Sensors tèrmics per encendre i apagar. Tipus, selecció, instal·lació

Classificació dels termòstats

Els reguladors de temperatura per a les calderes de calefacció proporcionen un règim de temperatura determinat de la sala amb una precisió prou alta. Les desviacions, per regla general, no superen els 0,50 C - 1,00 C. El seu treball es realitza mitjançant diversos actuadors, que en realitat determina la pertinença del termòstat a un o altre tipus. Pel nombre i contingut de les funcions realitzades els dispositius es classifiquen de la següent manera:

• Funció única (mantenint una temperatura ajustada exclusivament).
• Multifuncional o programable.

Segons el tipus d’execució, els termòstats es divideixen en dispositius que es connecten a la caldera de calefacció mitjançant cables i sense fils. La instal·lació del dispositiu de control es realitza en un lloc accessible que proporciona un flux d’aire suficient. A més, és aconsellable excloure la col·locació d’aparells electrodomèstics (televisors, aparells de calefacció i il·luminació, etc.) als voltants del regulador, ja que això pot afectar significativament la correcció del seu funcionament.

Controlador de sala programable

Un termòstat programable per a una caldera de calefacció proporciona la possibilitat de seleccionar la temperatura necessària (còmoda) en el temps desitjat, es pot reconfigurar fàcilment a un altre mode de funcionament. Dotar el dispositiu d’un temporitzador permet establir diferents patrons per al funcionament del sistema de calefacció durant els caps de setmana i els dies laborables. Hi ha temporitzadors que poden admetre determinats paràmetres en funció del dia de la setmana. La presència d’aquestes funcions al controlador de temperatura us permet ajustar el sistema de calefacció d’espais d’acord amb l’estil de vida vigent i garantir el manteniment del microclima de temperatura fins i tot en absència dels propietaris.

Aquest controlador té algunes opcions que amplien significativament les capacitats del sistema de calefacció en conjunt:

• "Batch", una funció que proporciona un apagat periòdic (durant diverses hores) i la posterior represa del sistema.
• "Celebració". L'objectiu d'aquesta opció és augmentar o disminuir la intensitat de la calefacció d'espai durant un nombre determinat de dies.
• "Superposició". Una missió que us permet canviar temporalment la configuració del programa en un dels períodes.

Fixació central

Com a norma general, un dispositiu d’aquest tipus s’utilitza per controlar eficaçment el sistema de calefacció de tota la casa i es col·loca a certa distància de la caldera de calefacció. Aquests dispositius estan equipats amb un termòstat dilatomètric que funciona de forma remota. El principi del seu funcionament és mesurar la temperatura ambient i, segons les seves fluctuacions, engegar (apagar) la caldera de calefacció.

Temporitzador-termòstat multifuncional basat en el constructor de ràdio Masterkit

En una granja filial, així com en una casa o taller privat, un garatge, hi ha molts processos associats als canvis de temperatura i a una possible reacció a aquests canvis. A més, les reaccions poden ser molt variades i depenen del temps i del calendari. Pot ser un "germà gran" per tenir cura d'un aquari de terrari o un tractament tèrmic complex per etapes en un forn d'alta temperatura, el control d'un sistema de calefacció i ventilació a casa o simplement sonar en una institució educativa.
No és difícil resoldre aquest problema fent servir un mòdul de disseny de ràdio de microprocessador com a control. Per exemple NM8036 que ofereix Masterkit.

Les principals característiques del dispositiu.

Control del temporitzador:

Activació de la càrrega en un determinat període de temps Gestioneu les càrregues en determinats dies de la setmana, dies d'un mes o en alguns mesos seleccionats.

Control de temperatura (termostatting):

Control com a refrigerador Control com escalfador

So del rellotge despertador + llum (llum de fons de la pantalla).

1. Nombre de sensors de temperatura connectats: 32. 2. Rellotge no volàtil en temps real (calendari complet, tenint en compte els anys de traspàs). 3. Desar tots els paràmetres a la memòria no volàtil. Continuació del correcte funcionament del programa en cas de desconnexió temporal de la xarxa. 4. Sortides: a. cascada aïllada opto per connectar triacs de potència (opcional: ja hi ha 4 optoacopladors a la placa, és possible afegir-ne 8 més per controlar les cascades de tiristor / triac externes) b. sortides lògiques amb un corrent màxim de 10mA.

5. Control remot del termòstat a través del port COM de l'ordinador mitjançant un programari especialment desenvolupat. 6. Possibilitat d'actualitzar el programari intern amb noves versions del lloc https://www.masterkit.ru. 7. Indicació: pantalla LCD de 2 línies de 16 caràcters amb la possibilitat de controlar per programació el contrast i la brillantor de la llum de fons. 8. Indicació de so mitjançant microaltaveu incorporat.

A continuació es presenta l’esquema esquemàtic del dispositiu.

Descripció del circuit

El termòstat es basa en el microcontrolador Atmel Mega32. Es connecten als ports d’entrada-sortida: un indicador textual de 2 línies, un microcircuit de rellotge en temps real DS1307, un controlador de nivell MAX232IN, optosimistors. La unitat de teclat està dissenyada com una placa separada. El codi de la tecla premuda es descodifica mitjançant el convertidor analògic-digital (ADC) del controlador. A més, l’ADC controla l’estat de la bateria de seguretat del rellotge. El regulador de voltatge es realitza al microcircuit LM7805. Els sensors de temperatura DS18B20 es connecten mitjançant un protocol de 1 fil. La brillantor de la llum de fons es controla mitjançant un interruptor de transistor. Mitjançant un altaveu en miniatura connectat mitjançant un condensador de desacoblament i una resistència d’amortiment al port del controlador, el dispositiu pot generar senyals d’àudio. El funcionament del circuit està assegurat pel programa intern del microcontrolador. Al principi, el programa analitza el bus d'1 fil i inicialitza els sensors de temperatura "registrats" a un mode de conversió tèrmica de 12 bits. A més, s’inicialitzen la resta de blocs (indicador de text, port RS232, microcircuit de rellotge). Després de la inicialització, el sistema entra al mode de bucle principal. En aquest mode, hi ha un processament constant de la informació actualitzada des del rellotge, des dels sensors, així com el sondeig de l’estat dels botons de control. A més, el procés responsable del control del temporitzador s’executa constantment.

El dispositiu s’ofereix en forma d’un conjunt d’elements de ràdio amb plaques de circuits impresos, inclòs un microcontrolador amb un programa. Estructuralment, el termòstat-temporitzador assemblat sembla un mòdul tridimensional muntat a partir de tres taules. A la placa "placa base" més gran, sobre suports de cargol metàl·lics, hi ha instal·lades dues taules addicionals: un indicador i un teclat.

Què es feia servir?

Eines.

Un conjunt d’eines per a la instal·lació de ràdio, comprensiblement un soldador amb accessoris, un multímetre. Va ser útil un puzle de joies. Petites eines de serralleria. Qualsevol cosa per perforar forats, a més de trepants. Vaig fer servir cola termofusible. Assecador de cabells de construcció per treballar amb tubs de calor. Soldador amb una capacitat d’uns 60 watts, per soldar de manera constructiva. En alguns llocs, un trepant, un petit cremador de gas i un tornavís eren útils.

Materials.

El propi dissenyador de ràdio. També s’utilitzaven elements radioelèctrics per a claus electròniques, font d’alimentació, trossos de material revestit de làmina per a circuits impresos, diferents tubs tèrmics, filferro de muntatge, fixacions. Xapa d'acer galvanitzat per al panell frontal, una peça de plexiglàs.Accés a un ordinador amb impressora.

Inicialment, el mòdul es feia servir com a dispositiu de control de calefacció per terra radiant en un apartament de la ciutat.

Tota la zona climatitzada (passadís, cuina, bany-lavabo) constava de quatre escalfadors independents. Es va col·locar una "capa fina de terra radiant" en una capa d'adhesiu per a rajoles. Juntament amb cada xarxa de calefacció, es va tapiar un sensor de temperatura digital DS18B20. Tots els cables es conduïen a un armari dedicat a la cuina. També hi havia alguns components elèctrics que no estaven relacionats amb la calefacció per terra radiant: un bloc per encendre suaument les làmpades halògenes al bany (com en un teatre, sense que tinguessin un recurs extremadament baix), un RCD d’una caldera. La unitat de control estava equipada amb claus triac en potents radiadors, una font d'alimentació. L’armari tenia dues reixes de ventilació i una porta amb pany.

A la part superior, un diagrama d’un dels interruptors triac. Es recomana utilitzar els circuits RC que es mostren a la figura, connectats en paral·lel amb tiristors, per millorar les seves característiques dinàmiques. Com més baixa sigui la gamma, la resistència de la resistència correspon a la càrrega resistiva i la més gran és la inductiva. Paral·lelament a la càrrega, es va encendre una llum de neó. Situat a la vista, molt convenient per muntar i controlar el treball.

Al poble, el temporitzador del termòstat es va traslladar al cas des de la vella unitat del sistema informàtic. El camp principal de la seva activitat és el control d’elements calefactors al forn. En aquell moment, sovint havia de marxar diversos dies, inclòs a l’hivern. Escalfant la casa, el procés és molt inercial: el primer dia i mig o dos després de l’arribada em vaig haver de congelar. El control automàtic de la calefacció elèctrica a l’interior del forn va evitar-ho, amb un consum raonable d’electricitat.

Com que la unitat de control estava situada a l’exterior, al soterrani inacabat de la casa, la caixa estava aïllada i un dels canals es carregava amb un petit escalfador de diversos watts de cinc resistències de filferro de watts en una caixa de ceràmica rectangular (fletxa de la foto) ). Es van mantenir uns graus sobre zero a l'interior del casc. Es va utilitzar un petit contactor per canviar l'escalfador.

Al cap d'un temps, aquest mode de forn ja no era necessari i la unitat de control es va modernitzar per utilitzar-la en un hivernacle amb una bateria de terra. Es va retirar l'aïllament de la caixa, es va traslladar el mòdul a una de les parets, de manera que era convenient utilitzar-lo des de l'exterior. S'ha eliminat el contactor i s'ha afegit un potent interruptor de tiristor per a un control d'escalfador d'un canal. La resta de tecles són de poca potència, la seva càrrega és baixa: ventiladors i possiblement làmpades d’il·luminació addicionals (plàntules).

El mòdul de control es desmunta en taulers separats, tots ells estan fixats en el mateix pla amb l'ajut de bastidors, de manera que és convenient utilitzar-lo des de l'exterior: la pantalla es troba a la part superior, els botons a sota. Davant de la pantalla, és clar, es retalla una obertura rectangular. Els pals de llautó, amb un extrem pla, es van soldar simplement amb acer galvanitzat (està ben conservat amb "àcid de soldar" - clorur de zinc). A la "placa base", per millorar la fiabilitat, va eliminar el connector d'alimentació, el connector per als sensors. Els cables del cablejat es solden als seus coixinets.

Una placa de muntatge metàl·lica amb un termòstat instal·lat, fixada a la part frontal del recinte. Reblons cecs.

El tauler frontal està imprès en una impressora en color i es cobreix amb un tros de plexiglàs. En general, el disseny va resultar "industrial" i no està malament.

La clau de tiristor es va muntar segons el diagrama anterior. Els avantatges en comparació amb el triac s’han d’atribuir a la “separació” del cristall clau en dos casos: una àrea d’eliminació de calor molt més gran. La resta, vegeu l’esquema amb un triac.

El mòdul del termòstat s'ha actualitzat a la versió 1.9 del firmware.Això va permetre utilitzar diverses funcions més útils del dispositiu, per exemple, es va fer més convenient utilitzar sensors analògics, va aparèixer una capacitat molt útil: la dependència de les diferents etapes del programa entre si. La nova versió també inclou una versió alternativa del programa de control per a un ordinador, la diferència més útil de la qual, veig, és el mode de "recopilació de dades": enregistrar les temperatures dels sensors en un fitxer. Deixeu-me recordar que les actualitzacions les distribueix el desenvolupador i es troben als enllaços anteriors.

Fins a la temporada del jardí, el termòstat estava involucrat en treballs auxiliars, carregats amb un improvisat "armari d'assecat" d'un forn antic, per assecar el vernís fotogràfic en blancs de plaques de circuits impresos i altres peces de ferro. El procés assumeix un rang de temperatura bastant precís .

Converteix-te en autor del lloc, publica els teus propis articles, descripcions de productes casolans amb pagament per text. Més detalls aquí.

Principi de funcionament

Independentment del tipus, el disseny dels termòstats correspon a un esquema general. El dispositiu consta de 3 mòduls clau (blocs):

• un sensor de temperatura per a una caldera de calefacció amb un element sensible a la temperatura;
• bloc de configuració;
• unitat de control.

Un sensor tèrmic amb un element sensible a la temperatura controla el grau de calefacció del seu entorn. Els canvis en la temperatura ambient provoquen canvis en els paràmetres físics de l'element, que són capturats per la unitat de control. La unitat de control, al seu torn, transmet un senyal a un dels dispositius executius:

• vàlvula mecànica;
• relé electromagnètic;
• dispositiu digital (analògic) que realitza el post-processament del senyal.

L’objectiu funcional del sintonitzador és fixar els valors dels paràmetres, la consecució dels quals inicia el funcionament del propi termòstat.

La instal·lació d’un controlador de temperatura per a una caldera de calefacció es realitza amb el compliment obligatori de determinades condicions obligatòries:

• Cal protegir el dispositiu de la radiació UV.
• El sensor extern s’instal·la en llocs caracteritzats per una temperatura ambiental estable (sense proximitat a dispositius de calefacció, corrents d’aire, etc.).
• El sensor es munta a l’alçada recomanada pel fabricant.
• És inacceptable cobrir l’aparell amb pantalles, cortines, mobles, etc.

Vàlvula termostàtica reguladora

Aquest dispositiu de regulació, anomenat vàlvula termostàtica (vàlvula), és la solució més senzilla al problema d’obtenir un portador de calor d’una temperatura determinada. El resultat s’aconsegueix barrejant aigua freda i tèbia. El control de la temperatura del refrigerant no es realitza controlant la caldera de calefacció, sinó canviant la intensitat del flux de refrigerant a través del radiador.

El disseny del dispositiu és força senzill i inclou dos elements principals:

• La vàlvula en si mateixa (vàlvula), que és, de fet, una vàlvula d’aturada ordinària que tanca l’obertura a l’entrada del radiador de calefacció. La superposició es produeix totalment o parcialment, cosa que, en essència, determina la quantitat de refrigerant que passa.
• Element termostàtic amb un termocilindre ple d’un líquid especial (gas) que s’expandeix quan canvia la temperatura del refrigerant.

A més, la vàlvula termostàtica es pot considerar com un afegit eficaç als termòstats mecànics o electrònics. Els avantatges d’aquests dispositius són el seu baix cost i la facilitat d’ús, però han de comprovar periòdicament els paràmetres de funcionament.

A quins paràmetres heu de prestar atenció a l’hora de triar?

Els relés tèrmics es poden configurar per a característiques de temperatura específiques o ajustables. Hi ha, a més, dispositius per al tancament / obertura simultània de contactes i per al desenvolupament independent d’aquestes funcions.

Hi ha algunes característiques tècniques que cal estudiar abans de comprar aquest dispositiu:

• temperatura a la qual s’activa el dispositiu: paràmetres en el moment d’arribar o tancar els contactes;
• indicador de retorn de temperatura: en arribar aquest paràmetre, el dispositiu pren la seva posició original;
• diferencial: representa la diferència durant la qual el dispositiu està en repòs, és a dir, des del moment de l’activació fins al retorn;
• corrent i tensió commutats: són indicadors de "durabilitat", per això, a partir dels paràmetres del corrent a la xarxa domèstica, cal triar un dispositiu amb un valor lleugerament superior;
• resistència al contacte;
• indicador de temps de funcionament;
• error: aquesta característica pot tenir un valor del ± 10% del valor especificat.

Aquests són els principals paràmetres que té cada termòstat. Però en funció de la modificació, el seu significat pot canviar.

Si tenim en compte els preus, tot depèn del dispositiu:

1. Termòstats mecànics. Les opcions de tipus de fons més senzilles costaran uns 20 dòlars, mentre que la seva amortització es mesurarà literalment al final de la seva primera temporada de calefacció.
2. Relé tèrmic programable. Els preus d’aquest tipus de relés comencen a 30 dòlars; els desavantatges d’aquest tipus de dispositius inclouen la presència de bateries, que heu de recordar que canvieu periòdicament.

El rang d’elecció del termòstat és força gran i, naturalment, els seus preus poden variar força. Però això no vol dir que sigui necessari perseguir la barata del dispositiu per integrar-lo al sistema. Els dispositius de menys qualitat costen des de 2.000 rubles, no s’ha de prestar atenció a tot allò que és més barat.

Consells útils

Per garantir un funcionament ininterromput i de gran qualitat del termòstat per a la caldera i per a tot el sistema de calefacció en general, cal tenir en compte alguns matisos. En aquest sentit, alguns consells útils:

• La compra d'equips de control va precedida d'un càlcul que té en compte paràmetres com la temperatura requerida i l'àrea de la sala climatitzada. Aquest càlcul evitarà la baixa eficiència del sistema i els problemes de cablejat elèctric, que són inevitables en connectar equips pesats.
• Tot i la compatibilitat bastant bona dels termòstats amb la majoria de models de calderes de calefacció, l’ús d’equips d’un fabricant no només proporcionarà facilitat d’instal·lació, sinó també facilitat d’ús.
• Si teniu dubtes sobre la necessitat de comprar equips cars, compreu una opció (mecànica) més barata i proveu-ne les capacitats. Potser la seva funcionalitat serà suficient.
• Abans d’instal·lar el termòstat, realitzeu mesures d’aïllament tèrmic en una habitació climatitzada, ja que les grans pèrdues de calor negaran l’eficiència del dispositiu.

Resumint l’anterior, podem afirmar que els termòstats per a calderes de calefacció (circuits d’aigua, aparells de gas) es posicionen cada vegada més com a equips de sistemes de calefacció insubstituïbles que proporcionen estalvi d’energia, calor còmode i confort a l’habitació.