часто встречал много гневных отзывов, хотя фиксится за 2 секунды). Плюс этой библиотеки в том, что там есть в демо достаточно удобный логгер пришедших сигналов на наш ТСОП и вывод это в Serial.

Вот сам TSOP и перед ним IR светодиод
Распиновка TSOP22 (у большинства других, на сколько я знаю, всё идентично):

Выводится как raw данные (т.е. не обработанные) так и готовые отпарсенные пакеты по типам (например NEC, RC5 и тд) если они определились, которые можно прямо из библиотеки в коротком виде отправлять. Мой же кондиционер не имеет общепринятого стандарта пакетов (кстати как и телевизор, зато приставка от онлайма по протоколу NEC работает), поэтому будем использовать так называемые raw данные. Сначала подключим наш ТСОП датчик как показано на картинке ниже (на светодиод не обращайте внимания) и зальём нашу прошивку парсера из демо библиотеки на ардуино (IRrecvDump).

Схема подключения TSOP
В первый раз у меня возникла бага: пакеты шли сами по себе. Делал это в комнате и предположил, что может что-то фонить. Вышел с ноутбуком на балкон — фон продолжился. Честно говоря так и не понял в чём была проблема, но я пошёл в ближайший магазин электроники и купил 2 новых тсопа (первый, глючный, был прислан из китая), подключив которые такого глюка небыло и пакеты отображались только при нажатии кнопки на пульте. Чтобы записать сигнал подключаем ардуино к компьютеру, предварительно всё подключив по картинке выше, открываем монитор порта, указав нужный ком порт. Поднесём пульт и нажмём кнопку с нужной командой. В мониторе отобразится вся необходимая информация. Прошивку я использовал кастомную, чтобы сразу генерировать код, который копипастом удобнее будет вставлять в скетч, ничего сложного, но т.к. форматировал хард, забыл сохранить этот скетч. Демо от библиотеки более чем достаточно и не сильно отличается.

В результате мы получили пакеты для отправки, например включить кондиционер на максимум у меня:
Raw periods: +2650 -2650 +750 -2000 +750 -700 +700 -700 +700 -700 +750 -700 +700 -700 +750 -650 +750 -700 +750 -700 +700 -700 +700 -700 +750 -700 +700 -700 +750 -650 +750 -700 +700 -700 +750 -700 +700 -700 +750 -700 +700 -700 +750 -650 +800 -700 +700 -750 +700 -650 +750 -700 +700 -700 +750 -650 +800 -650 +750 -700 +700 -2000 +750 -1950 +750 -2000 +750 Готовый код для ардуино: unsigned int TurnColdOn = {2650,2650,750,2000,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,700,700,750,700,700,700,750,700,700,700,750,650,800,700,700,750,700,650,750,700,700,700,750,650,800,650,750,700,700,2000,750,1950,750,2000,750}; irsend.sendRaw(TurnColdOn,68,38);
По поводу Raw periods — там где «+» там мы горим указанное количество мкс, там где «-» мы не горим указанное количество мкс. Для тех кто будет например использовать AVR контроллеры типа тинек, там есть функция по задержке с указанием микросекунд. Используется приблизительно так:
#include <util/delay.h> _delay_us(время в мкс);
Таким образом собираем все необходимые команды. Теперь мы подключим наш DHT22 к ардуино, IR светодиод и напишем наш скетч несущий основную логику. В данной версии я, к сожалению, использую полностью проводную систему передачи данных, я заказал NF24L01 датчики, но сколько они ещё будут идти из любимой Чайны неизвестно, подробнее смотрите список того что планируется доработать в последней части статьи в разделе TODO. Так же для реализации проекта использовался Ethernet Shield (аналог из поднебесной в районе 9-15 долларов (я взял за 9) ).
На фото отладка датчика температуры
В редультате сбора у нас будет такая схема:
Некоторые советуют к датчику температуры между выводами Vcc и Data разместить подтягивающий pull-up резистор номиналом 10 кОм, но у меня работает без него, и реального смысла, если честно, я не вижу, измерения нареканий не вызывают.

Основная реализация (код)

Вся система в собранном виде во время тестирования.
Наш DHT22 подключен к 2 аналоговому пину, ИК светодиод к 3 (тот что с pwm).
Код #include <dht.h> #include <SPI.h> #include <Ethernet.h> #include <IRremote.h> #define DHT22_PIN 2 dht DHT; byte mac = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED }; byte gateway = {192, 168, 1, 1 }; byte subnet = {255, 255, 255, 0 }; IPAddress ip(192, 168, 1, 220); float MAX_TEMP = 25.0; float MIN_TEMP = 22.0; int MAX_HUMID = 60; int MIN_HUMID = 40; int last_condey_status = 0; unsigned int TurnCondeyOff = {2700,2600,750,700,700,700,700,700,750,700,750,700,750,650,750,700,700,700,750,700,750,650,750,700,700,700,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,750,700,700,700,750,650,750,700,700,700,750,650,750,700,750,700,750,700,700,2000,750,2000,750,1950,750,2000,750}; unsigned int TurnCondeyMaxOn = {2650,2650,750,2000,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,700,700,750,700,700,700,750,700,700,700,750,650,800,700,700,750,700,650,750,700,700,700,750,650,800,650,750,700,700,2000,750,1950,750,2000,750}; unsigned int TurnCondeyWaterOn = {2650,2650,750,2000,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,700,700,750,700,700,700,750,700,700,700,750,650,800,700,700,750,700,650,750,700,700,700,750,650,800,650,750,700,700,2000,750,1950,750,2000,750}; unsigned int TurnCondeyAuto = {2650,2650,750,2000,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,750,700,700,700,700,700,750,700,700,700,750,650,750,700,700,700,750,700,700,700,750,700,700,700,750,650,800,700,700,750,700,650,750,700,700,700,750,650,800,650,750,700,700,2000,750,1950,750,2000,750}; IRsend irsend; int dht_status = 0; char serverName = «myserver.ru»; byte server = {192, 168, 1, 5 }; EthernetClient client; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.print(«LIBRARY VERSION: «); Serial.println(DHT_LIB_VERSION); delay(1000); Serial.println(«Try to configure Ethernet using DHCP…»); // start the Ethernet connection: if(Ethernet.begin(mac) == 0) { Serial.println(«Failed to configure Ethernet using DHCP. Using manual config.»); Ethernet.begin(mac, ip, gateway); } PrintIPtoSerial(); } void loop() { Serial.println(«status,\tHumidity (%),\tTemperature (C)»); // READ DATA int chk = DHT.read22(DHT22_PIN); switch (chk) { case DHTLIB_OK: dht_status = 200; Serial.print(«OK,\t»); break; case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM: dht_status = 501; Serial.print(«Checksum error,\t»); break; case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT: dht_status = 504; Serial.print(«Time out error,\t»); break; default: dht_status = 500; Serial.print(«Unknown error,\t»); break; } // DISPLAY DATA Serial.print(DHT.humidity, 1); Serial.print(«,\t»); Serial.println(DHT.temperature, 1); SendDataToServer(dht_status, DHT.temperature, DHT.humidity); WorkWithCondey(DHT.temperature, DHT.humidity); Serial.println(); delay(1000); } boolean SendDataToServer(int d_stat, float temp, int humidity) { if (client.connect(server, 80)) { char buf; int temp1 = (temp — (int)temp) * 100; int humidityl = (humidity — (int)humidity) * 100; Serial.println(«Sending information to weather server»); // Make a HTTP request: sprintf(buf, «GET /meteo.php?S=%d&T=%0d.%d&H=%0d.%d&CS=%d HTTP/1.1», (int)d_stat, (int)temp, abs(temp1), (int)humidity, abs(humidityl), last_condey_status); client.println(buf); client.println(«Host: myserver.ru»); client.println(«Connection: close»); client.println(); client.stop(); return true; } else { // if you didn’t get a connection to the server: Serial.println(«Connection to weather server failed»); client.stop(); return false; } } void WorkWithCondey(float temp, int humidity) { int status = 0; if(temp > MAX_TEMP) { status=1; } if(temp < MIN_TEMP) { status=0; } if(humidity > MAX_HUMID) { status = status+3; } if(humidity < MIN_HUMID) { status = status; } String condey_text_status = «»; if(status != last_condey_status) { last_condey_status = status; if(status == 0) { irsend.sendRaw(TurnCondeyOff,68,38); } if(status == 1) { irsend.sendRaw(TurnCondeyMaxOn,68,38); } if(status == 3) { irsend.sendRaw(TurnCondeyWaterOn,68,38); } if(status == 4) { irsend.sendRaw(TurnCondeyAuto,68,38); } } Serial.print(«Condition status: «); Serial.println(status); } void PrintIPtoSerial() { Serial.print(«My Local IP address: «); Serial.println(Ethernet.localIP()); }
Этот код смотрит на датчик температуры, отправляет данные на мой сервер (так же отправляет последний статус кондиционера, пока его не обрабатываю но может пригодиться), так же вызывается функция WorkWithCondey которая проверяет данные датчика и принимает решение — влючать или нет кондей и какой режим. На серверной стороне у меня простой скрипт на пхп, который принимает гет запрос с данными (только с локальных ипов из списка разрешённых). Эти данные он сохраняет в базу (пока mongodb), и пишет данные в файл, этот файл доступен в интернете, и я написал маленькую програмку на C# которая читает эти данные и выводит в режиме On Screen Display (OSD), т.е. текст поверх всех окон без фона. То что я планирую оптимизировать во всей этой схеме смотрите в разделе ТУДУ. Если будете использовать мой код, то не забудьте заменить myserver.ru на свои данные.
Информация после заливки скетча:
Binary sketch size: 22 034 bytes (of a 32 256 byte maximum) — 68% used
А вот что в выводе ком портаLIBRARY VERSION: 0.1.05
Try to configure Ethernet using DHCP…
My Local IP address: 192.168.1.107
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.5, 26.2
Sending information to weather server
Condition status: 4
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.4, 26.3
Sending information to weather server
Condition status: 4
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.4, 26.3
Sending information to weather server
Condition status: 4
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.4, 26.3
Sending information to weather server
Condition status: 4
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.4, 26.4
Sending information to weather server
Condition status: 4
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.3, 26.3
Sending information to weather server
Condition status: 4
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.3, 26.4
Sending information to weather server
Condition status: 4
status, Humidity (%), Temperature ©
OK, 67.2, 26.4
Sending information to weather server
Condition status: 4
Как видно из лога у нас статус кондиционера «4». Если посмотрите исходный код, то при статусе 4 — у нас срабатывает правило автоматического режима кондиционера, оно и понятно, ведь влажность по логам 67,2% и температура 26,4 градуса. Если поднести датчик к воздушному потоку кондиционера статус меняется на 0, т.е. кондиционер отключен.

Итог

Вся система в сборе на полке, откуда оно управляет кондиционером
У нас есть ардуино, ethernet shield, ir led, tsop датчик, кондиционер — и всё это работает автоматически. Пока я его испытывал 2 дня (в выходные) было исправлено несколько багов в скетче, вроде сбоев пока нет.

TODO!

Итак, список того что планируется реализовать:
1. Поменять файл с данными на Memcache, чтобы не мучить файловую систему. Хранить в мемкэше последние 5 записей на всякий случай
2. Поменять базу данных с MongoDB на Mysql (или что-то другое, просто смысла в монге здесь особого нет, он стоял, а других баз не было, и ставить было лень )
3. Для записи в базу данных использовать очереди (либо Apache MQ либо другие аналоги).
4. Разделить систему на 3 части: ардуино с эзернетом и RL24L01, плата с датчиком температуры (тинька 2313) и RF24L01, плата с ик светодиодом (тинька2313) и RF24L01. Это нужно чтобы уменьшить размеры, чтобы ненужно было подключать всё только к ардуине, а работать по воздуху.

5. Придумать другой воздухообмен, но пока даже мыслей нет как сделать лучше (посоветуйте в комментах, буду очень рад).
6. В связи с рождением ребёнка (ему только месяц исполнился) заказал пир датчики (ик датчик присутствия), не знаю как хорошо он сработает. При ребёнке (ну и вообще при находжении человека в помещении) нужно не включать кондей. Плюс будет отправляться соответствующий статус в скрипт что в помещении люди.
7. Доработать дешёвый увлажнитель, чтобы и его к этой системе подключить. Туда пойдёт плата с NF24L01, тинька 2313 и простенькое реле. Т.к. у этого увлажнителя всего два режима: Вкл и Выкл и то с кнопочки 🙂
NF24L01:
PIR Sensor:

Благодарности

Хабру — за площадку, где я могу поделиться личным опытом, и пополнить багаж знаний
DIHALT — за интересные статьи, благодаря которым я приобщился к DIY
arduino playground — за библиотеку для работы с DHT датчиками
shirriff — за библиотеку для работы с ИК сигналами
Китаю — за дешёвые компоненты и датчики
Тебе, дорогой читатель, за то что дочитал до конца 🙂
И конечно моей жене за сына и волшебные пинки под зад для реализации этой идеи.

Файлы

Мой скетч приведённый выше (на всякий случай)
Библиотека для DHT22 (сайт ардуино)
Даташит на DHT22
Даташит на TSOP31256 который я использую
Библиотека для работы с IR (github)
Upd. Добавил фоток, добавил и обновил схемы подключения. Добавил даташит. Обновил код скетча (небольший фикс). Поправил ссылку на библиотеку DHT22&DHT11.
Upd. 2 — Обновил финальную схему подключения ардуино. (Добавлены резисторы, спасибо за подсказку Siorinex)

Что такое климат-контроль?

Климат-контроль — это современная высокотехнологичная система, состоящая из множества взаимосвязанных компонентов, отвечающих за обеспечение благоприятной обстановки в салоне автомобиля.

В общих чертах он позволяет установить, а в дальнейшем и поддерживать, необходимую температуру воздуха, которая будет являться наиболее комфортной для водителя и его пассажиров.

Принцип работы

Работа климат-контроля довольна проста. Она напрямую связана с системой кондиционирования и обогрева воздуха в салоне. Для снятия показаний температуры используются различные датчики, которые передают полученные данные электронному блоку управления.

Он, в свою очередь, в зависимости от алгоритма (или программы) заложенной в его памяти, далее передает команды различным исполнительным устройствам. Например, при повышении температуры в салоне, блок управления отдаст сигнал температурной заслонке, которая добавит чуть больше холодного воздуха для смешивания с горячим, в результате чего произойдет нормализация температуры до заданных пределов.

Вся эта регулировка и снятие показаний с датчиков происходит в автоматическом режиме, водителю (или пассажиру) достаточно задать нужную температуру на панели управления, остальные действия система произведёт сама.

Составляющие

Сама система климат-контроля состоит из следующих частей:

  1. Блока управления. Он является «мозгом» всей системы в целом и обрабатывает входящие сигналы с различных датчиков, а также, следуя заложенной в нем программе, посылает управляющие команды исполняющим устройствам.
  2. Датчиков. Для того чтобы блок управления получил информацию о температуре воздуха или других частях системы, используются датчики. Их можно разделить на следующие группы:
    • температурные, которые передают соответствующие данные о воздухе в салоне, они могут быть как наружными (измеряюттемпературу входящего воздушного потока), так и внутренними (измеряют температуру выходящего воздушного потока);
    • датчики солнца, позволяющие отследить яркость, и изменить интенсивность работы климат-контроля. На дорогих моделях автомобилей эти датчики способны понять с какой стороны находится солнце и увеличить интенсивность работы именно с этой стороны;
    • датчики частей системы, которые позволяют отслеживать состояние отдельных частей машины, например температуру испарителя кондиционера, для того чтобы рассчитать угол открытия заслонки холодного воздуха;
    • потенциометры заслонок, они отслеживают состояние и угол открытия заслонок. Эти устройства необходимы для того, чтобы блок управления знал, можно ли открыть заслонку сильнее или повысить интенсивность воздушного потока (увеличить скорость вентилятора).
  3. Исполнительных устройств. В процессе выполнения заданного алгоритма блок управления передает команды различным исполнительным устройствам, таким как приводы заслонок и электродвигатель вентилятора. Например, для того чтобы увеличить интенсивность воздушного потока, необходимо подать сигнал на электродвигатель вентилятора, чтобы он работал быстрее.
  4. Заслонок. Они позволяют правильно и эффективно функционировать системе вцелом. Заслонки являются важной и неотъемлемой частью климат-контроля. Благодаря им, происходит распределение теплого (или холодного) воздушного потока в ту часть автомобиля, где это необходимо. Заслонки делятся на несколько типов:
    • центральные (температурные), которые служат для основной регулировки температуры воздушного потока;
    • рециркулирующие, предназначенные для регуляции воздуха внутри салона, они позволяют настроить подачу воздушного потока либо снаружи автомобиля, либо производить забор воздуха из салона;
    • для забора воздуха с внешней среды;
    • для обдува стекол, чтобы убрать с них конденсат (или лёд);
    • для регулировки температуры в многозонных системах.

Отличие от кондиционера

Некоторые автолюбители путают климат-контроль с системой кондиционирования. Нужно заметить, что автомобиль может быть оснащён кондиционером без климат-контроля, но автомобиль, который оснащен системой климат-контроля, обязательно сожержит кондиционир.

В автомобиле он работает точно также как и обычное комнатное устройство, по принципу холодильника.

Основные функции кондиционера в автомобиле:

  • охлаждение поступающего в салон воздуха;
  • рециркуляция воздуха;
  • осушение воздуха, удаление лишней влаги из него.

Главным отличием системы кондиционирования и климат-контроля является возможность поддержания заданной температуры. При холодной погоде климат-контроль работает вкупе с кондиционером, осушая воздух в салоне, во избежание запотевания стёкол.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом климат-контроля перед кондиционером является то, что он создаёт благоприятный микроклимат в салоне машины. Если кондиционер просто охлаждает воздух, и подбирать нужную температуру в автомобиле необходимо вручную, корректируя углы открытия заслонок и воздушный поток, то с системой климат-контроля водитель автомобиля может полностью сосредоточиться на процессе управления транспортным средством.

К недостаткам климат-контроля можно отнести:

  • ненадежность;
  • сложность;
  • высокую стоимость обслуживания.
  • не совсем точную работу температурных датчиков, в результате чего температура в автомобиле может отличаться от значений, выставленных на панели управления.

Датчики, как правило, располагают в скрытых местах, и посторонние предметы в салоне затрудняют считывание данных, что приводит к такой погрешности.

Многозонный климат-контроль

Для повышения комфорта производители автомобилей часто устанавливают многозонный климат-контроль. Это слово подразумевает, что салон машины будет разделён на условные зоны, в каждой из которых будет поддерживаться определенная температура.

Существуют такие варианты:

  • 2-х зонный, наиболее часто встречающийся, однако, наименее эффективный вариант. В таком случае две отдельные зоны находятся в передней части автомобиля (водитель и пассажир);
  • 3-х зонный, при таком варианте температура задаётся не только у двух передних пассажиров, но и отдельной зоне заднего сидения;
  • 4-х зонный, в данном случае температура задаётся для каждого пассажира в отельности, как на передних сидениях, так и на задних.

Многозонный климат-контроль реализуется при помощи управляемой системы заслонок и воздуховодов для каждой части автомобиля. В них расположены датчики, снимающие показания и передающие их блоку управления, который, регулируя углы открытия заслонок, добивается нужных значений температурных показателей для каждой зоны.

Советы по эксплуатации и уходу

Эксплуатация климат-контроля довольно проста. Не рекомендуется использовать его без корректно работающей системы охлаждения, так как в воздухе всегда есть влага, и без осушения воздуха она будет осаждаться на испарителе, что приведёт к так называемому «болотному» запаху в салоне автомобиля.

Помимо этого влага является рассадником всякого рода бактерий и микробов, что довольно сильно может повлиять на здоровье пассажиров и самого водителя. Рекомендуется периодически давать работать только кондиционеру (даже в зимний период), для того чтобы убрать влагу из испарителя.

Не стоит также открывать окна или люк при езде с климат-контролем. Показания датчиков при этом будут сбиваться и система не сможет нормально функционировать.

Подводя итог, можно сказать, что климат-контроль полностью отвечает за микроклимат в салоне автомобиля и заботится о здоровье водителя и его пассажиров. Автоматическая регулировка для поддержания комфортных температурных режимов внутри салона машины позволяет водителю не отвлекаться от дороги и дает возможность полностью сосредоточиться на процессе управления. Это всё делает вождение автомобиля безопасным и комфортным.

Стоит ли выбирать климат-контроль вместо кондиционера?

Современные автомобилисты уже привыкли к комфортабельному передвижению — практически в каждой новой машине сейчас установлен кондиционер, который дополняет собой отопитель.

Это позволяет поддерживать в салоне комфортабельную температуру в любое время года, невзирая на погодные условия или время суток. Однако некоторые производители предлагают и такую опцию, как климат-контроль, который чаще всего устанавливается на дорогие модификации автомобилей.

Его принцип действия очень похож на работу кондиционера, хотя они различаются некоторыми важнейшими нюансами. Поэтому нам стоит рассмотреть, что лучше: климат-контроль или кондиционер, и в чём заключаются отличия между этими системами.

Под громким названием климат-контроля скрывается автоматизированная система управления, которая отвечает за функции кондиционера и отопителя в автомобиле. В отличие от более простых систем, где водитель просто регулирует силу потока горячего либо холодного воздуха, пытаясь добиться установки оптимальной температуры путём такой ручной настройки, здесь можно просто выбрать нужный показатель.

Установив желаемый уровень температуры на климат-контроле, водитель даёт команду на его поддержание в течение длительного времени. В зависимости от изменения температуры, влажности и уровня разрежения окружающего воздуха система будет подавать команду на включение кондиционера либо отопителя, что позволит поддерживать в автомобиле комфортабельные условия.

Климат-контроль может быть как полуавтоматическим, так и полностью автоматизированным. Во втором случае система управляет не только включением кондиционера либо отопителя, но также регулировкой силы потока воздуха и направлением его распределения. Автоматический климат-контроль лучше приобретать тем, кто желает наслаждаться максимальным комфортом, не прилагая никаких усилий для регулировки основных параметров.

В качестве примера его работы можно привести ситуацию, когда после открытия бокового окна в автомобиль проникает холодный воздух — согласно законам термодинамики, он опускается вниз, создавая немалую разницу между температурой в ногах и около головы человека. Датчики обнаруживают такое отличие и дают команду на усиленную подачу горячего воздуха к ногам — климат-контроль выравнивает температуру в автомобиле и затем возвращается к нормальному режиму своей работы.

Кроме того, климат-контроль может распространять своё действие на несколько зон в автомобиле. Если кондиционер всегда подаёт воздух одинаковой температуры во все участки салона, то в этом случае свой микроклимат может поддерживаться в каждой отдельной его части. Выделяют следующие виды климат-контроля:

  • Однозонный — простейший вариант, который отличается от обычного кондиционера только автоматической регулировкой температуры;
  • Двухзонный — позволяет выбирать разные настройки микроклимата для первого и второго ряда сидений;
  • Трёхзонный — устанавливает отдельные параметры для водителя, переднего пассажира и задней части салона;
  • Четырёхзонный — такой климат-контроль устанавливается только на наиболее дорогие автомобили с четырьмя индивидуальными креслами (например, на спорткары или представительские седаны).

Конечно, системы климат-контроля, которые могут устанавливать индивидуальные настройки для каждой части салона, достаточно дороги, поэтому их практически невозможно встретить в автомобилях стоимостью до 35 тысяч долларов.

Преимущества

В отличие от обычного кондиционера, климат-контроль не требует постоянной регулировки. Следовательно, водитель меньше отвлекается от дороги, что обеспечивает больший уровень безопасности движения. Кроме того, применение автоматизированной системы обеспечивает намного большую комфортабельность.

Кондиционер не может работать в автоматическом режиме и поддерживать одинаковую температуру в салоне

Стоит отметить, что климат-контроль даёт возможность устанавливать точную температуру в автомобиле с погрешностью не более 1–2 градусов. Такую возможность ему даёт управление сразу двумя системами — отопителем и кондиционером. Поэтому автоматизированный узел будет лучше для тех, кто с трудом подбирает для себя оптимальные параметры и вынужден тратить много времени на их поиск.

Также климат-контроль позволяет существенно ускорить прогрев автомобиля зимой. Автоматическое распределение потоков воздуха даёт возможность равномерно нагреть все части салона, предотвратив образование разницы температур между верхними и нижними зонами. Аналогичным образом работает летом кондиционер, который находится под управлением автоматизированной системы.

Недостатки

Автомобили с климат-контролем лучше не приобретать тем, кто желает выбрать простое и доступное транспортное средство. Установка такого автоматизированного приспособления автоматически увеличивает стоимость машины приблизительно на 1–3 тысячи долларов. Кроме того, многие производители включают климат-контроль в состав других пакетов опций, которые могут быть бесполезными в этом автомобиле. Кроме того, многие люди, не слишком чувствительные к небольшим колебаниям температуры окружающего воздуха, вообще не нуждаются в климат-контроле. Для них дорогостоящий автоматизированный узел будет не более чем маркетинговой уловкой

производителя.

Кроме того, применение современной электроники также затрудняет ремонт автомобиля. Если в обычном кондиционере большинство деталей можно заменить самостоятельно, а с остальными справятся в «гаражном сервисе», то работа с автоматической установкой будет сильно осложнена. Также приходится сталкиваться и с большими расходами, к примеру, блок управления климат-контролем обойдётся приблизительно в 500 долларов, а сервоприводы, отвечающие за управлением отопителем и кондиционером — примерно в 200–300 долларов.

При этом кондиционер можно установить самостоятельно — для этого нужно только знать устройство автомобиля и обладать базовыми техническими навыками. Услугу установки кондиционера даже на старые отечественные автомобили предлагают многочисленные фирмы, которые дают гарантию качества и готовы в дальнейшем обслуживать такие агрегаты. Автоматическая система на автомобиле устанавливается исключительно заводом-изготовителем, что связано с большой сложностью такой системы, а также с необходимостью приобретения специальных компонентов.

Работа раздельного климат контроля

Конечно, отопитель и кондиционер всегда можно оснастить сервоприводами регулировки, подключёнными к датчикам, установленным в салоне, и получить с их помощью импровизированный климат-контроль. Однако подобными доработками лучше не заниматься, поскольку они потребуют немало времени и не позволят при этом получить более-менее надёжный результат.