Ilmalämpöpumpun ohjauskortin kehittäminen Linux-alustalle

Abstract

Insinöörityön tavoite oli suunnitella ja toteuttaa prototyyppi ohjainkortista, jota voitaisiin käyttää Mitsubishi MSZ-GE25VA -merkkisen ilmalämpöpumpun säätöön ja etäohjaukseen. Työn kohteena olevan ilmalämpöpumpun ohjaus tapahtui infrapunavaloa lähettävällä kau-kosäätimellä ja tämä ratkaisu haluttiin laajentaa osaksi sulautettua järjestelmää, jonka tar-koitus on tarjota etähallinta- sekä muita automatisoituja toimintoja.

Kehitystyön lähtökohdaksi valittiin sulautettu Linux-pohjainen tietokonekortti, johon ohjain-kortti tultaisiin liittämään. Ohjainkortin toteutukseen asetettiin ehtoja, joissa pyrittiin säilyt-tämään ohjainkortin järjestelmäriippumattomuus ja esteettömyys. Toteutuksen ehdoilla pyrittiin takaamaan ohjainkortin uudelleenkäytettävyys muissa alustoissa ja vaivaton lop-pusijoittelu ohjaimena.

Ohjainkortin kehitys aloitettiin kartoittamalla järjestelmän kohdeympäristöä, johon valittiin tietokonekortiksi Raspberry PI Arch Linux -käyttöjärjestelmällä sekä asetettiin lähtökohdat ohjainkortin kehitykselle. Ohjainkortin kehityksen tueksi työn teoriaosuudessa käsiteltiin aiheet RS-232-standardista, SPI-protokollasta, optisesta tiedonsiirrosta sekä Linux-laiteajureista.

Lopputuloksena ohjainkortin kehitykselle aikaansaatiin ohjainkortin prototyyppi, jolla pystyt-tiin osoittamaan prototyypin perustoiminta. Täysin toimintavalmista laitetta ei toteutettu, mutta kehitystyön tulos asetti pohjan ohjainkortin jatkokehitystyölle.

The objective of the final year project was to design and implement a prototype of a con-troller board which could be used for adjusting and remote controlling a Mitsubishi MSZ-GE25VA branded air source heat pump. The pump used in the project was operated by an infrared light-emitting remote controller, and this solution was meant to be integrated into an embedded system which would provide remote controlling capabilities on its own with other automated solutions.

The starting point of the controller board development was an embedded computer with the Linux operating system as a target platform, where the controller board would be at-tached to operate as a part of the system. The controller board development prerequisites included a platform independent solution, where the controller board could be reused in other platforms as needed and at the same enable easy installation.

The development cycle started by identifying the target environment, which included se-lecting Raspberry Pi as the embedded computer solution with the Arch Linux operating system to further identify necessary parts of the controller board development. To support the development, the theoretical section of the thesis describes the RS-232 standard, an SPI protocol, optical data transmission methods, and finally Linux device drivers.

As a result of the controller board development, a working prototype was implemented which was capable of providing basic functionalities. A fully functional device was not im-plemented, but the prototype development provided ground work for further development.