Ich präsentiere elektronische Entwicklung- hausgemachter Thermostat für elektrische Heizung. Die Temperatur für die Heizungsanlage wird aufgrund von Änderungen automatisch eingestellt Außentemperatur. Der Thermostat muss die Messwerte nicht manuell eingeben oder ändern, um die Temperatur aufrechtzuerhalten Heizsystem.

Im Wärmenetz gibt es ähnliche Geräte. Für sie wird der Zusammenhang zwischen den durchschnittlichen Tagestemperaturen und dem Durchmesser der Heizungssteigleitung klar angegeben. Basierend auf diesen Daten wird die Temperatur für die Heizungsanlage eingestellt. Als Grundlage habe ich diese Wärmenetztabelle genommen. Natürlich sind mir einige Faktoren unbekannt; das Gebäude ist beispielsweise möglicherweise nicht isoliert. Der Wärmeverlust eines solchen Gebäudes ist groß und die Heizung reicht möglicherweise nicht aus, um die Räumlichkeiten normal zu heizen. Der Thermostat bietet die Möglichkeit, Anpassungen für Tabellendaten vorzunehmen. (Sie können mehr über das Material unter diesem Link lesen).

Ich hatte vor, ein Video des Thermostats im Betrieb zu zeigen, wobei ein Eklektizkessel (25 kW) an das Heizsystem angeschlossen ist. Aber wie sich herausstellte, war das Gebäude, für das das alles gemacht wurde für eine lange Zeit Es handelte sich nicht um ein Wohngebäude; bei der Inspektion war die Heizungsanlage fast vollständig verfallen. Es ist nicht bekannt, wann alles wiederhergestellt wird; vielleicht wird es dieses Jahr nicht sein. Da ich unter realen Bedingungen den Thermostat nicht einstellen und die Dynamik sich ändernder Temperaturprozesse sowohl beim Heizen als auch im Freien beobachten kann, bin ich einen anderen Weg gegangen. Zu diesem Zweck habe ich ein Modell der Heizungsanlage gebaut.

Die Rolle eines Elektrokessels übernimmt ein Glasboden Literglas, Rolle Heizkörper für Wasser - ein Fünfhundert-Watt-Kessel. Aber bei einer solchen Wassermenge war diese Kraft im Übermaß. Daher wurde der Kessel über eine Diode angeschlossen, wodurch die Heizleistung reduziert wurde.

Zwei in Reihe geschaltete Aluminium-Durchlaufstrahler entziehen dem Heizsystem Wärme und bilden eine Art Batterie. Mit einem Kühler schaffe ich eine Dynamik der Kühlung des Heizsystems, da das Programm im Thermostat die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs und -abfalls im Heizsystem überwacht. Bei der Rückkehr gefunden digitaler Sensor Temperatur T1, auf deren Grundlage die eingestellte Temperatur im Heizsystem aufrechterhalten wird.

Damit das Heizsystem funktioniert, muss der T2-Sensor (Außensensor) einen Temperaturabfall unter +10 °C erfassen. Um Änderungen der Außentemperatur zu simulieren, habe ich einen Minikühlschrank mit einem Peltier-Element entworfen.

Beschreiben Sie die gesamte Arbeit selbstgemachte Installation Es macht keinen Sinn, ich habe alles auf Video gefilmt.

Einige Punkte zum Zusammenbau eines elektronischen Geräts:

Thermostatelektronik, auf zwei angeordnet Leiterplatten, zum Anzeigen und Drucken benötigen Sie das Programm SprintLaut, mindestens Version 6.0. Dank des Gehäuses der Z101-Serie wird der Thermostat zum Heizen auf einer DIN-Schiene montiert, aber nichts hindert Sie daran, die gesamte Elektronik in einem anderen Gehäuse geeigneter Größe unterzubringen. Hauptsache, es passt zu Ihnen. Das Z101-Gehäuse verfügt über kein Fenster für den Indikator, daher müssen Sie es selbst markieren und ausschneiden. Die Nennwerte der Funkkomponenten sind im Diagramm angegeben, mit Ausnahme der Klemmenblöcke. Zum Anschließen der Drähte habe ich Klemmenblöcke der Serie WJ950-9.5-02P (9 Stück) verwendet, diese können jedoch durch andere ersetzt werden. Achten Sie bei der Auswahl darauf, dass der Abstand zwischen den Beinen und die Höhe der Klemme übereinstimmen Der Block behindert das Schließen des Gehäuses nicht. Der Thermostat verwendet einen Mikrocontroller, der programmiert werden muss; die Firmware stelle ich natürlich auch zur Verfügung freier Zugang(Müssen möglicherweise im Laufe der Arbeit geändert werden). Stellen Sie beim Flashen des Mikrocontrollers den internen Taktgenerator des Mikrocontrollers auf 8 MHz ein.

P.S. Natürlich ist die Erwärmung eine ernste Angelegenheit und das Gerät muss höchstwahrscheinlich modifiziert werden, sodass es noch nicht als vollständiges Gerät bezeichnet werden kann. Ich werde alle Änderungen vornehmen, die der Thermostat in Zukunft erfahren wird.

Durch die autonome Beheizung eines Privathauses können Sie individuelle Temperaturbedingungen wählen, was für die Bewohner sehr komfortabel und wirtschaftlich ist. Um nicht jedes Mal, wenn sich das Wetter draußen ändert, in Innenräumen einen anderen Modus einzustellen, können Sie zum Heizen einen Thermostat oder Thermostat verwenden, der sowohl an Heizkörpern als auch am Heizkessel installiert werden kann.

Automatische Regulierung der Raumwärme

Wozu dient das?

• Am häufigsten in der Gegend Russische Föderation Ist , auf Gaskesseln. Doch nicht in allen Gegenden und Ortschaften gibt es diesen sozusagen Luxus. Die Gründe dafür sind die banalsten: das Fehlen von Wärmekraftwerken oder zentralen Kesselhäusern sowie Gasleitungen in der Nähe.
• Haben Sie schon einmal ein Wohngebäude, eine Pumpstation oder eine Wetterstation abseits dicht besiedelter Gebiete im Winter besucht, wenn das einzige Kommunikationsmittel ein Schlitten mit Dieselmotor ist? In solchen Situationen heizen sie sehr oft selbst mit Strom.

• Für kleine Zimmer, zum Beispiel ein Dienstzimmer pro Pumpstation, genug - es wird für den härtesten Winter reichen, aber für größere Fläche Sie benötigen bereits einen Heizkessel und eine Heizkörperanlage. Zum Sparen gewünschte Temperatur Im Kessel präsentieren wir Ihnen ein selbstgebautes Steuergerät.

Temperatursensor

• Dieses Design erfordert keine Thermistoren oder verschiedene TCM-Sensoren, hier wird stattdessen ein gewöhnlicher Bipolartransistor verwendet. Wie alle anderen auch Halbleiterbauelemente, seine Arbeit hängt weitgehend davon ab Umfeld, genauer gesagt, von seiner Temperatur. Mit steigender Temperatur steigt der Kollektorstrom, was sich negativ auf den Betrieb der Verstärkerstufe auswirkt – der Arbeitspunkt verschiebt sich, bis das Signal verzerrt ist und der Transistor einfach nicht mehr auf das Eingangssignal reagiert, also nicht mehr funktioniert.

• Dioden sind ebenfalls Halbleiter, und steigende Temperaturen wirken sich auch negativ auf sie aus. Bei t25⁰C zeigt die „Kontinuität“ einer freien Siliziumdiode 700 mV und bei einer permanenten Diode etwa 300 mV an, aber wenn die Temperatur steigt, sinkt die Durchlassspannung des Geräts entsprechend. Wenn also die Temperatur um 1⁰C steigt, sinkt die Spannung um 2 mV, also -2 mV/1⁰C.

• Diese Abhängigkeit von Halbleiterbauelementen ermöglicht den Einsatz als Temperatursensoren.
• Der gesamte Betriebskreis des Thermostats basiert auf dieser negativen Kaskadeneigenschaft mit einem festen Basisstrom (Diagramm im Foto oben). Der Temperatursensor ist auf einem Transistor VT1 Typ KT835B montiert , die Kaskadenlast ist Widerstand R1 und der Betriebsmodus ist Gleichstrom

Der Transistor wird durch die Widerstände R2 und R3 eingestellt. Um sicherzustellen, dass die Spannung am Transistor-Emitter bei Raumtemperatur 6,8 V beträgt, wird durch den Widerstand R3 eine feste Vorspannung eingestellt.

• Beratung. Aus diesem Grund ist R 3 im Diagramm mit * gekennzeichnet und eine besondere Genauigkeit sollte hier nicht erreicht werden, solange es keine großen Unterschiede gibt. Diese Messungen können relativ zu einem Transistorkollektor durchgeführt werden, der über eine Stromquelle mit einem gemeinsamen Antrieb verbunden ist. Der speziell ausgewählte Kollektor ist mit einer Metallkörperplatte verbunden, die ein Loch zur Befestigung des Halbleiters am Kühler aufweist. Durch dieses Loch wird das Gerät an der Platte befestigt, an der auch das Unterwasserkabel befestigt ist.
• Zusammengebauter Sensor mit Metallklammern am Heizungsrohr befestigt, und die Struktur muss nicht mit einer Dichtung vom Heizungsrohr isoliert werden. Tatsache ist, dass der Kollektor über einen Draht mit der Stromquelle verbunden ist – dies vereinfacht den gesamten Sensor erheblich und sorgt für einen besseren Kontakt.

Komparator

• Komparator, montiert auf einem Operationsverstärker OR1 Typ K140UD608, stellt die Temperatur ein. Der invertierbare Eingang R5 wird vom Emitter VT1 mit Spannung versorgt, und über R6 wird der nicht invertierbare Eingang mit Spannung vom Motor R7 versorgt.
• Diese Spannung bestimmt die Temperatur zum Abschalten der Last. Mit R8 und R9 wird der obere und untere Bereich zur Einstellung der Schwelle für die Auslösung des Komparators eingestellt. Die erforderliche Posterese des Komparators wird von R4 bereitgestellt.

Lastmanagement

• Auf VT2 und Rel1 Es wurde eine Vorrichtung zur Laststeuerung hergestellt und hier befindet sich die Betriebsmodusanzeige des Thermostats – rot beim Heizen und grün, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist. Eine Diode VD1 ist parallel zur Rel1-Wicklung geschaltet, um VT2 vor Spannung zu schützen, die durch Selbstinduktion an der Rel1-Spule beim Ausschalten verursacht wird.

Beratung. Die obige Abbildung zeigt, dass der zulässige Schaltstrom des Relais 16 A beträgt, was bedeutet, dass eine Last von bis zu 3 kW gesteuert werden kann. Um die Belastung zu verringern, verwenden Sie ein Gerät mit einer Leistung von 2-2,5 kW.

Netzteil

• Eine willkürliche Anweisung ermöglicht es einem echten Thermostat, aufgrund seiner geringen Leistung einen billigen chinesischen Adapter als Stromversorgung zu verwenden. Sie können einen 12-V-Gleichrichter auch selbst zusammenbauen, wobei die Stromaufnahme des Stromkreises nicht mehr als 200 mA beträgt. Hierfür eignet sich ein Transformator mit einer Leistung von bis zu 5 W und einer Leistung von 15 bis 17 V.
• Die Diodenbrücke besteht aus 1N4007-Dioden und der Spannungsstabilisator basiert auf einem integrierten Typ 7812. Aufgrund der geringen Leistung ist es nicht erforderlich, einen Stabilisator an der Batterie zu installieren.

Einstellen des Thermostats

• Zur Überprüfung des Sensors können Sie die gängigsten verwenden Tischlampe mit Lampenschirm aus Metall. Wie oben erwähnt, Raumtemperatur ermöglicht es Ihnen, einer Spannung am Emitter von VT1 von etwa 6,8 V standzuhalten, aber wenn Sie sie auf 90 °C erhöhen, sinkt die Spannung auf 5,99 V. Für Messungen können Sie ein normales chinesisches Multimeter mit einem Thermoelement vom Typ DT838 verwenden.
• Der Komparator funktioniert wie folgt: Wenn die Spannung des Temperatursensors am invertierenden Eingang höher ist als die Spannung am nicht invertierenden Eingang, dann ist sie am Ausgang gleich der Spannung der Stromquelle – das ist logisch eins. Daher öffnet VT2 und das Relais schaltet ein, wodurch die Relaiskontakte in den Heizmodus versetzt werden.
• Der Temperatursensor VT1 wird beim Aufwärmen warm Heizkreis und wenn die Temperatur steigt, nimmt die Spannung am Emitter ab. In dem Moment, in dem sie leicht unter die am R7-Motor eingestellte Spannung fällt, wird eine logische Null erreicht, die zum Abschalten des Transistors und zum Abschalten des Relais führt.
• Zu diesem Zeitpunkt wird dem Kessel keine Spannung zugeführt und das System beginnt abzukühlen, was auch die Abkühlung des VT1-Sensors zur Folge hat. Dies bedeutet, dass die Spannung am Emitter ansteigt und sobald sie den durch R7 eingestellten Grenzwert überschreitet, startet das Relais erneut. Dieser Vorgang wird ständig wiederholt.
• Wie Sie wissen, ist der Preis für ein solches Gerät niedrig, aber es ermöglicht Ihnen, die gewünschte Temperatur bei jedem Wetter aufrechtzuerhalten. Dies ist besonders praktisch in Fällen, in denen sich keine ständigen Bewohner in der Raumüberwachung befinden Temperaturbedingungen, oder wenn Menschen sich ständig gegenseitig ersetzen und auch mit der Arbeit beschäftigt sind.

Gas bzw Elektroboiler kann durch externe Steuerung des Gerätes optimiert werden. Hierfür sind handelsübliche Fernthermostate konzipiert. Dieser Artikel wird Ihnen helfen, diese Geräte zu verstehen und ihre Varianten zu verstehen. Es wird auch die Frage besprochen, wie man ein Thermorelais mit eigenen Händen zusammenbaut.

Zweck von Thermostaten

Jeder Elektro- oder Gaskessel ist mit einer Automatik ausgestattet, die die Erwärmung des Kühlmittels am Auslass des Geräts überwacht und bei Erreichen den Hauptbrenner abschaltet Temperatur einstellen. Ausgestattet mit ähnlichen Mitteln und Festbrennstoffkessel. Sie ermöglichen es Ihnen, die Wassertemperatur innerhalb bestimmter Grenzen zu halten, mehr jedoch nicht.

Gleichzeitig klimatische Bedingungen Innen- oder Außenbereiche werden nicht berücksichtigt. Dies ist nicht sehr komfortabel, da der Hausbesitzer ständig selbst die passende Betriebsart für den Heizkessel auswählen muss. Das Wetter kann sich im Tagesverlauf ändern, dann wird es in den Räumen heiß oder kühl. Viel komfortabler wäre es, wenn sich die Kesselautomatisierung an der Lufttemperatur in den Räumen orientieren würde.

Um den Betrieb von Kesseln abhängig von der tatsächlichen Temperatur zu steuern, werden verschiedene Heizungsthermostate eingesetzt. Wenn ein solches Relais an die Kesselelektronik angeschlossen ist, schaltet es sich aus und beginnt zu heizen, wobei die erforderliche Temperatur der Luft und nicht des Kühlmittels aufrechterhalten wird.

Arten von Thermorelais

Ein herkömmlicher Thermostat ist klein elektronische Einheit, an geeigneter Stelle an der Wand montiert und über Kabel mit der Wärmequelle verbunden. Es gibt nur einen Temperaturregler auf der Vorderseite; dies ist der günstigste Gerätetyp.

Darüber hinaus gibt es noch andere Arten von Thermorelais:

• programmierbar: Sie verfügen über eine Flüssigkristallanzeige, sind über Kabel verbunden oder nutzen die drahtlose Kommunikation mit dem Kessel. Mit dem Programm können Sie Temperaturänderungen zu bestimmten Tageszeiten und pro Tag während der Woche einstellen;
• das gleiche Gerät, nur ausgestattet mit einem GSM-Modul;
• autonomer Regler mit eigener Batterieversorgung;
• Funkthermostat mit Fernbedienungssensor um den Heizvorgang abhängig von der Umgebungstemperatur zu steuern.

Notiz. Ein Modell, bei dem sich der Sensor außerhalb des Gebäudes befindet, ermöglicht eine wetterabhängige Steuerung des Betriebs der Kesselanlage. Die Methode gilt als die effektivste, da die Wärmequelle auf Veränderungen reagiert Wetterbedingungen bevor sie die Temperatur im Gebäudeinneren beeinflussen.

Multifunktionale Thermorelais, die programmiert werden können, sparen erheblich Energie. Unterstützen Sie uns in den Stunden des Tages, in denen niemand zu Hause ist hohe Temperatur Die Zimmer machen keinen Sinn. Wenn der Hausbesitzer den Arbeitsplan seiner Familie kennt, kann er den Temperaturschalter jederzeit so programmieren, dass zu bestimmten Zeiten die Lufttemperatur sinkt und die Heizung eine Stunde vor Ankunft der Leute einschaltet.

Haushaltsthermostate, die mit einem GSM-Modul ausgestattet sind, können dies leisten Fernbedienung Kesselinstallation über Mobilfunk. Budgetoption– Senden von Benachrichtigungen und Befehlen in Form von SMS-Nachrichten mit Mobiltelefon. Bei fortgeschrittenen Geräteversionen sind eigene Anwendungen auf dem Smartphone installiert.

Wie baut man ein Thermorelais selbst zusammen?

Im Handel erhältliche Heizungssteuergeräte sind recht zuverlässig und verursachen keine Beanstandungen. Gleichzeitig kosten sie aber Geld, und das passt nicht zu den Hausbesitzern, die zumindest ein wenig über Kenntnisse in Elektrotechnik oder Elektronik verfügen. Wenn Sie wissen, wie ein solches Thermorelais funktionieren sollte, können Sie es schließlich mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen und an den Wärmeerzeuger anschließen.

Natürlich kann nicht jeder ein komplexes programmierbares Gerät herstellen. Darüber hinaus ist es zum Zusammenbau eines solchen Modells erforderlich, Komponenten, den gleichen Mikrocontroller, die gleiche Digitalanzeige und andere Teile zu kaufen. Wenn Sie in dieser Angelegenheit neu sind und ein oberflächliches Verständnis für das Problem haben, sollten Sie mit einer einfachen Schaltung beginnen, diese zusammenbauen und in Betrieb nehmen. Nachdem Sie ein positives Ergebnis erzielt haben, können Sie zu etwas Ernsthafterem übergehen.

Zunächst müssen Sie eine Vorstellung davon haben, aus welchen Elementen ein Thermostat mit Temperaturregelung bestehen sollte. Die Antwort auf die Frage ist gegeben Schaltbild, oben dargestellt und spiegelt den Algorithmus des Geräts wider. Laut Diagramm muss jeder Thermostat über ein Element verfügen, das die Temperatur misst und einen elektrischen Impuls an die Verarbeitungseinheit sendet. Letzterer hat die Aufgabe, dieses Signal so zu verstärken bzw. umzuwandeln, dass es als Befehl an den Aktor – das Relais – dient. Als nächstes stellen wir 2 vor einfache Schaltungen und wir werden ihre Arbeit gemäß diesem Algorithmus erklären, ohne auf bestimmte Begriffe zurückzugreifen.

Schaltung mit Zenerdiode

Eine Zenerdiode ist dieselbe Halbleiterdiode, die Strom nur in eine Richtung durchlässt. Der Unterschied zu einer Diode besteht darin, dass die Zenerdiode über einen Steuerkontakt verfügt. Solange ihm die eingestellte Spannung zugeführt wird, ist das Element geöffnet und Strom fließt durch den Stromkreis. Wenn sein Wert unter den Grenzwert fällt, bricht die Kette. Die erste Option ist eine Thermorelaisschaltung, bei der die Zenerdiode die Rolle einer logischen Steuereinheit übernimmt:

Wie Sie sehen, ist das Diagramm in zwei Teile unterteilt. Auf der linken Seite befindet sich der Teil vor den Relaissteuerkontakten (Bezeichnung K1). Die Messeinheit ist hier ein Thermowiderstand (R4), dessen Widerstandswert mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Der manuelle Temperaturregler ist ein variabler Widerstand R1, die Stromversorgung des Stromkreises beträgt 12 V. Im Normalbetrieb liegt am Steuerkontakt der Zenerdiode eine Spannung von mehr als 2,5 V an, der Stromkreis ist geschlossen, das Relais ist eingeschaltet.

Beratung. Als 12-V-Stromversorgung kann jedes preisgünstige handelsübliche Gerät dienen. Relais – Reedschalter der Marke RES55A oder RES47, Thermowiderstand – KMT, MMT oder ähnlich.

Sobald die Temperatur über den eingestellten Grenzwert steigt, sinkt der Widerstand von R4, die Spannung sinkt unter 2,5 V und die Zenerdiode unterbricht den Stromkreis. Dann macht das Relais dasselbe und schaltet den Leistungsteil ab, dessen Diagramm rechts dargestellt ist. Hier ist ein einfaches Thermorelais für den Kessel mit einem Triac D2 ausgestattet, der zusammen mit den Schließkontakten des Relais als Führungseinheit dient. Durch ihn fließt die Versorgungsspannung des Kessels von 220 V.

Schaltung mit Logikchip

Diese Schaltung unterscheidet sich von der vorherigen dadurch, dass sie anstelle einer Zenerdiode einen K561LA7-Logikchip verwendet. Der Temperatursensor ist immer noch ein Thermistor (Bezeichnung VDR1), nur dass die Entscheidung, den Stromkreis zu schließen, jetzt vom logischen Block der Mikroschaltung getroffen wird. Die Marke K561LA7 wird übrigens schon seit der Sowjetzeit hergestellt und kostet nur ein paar Cent.

Zur Zwischenverstärkung der Impulse wird der Transistor KT315 verwendet, für den gleichen Zweck ist in der Endstufe ein zweiter Transistor, KT815, eingebaut. Dieses Diagramm entspricht der linken Seite des vorherigen; das Netzteil ist hier nicht dargestellt. Wie Sie sich vorstellen können, könnte es ähnlich sein – mit dem KU208G-Triac. Die Funktion eines solchen selbstgebauten Thermorelais wurde getestet ARISTON-Kessel, BAXI, Don.

Abschluss

Einen Thermostat selbst an den Heizkessel anzuschließen ist keine schwierige Aufgabe; im Internet gibt es viel Material zu diesem Thema. Aber es ist gar nicht so einfach, es selbst zu machen; außerdem benötigt man einen Spannungs- und Strommesser, um die Einstellungen vorzunehmen. Kaufen fertiges Produkt oder machen Sie es selbst – die Entscheidung liegt bei Ihnen.