Самодельный контроллер для отопления
Появилась потребность изготовить бюджетный контроллер отопления. Да такой, чтобы можно было управлять им удаленно с помощью SMS команд, и получать данные о температуре влажности и состоянии сети 220 вольт.
Для проекта понадобятся:
Плата Arduino UNO,
GSM модуль SIM800L, Провода,
Твердотельное реле G3MB-202P,
Модуль зарядки LI-ION батарей от MICROUSB,
LI-ION батарея на 3.7 вольта с емкостью от 1000 миллиампер,
Зарядка от телефона, или блок питания на 5 вольт, и от 500 до 1000 миллиампер,
Датчик температуры и влажности DHT11,
Датчик температуры LM35,
4 сопротивления на 250-500 ом, 2k, 2.4k и 10k
Для индикации любой маломощный светодиод,
Еще понадобится: активная сим карта с положительным балансом на счету.
Вилка, розетка, и коробка в корой все поместится.
Коробку для корпуса лучше использовать из негорючего пластика!
В 16 строке скетча, необходимо вписать номера телефонов, с которых будет разрешено принимать SMS команды.
Также в 245 строке необходимо указать номер, на который будут приходить данные о температуре, влажности, состоянии сети 220 вольт и какую программу выполняет контроллер.
Я прописал в этот скетч 8 SMS команд.
Часть из них служат для переключения на интересующую программу, а остальные для запроса отчета, и настройки климат контроля.
Более подробно я рассказываю на видео, которое закреплено в конце этой статьи
//Начало скетча
//Конец скетча
Указав свои номера в скетче, загружаю его на плату.
Затем надо подготовить GSM модуль SIM800L. Припаять антенну, делитель напряжения, и еще 3 провода, как показано на схеме ниже.
Делитель напряжения нужен, для того чтобы не спалить GSM модуль. Сигнал входящего высокого уровня, для модуля SIM800L должен быть в пределах от 2.1 до 2.8 вольта!
Затем собираю все как показано на этой схеме.
Я в схеме применил твердотельное реле G3MB-202P, которое рассчитано на нагрузку до 2 Ампер. Этого вполне достаточно для обычного циркуляционного насоса!
Если вы планируете, управлять мощным обогревателем или теплым полом, то используйте более мощное твердотельное реле, на пример SSR-40DA, которое выдерживает до 40 Ампер, или SSR-80DA до 80 Ампер. И провода соответствующего сечения!
Не используйте слишком тонкие провода для питания GSM модуля, так как при запуске модуля, нагрузка может достигать 2 Ампер. При использовании очень тонких проводов, возникает просадка по напряжению, и модуль не сможет найти сеть GSM.
Подробная видео инструкция о том как пользоваться GSM контроллером.
Творческая мастерская Мастер Колотушкин 2021
Проекты на базе Arduino для начинающих, электронные самоделки своими руками.
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.
Автоматика на котёл отопления своими руками
С наступлением зимы у всех, кто живет в частном доме начинает возникать вопрос об отоплении.
В своем доме я уже как 3 года назад решил этот вопрос. В кооперативе где стоит дом, газа пока что нет, из удобств только свет и вода. Тем не менее все мы люди и когда наступают холодные месяцы греться и обогреваться нужно.
По понятным причинам, выбор пал на твердотопливный комбинированный котел:
Котел очень удобный. Работает как на дровах и угле, так и на электропитании. Единственное чего в нем нет, так это возможности подключения к газу, когда тот появится. В целом себя оправдывает и дает тепла столько, сколько требуется для комфортной жизни.
Единственный минус всех твердотопливных котлов — это уход и обслуживание. Постоянно нужно заготавливать дрова и уголь. Выносить шлак и пепел. Это жуть как напрягает и с приходом зимы в сознании не елка и игрушки, а вот эта пыточная машина =).
Поэтому, спустя 3 года топки, я все же решился подключить ТЭНы на котле, которые там были все это время, но я почему-то считал, что они мне не к чему:
ТЭНы располагаются слева от лицевой части котла. В кожухе находится клеммная колодка на которую выходят 3 трубчатых электронагревательных элемента (ТЭН) . Общая мощность нагревательных элементов составляет 9 кВт, по 3 кВт на каждый ТЭН.
Так как силовой линии в подвале нет, пришлось заново прокладывать силовой кабель 5 х 6 мм.кв. в помещение где стоит котёл. Такой кабель может передать 45А или 10 кВт мощности на 1 жиле, мне в самый раз, так как у меня не 3ф напряжение, а однофазное.
Для того, чтобы все это работало как положено, а именно регулировалась температура, мне понадобилась плата управления, которую я купил в китайском магазине электроники:
Это замечательная маленькая плата W1209 — терморегулятор. Она позволяет программировать нужный температурный гистерезис (разницу между минимальной и максимальной температурой) в пределах 15 ºС .
Настраивается плата очень просто тремя кнопками на передней части:
Кнопка Set — выбор режима работы и настройка параметров каждого режима.
Кнопка » + » — увеличение значения выбранного параметра;
Кнопка » — » — уменьшение значения выбранного параметра.
Для входа в режим настройки, кнопку Set необходимо удерживать нажатой в течении 5 секунд и на индикаторе появится надпись первого режима P0.
Всего режимов 7 : Р0,Р1,Р2,Р3,Р4,Р5,Р6. Каждый из режимов имеет параметры настройки, которые выбираются кнопками «+» и «-«. Когда вы находитесь в настройке одного из режимов, чтобы выйти из него нужно кратковременно нажать на кнопку Set, тогда вы перейдете в «главное» меню выбора режимов. Так осуществляется переход от режима к режиму для настройки.
Описание режимов работы платы w1209:
Р0 — общий режим работы терморегулятора. Тут задается его «предназначение», что он будет делать, нагревать или охлаждать. Имеет 2 настройки: С — режим охлаждения, Н — режим нагрева; выбор величины уставки температуры : -50ºС — 110ºС.
Уставка — это базовая температура, относительно которой будет работать гистерезис. Для её задания нужно нажать на кнопку Set в выбранном режиме, например С .
Если включен режим С — то реле замкнет контакты и пропустит через них ток, тогда, когда температура достигнет максимума и разомкнет контакты, когда станет минимальной. Максимальная и минимальная температуры зависят от того, какую температуру вы выбрали в уставке и диапазон гистирезиса.
Если включен режим Н — то реле замкнет контакты когда температура будет минимальная, а разомкнет контакты когда температура достигнет максимального значения.
Р1 — режим настройки гистерезиса . Это разница между температурой включения и выключения контактов реле. Настраивается в пределах от 0.1 — 15 ºС , с шагом в 0.1 ºС . Когда вы выберете данный режим, по умолчанию там уже будет какое-то значение, кнопками «+» и «-» вы можете его с легкостью поменять.
Для примера: если вы установите в параметре Р1 значение гистерезиса равное 3ºС, а в режиме работы Р0 будет стоять H (нагрев) с уставкой в 20ºС, то это будет означать, что когда температура на датчике упадет до 20ºС, контакты реле замкнутся. Если на них находится нагревательный элемент, на него поступит питание, он нагреет то, к чему прислонен датчик температуры до 23ºС и реле отключит контакты, теплоноситель или что-то другое начнет остывать до 20ºС и реле снова замкнет контакты. Этот процесс будет продолжаться пока вы не отключите питание.
Р2 — уставка верхнего предела температуры -45ºС — 110ºС. Для ограничения верхнего предела уставки.
Р3 — уставка нижнего предела температуры -50ºС — 105ºС. Для ограничения нижнего предела уставки.
Р4 — корректировка датчика температуры. Если у вас есть образцовый термометр и вы измерили им значение, а оно не совпадает с показанием платы. В этой настройке вы можете скорректировать показание w1209 и записать корректировку в память. Величина корректировки может быть записана от -7 — 7 с шагом 1. По умолчанию значение 0. Впредь, измеренное датчиком платы значение температуры будет сперва откорректировано, а затем выведено на индикатор.
Р5 — задержка на включение реле. Когда условия будут соблюдены и все температуры находятся в допуске, чтобы реле замкнуло свои контакты, этот параметр откладывает замыкание на время в диапазоне от 0 — 10 минут.
Р6 — предел температуры, при котором плата отключается — аварийный режим. Устанавливается в диапазоне от 0 °C до +110 °C. Выключено по умолчанию.
Если вдруг так вышло, что вы растерялись или не помните что и где настроили, вы всегда можете сбросить все настройки на заводские . Для этого нужно выключить питание, зажать «+» и «-» и подать питание. Дождаться когда на индикаторах появиться надпись «888». Все, настройки сброшены на заводские.
Так, с платой разобрались. Она очень проста в настройке. Но что дальше? Ведь этим реле нельзя управлять ТЕНами на 9 кВт. Реле рассчитано на ток в 20 А при напряжении 14 В, и на ток в 5 А при напряжении в 220 В. Если включить 9 кВт на 220 В это будет ток в 41А., реле просто взорвется.
Для этого я подключил пускатель на 3ф и 40А:
Суть его в заключается в том, что у него есть электромагнитная катушка, которая при подаче на нее питания, притягивает шток, на котором группа из 3 контактов, рассчитанная на 40А на контакт, и дополнительные контакты для других целей. Главное,что для питания этой катушки, наше реле по мощности подходит еще и с запасом!
Подключаем к выходам реле на колодке находящимся на плате w1209 фазу для питания катушки пускателя:
Питание 12 В для платы взял от старого импульсного блока питания, от чего-то у меня сохранился. Что же касается питания на 220В для катушки пускателя, его можно взять от вводного кабеля.
Для того, чтобы все 9 кВт не подключать одновременно, поставил в разрыв между пускателем и ТЭНом на каждый нагреватель по автоматическому выключателю на 16А. Так стало удобней регулировать нагрузку и мощность.
Все это хозяйство запихнул в старый щит и повесил на стену:
Датчик температуры платы управления установил взамен штатного и забил пропитанной бумагой.
Вот как это выглядит на данной момент у меня в котельной:
Все работает без проблем. На будущее планирую поставить такую же плату на циркуляционный насос, чтобы он продолжал работать пока горят дрова и отключался, когда температура падает, а то получается что дрова уже сгорели, а он работает пол ночи в холостую.
В планах установить еще и инвертор на насос. Но это уже совсем другая история.
На видео ниже я постарался все рассказать и показать:
Спасибо что дочитали до конца!
Подписывайтесь на канал РОБОТИП впереди много интересного!
