Sensores térmicos para ligar e desligar. Tipos, seleção, instalação

Classificação dos termostatos

Os reguladores de temperatura para caldeiras de aquecimento fornecem um determinado regime de temperatura da sala com uma precisão suficientemente alta. Os desvios, via de regra, não ultrapassam 0,50 C - 1,00 C. Seu trabalho é realizado por meio de uma variedade de atuadores, o que de fato determina a pertença do termostato a um ou outro tipo. Pelo número e conteúdo das funções desempenhadas os dispositivos são classificados da seguinte forma:

• Função única (mantendo uma temperatura definida exclusivamente).
• Multifuncional ou programável.

De acordo com o tipo de execução, os termostatos são divididos em dispositivos que são conectados à caldeira de aquecimento por meio de fios e wireless. A instalação do dispositivo de controle é realizada em um local acessível que forneça fluxo de ar suficiente. Além disso, é aconselhável excluir a colocação de eletrodomésticos (TVs, aparelhos de aquecimento e iluminação, etc.) nas proximidades do regulador, pois isso pode afetar significativamente a regularidade do seu funcionamento.

Controlador de sala programável

Um termostato programável para uma caldeira de aquecimento oferece a capacidade de selecionar a temperatura necessária (confortável) no período de tempo desejado, podendo ser facilmente reconfigurado para outro modo de operação. Equipar o aparelho com um temporizador permite-lhe definir vários padrões de funcionamento do sistema de aquecimento para fins-de-semana e dias de semana. Existem cronômetros que podem suportar determinados parâmetros, dependendo do dia da semana. A presença de tais funções no controlador de temperatura permite ajustar o sistema de aquecimento ambiente de acordo com o estilo de vida vigente e garantir que a temperatura do microclima seja mantida mesmo na ausência dos proprietários.

Este controlador tem algumas opções que expandem significativamente as capacidades do sistema de aquecimento como um todo:

• “Batch”, função que proporciona o desligamento periódico (por várias horas) e a posterior reinicialização do sistema.
• "Celebração". O objetivo desta opção é aumentar ou diminuir a intensidade do aquecimento ambiente por um determinado número de dias.
• "Sobreposição". Uma missão que permite alterar temporariamente as configurações do programa em um dos períodos.

Fixação central

Como regra, um dispositivo deste tipo é usado para controlar eficazmente o sistema de aquecimento de toda a casa e é colocado a alguma distância da caldeira de aquecimento. Esses dispositivos são equipados com termostato dilatométrico que funciona remotamente. O princípio de seu funcionamento é medir a temperatura ambiente e, dependendo de suas oscilações, ligar (desligar) a caldeira de aquecimento.

Temporizador-termostato multifuncional baseado em rádio-construtor Masterkit

Em uma fazenda subsidiária, bem como em uma casa particular ou oficina, garagem, existem muitos processos associados às mudanças de temperatura e uma possível reação a essas mudanças. Além disso, as reações podem ser bastante variadas e dependem do tempo e do calendário. Pode ser um "irmão mais velho" para cuidar de um aquário terrário ou um complexo tratamento térmico gradual em um forno de alta temperatura, controle de um sistema de aquecimento e ventilação em casa, ou apenas um toque em uma instituição de ensino.
Não é difícil resolver esse problema usando um módulo de projetista de rádio microprocessado como um controle. Por exemplo NM8036 oferecido pela Masterkit.

As principais características do dispositivo.

Controle de cronômetro:

Ativando a carga em um determinado período de tempo Gerenciar cargas em determinados dias da semana, dias de um mês ou em meses selecionados.

Controle de temperatura (termostato):

Controle como um refrigerador Controle como um aquecedor

Som + luz do despertador (luz de fundo do display).

1. Número de sensores de temperatura conectados: 32. 2. Relógio de tempo real não volátil (calendário completo, levando em consideração os anos bissextos). 3. Salvar todas as configurações na memória não volátil. Continuação do correto funcionamento do programa em caso de desligamento temporário da rede. 4. Saídas: a. cascata opto-isolada para conexão de triacs de potência (opcional - 4 optoacopladores já estão na placa, é possível adicionar mais 8 para controlar cascatas de potência de tiristor / triac externas) b. saídas lógicas com corrente máxima de 10mA.

5. Controle remoto do termostato através da porta COM do computador por meio de software especialmente desenvolvido. 6. Capacidade de atualizar o software interno com novas versões do site https://www.masterkit.ru. 7. Indicação: Display LCD de 2 linhas e 16 caracteres com capacidade de controlar programaticamente o contraste e o brilho da luz de fundo. 8. Indicação de som por micro-alto-falante embutido.

O diagrama esquemático do dispositivo é apresentado a seguir.

Descrição do circuito

O termostato é baseado no microcontrolador Atmel Mega32. O seguinte está conectado às portas de entrada-saída: um indicador textual de 2 linhas, um microcircuito de relógio em tempo real DS1307, um driver de nível MAX232IN, optossimistores. A unidade do teclado foi projetada como uma placa separada. O código da tecla pressionada é decodificado pelo conversor analógico-digital (ADC) do controlador. Além disso, o ADC monitora o status da bateria de backup do relógio. O regulador de tensão é feito no microcircuito LM7805. Os sensores de temperatura DS18B20 são conectados via protocolo de 1 fio. O brilho da luz de fundo é controlado por meio de um interruptor de transistor. Usando um alto-falante em miniatura conectado por meio de um capacitor de desacoplamento e um resistor de amortecimento à porta do controlador, o dispositivo pode gerar sinais de áudio. A operabilidade do circuito é garantida pelo programa interno do microcontrolador. No início, o programa analisa o barramento de 1 fio e inicializa os sensores de temperatura "registrados" para um modo de conversão térmica de 12 bits. Em seguida, todos os outros blocos são inicializados (indicador de texto, porta RS232, microcircuito de relógio). Após a inicialização, o sistema entra no modo de loop principal. Neste modo, ocorre um processamento constante das informações atualizadas do relógio, dos sensores, e também consulta o estado dos botões de controle. Além disso, o processo responsável pelo controle do cronômetro está em constante execução.

O dispositivo é oferecido na forma de um conjunto de elementos de rádio com placas de circuito impresso, incluindo um microcontrolador com um programa. Estruturalmente, o termostato-temporizador montado parece um módulo tridimensional montado a partir de três placas. Na maior placa "placa-mãe", em suportes de parafuso de metal, duas placas adicionais são instaladas - um indicador e um teclado.

O que foi usado.

Ferramentas.

Um conjunto de ferramentas para instalação de rádio, compreensivelmente um ferro de soldar com acessórios, um multímetro. Um quebra-cabeça de joias veio a calhar. Pequenas ferramentas de serralheiro. Qualquer coisa para fazer furos, mais brocas. Usei cola quente derretida. Secador de cabelo de edifício para trabalhar com tubos de calor. Ferro de soldar com capacidade de cerca de 60 watts, para soldagem construtiva. Em alguns lugares, uma furadeira, um pequeno queimador de gás, uma chave de fenda eram úteis.

Materiais

O próprio designer de rádio. Também foram usados ​​radioelementos para chaves eletrônicas, fonte de alimentação, pedaços de material laminado para placas de circuito impresso, diferentes tubos térmicos, fio de montagem, fechos. Folha de aço galvanizado para o painel frontal, uma peça de plexiglass.Acesso a um computador com impressora.

Inicialmente, o módulo foi usado como um dispositivo de controle de piso radiante em um apartamento na cidade.

Toda a área aquecida (corredor, cozinha, banheiro-lavabo) é composta por quatro aquecedores independentes. "Aquecimento por piso radiante fino" foi colocado em uma camada de adesivo para azulejos. Juntamente com cada grade de aquecimento, um sensor digital de temperatura DS18B20 foi instalado na parede. Todos os fios foram conduzidos a um gabinete dedicado na cozinha. Havia também alguns componentes elétricos não relacionados ao aquecimento de piso - um bloco para acender suavemente as lâmpadas halógenas no banheiro (como em um teatro, sem ele teriam um recurso extremamente baixo), um RCD de uma caldeira. A unidade de controle foi equipada com chaves triac em radiadores potentes, uma fonte de alimentação. O armário tinha duas grades de ventilação e uma porta com fechadura.

Acima, um diagrama de um dos interruptores do triac. Os circuitos RC mostrados na figura, conectados em paralelo com tiristores, são recomendados para serem usados ​​para melhorar suas características dinâmicas. Quanto menor a faixa, a resistência do resistor corresponde à carga resistiva, e maior é a indutiva. Paralelamente à carga, uma lâmpada de néon foi acesa. Colocado à vista de todos, muito conveniente para configurar e monitorar o trabalho.

Na aldeia, o temporizador do termostato foi realocado para a caixa da unidade de sistema do computador antigo. O principal campo de sua atividade é o controle de elementos de aquecimento no forno. Naquela época, muitas vezes eu tinha que sair por vários dias, inclusive no inverno. O aquecimento da casa é um processo muito inercial - o primeiro dia e meio a dois dias após a chegada, tive que congelar. O controle automático do aquecimento elétrico no interior do forno evitou isso, com um consumo razoável de eletricidade.

Como a unidade de controle estava localizada do lado de fora - no porão inacabado da casa, a caixa foi isolada e um dos canais foi carregado com um pequeno aquecedor de vários watts de resistores de fio de cinco watts em uma caixa retangular de cerâmica (seta na foto ) Eles se mantiveram alguns graus acima de zero dentro do casco. Um pequeno contator foi usado para mudar o aquecedor.

Depois de um tempo, esse modo de forno não era mais necessário e a unidade de controle foi modernizada para uso em uma estufa com bateria aterrada. Foi retirado o isolamento da caixa, o módulo foi deslocado para uma das paredes, de forma a ser cómodo utilizá-lo pelo lado de fora. O contator foi removido, um poderoso interruptor tiristor foi adicionado para o controle do aquecedor de um canal. O resto das teclas são de baixa potência, sua carga é baixa - ventiladores e, possivelmente, lâmpadas de iluminação adicionais (mudas).

O módulo de controle é desmontado em placas separadas, todas fixadas no mesmo plano com o auxílio de racks, de forma que seja conveniente utilizá-lo por fora - a tela fica em cima, botões embaixo. Em frente à tela, é claro, uma abertura retangular é cortada. Postes de latão, com uma extremidade plana, eram simplesmente soldados ao aço galvanizado (é bem estanhado com "ácido de solda" - cloreto de zinco). Na “placa-mãe”, para melhorar a confiabilidade, retirou o conector de alimentação, o conector dos sensores. Os condutores do chicote de fiação são soldados às suas almofadas.

Uma placa de montagem de metal com um termostato instalado, fixada na parte frontal do gabinete. Rebites cegos.

O painel frontal é impresso em uma impressora colorida e coberto com um pedaço de acrílico. Em geral, o design acabou sendo "industrial" e não é ruim.

A chave tiristorizada foi montada de acordo com o diagrama acima. As vantagens em comparação com o triac devem ser atribuídas ao "espaçamento" do cristal chave em dois casos - uma área de remoção de calor muito maior. O resto, veja o diagrama com um triac.

O módulo do termostato foi atualizado para a versão 1.9 do firmware.Isso possibilitou o uso de várias funções mais úteis do dispositivo, por exemplo, tornou-se mais conveniente usar sensores analógicos, apareceu uma habilidade muito útil - a dependência de diferentes estágios do programa entre si. A nova versão também inclui uma versão alternativa do programa de controle para um computador, a diferença mais útil de que, vejo, o modo de "coleta de dados" - registrar as temperaturas dos sensores em um arquivo. Deixe-me lembrá-lo de que as atualizações são distribuídas pelo desenvolvedor e estão localizadas nos links acima.

Até a temporada do jardim, o termostato estava envolvido em trabalho auxiliar - carregado com uma "cabine de secagem" improvisada de um forno antigo, para secar verniz fotográfico em placas de circuito impresso e outras peças de ferro - o processo assume uma faixa de temperatura bastante precisa .

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Princípio de operação

Independentemente do tipo, o design dos termostatos corresponde a um esquema geral. O dispositivo consiste em 3 módulos principais (blocos):

• um sensor de temperatura para uma caldeira de aquecimento com um elemento sensível à temperatura;
• bloqueio de configurações;
• unidade de controle.

Um sensor térmico com um elemento sensível à temperatura monitora o grau de aquecimento do ambiente circundante. Mudanças na temperatura ambiente causam mudanças nos parâmetros físicos do elemento, que são captados pela unidade de controle. A unidade de controle, por sua vez, transmite um sinal para um dos dispositivos executivos:

• válvula mecânica;
• relé eletromagnético;
• dispositivo digital (analógico) que executa o pós-processamento do sinal.

O objetivo funcional do sintonizador é fixar os valores dos parâmetros, cuja realização inicia o funcionamento do próprio termostato.

A instalação de um controlador de temperatura para uma caldeira de aquecimento é realizada com a observância obrigatória de certas condições obrigatórias:

• O dispositivo deve ser protegido da radiação UV.
• O sensor externo é instalado em locais caracterizados por uma temperatura ambiente estável (sem proximidade de dispositivos de aquecimento, correntes de ar, etc.).
• O sensor é montado na altura recomendada pelo fabricante.
• É inaceitável cobrir o dispositivo com telas, cortinas, móveis, etc.

Válvula termostática reguladora

Este dispositivo regulador, denominado válvula termostática (válvula), é a solução mais simples para o problema de obtenção de um portador de calor a uma determinada temperatura. O resultado é obtido pela mistura de água fria e quente. O controle da temperatura do líquido refrigerante é realizado não controlando a caldeira de aquecimento, mas alterando a intensidade do fluxo do líquido refrigerante através do radiador.

O design do dispositivo é bastante simples e inclui dois elementos principais:

• A própria válvula (válvula), que é, na verdade, uma válvula de corte comum que fecha a abertura de entrada do radiador de aquecimento. A sobreposição ocorre total ou parcialmente, o que, em essência, determina a quantidade de refrigerante que passa.
• Elemento termostático com um bulbo termostático preenchido com um líquido especial (gás) que se expande quando a temperatura do refrigerante muda.

Além disso, a válvula termostática pode ser considerada um complemento eficaz para termostatos mecânicos ou eletrônicos. As vantagens de tais dispositivos são o baixo custo e a facilidade de uso, porém, é necessário verificar periodicamente os parâmetros de operação.

A quais parâmetros você deve prestar atenção ao escolher?

Os relés térmicos podem ser configurados para características específicas de temperatura ou ajustáveis. Existem, além disso, dispositivos para o fechamento / abertura simultânea de contatos, e para o desempenho separado dessas funções.

Existem algumas características técnicas que você precisa estudar antes de comprar tal dispositivo:

• temperatura de acionamento do dispositivo - parâmetros, ao atingir a qual os contatos abrem ou fecham;
• indicador de retorno de temperatura - no momento em que este parâmetro é atingido, o dispositivo assume sua posição original;
• diferencial - representa a diferença durante a qual o dispositivo está em repouso, ou seja, do momento do acionamento ao retorno;
• a corrente e a tensão comutadas são indicadores de “durabilidade”, por isso, a partir dos parâmetros da corrente na rede doméstica, é necessário escolher um dispositivo com um valor ligeiramente superior;
• contato de resistência;
• indicador de tempo de operação;
• erro - esta característica pode ter um valor de ± 10% do valor especificado.

Esses são os principais parâmetros de cada termostato. Mas com base na modificação, seu significado pode mudar.

Se considerarmos os preços, então tudo depende do dispositivo:

1. Termostatos mecânicos. As opções mais simples do tipo fundo custarão cerca de US $ 20, enquanto seu retorno é medido literalmente ao final de sua primeira temporada de aquecimento.
2. Relé térmico programável. Os preços desse tipo de relé começam em US $ 30, as desvantagens desse tipo de dispositivo incluem a presença de baterias, que você precisa lembrar de trocar periodicamente.

A gama de escolha do termostato é bastante grande e, naturalmente, seus preços podem variar bastante. Mas isso não significa que seja necessário perseguir o baixo custo do aparelho para integrá-lo ao sistema. Dispositivos mais ou menos de alta qualidade custam a partir de 2.000 rublos, você não deve prestar atenção a tudo que é mais barato.

Dicas úteis

Para garantir um funcionamento ininterrupto e de alta qualidade do termostato da caldeira e de todo o sistema de aquecimento como um todo, é necessário levar em consideração algumas nuances. A este respeito, algumas dicas úteis:

• A compra dos equipamentos de controle é precedida de um cálculo que considera parâmetros como a temperatura exigida e a área da sala aquecida. Este cálculo evitará a baixa eficiência do sistema e os problemas com a fiação elétrica, que são inevitáveis ​​ao conectar equipamentos pesados.
• Apesar da compatibilidade bastante boa dos termostatos com a maioria dos modelos de caldeiras de aquecimento, o uso de equipamentos de um fabricante fornecerá não apenas facilidade de instalação, mas também facilidade de uso.
• Em caso de dúvida sobre a necessidade de comprar equipamentos caros, compre uma opção (mecânica) mais barata e teste suas capacidades. Talvez sua funcionalidade seja suficiente.
• Antes de instalar o termostato, execute medidas de isolamento térmico em uma sala aquecida, pois grandes perdas de calor prejudicarão a eficiência do dispositivo.

Resumindo o anterior, podemos afirmar que os termostatos para aquecimento de caldeiras (circuitos de água, aparelhos a gás) estão cada vez mais posicionados como equipamentos insubstituíveis de sistema de aquecimento que proporcionam economia de energia, conforto e aconchego no ambiente.