花不到15美元，用步进电机和ESP32让普通空调变智能！

【让普通空调变智能】2026年7月20日阅读时长15分钟。简而言之只需一个步进电机、一个ESP32和对粗糙方案的高容忍度DIY家庭自动化就易如反掌。【背景介绍】2025年4月作者搬到纽约市找到满意公寓但空调是问题。纽约开发商多在公寓用又吵又费电的壁挂式PTAC空调很多楼采用“模拟”的、安装在空调上的旋钮控制。【选择方案】作者先问房东能否升级空调控制装置遭拒。打开空调盖子发现线路图但该电路在市电电压下运行无低压数字信号可接入。考虑接入智能继电器因无电气布线经验、房东可能不同意及需拆空调而放弃。尝试用智能插头切断空调电源因空调用特殊NEMA 5 - 20P插头难找到适配智能开关而失败。【找到方法】空调有模式控制旋钮和温度控制旋钮两个旋钮能取下露出轴便于机械连接。有两种控制空调开关的方案方案一连接到模式控制旋钮需买扭矩大的步进电机克服旋钮阻力精确校准方案二连接到温度控制旋钮买便宜、低扭矩、低功率的步进电机大致转动旋钮切换目标温度。作者选择方案二。【搭建原型机】作者搭建原型机验证方案可行性所需零件包括ESP32开发板、联轴器、步进电机 控制器、L型支架、螺丝、USB线 充电器总计约16美元。因不能在空调外壳拧螺丝用宜家书架剩余的L型支架和显示器备用螺丝固定步进电机设计巧妙。固件编写简单利用大语言模型生成代码还生成了小Web UI。【集成到Home Assistant】将步进电机作为MQTT盖板设备暴露利用Home Assistant对MQTT自动发现的支持配置设备后Home Assistant可控制电机。添加温控器利用Home Assistant的通用温控器集成连接温度传感器AirGradient ONE实现空调自动化智能温控。【制作V1版本】作者为卧室空调制作V1版本装置购买新零件总计约14美元。将笨重ESP32开发板换成更小的用带槽可调节金属L型支架用螺母和螺栓固定步进电机用活页夹和纸板将组件固定在空调控制舱内。【实际使用反馈】作者去年夏天做的装置有足够时间测试。装置勉强能用约80分水平。最大问题是活页夹和纸板安装方式不牢固步进电机“下垂”装置会卡住需手动调整但比手动调空调烦人程度小。【总结】该装置并非优雅的机电一体化工程作品粗糙且用便宜零件制作但解决了问题花费不到15美元还节省电费作者对结果满意。未来是否投资做3D打印安装方案提高可靠性有待观察。