Sensori termici per accensione e spegnimento. Tipi, selezione, installazione

Classificazione dei termostati

I regolatori di temperatura per caldaie di riscaldamento forniscono un determinato regime di temperatura della stanza con una precisione sufficientemente elevata. Le deviazioni, di regola, non superano 0,50 C - 1,00 C. Il loro lavoro viene svolto per mezzo di una varietà di attuatori, che determina effettivamente l'appartenenza del termostato all'uno o all'altro tipo. In base al numero e al contenuto delle funzioni svolte i dispositivi sono classificati come segue:

• Monofunzione (mantenimento di una temperatura esclusivamente impostata).
• Multifunzionale o programmabile.

A seconda del tipo di esecuzione, i termostati sono suddivisi in dispositivi che si collegano alla caldaia tramite fili e wireless. L'installazione del dispositivo di controllo viene eseguita in un luogo accessibile che fornisca un flusso d'aria sufficiente. Inoltre, si consiglia di escludere il posizionamento di elettrodomestici (televisori, dispositivi di riscaldamento e illuminazione, ecc.) In prossimità del regolatore, poiché ciò può influire in modo significativo sulla correttezza del suo funzionamento.

Controllore ambiente programmabile

Un cronotermostato per una caldaia di riscaldamento offre la possibilità di selezionare la temperatura richiesta (confortevole) all'intervallo di tempo desiderato, può essere facilmente riconfigurato in un'altra modalità di funzionamento. Dotare il dispositivo di un timer consente di impostare diversi schemi di funzionamento dell'impianto di riscaldamento nei fine settimana e nei giorni feriali. Esistono timer che possono supportare determinati parametri a seconda del giorno della settimana. La presenza di tali funzioni nel termoregolatore consente di regolare l'impianto di riscaldamento degli ambienti in base allo stile di vita prevalente e garantire il mantenimento del microclima di temperatura anche durante l'assenza dei proprietari.

Questo controller ha alcune opzioni che espandono in modo significativo le capacità del sistema di riscaldamento nel suo insieme:

• "Batch", funzione che prevede lo spegnimento periodico (per diverse ore) e la successiva ripresa del sistema.
• "Vacanza". Lo scopo di questa opzione è aumentare o diminuire l'intensità del riscaldamento dell'ambiente per un determinato numero di giorni.
• "Sovrapposizione". Una missione che ti consente di modificare temporaneamente le impostazioni del programma in uno dei periodi.

Apparecchio centrale

Di norma, un dispositivo di questo tipo viene utilizzato per controllare efficacemente l'impianto di riscaldamento di tutta la casa ed è posizionato a una certa distanza dalla caldaia del riscaldamento. Tali dispositivi sono dotati di un termostato dilatometrico che funziona a distanza. Il principio del suo funzionamento è misurare la temperatura ambiente e, a seconda delle sue fluttuazioni, accendere (spegnere) la caldaia del riscaldamento.

Cronotermostato multifunzionale basato su radio-costruttore Masterkit

In un'azienda agricola sussidiaria, così come in una casa privata o officina, garage, ci sono molti processi associati a sbalzi di temperatura e una possibile reazione a questi cambiamenti. Inoltre, le reazioni possono essere molto varie e dipendono dal tempo e dal calendario. Può essere un "fratello maggiore" per la cura di un acquario terrario o un complesso trattamento termico graduale in un forno ad alta temperatura, il controllo di un sistema di riscaldamento-ventilazione a casa o semplicemente suonare in un istituto scolastico.
Non è difficile risolvere un problema del genere utilizzando come controllo un modulo radio-designer a microprocessore. Ad esempio NM8036 offerto da Masterkit.

Le caratteristiche principali del dispositivo.

Controllo del timer:

Attivazione del carico in un determinato periodo di tempo Gestisci i carichi in determinati giorni della settimana, giorni di un mese o mesi selezionati.

Controllo della temperatura (termostatazione):

Controllo come dispositivo di raffreddamento Controllo come riscaldatore

Suono della sveglia + luce (retroilluminazione del display).

1. Numero di sensori di temperatura collegati: 32. 2. Orologio in tempo reale non volatile (calendario completo con anni bisestili). 3. Salvataggio di tutte le impostazioni nella memoria non volatile. Proseguimento del corretto funzionamento del programma in caso di disconnessione temporanea dalla rete. 4. Uscite: a. cascata optoisolata per il collegamento di triac di potenza (opzionale - sono già presenti 4 optoaccoppiatori sulla scheda, è possibile aggiungerne altri 8 per controllare tiristori esterni / cascate di potenza triac) b. uscite logiche con una corrente massima di 10mA.

5. Controllo remoto del termostato tramite la porta COM del computer tramite software appositamente sviluppato. 6. Possibilità di aggiornare il software interno con nuove versioni dal sito https://www.masterkit.ru. 7. Indicazione: display LCD a 2 righe da 16 caratteri con la possibilità di controllare in modo programmatico il contrasto e la luminosità della retroilluminazione. 8. Indicazione del suono dal micro-altoparlante incorporato.

Di seguito viene presentato il diagramma schematico del dispositivo.

Descrizione del circuito

Il termostato si basa sul microcontrollore Atmel Mega32. Alle porte di ingresso-uscita sono collegati: un indicatore testuale a 2 righe, un microcircuito con clock in tempo reale DS1307, un driver di livello MAX232IN, optosimistori. L'unità tastiera è progettata come una scheda separata. Il codice del tasto premuto viene decodificato dal convertitore analogico-digitale (ADC) del controller. Inoltre, l'ADC monitora lo stato della batteria di backup dell'orologio. Il regolatore di tensione è realizzato sul microcircuito LM7805. I sensori di temperatura DS18B20 sono collegati tramite protocollo a 1 filo. La luminosità della retroilluminazione è controllata tramite un interruttore a transistor. Utilizzando un altoparlante in miniatura collegato tramite un condensatore di disaccoppiamento e una resistenza di smorzamento alla porta del controller, il dispositivo può generare segnali audio. L'operatività del circuito è assicurata dal programma interno del microcontrollore. All'inizio, il programma analizza il bus a 1 filo e inizializza i sensori di temperatura "registrati" in una modalità di conversione termica a 12 bit. Quindi tutti gli altri blocchi vengono inizializzati (indicatore di testo, porta RS232, microcircuito dell'orologio). Dopo l'inizializzazione, il sistema entra in modalità loop principale. In questa modalità, c'è un'elaborazione costante delle informazioni aggiornate dall'orologio, dai sensori, nonché il polling dello stato dei pulsanti di controllo. Inoltre, il processo responsabile del controllo del timer è costantemente in esecuzione.

Il dispositivo è offerto sotto forma di un insieme di elementi radio con circuiti stampati, incluso un microcontrollore con un programma. Strutturalmente, il cronotermostato assemblato si presenta come un modulo tridimensionale assemblato da tre schede. Sulla scheda "scheda madre" più grande, su supporti a vite in metallo, sono installate due schede aggiuntive: un indicatore e una tastiera.

Cosa è stato utilizzato.

Utensili.

Un set di strumenti per l'installazione della radio, comprensibilmente un saldatore con accessori, un multimetro. Un puzzle per gioielli è tornato utile. Piccoli attrezzi da fabbro. Qualsiasi cosa per praticare fori, oltre a trapani. Ho usato la colla hot melt. Costruire asciugacapelli per lavorare con tubi di calore. Saldatore con una potenza di circa 60 watt, per saldature costruttive. In alcuni punti sono tornati utili un trapano, un piccolo fornello a gas e un cacciavite.

Materiali.

Lo stesso progettista radiofonico. Sono stati utilizzati anche elementi radio per chiavi elettroniche, alimentatore, pezzi di materiale rivestito in pellicola per circuiti stampati, diversi tubi termici, cavi di montaggio, elementi di fissaggio. Lamiera zincata per il pannello frontale, un pezzo di plexiglass.Accesso a un computer con una stampante.

Inizialmente, il modulo è stato utilizzato come dispositivo di controllo del riscaldamento a pavimento in un appartamento di città.

L'intera area riscaldata (corridoio, cucina, bagno-wc) era costituita da quattro termosifoni indipendenti. "Riscaldamento a pavimento sottile" è stato posato in uno strato di colla per piastrelle. Insieme a ciascuna griglia di riscaldamento, è stato murata una sonda di temperatura digitale DS18B20. Tutti i cavi sono stati condotti in un armadietto dedicato in cucina. C'erano anche alcuni componenti elettrici non legati al riscaldamento a pavimento: un blocco per l'accensione regolare delle lampade alogene in bagno (come in un teatro, senza di essa avevano una risorsa estremamente bassa), un RCD di una caldaia. La centralina era dotata di tasti triac su potenti radiatori, un alimentatore. L'armadio aveva due griglie di ventilazione e una porta con serratura.

Sopra, un diagramma di uno degli interruttori del triac. Si consiglia di utilizzare i circuiti RC riportati in figura, collegati in parallelo ai tiristori, per migliorarne le caratteristiche dinamiche. Il più basso dell'intervallo, la resistenza del resistore corrisponde a un carico resistivo e quello più grande corrisponde a un carico induttivo. Parallelamente al carico è stata accesa una lampada al neon. Posto in bella vista, comodissimo per allestimento e monitoraggio lavori.

Nel villaggio, il cronotermostato è stato ricollocato nella custodia dalla vecchia unità del sistema informatico. Il campo principale della sua attività è il controllo degli elementi riscaldanti nel forno. A quel tempo, spesso dovevo partire per diversi giorni, anche in inverno. Riscaldando la casa, il processo è molto inerziale: il primo giorno e mezzo o due giorni dopo l'arrivo ho dovuto congelare. Il controllo automatico del riscaldamento elettrico all'interno del forno, evitato questo, con un ragionevole consumo di energia elettrica.

Poiché l'unità di controllo si trovava all'esterno, nel seminterrato non finito della casa, la custodia era isolata e uno dei canali era caricato con un piccolo riscaldatore di diversi watt da resistori a filo da cinque watt in una custodia di ceramica rettangolare (freccia nella foto ). Hanno mantenuto alcuni gradi sopra lo zero all'interno dello scafo. Un piccolo contattore è stato utilizzato per accendere il riscaldatore.

Dopo un po ', una tale modalità di forno non era più necessaria e l'unità di controllo è stata modernizzata per l'uso in una serra con una batteria di terra. L'isolamento dell'involucro è stato rimosso, il modulo è stato spostato su una delle pareti, in modo che fosse conveniente usarlo dall'esterno. Il contattore è stato rimosso, è stato aggiunto un potente interruttore a tiristori per un canale: controllo del riscaldatore. Il resto dei tasti è a bassa potenza, il loro carico è basso: ventole e possibilmente lampade di illuminazione aggiuntive (piantine).

Il modulo di controllo è smontato in schede separate, tutte sono fissate sullo stesso piano con l'aiuto di rack, in modo che sia conveniente usarlo dall'esterno: lo schermo è in alto, i pulsanti sotto di esso. Di fronte allo schermo, ovviamente, è stata ritagliata un'apertura rettangolare. I pali in ottone, con un'estremità piatta, erano semplicemente saldati all'acciaio zincato (è ben stagnato con "acido per saldatura" - cloruro di zinco). Sulla "scheda madre", per migliorare l'affidabilità, è stato rimosso il connettore di alimentazione, il connettore per i sensori. I cavi del cablaggio sono saldati ai loro cuscinetti.

Una piastra di montaggio in metallo con un termostato installato, fissata alla parte anteriore della custodia. Rivetti ciechi.

Il pannello frontale è stampato su una stampante a colori e ricoperto da un pezzo di plexiglass. In generale, il design si è rivelato "industriale" e non è male.

La chiave a tiristori è stata assemblata secondo lo schema sopra. I vantaggi rispetto al triac dovrebbero essere attribuiti alla "spaziatura" del cristallo chiave in due casi: un'area di rimozione del calore molto più ampia. Il resto, guarda il diagramma con un triac.

Il modulo termostato è stato aggiornato alla versione firmware 1.9.Ciò ha permesso di utilizzare molte altre funzioni utili del dispositivo, ad esempio, è diventato più conveniente utilizzare sensori analogici, è apparsa un'abilità molto utile: la dipendenza reciproca delle diverse fasi del programma. La nuova versione include anche una versione alternativa del programma di controllo per un computer, la differenza più utile di cui, vedo, la modalità di "raccolta dati" - registrare le temperature dei sensori in un file. Lascia che ti ricordi che gli aggiornamenti sono distribuiti dallo sviluppatore e si trovano ai link sopra.

Fino alla stagione del giardino, il termostato era coinvolto in lavori ausiliari - caricato con un improvvisato "asciugatoio" di un vecchio forno, per asciugare la vernice fotografica su pezzi di circuiti stampati e altri pezzi di ferro - il processo presuppone un intervallo di temperatura abbastanza preciso .

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Principio operativo

Indipendentemente dal tipo, il design dei termostati corrisponde a uno schema generale. Il dispositivo è composto da 3 moduli chiave (blocchi):

• un sensore di temperatura per una caldaia di riscaldamento con un elemento sensibile alla temperatura;
• blocco delle impostazioni;
• unità di controllo.

Un sensore termico con un elemento sensibile alla temperatura controlla il grado di riscaldamento dell'ambiente circostante. Le variazioni della temperatura ambiente provocano variazioni nei parametri fisici dell'elemento, che vengono rilevati dalla centralina. La centrale, a sua volta, trasmette un segnale ad uno dei dispositivi esecutivi:

• valvola meccanica;
• relè elettromagnetico;
• dispositivo digitale (analogico) che esegue la post-elaborazione del segnale.

Lo scopo funzionale del sintonizzatore è quello di fissare i valori dei parametri, il cui raggiungimento avvia il funzionamento del termostato stesso.

L'installazione di un termoregolatore per una caldaia di riscaldamento viene eseguita con l'osservanza obbligatoria di alcune condizioni obbligatorie:

• Il dispositivo deve essere protetto dai raggi UV.
• Il sensore esterno è installato in luoghi caratterizzati da una temperatura ambiente stabile (nessuna vicinanza a dispositivi di riscaldamento, correnti d'aria, ecc.).
• Il sensore è montato all'altezza consigliata dal produttore.
• È inaccettabile coprire il dispositivo con schermi, tende, mobili, ecc.

Valvola termostatica di regolazione

Questo dispositivo di regolazione, chiamato valvola termostatica (valvola), è la soluzione più semplice al problema di ottenere un vettore di calore di una certa temperatura. Il risultato si ottiene mescolando acqua fredda e calda. Il controllo della temperatura del liquido di raffreddamento viene effettuato non controllando la caldaia di riscaldamento, ma modificando l'intensità del flusso del liquido di raffreddamento attraverso il radiatore.

Il design del dispositivo è abbastanza semplice e include due elementi principali:

• La valvola stessa (valvola), che è, infatti, una normale valvola di intercettazione che chiude l'apertura all'ingresso del radiatore del riscaldamento. La sovrapposizione si verifica in tutto o in parte, il che, in sostanza, determina la quantità di refrigerante attraversata.
• Elemento termostatico con bulbo termostatico riempito con un liquido speciale (gas) che si espande al variare della temperatura del liquido di raffreddamento.

Inoltre, la valvola termostatica può essere considerata un'efficace aggiunta ai termostati meccanici o elettronici. I vantaggi di tali dispositivi sono il loro basso costo e la facilità d'uso, tuttavia, hanno bisogno di controllare periodicamente i parametri di funzionamento.

A quali parametri prestare attenzione nella scelta?

I relè termici possono essere configurati per caratteristiche di temperatura specifiche o regolabili. Sono inoltre presenti dispositivi per la chiusura / apertura contemporanea dei contatti, e per lo svolgimento separato di queste funzioni.

Ci sono alcune caratteristiche tecniche che devi studiare prima di acquistare un dispositivo del genere:

• temperatura alla quale il dispositivo viene attivato - parametri al momento del raggiungimento dei quali i contatti si aprono o si chiudono;
• indicatore di ritorno della temperatura - nel momento in cui questo parametro viene raggiunto, il dispositivo assume la posizione originale;
• differenziale - rappresenta la differenza durante la quale il dispositivo è a riposo, cioè dal momento dell'attivazione al ritorno;
• la corrente e la tensione commutate sono indicatori di "durabilità", per questo, partendo dai parametri della corrente nella rete domestica, è necessario scegliere un dispositivo con un valore leggermente superiore;
• resistenza di contatto;
• indicatore del tempo di funzionamento;
• errore: questa caratteristica può avere un valore di ± 10% del valore specificato.

Questi sono i principali parametri di cui dispone ogni termostato. Ma in base alla modifica, il loro significato può cambiare.

Se consideriamo i prezzi, tutto dipende dal dispositivo:

1. Termostati meccanici. Le opzioni più semplici del tipo di fondo costeranno circa $ 20, mentre il suo rimborso viene misurato letteralmente entro la fine della sua prima stagione di riscaldamento.
2. Relè termico programmabile. I prezzi per questo tipo di relè partono da $ 30; gli svantaggi di questo tipo di dispositivi includono la presenza di batterie, che è necessario ricordarsi di cambiare periodicamente.

La gamma di scelta del termostato è piuttosto ampia e naturalmente i loro prezzi possono variare molto. Ma questo non significa che sia necessario inseguire l'economicità del dispositivo per integrarlo nel sistema. I dispositivi più o meno di alta qualità costano da 2.000 rubli, non dovresti prestare attenzione a tutto ciò che è più economico.

Consigli utili

Per garantire un funzionamento di alta qualità e ininterrotto del termostato per la caldaia e dell'intero sistema di riscaldamento nel suo insieme, è necessario tenere conto di alcune sfumature. A tal proposito, ecco alcuni suggerimenti utili:

• L'acquisto delle apparecchiature di controllo è preceduto da un calcolo che considera parametri quali la temperatura richiesta e l'area della stanza riscaldata. Questo calcolo eviterà la bassa efficienza del sistema e problemi con il cablaggio elettrico, che sono inevitabili quando si collegano apparecchiature pesanti.
• Nonostante la compatibilità piuttosto buona dei termostati con la maggior parte dei modelli di caldaie per riscaldamento, l'uso di apparecchiature di un produttore fornirà non solo facilità di installazione, ma anche facilità d'uso.
• In caso di dubbi sulla necessità di acquistare attrezzature costose, acquistare un'opzione (meccanica) più economica e testarne le capacità. Forse la sua funzionalità sarà sufficiente.
• Prima di installare il termostato, eseguire misure di isolamento termico in una stanza riscaldata, poiché grandi perdite di calore annulleranno l'efficienza del dispositivo.

Riassumendo quanto sopra, possiamo affermare che i termostati per il riscaldamento delle caldaie (circuiti dell'acqua, apparecchi a gas) sono sempre più posizionati come apparecchiature di riscaldamento insostituibili che forniscono risparmio energetico, calore confortevole e intimità nella stanza.