Уявляю електронну розробку- саморобний терморегулятор для електричного опалення. Температура для системи опалення, встановлюється автоматично, виходячи зі зміни вуличної температури. Терморегулятор не потрібно вручну, вносити і змінювати показання для підтримки температури в опалювальної системи.

У тепломережі є подібні прилади. Для них чітко прописані співвідношення середньодобової температури та діаметра стояка опалення. На підставі цих даних задається температура для системи опалення. Цю таблицю тепломережі взяв за основу. Звичайно, деякі фактори мені невідомі, будинок може виявитися, наприклад, не утепленим. Тепловтрати такої будівлі будуть більшими, нагріву може виявитися недостатнім для нормального опалення приміщень. У терморегуляторі можна вносити коригування для табличних даних. (Додатково можна прочитати матеріал за цим посиланням).

Я планував показати відео в роботі терморегулятора з електичним котлом (25Кв), підключеним до системи опалення. Але як виявилося, будівля, для якої все це робилося, довгий часбуло не житлове, під час перевірки, опалювальна система практично вся стала непридатною. Коли всі відновлять, не відомо, можливо, це буде і не цього року. Так як в реальних умовах я не можу налаштовувати терморегулятор і спостерігати динаміку змінюючи температурні процеси, як в опаленні, так і на вулиці, то я пішов іншим шляхом. З цією метою спорудив макет опалювальної системи.

Роль електрокотла, виконує скляна підлога літрова банка, роль нагрівального елементадля води-п'ятсот ватяний кип'ятильник. Але за такого обсягу води, цієї потужності було надлишку. Тому кип'ятильник підключив через діод, понизивши потужність нагрівача.

З'єднані послідовно, два алюмінієві проточні радіатори, виконують відбір тепла з опалювальної системи, утворюючи подібність батареї. За допомогою кулера створюю динаміку охолодження опалювальної системи, оскільки програма в терморегуляторі відстежує швидкість наростання та спад температури в опалювальній системі. На звороті, розташований цифровий датчиктемператури T1, на підставі показань якого підтримується задана температура в системі опалення.

Щоб система опалення почала працювати, потрібно, щоб датчик T2 (вуличний) зафіксував зниження температури нижче +10С. Для імітації зміни вуличної температури сконструював міні холодильник на елементі пельтьє.

Описувати роботу всієї саморобної установкинемає сенсу, все зняв на відео.

Деякі моменти про складання електронного пристрою:

Електроніка терморегулятора, розміщується на двох друкованих платах, для перегляду та роздруківки знадобиться програма SprintLaut, не нижче версії 6.0. Терморегулятор для опалення кріпиться на дин рейку, завдяки корпусу серії Z101, але щось не заважає розмістити всю електроніку в інший корпус, що підходить за розмірами, головне щоб вас влаштовувало. У корпусі Z101 не передбачено вікно для індикатора, тому доведеться самостійно розмітити і вирізати. Номінали радіодеталей вказані на схемі, крім клемників. Для підключення проводів я застосував клемники серії WJ950-9.5-02P (9шт.), але їх можна замінити на інші, при виборі враховуйте щоб крок між ніжками збігався, також висота клемника не заважала закриватися корпусу. У терморегуляторі застосовується мікроконтролер, який потрібно запрограмувати, звичайно, прошивку я також надаю в вільному доступі(Можливо в процесі роботи доведеться доопрацьовувати). Прошиваючи мікроконтролер, установіть роботу внутрішнього тактового генератора мікроконтролера на 8МГц.

P.S.Звичайно, опалення справа серйозна і швидше за все доведеться доопрацювати пристрій, так що закінченим пристроєм поки що не можна назвати. Всі зміни, яким піддасться терморегулятор, я в подальшому внесу.

Автономне обігрів приватного будинку дозволяє вибирати індивідуальні температурні режими, що дуже комфортно та економно для мешканців. Щоб щоразу не змінювати погоду на вулиці не задавати інший режим у приміщенні, можна використовувати терморегулятор або термореле для опалення, який можна встановити і на радіатори і на котел.

Автоматичне регулювання тепла у приміщенні

Навіщо це потрібно

• Найпоширенішим на території Російської Федераціїє , на газових казанах.Але така, з дозволу сказати, розкіш доступна далеко не у всіх районах і місцевостях. Причини тому найбанальніші – відсутність ТЕЦ або центральних котелень, а також газових магістралей поблизу.
• Чи доводилося вам коли-небудь відвідати віддалений від густонаселених районів житловий будинок, насосну або метеостанцію взимку, коли єдиним засобом сполучення є сани з дизельним двигуном? У таких ситуаціях часто влаштовують опалення своїми руками за допомогою електрики.

• Для невеликих приміщень, наприклад, одна кімната чергового на насосної станціїдостатньо - його вистачить для найсуворішої зими, але для більшої площівже знадобиться опалювальний котел та система радіаторів. Щоб зберегти потрібну температуруу котлі, пропонуємо до вашої уваги саморобний регулюючий пристрій.

Температурний датчик

• У цій конструкції не потрібні терморезистори або різні датчики типу ПММ, тут замість них задіяний звичайний біполярний транзистор. Як і всіх напівпровідникових приладів, його робота великою мірою залежить від навколишнього середовища, Точніше, від її температури. З підвищенням температури струм колектора зростає, а це негативно позначається на роботі підсилювального каскаду – робоча точка зміщується до спотворення сигналу і транзистор просто не реагує на вхідний сигнал, тобто перестає працювати.

• Діоди теж відносяться до напівпровідників, і підвищення температури негативно позначається і них. При t25⁰C «продзвонювання» вільного кремнієвого діода покаже 700мВ, а перманентного – близько 300мВ, але якщо температура підвищується, то відповідно буде знижуватися пряма напруга приладу. Так, при підвищенні температури на 1⁰C напруга знижуватиметься на 2мВ, тобто -2мВ/1⁰C.

• Така залежність напівпровідникових приладів дозволяє використовувати їх як температурні датчики. На такій негативній каскадній властивості з фіксованим базовим струмом і вся схема роботи терморегулятора (схема на фото вгорі).
• Температурний датчик змонтовано на транзисторі VT1 типу КТ835Б, навантаження каскаду – резистор R1, а режим роботи по постійному струмутранзистора задають резистори R2 та R3. Щоб напруга на транзисторному емітер при кімнатній температурі було 6,8В, фіксоване зміщення задається резистором R3.

Порада. Тому на схемі R 3 позначений знаком * і особливої ​​точності тут добиватися не слід, аби не було великих перепадів. Ці виміри можна провести щодо транзисторного колектора, з'єднаним джерелом живлення із загальним приводом.

• Транзистор p-n-p КТ835Бпідібраний спеціально, його колектор з'єднується з металевою корпусною пластинкою, що має отвір для кріплення напівпровідника на радіатор. Саме за цей отвір прилад кріпиться до пластини, до якої ще прикріплений підводний провід.
• Зібраний датчиккріпитися до труби опалення за допомогою металевих хомутів, і конструкцію не потрібно ізолювати будь-якою прокладкою від опалювальної труби. Справа в тому, що колектор з'єднаний одним дротом із джерелом живлення – це значно спрощує весь датчик і робить контакт кращим.

Компаратор

• Компаратор,змонтований на операційний підсилювач ОР1 типу К140УД608, задає температуру. На вхід R5, що інвертується, подається напруга з емітера VT1, а через R6 – на неінвертований вхід надходить напруга з двигуна R7.
• Така напруга визначає температуру відключення навантаження.Верхній та нижній діапазон для встановлення порога на спрацювання компаратора задаються за допомогою R8 та R9. Потрібний постерезис спрацьовування компаратора забезпечує R4.

Управління навантаженням

• На VT2 та Rel1зроблено пристрій керування навантаженням та індикатор режиму роботи терморегулятора знаходиться тут же – червоний колір при нагріванні, а зелений – досягнення необхідної температури. Паралельно обмотці Rel1 включений діод VD1 захисту VT2 від напруги, викликаного самоіндукцією на котушці Rel1 при відключенні.

Порада. На малюнку вище видно, що допустима комутація струму реле 16A, отже, допускає керування навантаженням до 3 кВт. Використовуйте прилад для потужності 2-2,5 кВт, щоб полегшити навантаження.

Блок живлення

• Довільна інструкція дозволяє для справжнього терморегулятора через його невелику потужність задіяти як блок живлення дешевий китайський адаптер. Також можна самому зібрати випрямляч на 12В, зі струмом споживання схеми трохи більше 200мА. З цією метою пригодиться трансформатор потужністю до 5Вт і виходом від 15 до 17В.
• Діодний місток зроблений на діодах 1N4007, а стабілізатор на напругу на інтегральному типу 7812. З огляду на невелику потужність встановлювати стабілізатор на батарею не потрібно.

Налагодження терморегулятора

• Для перевірки датчика можна використовувати звичайнісіньку настільну лампуз абажуром із металу. Як було зазначено вище, кімнатна температурадозволяє витримувати напругу на емітері VT1 близько 6,8В, але якщо підвищити її до 90⁰C, то напруга впаде до 5,99В. Для вимірювання можна використовувати звичайний китайський мультиметр з термопарою типу DT838.
• Компаратор працює таким чином: якщо напруга термодатчика на вході, що інвертує, вище напруги на неінвертуючому, то на виході воно буде рівнозначним з напругою джерела живлення – це буде логічна одиниця. Тому VT2 відкривається і реле вмикається, переміщуючи релейні контакти в режим нагрівання.
• Температурний датчик VT1 гріється в міру нагрівання опалювального контуруі з підвищенням температури знижується напруга на емітер. У той момент, коли воно опускається трохи нижче напруги, що задано на движку R7, виходить логічний нуль, що призводить до замикання транзистора та відключення реле.
• У цей час напруга на котел не надходить і система починає остигати, що також спричиняє охолодження датчика VT1. Значить, напруга на емітері підвищується і як тільки вона переходить межу, встановлену R7, реле запускається заново. Такий процес повторюватиметься постійно.
• Як ви розумієте, ціна такого пристрою невисока, зате дозволяє витримувати потрібну температуру за будь-яких погодних умов. Це дуже зручно в тих випадках, коли у приміщенні немає постійних мешканців, які стежать за температурним режимом, або коли люди постійно змінюють один одного і до того ж зайняті роботою.

Роботу газового або електричного казанаможна оптимізувати, якщо задіяти зовнішнє керування агрегатом. Для цього призначені виносні терморегулятори, наявні у продажу. Зрозуміти, що це за прилади та розібратися в їх різновидах допоможе ця стаття. Також у ній буде розглянуто питання, як зібрати термореле своїми руками.

Призначення терморегуляторів

Будь-який електричний або газовий котел обладнаний комплектом автоматики, що відстежує нагрівання теплоносія на виході з агрегату та відключає основний пальник при досягненні заданої температури. Забезпечені подібними засобами та твердопаливні котли. Вони дозволяють підтримувати температуру води в певних межах, але не більше.

При цьому кліматичні умовиу приміщеннях чи на вулиці не враховуються. Це не дуже зручно, домовласнику доводиться постійно підбирати потрібний режим роботи котла самостійно. Погода може змінюватися протягом дня, тоді в кімнатах стає жарко або прохолодно. Було б набагато зручніше, якщо автоматика котла орієнтувалася на температуру повітря у приміщеннях.

Щоб керувати роботою котлів залежно від фактичної температури, використовуються різні термореле для опалення. Будучи підключеним до електроніки котла, таке реле відключає та запускає нагрівання, підтримуючи необхідну температуру повітря, а не теплоносія.

Види термореле

Звичайний терморегулятор є невеликим електронний блок, що встановлюється на стіні у відповідному місці та приєднаний до джерела тепла проводами. На передній панелі є тільки регулятор температури, це найдешевший різновид приладу.

Крім неї, існують і інші види термореле:

• програмовані: мміють рідкокристалічний дисплей, підключаються за допомогою проводів або використовують бездротовий зв'язок із котлом. Програма дозволяє задати зміну температури у певні години доби та по днях протягом тижня;
• такий самий прилад, тільки з модулем GSM;
• автономний регулятор із живленням від власної батареї;
• бездротове термореле з виносним датчикомдля керування процесом нагрівання залежно від температури навколишнього середовища.

Примітка.Модель, де датчик розташований зовні будівлі, забезпечує погодозалежне регулювання роботи котельної установки. Спосіб вважається найбільш ефективним, оскільки джерело тепла реагує на зміну погодних умовще до того, як вони вплинуть на температуру всередині будівлі.

Багатофункціональні термореле, які можна програмувати, суттєво економлять енергоносії. У ті часи доби, коли вдома нікого немає, підтримувати високу температуруу кімнатах немає сенсу. Знаючи робочий розклад своєї сім'ї, домовласник завжди може запрограмувати реле температури так, щоб у певний час температура повітря знижувалася, а за годину до приходу людей включалося нагрівання.

Побутові терморегулятори, укомплектовані GSM – модулем, здатні забезпечити дистанційне керуваннякотельною установкою за допомогою стільникового зв'язку. Бюджетний варіант– відправлення повідомлень та команд у вигляді SMS – повідомлень з мобільного телефону. Просунуті версії приладів мають власні програми, які встановлюються на смартфон.

Як зібрати термореле самостійно?

Прилади для регулювання опалення, наявні у продажу, досить надійні та нарікань не викликають. Але при цьому вони коштують грошей, а це не влаштовує тих домовласників, хто хоч трохи знається на електротехніці чи електроніці. Адже розуміючи, як має функціонувати таке термореле, можна зібрати та підключити його до теплогенератора своїми руками.

Звичайно, зробити складний програмований прилад під силу далеко не кожному. Крім того, для складання подібної моделі необхідно купити комплектуючі, той же мікроконтролер, цифровий дисплей та інші деталі. Якщо ви в цій справі людина нова і розумієтеся на питанні поверхово, то варто почати з якоїсь простої схеми, зібрати і запустити її в роботу. Досягши позитивного результату, можна замахнутися на щось серйозніше.

Для початку треба мати уявлення, з яких елементів має складатися термореле з регулюванням температури. Відповідь на запитання дає принципова схема, представлена ​​вище та відображає алгоритм дії приладу. Згідно зі схемою, будь-який терморегулятор повинен мати елемент, що вимірює температуру і відправляє електричний імпульс блок обробки. Завдання останнього – посилити чи перетворити цей сигнал в такий спосіб, що він послужив командою виконавчому елементу – реле. Далі ми представимо 2 прості схемиі пояснимо їх роботу відповідно до цього алгоритму, не вдаючись до специфічних термінів.

Схема зі стабілітроном

Стабілітрон - це той же напівпровідниковий діод, що пропускає струм лише в один бік. Відмінність від діода у тому, що з стабилитрона є управляючий контакт. Поки до нього підводиться встановлена ​​напруга, елемент відкритий і струм йде ланцюгом. Коли його величина стає нижчою від граничної, ланцюг розривається. Перший варіант - це схема термореле, де стабілітрон грає роль логічного керуючого блоку:

Як бачите, схема розділена на дві частини. З лівого боку зображена частина, що передує керуючим контактам реле (позначення К1). Тут вимірювальним блоком є ​​термічний резистор (R4), його опір зменшується зі зростанням температури навколишнього середовища. Ручний регулятор температури – це змінний резистор R1, живлення схеми – напруга 12 В. У звичайному режимі на керуючому контакті стабілітрона є напруга понад 2.5 В, ланцюг замкнутий, реле включено.

Порада.Блоком живлення 12 може бути будь-який прилад з недорогих, наявних у продажу. Реле – герконове марки РЕМ55А чи РЕМ47, термічний резистор – КМТ, ММТ чи їм подібний.

Як тільки температура зросте вище встановленої межі, опір R4 впаде, напруга стане меншою, ніж 2.5, стабілітрон розірве ланцюг. Слідом те саме зробить і реле, відключивши силову частину, чия схема показана праворуч. Тут звичайне термореле для котла забезпечене симістором D2, що разом з замикаючими контактами реле служить виконавчим блоком. Через нього проходить напруга живлення 220 В котла.

Схема із логічною мікросхемою

Ця схема відрізняється від попередньої тим, що замість стабілітрону в ній задіяна логічна мікросхема К561ЛА7. Датчиком температури, як і раніше, служить терморезистор (позначення – VDR1), тільки тепер рішення про замикання ланцюга приймає логічний блок мікросхеми. До речі, марка К561ЛА7 виробляється ще з радянських часів і коштує копійки.

Для проміжного посилення імпульсів задіяно транзистор КТ315, з тією ж метою в кінцевому каскаді встановлено другий транзистор - КТ815. Ця схема відповідає лівої частини попередньої, силовий блок тут не показаний. Як неважко здогадатися, він може бути аналогічним – із симистором КУ208Г. Робота такого саморобного термореле перевірено на казанах ARISTON, BAXI, Дон.

Висновок

Самостійно підключити термореле до котла – справа нескладна, на цю тему в інтернеті є багато матеріалів. А ось виготовити його своїми руками з нуля не так і просто, крім того, потрібен вимірювач напруги та струму, щоб зробити налаштування. Купувати готовий вирібабо братися за виготовлення самого – рішення приймати вам.