📎 ⛎ 😃 ポータブルエアコンのハッキング 👨‍👦 👨🏻‍🏭 💆🏿

2020年4月、夏のほとんどを屋内で過ごすと思ったので、EdgeStarAP14001HS屋外エアコンを購入しました。家では、暖房部分がすべて外に残っているので、効率的には当然の選択ですが、窓用エアコンは設置できません。

同様のモデル

インターネットからの写真から判断すると、次のエアコンは似たようなデザインです。

EdgeStar AP14001HS
ウィンターARC-14S
ウィンターARC-14SH
ウィンターARC-141BG
ウィンターARC-143MX

それらがどれほど似ているかは言えませんが、この記事の内容はそれらにも当てはまる可能性があります。

エアギャップ

シングルダクトモデルは熱力学的に最適ではないため、デュアルダクトエアコンを購入したかったのです。窓から熱風を吹き込むと、室内に陰圧が発生し、外部からの空気がさまざまな亀裂から吸い戻されます。理論的には、デュアルダクトモデルは、凝縮器を外気で冷却し、その後再び排気することで、この問題を解消します。

ただし、AP14001HSの吸気ダクトと排気ダクトを確認したところ、吸気ダクトを通過する空気の量ははるかに少ないことがわかりました。つまり、空気は部屋から凝縮器チャンバーに入り、部屋間を移動する必要があります。ファンがオフになっている間の通り。これが発生する主な場所は2つあります。

1.ケースの下部と前面の接合部：

私はそれをマスキングテープで覆った：

2.後ろ、エアフィルターの下：

この穴を塞ぐために、1/16 "（1.5mm）のABSシートから436mm x 98mmの長方形を切り取りました。段ボールのオートミールボックスがプロトタイプとして機能します。全体的に、素材はかなり薄いはずですが、十分に丈夫です。 flat.When

コンプレッサーはプラスチックバックに、それ以外の場合はフロントに惹かれ、実行されているので、テープ片やマスキングテープが可能になります

あなたがする場所でそれを保持する。 12「」M3.5-M5のためのプラスドライバを）、内部ダクト/ワイヤーギャップをテープで留めることは可能ですが、それらがどれほど重要かはわかりません。

燃えませんか？

これらの変更は、コンデンサーコンパートメントの温度を上げるように設計されており、一部のコンポーネントの寿命を縮める可能性がありますが、どのコンポーネントとその量がわかりません。少なくとも、これがそれほど悪い考えではないといういくつかの証拠があり

ます。1。EdgeStarテクニカルサポートに、下部のギャップを埋めることについて尋ねました。

[]

EdgeStar AP14001HS , , . , . . , . , - ? , , .

[ EdgeStar]

, ,

EdgeStar.

.

, . , .

[]

. , , , , .

AP14001HS :

(ASHRAE) 14000 BTU (4,1 *)

(SACC) 8600 BTU (2,5 *) ( 38% )

, « » SACC:

https://support.edgestar.com/hc/en-us/articles/115005480926-What-is-SACC-Seasonally-Adjusted-Cooling-Capacity

( ) ?

[ EdgeStar]

, ,

.

. , SACC . . .

, , , . SACC, .

2.栽培者フォーラムのユーザーは、 WhynterARC-143MXは高いCO2雰囲気を維持するのに十分な密閉が可能であると報告しました。それがどのくらいの期間機能したかはテキストからは明らかではありませんが、トピックは4年前に開かれ、その作者は機器の故障について何も書いていません。

したがって、デバイスに損傷を与える危険性はないとは言えませんが、少なくとも誰かがすでにこれを試しています。

これらの隙間を断熱した後、入口ダクトから入る空気が多くなり、一時的に塞がれると出口からの空気の流れが少なくなるように感じました。

さておき、私は科学をします

これらの変更をテストするために、私はエアコンをかなり断熱された1.5m²のクローゼットに設置しました。最初の温度は約72°F（22°C）で、エアコンを61°F（16°C）（最低）に設定しました。電源を入れ、ファンがオフになるまで約3分待ちました。

実験は、工場構成で3回（赤い線）、閉じたギャップで3回（青い線）、最後にキャビネットスペースから直接吸引が行われる「シングルダクトモード」（黒い線）で2回繰り返されました。 Open Cameraアプリケーションによって写真が開始された温度計に電話を向けて温度を記録し、10秒ごとに繰り返しました。

このような回路は絶対効率を計算するのに十分な信頼性はないと思いますが、クローズドギャップ構成が冷却に適していることは明らかであり、シングルダクトモードはひどいものです。

しつこい

床置き型エアコンのメーカーが効率に不注意で、簡単な家庭用品で改善できるのは恥ずかしいことです。それは、80 Plusが登場する前のコンピュータ電源業界を思い出させます。当時、すべてがひどく、誰も何を買うべきかわからなかったのです。すべてのイノベーションがシングルダクトエアコンの設計に集中しているのはなぜですか？

サンフランシスコベイエリアのような場所は、気温が上がると次第に使えなくなるアパートや部屋がたくさんあるので、まともな商品を買うことができれば素晴らしいと思います。

おそらく彼のものを知っていますhttp://www.climax-air.com/この会社は（少なくとも2020年に）ダブルダクトと可変速コンプレッサーを備えた唯一のフロアスタンド型エアコンを製造しているからです。しかし、彼らの製品が非常に少ないので、私はウェブサイトでこれを見つけただけです。おそらく、EdgeStarがクラッシュしたときに、もう一度注意を払うでしょう。

キャビネットへの設置の写真

（鏡に映っている2番目のAP14001HSは、室温を設定するために使用されました。）

部屋情報

各デバイスは約10.5Aを消費するため、電子レンジや電気ケトルなど、消費電流の大きい他のデバイスとの回路にデバイスを接続しないように、どの回路ブレーカーがどのコンセントに接続されているかを判断することが重要です。理想的には、それらはメインマシンの反対側にもある必要があります。これまでのところ、冷蔵庫やコンピューターと一緒にデバイスを15A回路に接続することに問題はありませんでした。

最高気温が35°C（95°F）に達する日には、2台の常時オンのエアコンで850平方メートルを維持できます。フィート（78平方メートル）約75°F（24°C）。私の赤外線温度計によると、天井は壁よりもはるかに暖かいので、屋根裏部屋の断熱を改善する価値があるかもしれません。

冬には暖房用に電源を入れる予定ですが、抵抗性の幅木ヒーターよりもエネルギー消費量は少なくなりますが、これがどれだけ真実かは時間がわかります。

このスキームの欠点は、窓が塞がれている/テープで留められているため、外気が涼しい夜には開けられないことです。この場合、自動換気モードがあると便利です。ただし、冷気で冷やしたエアコンはさらに冷気を吹き出すので、長時間この状態で運転する必要はありません。

より単純なハック

この器具は主に室内の空気を上向きに吹きます。ケースを開けて内蔵のリフレクターを取り外し、フロストキングHD9に交換しました。それはほぼ水平な空気の流れを作り出し、これらの余分なプレートがないため、デバイスは少し静かに見えます。

（写真の注：LEDをテープで貼り付けて薄暗くし、半永久的な接着剤を使用した放棄された防音実験からフォームが残っていました。）

これらのダクトは、6インチの綿管スリーブで断熱できます。2層の綿で5分間実行した後、ダクトで122°F（50°C）、生地の表面で102°F（38°C）になりました。最高の断熱材ではありませんが、安価で使いやすく、非常に適しています。

標準のヒーターエアフィルターを開けて、吸気ダクトのプラスチックフレームに合うようにジグザグ部分をカットすることができます。これにより空気の流れが制限されるため、ファンの速度を上げることは理にかなっていることに注意してください。この写真を撮った後、密度を少し上げました。

防音

デバイスを静かに保つために、私は最初にそれを羽毛布団で包み、ダクトテープで固定しました。エアダクトは、部屋の空気取り入れ口を妨げるものを何も許可しません。これが「コンディショナーブリトー」の私のプロトタイプです。

ユニットを屋外で90°F（32°C）で数時間操作した後、ブランケットの下の最も高温の部分は約94°F（34°C）であったため、ユニットは冷却状態が非常に良好であるように見えます。

拡張バージョンを作成するために、ステープルステープルで留められたベルクロで綿の毛布に包まれた大量装填ビニール（MLV）を使用しました。

2つの器具のおおよその材料費は次のとおりです。

MLV 1psiをロールします 4フィートx12.5フィート：110ドル
2枚のダブルコットン羽毛布団（66 x 90インチ）：$ 50
2インチベルクロの複数ヤード：$ 10
9/16 ''ステープル（Bostitch BTHT73533）：$ 4

次のサイズを使用しました。

巻尺、正方形、鉛筆、はさみを使用して、MLVをサイズにカットしました。下の角を切り落とすことで、電源コード用のスペースを確保します。電源コードが中心から外れているため、側面の長さが異なります。

ベルクロファスナーは上面と側面に固定されており（対応するファスナーはグルーガンでエアコンに接着されています）、「ブリトー」をその端で一緒に保持することができます。

MLVからのブリトーの写真：

最終的に、MLVはコンプレッサーの騒音を低減しましたが、ファンの騒音は依然としてかなり大きいです。綿の「ラップ」が反射音を減らすのにどれだけ役立つかはわかりませんが、少なくとも裸のビニールよりもきれいに見えます。

私は何百ものステープルを取り付けて曲げるのにかなりの時間を費やしました。数分しかかからず、MLVはそれほど良くないので、正気の人には、折りたたまれた毛布とダクトテープを使った最初の解決策に固執することをお勧めする価値があると思います。

ネットワーク制御

ESP32マイクロコントローラーをNestサーモスタットの「ステージ1コンプレッサーリレー」（Y1）および「ヒートポンプ切り替えバルブ」（O）端子に接続しました。Nestサーモスタットの「補助熱」出力はベースボードヒーターリレーを制御します。（Nestが個別にオンにできることを確認しましたが、冬に2つの加熱方法を処理できるかどうかは時間が

わかります。）各24VACリレー出力は、10K抵抗を介してSFH620AGBオプトカプラーの入力ピンに給電します（24V / 10KオームLEDオプトカプラーに数mA供給されます）。オプトカプラーはモードのGPIOと互換性があり、 INPUT_PULLUP

ソフトウェアを使用して信号をクリアします。私はStackExchangeの投稿からこのアイデアを借りましたが、24VACは120-240VACよりも威圧的ではありません。

エアコン側ではsendRaw()

、IRremoteESP8266の機能を使用して、150オームの抵抗を介して標準の赤外線LEDを制御します。

ボールペンを半分に切り、黒く塗ってモード表示LEDに固定すると、INL-3APD80フォトダイオードがモードを切り替えたときの明るさの変化を検出します。フォトダイオードは、アノードがADC入力に接続され、カソードがGNDに接続されている光起電モードでより適切に機能するように見えます。私は50μsごとに読み取りを行い、1000ms（20,000サンプル）以上の値を平均してクリーンな信号を取得します。フォトダイオードと並列にコンデンサを追加することにより、安定化時間が短縮されます。10nFは、ノイズと応答時間のバランスが取れているようで、読み取り時間は100〜200msに短縮されます。

屋外エアコンをネストに接続する理由は次のとおりです。

Nestが提供する通常のスマート機能
-
/ , , 60-70

mode2

上記の機能と互換性のあるマーク/時空をマイクロ秒単位で送信するLIRCパッケージを使用してコンソールコードを傍受しています sendRaw()

。

IRプロトコルのリバースエンジニアリングが実行されました。すべてのマークは同じ長さであり、データはスペースにエンコードされています。それらはパケットあたり32ビットであるように見え、として並んでい [id, ~id, code, ~code]

ます。「電源をXに設定」や「モードをXに設定」などの文書化されていない機能を見つけようとして、256のコードすべてを試しましたが、残念ながら、それらはすべて標準の6ボタンの複製であったため、プロトコルを知る必要はほとんどありません。簡略化されたJSONIR コード

は次のとおりです irrp.py

（私はもともとpigpio

Raspberry Piで実験しました。）

このアルゴリズムにより、ESP32はブラインドスタート時にエアコンの状態を検出できます。

フォトダイオードの明るさのサンプリング
パワーを送る
明るさが増した場合は、何かをオンにしたことを意味するので、再度POWERを送信します
これで、デバイスの電源がオフになっていることがわかりました
各送信後に明るさを読み取り、4回MODEを送信します
最も明るいモードをCOOLとしてマークします（このLEDはフォトダイオードに最も近いため）
他のすべてのモードは、COOLを基準にした順序でマークします

DEHUMIDIFYを短時間実行することでファン速度を同期させることは可能ですが（このモードではファンがLOWモードに切り替わります）、これを行わず、ユーザーにファン速度を選択させることにしました。

AP14001HSに固有の次のバグが発生しました。

電源投入時に確実にモードを切り替えることはできません。たとえば、COOL-> DEHUMIDIFY-> FANの順に切り替えると、IR信号を印加してもミドルモード（DEHUMIDFY）がオンになることがあります。できるだけ早く。そのため、FANに切り替えるのではなく、TEMP UPを送信して、コンプレッサーをアイドル状態に切り替える必要がありました。
(OFF), MODE-MODE-POWER , , , . 1000 MODE POWER.
«» , 0-2 . , , - F->C->F .
, IR- ; .
IR- 1200 , . , , «1».

DOWNコマンドを送信して最小値に到達し、続いてUPコマンドを送信して目的の温度に上げることにより、特定の温度を設定することができます。理論的には、コントローラーは常に冷却に16C、アイドルに32Cを使用しますが、9クリック（短いきしみ音）しかかからず、ユーザーが手動で冷却ポイントを設定して小さな部屋が冷えすぎないようにすることができるため、18C-27Cを好みます。手動調整は温度変換バグのため摂氏モードでのみ可能であるため、電源をオフにしたときにエアコンが華氏に戻るのは非常に不便です。私が思いついた最善の方法は、華氏で最大値に達するように冷却モードを初期化するのに十分なUPコマンドを送信することです。暖房モードの場合-DOWNコマンドと同じです。この時点以降の変更は摂氏でカウントされるため、ユーザーが摂氏モードに切り替えてESP32を再起動するまで、温度が冷えるほど低くなったり、熱くなるほど高くなることはありません。言い換えれば、彼に任せたほうがいいです どういうわけか動作するよりも、動作する ことはありません。

コントローラーの写真

正しい寸法のケースが見つからなかったので、ABSからいくつかの長方形をクレリックナイフで切り取り、18mmの支柱と5mmのスペーサーを備えた5mmと12mmのM3ネジで固定しました。

Proto Advantage SBB206PCBを使用しました。15列のピンを備えたESP32ボードに理想的に適合しますが、ボードが1ピン狭い方が良いでしょう。パワーレールに穴を開けることで、多目的部品を取り付けることができます。

フォトダイオードとIRドングルは22AWGMTA-100コネクタに接続されています。35ドルの専用工具の代わりに、小さなドライバーを使用しました。

これは、コントローラーがAP14001HSに接続する方法です。

サーモスタット/リレーの写真

10K抵抗とオプトカプラーを備えたリレーボックス24VAC：

VigortronixVTX-146-030-212を備えたBudIndustriesCU-387ハウジング。トランスは120VAC（並列巻線）を約30VACに、または208VAC（直列巻線）を約25VACに変換します。プラスチックをサンドペーパーとエポキシの6mmM3ポストで粗くしました。うまくいけば、それは十分にしっかりと保持されます。

24VAC導体を固定するために、3.5 mmのネジ留め式端子台（TE 1776275-6）をいくつか取り、接点を側面に曲げて、バスの形ではんだ付けしました。ダクトテープで包まれたベアメタル。

これは、下部の24VAC〜5VDC電源を含む、完全なサーモスタットハウジングの外観です。再プログラミングの前に電源を切るのを忘れないように、MicroUSBを使うことにしました。

バックボックスには元々、幅木を加熱するための208VACサーモスタットが含まれていました。Nestが「補助熱」と定義する白線のシュナイダーエレクトリック92S7A22D-24リレーを追加しました。実際、Nestを主電源サーモスタットとして使用するために必要なコンポーネントは、リレーと変圧器だけです。