Czujniki termiczne do włączania i wyłączania. Rodzaje, dobór, instalacja

Klasyfikacja termostatów

Regulatory temperatury do kotłów grzewczych zapewniają określony reżim temperatury w pomieszczeniu z wystarczająco dużą dokładnością. Odchylenia z reguły nie przekraczają 0,50 C - 1,00 C. Ich praca jest wykonywana za pomocą różnych siłowników, co w rzeczywistości decyduje o przynależności termostatu do jednego lub drugiego typu. Według liczby i treści wykonywanych funkcji urządzenia klasyfikuje się następująco:

• Jednofunkcyjne (utrzymywanie wyłącznie zadanej temperatury).
• Wielofunkcyjne lub programowalne.

W zależności od rodzaju wykonania termostaty podzielone są na urządzenia, które są podłączone do kotła za pomocą przewodów i bezprzewodowo. Instalacja urządzenia sterującego odbywa się w dostępnym miejscu, które zapewnia wystarczający przepływ powietrza. Ponadto wskazane jest wykluczenie umieszczania domowych urządzeń elektrycznych (telewizorów, urządzeń grzewczych i oświetleniowych itp.) W pobliżu regulatora, ponieważ może to znacząco wpłynąć na poprawność jego działania.

Programowalny regulator pokojowy

Programowalny termostat do kotła grzewczego zapewnia możliwość doboru wymaganej (komfortowej) temperatury w zadanym czasie, można go łatwo przestawić na inny tryb pracy. Wyposażenie urządzenia w timer pozwala na ustawienie różnych schematów działania systemu grzewczego na weekendy i dni powszednie. Istnieją timery, które mogą obsługiwać określone parametry w zależności od dnia tygodnia. Obecność takich funkcji w regulatorze temperatury pozwala na dostosowanie systemu ogrzewania pomieszczeń zgodnie z panującym trybem życia i gwarantuje utrzymanie mikroklimatu temperaturowego nawet podczas nieobecności właścicieli.

Ten sterownik ma kilka opcji, które znacznie rozszerzają możliwości systemu grzewczego jako całości:

• „Wsad”, funkcja zapewniająca okresowe wyłączanie (na kilka godzin), a następnie wznowienie pracy systemu.
• "Uroczystość". Celem tej opcji jest zwiększenie lub zmniejszenie intensywności ogrzewania pomieszczenia przez określoną liczbę dni.
• "Zakładka". Misja pozwalająca na tymczasową zmianę ustawień programu w jednym z okresów.

Oprawa centralna

Z reguły urządzenie tego typu służy do skutecznego sterowania systemem grzewczym całego domu i jest umieszczone w pewnej odległości od kotła grzewczego. Urządzenia takie wyposażone są w termostat dylatometryczny działający zdalnie. Zasada jego działania polega na pomiarze temperatury otoczenia iw zależności od jej wahań włączanie (wyłączanie) kotła grzewczego.

Wielofunkcyjny termostat czasowy oparty na radiostacji Masterkit

W gospodarstwie zależnym, a także w prywatnym domu czy warsztacie, garażu zachodzi wiele procesów związanych ze zmianami temperatury i możliwą reakcją na te zmiany. Co więcej, reakcje mogą być bardzo zróżnicowane i zależeć od czasu i kalendarza. Może to być „starszy brat” do opieki nad akwarium terrarium lub skomplikowanej stopniowej obróbki cieplnej w piecu wysokotemperaturowym, sterowania systemem ogrzewania i wentylacji w domu lub po prostu dzwoniąc w placówce edukacyjnej.
Rozwiązanie tego problemu nie jest trudne, wykorzystując jako sterowanie mikroprocesorowy moduł radiowego projektanta. Na przykład NM8036 oferowany przez Masterkit.

Główne cechy urządzenia.

Kontrola timera:

Włączanie obciążenia w określonym przedziale czasu Zarządzaj obciążeniami w określone dni tygodnia, dni w miesiącu lub w wybrane miesiące.

Regulacja temperatury (termostatowanie):

Sterowanie jak chłodniej Sterowanie jako grzejnik

Dźwięk budzika + światło (podświetlenie wyświetlacza).

1. Liczba podłączonych czujników temperatury: 32. 2. Nieulotny zegar czasu rzeczywistego (pełny kalendarz z uwzględnieniem lat przestępnych). 3. Zapisywanie wszystkich ustawień w pamięci nieulotnej. Kontynuacja prawidłowego działania programu w przypadku chwilowego odłączenia od sieci. 4. Wyjścia: a. Kaskada z izolacją optyczną do podłączenia triaków mocy (opcjonalnie - na płycie są już 4 transoptory, można dodać jeszcze 8 w celu sterowania zewnętrznymi kaskadami zasilania tyrystorów / triaków) b. wyjścia logiczne o maksymalnym prądzie 10mA.

5. Zdalne sterowanie termostatem poprzez port COM komputera za pomocą specjalnie opracowanego oprogramowania. 6. Możliwość aktualizacji oprogramowania wewnętrznego o nowe wersje z witryny https://www.masterkit.ru. 7. Wskazanie: 2-wierszowy 16-znakowy wyświetlacz LCD z możliwością programowej regulacji kontrastu i jasności podświetlenia. 8. Sygnalizacja dźwiękowa przez wbudowany mikro-głośnik.

Schemat ideowy urządzenia przedstawiono poniżej.

Opis obwodu

Termostat oparty jest na mikrokontrolerze Atmel Mega32. Do portów wejścia-wyjścia podłączone są: tekstowy 2-liniowy wskaźnik, mikroukład zegara czasu rzeczywistego DS1307, sterownik poziomu MAX232IN, optosymistory. Klawiatura została zaprojektowana jako oddzielna płyta. Kod wciśniętego klawisza jest dekodowany przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) sterownika. Ponadto ADC monitoruje stan baterii podtrzymującej zegar. Regulator napięcia jest wykonany na mikroukładzie LM7805. Czujniki temperatury DS18B20 są podłączane za pomocą protokołu 1-wire. Regulacja jasności podświetlenia odbywa się za pomocą przełącznika tranzystorowego. Za pomocą miniaturowego głośnika podłączonego przez kondensator odsprzęgający i rezystor tłumiący do portu sterownika urządzenie może generować sygnały audio. Sprawność obwodu zapewnia wewnętrzny program mikrokontrolera. Na początku program analizuje magistralę 1-przewodową i inicjalizuje „zarejestrowane” czujniki temperatury do trybu 12-bitowej konwersji termicznej. Następnie inicjalizowane są wszystkie pozostałe bloki (wskaźnik tekstu, port RS232, mikroukład zegara). Po inicjalizacji system przechodzi w tryb pętli głównej. W tym trybie następuje ciągłe przetwarzanie zaktualizowanych informacji z zegara, z czujników, a także odpytuje stan przycisków sterujących. Dodatkowo cały czas przebiega proces odpowiedzialny za sterowanie timerem.

Urządzenie oferowane jest w postaci zestawu elementów radiowych z płytkami drukowanymi, w tym mikrokontrolera z programem. Strukturalnie zmontowany termostat-timer wygląda jak trójwymiarowy moduł złożony z trzech płytek. Na największej płycie „głównej”, na metalowych wspornikach śrubowych, zamontowano dwie dodatkowe płytki - wskaźnik i klawiaturę.

Co zostało użyte.

Przybory.

Zestaw narzędzi do montażu radia, co zrozumiałe lutownica wraz z osprzętem, multimetr. Przydała się układanka z biżuterią. Małe narzędzia ślusarskie. Wszystko do wiercenia otworów, plus wiertła. Użyłem kleju topliwego. Budowlana suszarka do włosów do pracy z rurami cieplnymi. Lutownica o mocy około 60 watów, do konstruktywnego lutowania. W niektórych miejscach przydała się wiertarka, mały palnik gazowy, śrubokręt.

Materiały.

Sam projektant radia. Zastosowano również elementy radiowe do kluczy elektronicznych, zasilacz, kawałki materiału pokrytego folią na płytki drukowane, różne rurki termiczne, drut montażowy, elementy mocujące. Blacha stalowa ocynkowana na panel przedni, kawałek plexi.Dostęp do komputera z drukarką.

Początkowo moduł był używany jako urządzenie sterujące ogrzewaniem podłogowym w mieszkaniu miejskim.

Cała ogrzewana powierzchnia (korytarz, kuchnia, łazienka-toaleta) składała się z czterech niezależnych grzejników. „Cienkie ogrzewanie podłogowe” położono w warstwie kleju do płytek. Wraz z każdą siatką grzewczą zamurowano cyfrowy czujnik temperatury DS18B20. Wszystkie przewody poprowadzono do dedykowanej szafki w kuchni. Były też elementy elektryczne niezwiązane z ogrzewaniem podłogowym - blok do płynnego włączania lamp halogenowych w łazience (jak w teatrze, bez niego miały wyjątkowo niski zasób), RCD kotła. Jednostka sterująca została wyposażona w klawisze triaka na mocnych grzejnikach, zasilacz. Szafa posiadała dwie kratki wentylacyjne oraz drzwi z zamkiem.

Powyżej schemat jednego z przełączników triakowych. Zaleca się stosowanie pokazanych na rysunku obwodów RC połączonych równolegle z tyrystorami w celu poprawy ich charakterystyk dynamicznych. Im niższy zakres, tym rezystancja rezystora odpowiada obciążeniu rezystancyjnemu, a większa rezystancji indukcyjnej. Równolegle do obciążenia włączono lampę neonową. Umieszczony na widoku, bardzo wygodny do konfigurowania i monitorowania pracy.

We wsi termostat-timer został przeniesiony do obudowy ze starej jednostki systemu komputerowego. Głównym obszarem jego działalności jest regulacja elementów grzejnych w piecu. W tym czasie często musiałem wyjeżdżać na kilka dni, w tym zimą. Ogrzewanie domu to proces bardzo bezwładnościowy - przez pierwsze półtora do dwóch dni po przyjeździe musiałem zamarznąć. Automatyczne sterowanie ogrzewaniem elektrycznym wewnątrz piekarnika, uniknięcie tego, przy rozsądnym zużyciu energii elektrycznej.

Ponieważ jednostka sterująca znajdowała się na zewnątrz - w niedokończonej piwnicy domu, obudowa została zaizolowana, a jeden z kanałów został obciążony małą grzałką o mocy kilku watów z pięciu watowych rezystorów drutowych w prostokątnej ceramicznej obudowie (strzałka na zdjęciu ). Utrzymywali kilka stopni powyżej zera wewnątrz kadłuba. Do załączania grzałki użyto małego stycznika.

Po pewnym czasie taki tryb pieca nie był już potrzebny i zmodernizowano jednostkę sterującą do zastosowania w szklarni z baterią naziemną. Usunięto izolację obudowy, moduł przeniesiono na jedną ze ścian, aby wygodnie było go używać z zewnątrz. Usunięto stycznik, dodano potężny łącznik tyrystorowy dla jednego kanału - sterowanie grzałką. Pozostałe klawisze są małej mocy, ich obciążenie niewielkie - wentylatory i ewentualnie dodatkowe lampy oświetlające (sadzonki).

Moduł sterujący rozkładany jest na osobne tablice, wszystkie mocowane są na tej samej płaszczyźnie za pomocą stojaków, dzięki czemu wygodnie jest z niego korzystać od zewnątrz - ekran znajduje się u góry, przyciski pod nim. Naprzeciwko ekranu wycięto oczywiście prostokątny otwór. Mosiężne słupki, z płaskim końcem, zostały po prostu przylutowane do ocynkowanej stali (jest dobrze ocynowana „kwasem lutowniczym” - chlorkiem cynku). Na „płycie głównej”, aby poprawić niezawodność, usunięto złącze zasilania, złącze dla czujników. Wyprowadzenia z wiązki przewodów są przylutowane do ich styków.

Metalowa płyta montażowa z zamontowanym termostatem, mocowana z przodu obudowy. Nity zrywalne.

Panel przedni jest drukowany na kolorowej drukarce i pokryty kawałkiem pleksi. Generalnie projekt okazał się „industrialny” i nie jest zły.

Klucz tyrystorowy został zmontowany zgodnie z powyższym schematem. Zalety w porównaniu z triakiem należy przypisać „rozstawieniu” kryształu klucza na dwie obudowy - znacznie większej powierzchni odprowadzania ciepła. Reszta patrz schemat z triakiem.

Moduł termostatu został zaktualizowany do wersji oprogramowania 1.9.Umożliwiło to wykorzystanie kilku bardziej przydatnych funkcji urządzenia, na przykład najwygodniej stało się korzystanie z czujników analogowych, pojawiła się bardzo przydatna zdolność - zależność różnych etapów programu od siebie. Nowa wersja zawiera również alternatywną wersję programu sterującego do komputera, której najbardziej użyteczną różnicą jest, jak widzę, tryb „zbierania danych” - zapis temperatur czujników w pliku. Przypominam, że aktualizacje są dystrybuowane przez programistę i znajdują się pod powyższymi linkami.

Do sezonu ogrodniczego termostat był zaangażowany w prace pomocnicze - załadowany zaimprowizowaną "suszarnią" ze starego pieca, do suszenia lakieru fotograficznego na wykrojach płytek drukowanych i innych kawałkach żelaza - proces zakłada dość dokładny zakres temperatur .

Zostań autorem strony, publikuj własne artykuły, opisy produktów domowej roboty za opłatą za tekst. Więcej szczegółów tutaj.

Zasada działania

Niezależnie od typu konstrukcja termostatów odpowiada jednemu ogólnemu schematowi. Urządzenie składa się z 3 kluczowych modułów (bloków):

• czujnik temperatury do kotła grzewczego z elementem wrażliwym na temperaturę;
• blok ustawień;
• Jednostka sterująca.

Czujnik termiczny z elementem wrażliwym na temperaturę monitoruje stopień nagrzania otaczającego środowiska. Zmiany temperatury otoczenia powodują zmiany parametrów fizycznych elementu, które są rejestrowane przez jednostkę sterującą. Centrala z kolei przekazuje sygnał do jednego z urządzeń wykonawczych:

• zawór mechaniczny;
• przekaźnik elektromagnetyczny;
• urządzenie cyfrowe (analogowe) wykonujące przetwarzanie końcowe sygnału.

Funkcjonalnym celem tunera jest ustalenie wartości parametrów, których osiągnięcie inicjuje działanie samego termostatu.

Instalacja regulatora temperatury kotła grzewczego odbywa się z obowiązkowym przestrzeganiem pewnych obowiązkowych warunków:

• Urządzenie należy chronić przed promieniowaniem UV.
• Czujnik zewnętrzny montuje się w miejscach o stabilnej temperaturze otoczenia (brak bliskości urządzeń grzewczych, przeciągów itp.).
• Czujnik montowany jest na wysokości zalecanej przez producenta.
• Niedopuszczalne jest przykrywanie urządzenia ekranami, zasłonami, meblami itp.

Regulacyjny zawór termostatyczny

To urządzenie regulacyjne, zwane zaworem termostatycznym (zaworem), jest najprostszym rozwiązaniem problemu uzyskania nośnika ciepła o określonej temperaturze. Rezultat osiąga się przez zmieszanie zimnej i ciepłej wody. Regulacja temperatury chłodziwa odbywa się nie poprzez sterowanie kotłem grzewczym, ale poprzez zmianę intensywności przepływu chłodziwa przez chłodnicę.

Konstrukcja urządzenia jest dość prosta i obejmuje dwa główne elementy:

• Sam zawór (zawór), który w rzeczywistości jest zwykłym zaworem odcinającym, który zamyka otwór na wejściu do grzejnika. Nakładanie się występuje w całości lub w części, co w istocie decyduje o ilości przepuszczanego chłodziwa.
• Element termostatyczny z bańką termostatyczną wypełnioną specjalną cieczą (gazem), która rozszerza się wraz ze zmianą temperatury chłodziwa.

Ponadto zawór termostatyczny można uznać za skuteczny dodatek do termostatów mechanicznych lub elektronicznych. Zaletą takich urządzeń jest niski koszt i łatwość obsługi, jednakże wymagają one okresowego sprawdzania parametrów pracy.

Na jakie parametry należy zwrócić uwagę przy wyborze?

Przekaźniki termiczne mogą być konfigurowane pod kątem określonych charakterystyk temperaturowych lub regulowane. Ponadto istnieją urządzenia do jednoczesnego zamykania / otwierania styków oraz do oddzielnego wykonywania tych funkcji.

Istnieją pewne cechy techniczne, które należy przestudiować przed zakupem takiego urządzenia:

• temperatura, przy której wyzwalane jest urządzenie - parametry, po osiągnięciu których styki otwierają się lub zamykają;
• wskaźnik temperatury powrotu - w momencie osiągnięcia tego parametru urządzenie przyjmuje pierwotną pozycję;
• różnicowy - reprezentuje różnicę, podczas której urządzenie jest w stanie spoczynku, czyli od momentu wyzwolenia do powrotu;
• przełączany prąd i napięcie są wskaźnikami „trwałości”, dlatego wychodząc od parametrów prądu w sieci domowej należy dobrać urządzenie o nieco większej wartości;
• rezystancja styku;
• wskaźnik czasu działania;
• błąd - ta charakterystyka może mieć wartość ± 10% podanej wartości.

Są to główne parametry, które ma każdy termostat. Jednak po modyfikacji ich znaczenie może się zmienić.

Jeśli weźmiemy pod uwagę ceny, to wszystko zależy od urządzenia:

1. Termostaty mechaniczne. Najprostsze opcje z dnem kosztują około 20 USD, a ich zwrot jest mierzony dosłownie do końca pierwszego sezonu grzewczego.
2. Programowalny przekaźnik termiczny. Ceny za tego typu przekaźniki zaczynają się od 30 dolarów; do wad tego typu urządzeń należy obecność baterii, o których należy pamiętać o okresowej wymianie.

Zakres wyboru termostatów jest dość duży i oczywiście ich ceny mogą się znacznie różnić. Ale to nie znaczy, że trzeba ścigać taniość urządzenia, aby zintegrować je z systemem. Mniej więcej wysokiej jakości urządzenia kosztują od 2000 rubli, nie powinieneś zwracać uwagi na wszystko, co jest tańsze.

Przydatne porady

Aby zapewnić wysoką jakość i nieprzerwaną pracę termostatu kotła i całego systemu grzewczego jako całości, należy wziąć pod uwagę pewne niuanse. W związku z tym kilka przydatnych wskazówek:

• Zakup wyposażenia sterującego poprzedzony jest kalkulacją uwzględniającą takie parametry jak wymagana temperatura i powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia. Te obliczenia pozwolą uniknąć niskiej wydajności systemu i problemów z okablowaniem elektrycznym, które są nieuniknione podczas podłączania ciężkiego sprzętu.
• Pomimo dość dobrej kompatybilności termostatów z większością modeli kotłów grzewczych, zastosowanie sprzętu jednego producenta zapewni nie tylko łatwość montażu, ale także łatwość obsługi.
• Jeśli masz wątpliwości co do konieczności zakupu drogiego sprzętu, kup tańszą (mechaniczną) opcję i przetestuj jej możliwości. Być może jego funkcjonalność będzie wystarczająca.
• Przed zainstalowaniem termostatu należy przeprowadzić izolację termiczną w ogrzewanym pomieszczeniu, ponieważ duże straty ciepła obniżą sprawność urządzenia.

Podsumowując powyższe można stwierdzić, że termostaty do kotłów grzewczych (obiegi wodne, urządzenia gazowe) są coraz częściej pozycjonowane jako niezastąpione wyposażenie systemu grzewczego, zapewniające oszczędność energii, komfortowe ciepło i przytulność w pomieszczeniu.