Sensores térmicos para encendido y apagado. Tipos, selección, instalación

Clasificación de termostatos

Los reguladores de temperatura para calentar calderas proporcionan un régimen de temperatura dado de la habitación con una precisión suficientemente alta. Las desviaciones, por regla general, no superan 0,50 C - 1,00 C. Su trabajo se lleva a cabo por medio de una variedad de actuadores, lo que realmente determina la pertenencia del termostato a uno u otro tipo. Por el número y contenido de funciones desempeñadas los dispositivos se clasifican de la siguiente manera:

• Función única (manteniendo una temperatura configurada exclusivamente).
• Multifuncional o programable.

Según el tipo de ejecución, los termostatos se dividen en dispositivos que se conectan a la caldera de calefacción mediante cables e inalámbricos. La instalación del dispositivo de control se lleva a cabo en un lugar accesible que proporcione suficiente flujo de aire. Además, es aconsejable excluir la colocación de electrodomésticos (televisores, dispositivos de calefacción e iluminación, etc.) en las cercanías del regulador, ya que esto puede afectar significativamente la corrección de su funcionamiento.

Controlador de habitación programable

Un termostato programable para una caldera de calefacción proporciona la capacidad de seleccionar la temperatura requerida (cómoda) en el período de tiempo deseado, se puede reconfigurar fácilmente a otro modo de funcionamiento. Equipar el dispositivo con un temporizador le permite establecer diferentes patrones para el funcionamiento del sistema de calefacción para fines de semana y días laborables. Hay temporizadores que pueden soportar ciertos parámetros según el día de la semana. La presencia de tales funciones en el controlador de temperatura le permite ajustar el sistema de calefacción del espacio de acuerdo con el estilo de vida predominante y garantizar que el microclima de temperatura se mantenga incluso durante la ausencia de los propietarios.

Este controlador tiene algunas opciones que amplían significativamente las capacidades del sistema de calefacción en su conjunto:

• "Lote", una función que proporciona el apagado periódico (durante varias horas) y la posterior reanudación del sistema.
• "Celebracion". El propósito de esta opción es aumentar o disminuir la intensidad de la calefacción de espacios durante un número determinado de días.
• "Superposición". Una misión que te permite cambiar temporalmente la configuración del programa en uno de los períodos.

Accesorio central

Como regla general, un dispositivo de este tipo se usa para controlar de manera efectiva el sistema de calefacción de toda la casa y se coloca a cierta distancia de la caldera de calefacción. Dichos dispositivos están equipados con un termostato dilatométrico que funciona de forma remota. El principio de su funcionamiento es medir la temperatura ambiente y, dependiendo de sus fluctuaciones, encender (apagar) la caldera de calefacción.

Temporizador-termostato multifuncional basado en radioconstructor Masterkit

En una finca subsidiaria, así como en una casa o taller particular, garaje, hay muchos procesos asociados con los cambios de temperatura y una posible reacción a estos cambios. Además, las reacciones pueden ser bastante variadas y dependen del tiempo y el calendario. Puede ser un "hermano mayor" para el cuidado de un acuario terrario o un complejo tratamiento térmico escalonado en un horno de alta temperatura, el control de un sistema de calefacción y ventilación en el hogar o simplemente llamar a una institución educativa.
No es difícil resolver este problema utilizando un módulo de diseño de radio con microprocesador como control. Por ejemplo NM8036 ofrecido por Masterkit.

Las principales características del dispositivo.

Control de temporizador:

Encender la carga en un cierto período de tiempo Administre las cargas en ciertos días de la semana, días en un mes o en meses seleccionados.

Control de temperatura (termostatización):

Control como enfriador Control como calentador

Sonido + luz del despertador (retroiluminación de la pantalla).

1. Número de sensores de temperatura conectados: 32. 2. Reloj de tiempo real no volátil (calendario completo, teniendo en cuenta los años bisiestos). 3. Guardar todos los ajustes en la memoria no volátil. Continuación del correcto funcionamiento del programa en caso de una desconexión temporal de la red. 4. Salidas: a. Cascada optoaislada para conectar triacs de potencia (opcional - 4 optoacopladores ya están en la placa, es posible agregar 8 más para controlar las cascadas de potencia de tiristores / triac externos) b. Salidas lógicas con una corriente máxima de 10 mA.

5. Control remoto del termostato a través del puerto COM del ordenador mediante software especialmente desarrollado. 6. Posibilidad de actualizar el software interno con nuevas versiones del sitio https://www.masterkit.ru. 7. Indicación: Pantalla LCD de 2 líneas y 16 caracteres con la capacidad de controlar mediante programación el contraste y el brillo de la luz de fondo. 8. Indicación de sonido mediante micro-altavoz incorporado.

El diagrama esquemático del dispositivo se presenta a continuación.

Descripción del circuito

El termostato se basa en el microcontrolador Atmel Mega32. Los siguientes están conectados a los puertos de entrada-salida: un indicador textual de 2 líneas, un microcircuito de reloj en tiempo real DS1307, un controlador de nivel MAX232IN, optosimistores. La unidad de teclado está diseñada como una placa separada. El código de la tecla presionada es decodificado por el convertidor de analógico a digital (ADC) del controlador. Además, el ADC monitorea el estado de la batería de respaldo del reloj. El regulador de voltaje está hecho en el microcircuito LM7805. Los sensores de temperatura DS18B20 se conectan mediante un protocolo de 1 cable. El brillo de la luz de fondo se controla mediante un interruptor de transistor. Usando un altavoz en miniatura conectado a través de un condensador de desacoplamiento y una resistencia de amortiguación al puerto del controlador, el dispositivo puede generar señales de audio. La operatividad del circuito está garantizada por el programa interno del microcontrolador. Al principio, el programa analiza el bus de 1 cable e inicializa los sensores de temperatura "registrados" en un modo de conversión térmica de 12 bits. Además, todos los demás bloques se inicializan (indicador de texto, puerto RS232, microcircuito de reloj). Después de la inicialización, el sistema ingresa al modo de bucle principal. En este modo, hay un procesamiento constante de la información actualizada del reloj, de los sensores, así como el sondeo del estado de los botones de control. Además, el proceso responsable del control del temporizador está en constante ejecución.

El dispositivo se ofrece en forma de un conjunto de elementos de radio con placas de circuito impreso, incluido un microcontrolador con un programa. Estructuralmente, el termostato-temporizador ensamblado parece un módulo tridimensional ensamblado a partir de tres tableros. En la placa de "placa base" más grande, sobre soportes de tornillos metálicos, se instalan dos placas adicionales: un indicador y un teclado.

Qué se utilizó.

Instrumentos.

Un conjunto de herramientas para la instalación de radio, comprensiblemente un soldador con accesorios, un multímetro. Un rompecabezas de joyería fue útil. Pequeñas herramientas de cerrajería. Cualquier cosa para taladrar agujeros, además de taladros. Usé pegamento termofusible. Secador de pelo de construcción para trabajar con tubos de calor. Soldador con una capacidad de unos 60 vatios, para soldadura constructiva. En algunos lugares, un taladro, un pequeño quemador de gas y un destornillador fueron útiles.

Materiales.

El propio diseñador de radio. También se utilizaron radioelementos para llaves electrónicas, fuente de alimentación, piezas de material laminado para placas de circuito impreso, diferentes tubos térmicos, alambre de montaje, sujetadores. Chapa de acero galvanizado para el panel frontal, una pieza de plexiglás.Acceso a una computadora con impresora.

Inicialmente, el módulo se utilizó como un dispositivo de control de calefacción por suelo radiante en un apartamento de la ciudad.

Toda la zona climatizada (pasillo, cocina, baño-aseo) constaba de cuatro calefactores independientes. Se colocó "calefacción por suelo radiante fino" en una capa de adhesivo para baldosas. Junto con cada rejilla de calefacción, se tapó un sensor de temperatura digital DS18B20. Todos los cables se llevaron a un gabinete exclusivo en la cocina. También había algunos componentes eléctricos no relacionados con la calefacción por suelo radiante: un bloque para el encendido suave de las lámparas halógenas en el baño (como en un teatro, sin él tenían un recurso extremadamente bajo), un RCD de una caldera. La unidad de control estaba equipada con teclas triac en potentes radiadores, una fuente de alimentación. El armario tenía dos rejillas de ventilación y una puerta con cerradura.

Arriba, diagrama de uno de los interruptores triac. Se recomienda utilizar los circuitos RC que se muestran en la figura, conectados en paralelo con tiristores, para mejorar sus características dinámicas. Cuanto menor del rango, la resistencia de la resistencia corresponde a la carga resistiva, y mayor es la inductiva. Paralelamente a la carga, se encendió una luz de neón. Colocado a la vista, muy conveniente para configurar y monitorear el trabajo.

En el pueblo, el temporizador del termostato se trasladó a la caja de la vieja unidad del sistema informático. El campo principal de su actividad es el control de los elementos calefactores en el horno. En ese momento, a menudo tenía que irme durante varios días, incluso en invierno. Calentar la casa, el proceso es muy inercial: el primer día y medio o dos después de la llegada tuve que congelarme. Control automático de la calefacción eléctrica en el interior del horno, evitado esto, con un consumo de electricidad razonable.

Dado que la unidad de control estaba ubicada afuera, en el sótano sin terminar de la casa, la caja estaba aislada y uno de los canales se cargó con un pequeño calentador de varios vatios de resistencias de alambre de cinco vatios en una caja de cerámica rectangular (flecha en la foto ). Mantuvieron unos grados por encima de cero en el interior del casco. Se utilizó un pequeño contactor para cambiar el calentador.

Después de un tiempo, este modo de horno ya no era necesario y la unidad de control se modernizó para su uso en un invernadero con una batería de tierra. Se quitó el aislamiento de la carcasa, se trasladó el módulo a una de las paredes, por lo que era conveniente utilizarlo desde el exterior. Se quitó el contactor, se agregó un potente interruptor de tiristor para un canal: control del calentador. El resto de las teclas son de bajo consumo, su carga es baja: ventiladores y posiblemente lámparas de iluminación adicionales (plántulas).

El módulo de control se desmonta en tableros separados, todos ellos se fijan en el mismo plano con la ayuda de bastidores, por lo que es conveniente usarlo desde el exterior: la pantalla está en la parte superior, los botones debajo. Frente a la pantalla, por supuesto, se corta una abertura rectangular. Los postes de latón, con un extremo plano, se soldaron simplemente al acero galvanizado (está bien estañado con "ácido de soldadura", cloruro de zinc). En la "placa base", para mejorar la fiabilidad, quitó el conector de alimentación, el conector para los sensores. Los cables del mazo de cables están soldados a sus almohadillas.

Una placa de montaje de metal con un termostato instalado, fijada al frente del gabinete. Remaches ciegos.

El panel frontal está impreso en una impresora a color y cubierto con una pieza de plexiglás. En general, el diseño resultó ser "industrial", y no está nada mal.

La llave del tiristor se ensambló de acuerdo con el diagrama anterior. Las ventajas en comparación con el triac deben atribuirse al "espacio" del cristal de la llave en dos casos: un área de eliminación de calor mucho más grande. El resto, vea el diagrama con un triac.

El módulo del termostato se ha actualizado a la versión de firmware 1.9.Esto hizo posible usar varias funciones más útiles del dispositivo, por ejemplo, se volvió más conveniente usar sensores analógicos, apareció una habilidad muy útil: la dependencia de diferentes etapas del programa entre sí. La nueva versión también incluye una versión alternativa del programa de control para una computadora, cuya diferencia más útil, veo, el modo de "recopilación de datos" - registrar las temperaturas de los sensores en un archivo. Permítame recordarle que las actualizaciones las distribuye el desarrollador y se encuentran en los enlaces de arriba.

Hasta la temporada de jardinería, el termostato estaba involucrado en un trabajo auxiliar, cargado con un "gabinete de secado" improvisado de un horno viejo, para secar el barniz fotográfico en espacios en blanco de placas de circuito impreso y otras piezas de hierro, el proceso asume un rango de temperatura bastante preciso .

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Principio de operación

Independientemente del tipo, el diseño de los termostatos corresponde a un esquema general. El dispositivo consta de 3 módulos clave (bloques):

• un sensor de temperatura para una caldera de calefacción con un elemento sensible a la temperatura;
• bloque de configuración;
• unidad de control.

Un sensor térmico con un elemento sensible a la temperatura monitorea el grado de calentamiento de su entorno. Los cambios en la temperatura ambiente provocan cambios en los parámetros físicos del elemento, que son capturados por la unidad de control. La centralita, a su vez, transmite una señal a uno de los dispositivos ejecutivos:

• válvula mecánica;
• relé electromagnético;
• Dispositivo digital (analógico) que realiza el posprocesamiento de la señal.

El propósito funcional del sintonizador es fijar los valores de los parámetros, cuyo logro inicia el funcionamiento del termostato en sí.

La instalación de un controlador de temperatura para una caldera de calefacción se lleva a cabo con el cumplimiento obligatorio de ciertas condiciones obligatorias:

• El dispositivo debe estar protegido de la radiación ultravioleta.
• El sensor externo se instala en lugares caracterizados por una temperatura ambiente estable (sin proximidad a dispositivos de calefacción, corrientes de aire, etc.).
• El sensor está montado a la altura recomendada por el fabricante.
• Es inaceptable cubrir el dispositivo con pantallas, cortinas, muebles, etc.

Válvula termostática reguladora

Este dispositivo regulador, llamado válvula termostática (válvula), es la solución más sencilla al problema de obtener un portador de calor de una determinada temperatura. El resultado se logra mezclando agua fría y tibia. El control de la temperatura del refrigerante no se lleva a cabo controlando la caldera de calefacción, sino cambiando la intensidad del flujo de refrigerante a través del radiador.

El diseño del dispositivo es bastante simple e incluye dos elementos principales:

• La propia válvula (válvula), que es, de hecho, una válvula de cierre ordinaria que cierra la abertura en la entrada del radiador de calefacción. La superposición se produce en su totalidad o en parte, lo que, en esencia, determina la cantidad de refrigerante que pasa.
• Elemento termostático con un termocilindro lleno de un líquido especial (gas) que se expande cuando cambia la temperatura del refrigerante.

Además, la válvula termostática se puede considerar como una adición eficaz a los termostatos mecánicos o electrónicos. Las ventajas de tales dispositivos son su bajo costo y facilidad de uso, sin embargo, necesitan verificar periódicamente los parámetros operativos.

¿A qué parámetros debe prestar atención al elegir?

Los relés térmicos se pueden configurar para características de temperatura específicas o ajustables. Además, existen dispositivos para el cierre / apertura simultánea de contactos, y para la realización separada de estas funciones.

Hay algunas características técnicas que debe estudiar antes de comprar un dispositivo de este tipo:

• temperatura a la que se activa el dispositivo - parámetros en el momento de alcanzar los cuales los contactos se abren o cierran;
• indicador de retorno de temperatura: en el momento en que se alcanza este parámetro, el dispositivo toma su posición original;
• diferencial: representa la diferencia durante la cual el dispositivo está en reposo, es decir, desde el momento en que se activa hasta que regresa;
• corriente y voltaje conmutados: son indicadores de "durabilidad", debido a esto, a partir de los parámetros de la corriente en la red doméstica, es necesario elegir un dispositivo con un valor ligeramente más alto;
• resistencia de contacto;
• indicador de tiempo de funcionamiento;
• error: esta característica puede tener un valor de ± 10% del valor especificado.

Estos son los principales parámetros que tiene cada termostato. Pero según la modificación, su significado puede cambiar.

Si consideramos los precios, entonces todo depende del dispositivo:

1. Termostatos mecánicos. Las opciones de tipo fondo más simples costarán alrededor de $ 20, mientras que su recuperación se mide literalmente al final de su primera temporada de calefacción.
2. Relé térmico programable. Los precios para este tipo de relé comienzan en $ 30; las desventajas de este tipo de dispositivos incluyen la presencia de baterías, que debe recordar cambiar periódicamente.

El rango de elección de termostato es bastante amplio y, naturalmente, sus precios pueden variar bastante. Pero esto no significa que sea necesario perseguir lo económico del dispositivo para integrarlo en el sistema. Los dispositivos de menor calidad cuestan desde 2,000 rublos, no debe prestar atención a todo lo que es más barato.

Consejos útiles

Para garantizar un funcionamiento ininterrumpido y de alta calidad del termostato de la caldera y de todo el sistema de calefacción en su conjunto, es necesario tener en cuenta algunos matices. En este sentido, algunos consejos útiles:

• La compra de equipos de control está precedida por un cálculo que considera parámetros como la temperatura requerida y el área de la habitación climatizada. Este cálculo evitará la baja eficiencia del sistema y los problemas con el cableado eléctrico, que son inevitables a la hora de conectar equipos pesados.
• A pesar de la bastante buena compatibilidad de los termostatos con la mayoría de los modelos de calderas de calefacción, el uso de equipos de un fabricante proporcionará no solo facilidad de instalación, sino también facilidad de uso.
• Si tiene dudas sobre la necesidad de comprar equipos costosos, compre una opción más barata (mecánica) y pruebe sus capacidades. Quizás su funcionalidad sea suficiente.
• Antes de instalar el termostato, lleve a cabo medidas de aislamiento térmico en una habitación con calefacción, ya que las grandes pérdidas de calor anularán la eficiencia del dispositivo.

Resumiendo lo anterior, podemos afirmar que los termostatos para calentar calderas (circuitos de agua, aparatos de gas) se posicionan cada vez más como equipos insustituibles del sistema de calefacción que aportan ahorro energético, calidez confortable y calidez en la estancia.