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。