Автоматика управления отоплением дома своими руками. Часть 1

Многофункциональные устройства BM8036 и NM8036 производства Мастер Кит могут быть использованы в качестве центральной части системы управления отоплением, охлаждением, вентиляцией и т.п. На основе NM8036 один из наших покупателей решил сделать автоматику управления отоплением дома и подробно описал процесс реализации своей идеи:

«Я в статье Автоматика отопления для дома писал о том, какая нужна автоматика для системы отопления с водяным тепловым аккумулятором (ВТА). Исходя из желаемого алгоритма и особенностей работы системы отопления такого рода я пришел к выводу, что нужен программируемый блок управления, выполняющий не только функции терморегулятора, но и таймера с календарем.

В принципе, можно просто взять старый компьютер, какой-нибудь пентиум 2-й, написать для него программу, которая будет выполнять все желаемые функции — да и делу конец. Признаюсь, у меня до сих пор еще не пропало такое настроение. Однако я вдруг вспомнил о такой фирме, где можно купить массу разных комплектов для самых разнообразных задач. Это Мастер Кит.

А надо сказать, что эта фирма поставляет разные комплекты для сборки радиоэлектронных устройств. Что такое комплект? Это, как правило, печатная плата и набор деталей для сборки. Правда, есть и уже собранные, готовые приборы. Я, собственно, раньше пользовался этим сервисом, что-то собирал… И вот, совсем немного порывшись в его каталоге, я обнаружил устройство, которое в общем и целом вполне соответствует моим требованиям. Это 4-х канальный таймер-термостат NM8036.

Есть там в каталоге и аналог такого термостата, но уже на 8 каналов: BM8036.

*прибор поставляется в спаянном виде с установленными силовыми ключами в комплекте с корпусом и 8-ю датчиками температуры

Если поближе познакомиться с тем и другим вариантом, то лично мой выбор: 4-х канальный. Почему? Его легко расширить до 12 каналов. Точнее, оба устройства можно переделать в 12-канальный вариант. То есть, установить под его управление 12 устройств. И это не мое изобретение, на сайте Мастер Кит обо всем этом говорится. Мой выбор пал на NM8036, так как он дешевле. Однако использование того или иного варианта зависит от задач, умения паять и т.д. (кому то будет проще и удобнее использовать готовое устройство).

Какие это могут быть устройства? Ну, например, электроклапаны системы отопления, циркуляционные насосы, электротэны, вентиляторы, электрически управляемые задвижки… Эка меня разнесло. Задвижки, вентиляторы… Дык, это я уже прикидываю, что термостат сей будет не только системой отопления управлять, но и поддерживать оптимальную для овощей температуру хранения в подвале.

Не лишне заметить при этом, что ко входам этого аппарата можно подключить просто огромное количество датчиков температуры. Цифровых датчиков, обладающих высокой точностью. А для гурманов от электроники еще предусмотрена возможность подключения и еще пары аналоговых датчиков ко входам АЦП.

Но изюминка этого агрегата даже не в этом. Его программное ядро позволяет программировать работу без знания каких-либо языков программирования. Все на уровне человеческого понимания на русском языке. Хотя, конечно, далекому от таких вещей человеку, наверное, будет трудновато с этим справиться. По крайней мере, не сразу, не с налета.

Но что мне особенно понравилось, так это то, что этот аппарат можно подключить к компьютеру и изгаляться над ним уже не с помощью его штатных кнопок, а с клавиатуры компьютера. Просматривать программу, изменять ее, заливать новые версии прошивок… Сложно, Мастер? Не знаю, мне так не кажется. Сегодня век такой, что 12-летние внуки, вон, уже не глядя на кнопки по клавиатуре лупят. А я что ж, тупее их, что ли? Дудки, нас не догонят!

Ну, короче, я этот аппарат собрал, отладил. Теперь осталась мелочь: расставить по местам датчики температуры и создавать программу по тому алгоритму, который мне необходим для работы системы. И это вовсе не является несбыточным делом. Посмотри, Мастер, почитай, сколько людей уже пользуются этим термостатом. Я никакого открытия тут не сделал, просто нашел то, что мне нужно, и по приемлемой цене.

Ну так а что же требуется для полной сборки моего блока управления? Я так прикинул на свои хотелки-мотелки и решил задействовать сразу все 12 каналов. Может быть, не сразу, но блок управления надо собрать полный. Поэтому:

1. Таймер-термостат NM8036 1 шт
2. Блок исполнительных реле NM4411 3 шт
3. Блок питания PW1220D 1 шт
4. Датчик температуры цифровой DS1822 4 шт

Это все я купил в интернет-магазине. Датчики температуры, собственно, идут в комплекте с таймером, там их уже 4 штуки. Но я на расширение еще взял 4. Лишними не будут. А еще в местном магазине присмотрел корпус для блока управления, куда можно воткнуть все эти компоненты.

Сам Мастер Кит торговлей не занимается, это делают различные дилеры-магазины, в том числе и интернет-магазины. В моем поселке нет супермаркетов, потому я пользуюсь интернет-магазинами.

Вот процесс сборки

Теперь поговорим о самой сборке и запуске блока управления отоплением на основе NM8036.

У Мастер Кита имеется очень хорошая инструкция для работы с набором. На странице описания набора в конце есть на нее ссылка.

Но сегодня я не для того рассказ затеял, чтобы инструкцию эту повторять. Есть разные подводные камешки и булыжники, о которых в инструкции не говорится, а я по практике своей или натыкался, или чудесным образом избежал такового, но мог наткнуться. Вот об этом и речь поведу.

Я не буду рассказывать и показывать, как припаивать элементы к печатной плате. Разумеется, это делается не с помощью паяльной лампы и определенный минимальный навык, конечно же, весьма желателен. Тут правила простые: аккуратность и внимательность, выводы и контактные площадки стараться не перегревать.

Схемы с наборами имеются, перечни элементов вложены, наименования на элементах написаны — имей, как говорится, глаза и руки. Но об одном хочу напомнить: после сборки, очистки и промывки не спеши сразу включать. Возьми, Мастер, лупу покрупнее и самым тщательным образом проверь каждую пайку. КАЖДУЮ! Чтобы кружочек был ровненьким, чтобы от него не тянулись замыкающие сопли припоя на другие контакты. Львиная доля неисправностей возникает именно от некачественной пайки.

Правильно вставь в разъем процессор (контроллер). Это самая большая микросхема, у нее есть на торце выемка, обозначающая начало выводов. На монтажной схеме нарисовано, куда должна смотреть эта выемка.

Собрал? Проверил? Теперь еще раз проверь. Контрольный выстрел перед запуском. Стрельнул? Ну что ж, перекрестись на образа и тычь разъем питания. Только учти, что если не туда вставишь, удовольствие будет сомнительное, да и результат не тот.

Смотри, около разъема СОМ два разъемчика поменьше — справа и слева. Тот, что справа — это разъем для подключения датчиков. А разъем питания — это тот, что слева от COM. Так вот, разъем питания очень хорошо тычется в разъем датчиков. Будь внимателен, иначе рискуешь нарваться на неприятности.

Разъем COM. Для чего? Для соединения с компьютером… и не только. К контактам этого же разъема подведены выходы контроллера для управления нагрузками OUT0, OUT1, OUT2 и OUT3 (смотри разъем XS1 на схеме). То есть, эти 4 выхода можно использовать напрямую с этого разъема.

Неплохо, конечно, но если ты их не используешь здесь, а используешь разъем только для соединения с компьютером, то не пытайся применять абы какой кабель для соединения. В этом кабеле могут быть припаяны и провода к контактам выходов. Неизвестно, чем это может кончиться. Сказано в инструкции, как надо распаять кабель для соединения с компьютером — так и делай.

Далее. Вот эти синенькие клеммнички (XS6 — XS9), что слева от разъемов, можно вообще не устанавливать, если ты намерен для управления использовать наборчики NM4411. Мало того, можно также не припаивать и все элементы, которые предусмотрены в этих выходных каскадах. Все, что имеются на этом фрагменте схемы NM8036 (тут еще 8 резисторов и 4 оптрона).

Эти элементы не нужны (меньше паек — надежней прибор). А как же тогда соединять выходы контроллера со входами NM4411? Дык, как… напрямую.

Я ведь говорил, что штатно в этом наборе только 4 выхода, к которым, соответственно, можно подключить только 4 нагрузки. А программное обеспечение, прошивка контроллера может обеспечить работу с 12-ю нагрузками. При этом каждая из них подключается напрямую к контактам контроллера (хотя, конечно, первые 4 могут быть взяты с COM-разъема, штатно).

Если посмотреть на плату NM8036 со стороны паек, то ее вид будет примерно таким, как на этом рисунке (для увеличения щелкни по нему). Выходы каналов управления от 1-го до 12-го пронумерованы соответствующими цифрами. Пронумерованы также и два аналоговых входа (А1 и А2), которые также обрабатываются новой прошивкой контроллера.

Если, Мастер, ты смотрел видеоролик сборки, то, конечно, заметил жгутик проводов, припаянный к выводам контроллера с обратной стороны платы. Посредством этого жгутика я соединил указанные выводы с разъемом на дополнительной плате.

А там уже пошел другой жгут, от этого разъема на платы исполнительных реле NM4411 и два переключателя, кои соединились с аналоговыми входами контроллера. Для чего переключатели? Их я поставил для переключения режимов работы системы отопления.

Управление отоплением частного дома с котлом и тепловым аккумулятором не решается однозначно. Тут ведь не просто „включил-выключил“. Работа котла по накоплению тепловой энергии — это уже отдельный режим, отличный от режима потребления тепла. Первый мой переключатель — это включение/отключение режима „Котел“, который как раз соответствует работе котла.

Второй переключатель в моем случае включает нагрев бани. В дежурном режиме в помещениях предбанника, мойки и сауны поддерживается температура на уровне 16 градусов. При включении нагрева температура в мойке повышается до 35 градусов.

Схема переключателя режимов простенькая, это пара резистров номиналом 1 ком, подпаянных к тумблеру. Верхний по схеме резистор подключен к выводу 10 контроллера (VCC, питание +5в), а нижний — к выводу 11 (GND, общий).

Осталось дополнить эту статью соображениями по выбору корпуса. Очень удачным в моем случае оказался выбор пластикового корпуса, который попался в одном из местных магазинов электротоваров. Некоторая тесноватость в нем вполне компенсировалась довольно уместным прозрачным окном для размещения под ним блока NM8036 с дисплеем. В нем же разместился и блок питания, и 3 платы управления NM441 по 4 канала каждая.

Клавиатуру и тумблеры переключателей режимов удалось закрепить на внутренней стороне крышки. Таким образом получился неплохой блок управления отоплением частного дома.

Как выбрать GSM-модуль для удаленного управления котлом

GSM-модулем оборудованы довольно дорогостоящие и далеко не все модели отопительных котлов. Однако его можно докупить и подключить самостоятельно, как к дорогостоящим, так и к самым бюджетным моделям. Главное – котел должен иметь возможность подключения внешнего управления, что, впрочем, является нормой практически для всех современных котлоагрегатов.

Стоимость устройства в среднем 4-7 тыс. руб, что довольно немало и сравнимо с хорошими программируемыми термостатами , которые являются более современным решением. Однако GSM-управление котлом подразумевает передачу команд из любой точки страны, где есть сотовая связь, в то время как зона действия термостата ограничивается самим домом или зоной досягаемости домашнего Wi-Fi. Поэтому доустановка GSM-модуля сегодня все еще более, чем оправдана.

Читайте в статье

Что собой представляют GSM-модули для котлов отопления

GSM-модуль – это небольшой прибор (контроллер), по сути представляющий альтернативу органам управления и автоматике котла. Он принимает сигнал по сотовой связи и передает команду котлу или же в обратную сторону: информирует о состоянии и параметрах работы котла и системы отопления в целом.

Для чего он нужен и как применяется

Обычно первичной целью покупки устройства является экономия и повышение комфорта эксплуатации отопительной системы. Любой GSM-модуль позволяет:

• включать или полностью выключать котел отопления;
• управлять температурой, например, снижая температуру на время отсутствия в целях существенной экономии и восстанавливая комфортный режим еще до приезда в дом;
• управлять параметрами температуры контура ГВС;
• идущие в комплекте практически с любым современным модулем внешние термодатчики позволяют более точно поддерживать температурный режим за счет измерения температуры воздуха в помещении, а не температуры теплоносителя. Также возможно организовать погодозависимую работу котла.

Но не менее важной, по нашему мнению, и действительно более приоритетной для некоторых покупателей целью приобретения является безопасность. GSM-модуль способен оповещать:

• о достижении нижнего или верхнего заданного предела температуры;
• об отключении котла отопления по причине отсутствия электроэнергии или газоснабжения, проблем с отводом продуктов сгорания, ошибок автоматики, разгерметизации системы и т.д. Часто это довольно недооцененная функция, позволяющая находиться в спокойствии при длительном отъезде и в случае неисправности своевременно принять меры для предотвращения замерзания и повреждения системы отопления;
• возможна настройка оповещений о температуре и прочих параметров котла с определенной периодичностью.

Пример SMS-отчета о состоянии системы отопления модуля EctoControl.

Оповещения и управление с телефона можно осуществлять с помощью SMS и уже в зависимости от функционала конкретной модели: через специальное приложение, веб-интерфейс или голосовые команды. GSM-модуль можно подключить к любому котлу, имеющему возможность подключения внешнего управления (имеющего соответствующие клеммы), как к газовому, электрическому или жидкотопливному, так и к твердотопливному.

Сообщение о сбое в работе котла на примере приложения модуля ZONT H-1V.

Практически все современные модели позволяют привязать к контроллеру минимум 2, но обычно до 5 или 10 номеров и отчитываться на каждый из привязанных. Современные устройства, за счет возможности подключения к ним других модулей, позволяют организовать еще более широкий функционал: контроль уровня жидкого и даже твердого топлива (например, пеллет в бункере автоматической подачи), отслеживание состояния датчиков протока и угарного газа, контроль давления в контурах.

Устройство и принцип работы

Основным элементом является контроллер (электронная плата управления). В нем есть слот под SIM-карту, без нее устройство работать не будет. В зависимости от планируемого метода управления и контроля, необходимо выбрать наиболее выгодного сотового оператора и тариф, постоянно поддерживать работу SIM-карты пополняя счет. Вне зависимости от метода передачи команды, контроллер принимает ее по сотовой связи и преобразует в команду для котла, являющуюся приоритетной над работой штатной автоматики.

Для улучшения качества связи контроллер может дополняться антенной. Для обеспечения бесперебойной работы при отключении электричества большинство моделей оснащаются встроенным аккумулятором, поэтому могут без проблем отправить оповещение о проблеме. Практически ко всем современным моделям прилагаются внешние датчики температуры (проводные и беспроводные), информация с которых является приоритетной над измерениями датчиков котла.

Как грамотно выбрать и подключить генератор для газового котла

Отзывы о GSM-модулях управления котлом: преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Дистанционное управление из любой точки мира при наличии сигнала сотовой связи	Высокая, но окупающая себя стоимость – в среднем от 4 до 7 тыс. рублей
Как правило, несколько способов управления и контроля: SMS, приложение, веб-интерфейс с большим набором данных и статистикой	Необходимость в покупке и содержании SIM-карты
Обновление данных при каждом подключении или запросе	Зависимость от покрытия сотовой связи и его качества, в отдаленных загородных домах вне зоны покрытия GSM-модули бесполезны
Гарантированная автономность работы и гарантированное информирование об отключении системы отопления или аварийной ситуации	Небольшой, хотя и достаточный на российском рынке выбор производителей и моделей
Возможность самостоятельно установить и подключить модуль, имея лишь базовые знания (исключением являются более сложные схемы с использованием доп. датчиков протока, насосов и т.д.)
Абсолютная беспроблемность, согласно практике монтажа и отзывам владельцев приборы долговечны и, как правило, служат десятками лет

Как выбрать подходящую модель

Основной критерий – это спецификация модели. Существуют приборы, подходящие только к определенным моделям котлов одного производителя, они выпускаются в качестве дополнительного оборудования к котлу, информация об их предназначении обычно содержится в самом названии. Разумеется, при наличии такой возможности, лучше выбрать GSM-модуль того же производителя, что и котел (он будет подогнан под конкретную линейку моделей и их специфику).

Но также существуют универсальные модели, подходящие абсолютно к любым котлам, имеющим соответствующие клеммы, именно о таких универсальных GSM-модулях идет речь в статье.

На сегодня выбор универсальных GSM-модулей небольшой (около 20-25 моделей), поэтому выделить достаточное количество критериев трудно. Мы рекомендуем изучить наиболее известные и удачные модели (см. далее) и выбирать из них, изучая функционал и удобство каждого, сравнивая цены. Но также рекомендуем обратить внимание на такие критерии, как:

1. Наличие приложения и web-интерфейса, существенно упрощающих управление, позволяющих видеть и анализировать статистику работы. Если производитель не предоставил примеры интерфейса, стоит поискать скриншоты в поиске по картинкам любой из поисковых систем. Пример веб-интерфейса модулей ZONT, интерфейс доступен в личном кабинете на сайте производителя.
2. Стандартная комплектация. В комплекте с некоторыми модулями идут внешние датчики температуры, которые можно разместить в отдаленных от котельной помещениях и ориентироваться на их измерения, что является очевидным преимуществом. Хорошей считается комплектация с наличием выносной антенны, позволяющей серьезно улучшить качество связи, а в некоторых случаях, при выносе антенны повыше и вовсе поймать отсутствующий на первом этаже или в подвале отдаленного дома сигнал.
3. Емкость встроенного аккумулятора должна составлять по крайней мере 100-150 мАч, при таких параметрах его хватит на 2-4 часа работы модуля.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

«Котел ОК»

Самый востребованный на рынке, один из лучших и самых недорогих GSM-модулей для котлов отопления российского производства. Помимо цены, отличается компактными размерами, максимально простой и легкой настройкой, наличием приложения, способного отправлять команды в том числе и в виде SMS, что является отличным вариантом, позволяющим не использовать тарифы с доступом в интернет.

Функционал прибора довольно простой, минимально необходимый: управление температурой, настройка оповещений, проверка параметров работы котла, также в модуль встроено реле, позволяющее включать и выключать котел.

Из недостатков стоит отметить довольно простое приложение с минимально необходимым функционалом и устаревающим интерфейсом, наличие в комплекте внешнего термодатчика с длиной кабеля всего 0,5 метра, что не подразумевает его установку в других, отдаленных от котельной помещениях. Антенна также не выносная, вкручиваемая в прибор посредством резьбового соединения.

Стоимость: 3 990 руб.

КСИТАЛ GSM 4Т

Еще один известный, более профессиональный и универсальный прибор с гораздо более богатой комплектацией. Функционал управления отоплением в нем примерно такой же, как и в предыдущем «Котел ОК» – минимально необходимый, однако присутствуют целых 4 зоны для дополнительных устройств (датчик протока, дыма, движения, затопления, открытия дверей и т.д.). Также в комплекте идет электронный ключ и считыватель (подобно устанавливаемым в домофоны), поэтому повлиять на настройки, при желании, можно только имея электронный ключ.

Главным отличием является наличие в комплекте двух выносных датчиков температуры с длинной провода 10 м, а также выносной проводной антенны и шнура для подключения резервного внешнего аккумулятора (встроенного, к сожалению, нет). Управление и контроль можно осуществлять как посредством SMS, так и через приложение.

Недостатками, помимо отсутствия встроенного аккумулятора, являются малофункциональный и неудобный, хоть и понятный, интерфейс приложения, менее привлекательный внешний вид с открытыми клеммами и большие габариты. Обратите внимание, что для отопления необходимо выбирать модель, имеющую в конце букву «T».

Стоимость: 8 640 руб.

В каких случаях является незаменимым стабилизатор напряжения для газового котла и как его выбрать

ЭВАН GSM CLIMATE

Также известен как ZONT H-1, отличается более современным и удобным приложением, с уже готовыми режимами «Эконом» и «Комфорт», а также возможностью программирования параметров работы котла. Достаточно единожды настроить шаблон работы котла и модуль будет автоматически отдавать команды котлу для изменения параметров в зависимости от времени или дня недели. Также доступно управление через web интерфейс. В стандартную комплектацию входит один выносной датчик температуры и выносная антенна.

Пожалуй, единственными недостатками являются отсутствие встроенного аккумулятора и всего один контакт для подключения внешнего термодатчика.

Стоимость: 6 780-8 840 руб.

ZONT H-1V

Более совершенный аналог предыдущего GSM CLIMATE (ZONT H-1). Несмотря на менее привлекательный внешний вид, имеет дополнительный режим «Анти-заморозка» и встроенный аккумулятор для автономной работы при перебоях в электроснабжении. К-во подключаемых термодатчиков – до 10 шт.

В остальном, в виду одинаковой прошивки, все аналогично предыдущей модели: такое же управление через SMS, приложение или веб интерфейс, который, к слову, является одним из самых удобных и функциональных, с ведением статистки. В комплекте по прежнему один выносной термодатчик и выносная проводная антенна.

Стоимость: 7 400-9 200 руб.

Цены: итоговая таблица

Модель	Стоимость, руб.
«Котел ОК»	3 990
КСИТАЛ GSM 4Т	8 640
ЭВАН GSM CLIMATE (ZONT H-1)	6 780-8 840
ZONT H-1V	7 400-9 200

Инструкция по установке и подключению GSM-модуля к котлу

Установка и подключение к котлу у всех GSM-модулей практически ничем не отличается, а подробный алгоритм всегда описан в инструкции прибора. Разберем процесс подключения на примере «Котел ОК».