Манипулатор на сензора: как стар котел се управлява дистанционно
Вместо да се пипа електрониката на котела, малка кутия променя съпротивлението на външния датчик — три състояния, две безжични релета. Корпусът е лазерно рязан акрил с гравирани надписи.
По-старата отоплителна инсталация не познава Wi-Fi, приложения, нито програма, която да се измести от дивана. Очевидният път би бил намеса в логиката ѝ на управление — скъпо, обвързано с производителя и отначало при следващата смяна на инсталацията. Този проект тръгва по заобиколния път и оставя котела напълно непокътнат: между външния температурен датчик и отоплението стои малка кутия, която променя измерената стойност. Съобщи ли висока външна температура, инсталацията сама намалява; съобщи ли ниска, увеличава мощността. Котелът не забелязва нищо — прави точно това, за което е построен.
Възможно е, защото котелът изобщо не измерва температура, а омове. Външният датчик е съпротивителен и инсталацията преизчислява измереното съпротивление във външна температура. На този датчик бяха отчетени две точки: 825 Ω при 0 °C и 979 Ω при 20 °C. Съпротивлението следователно расте с температурата, с около 7,7 Ω на градус. Точно там действа манипулаторът, с два потенциометъра и два ключа. Единият е последователно на датчика и повишава съпротивлението: котелът вижда по-топло и намалява. Другият е паралелно и го понижава: котелът вижда по-студено и увеличава мощността. От това се получават три състояния, пресметнати предварително в онлайн симулатор на схеми — непроменено 824 Ω, паралелно 810,6 Ω, последователно 1,1 kΩ. Кръглите стойности там са примери; колко градуса излизат от тях зависи от датчика и от отоплителната крива на инсталацията и се настройва с потенциометрите.
Всичко е сглобено върху универсална платка, съзнателно просто: запоени телени мостчета, два тримерни потенциометъра в средата — до 500 Ω за последователното рамо, до 50 kΩ за паралелното — и четири винтови клеми навън: две към ключовете, една към външния датчик, една към отоплението. Ключовете са два модула Shelly, които работят като безпотенциални релета и вземат своите 230 V от домашната мрежа; настройват се през Bluetooth и Wi-Fi и после се управляват през приложението на производителя. От лазера идва корпусът: тъмно тониран, прозиращ акрил, скачен по ръбовете, с гравирана словна марка и надписите Sensor, Heizung и Power 230V /50Hz. Виси на две скоби на стената в котелното — там нищо не трябва да се вгражда, а потенциометрите можеха да се донастроят при свързана инсталация, докато температурните стойности се четяха директно от управлението на котела. Едно изречение е задължително: тук става дума за 230 V и за намеса в отоплителна инсталация. Това е работа на хора, които имат право и умеят — тук се произвежда корпусът, а не електрическата част.
Често задавани въпроси
Мога ли да си го направя сам?
Само с необходимите знания — и на собствена отговорност. Манипулаторът се включва в линията на датчика на отоплителна инсталация, а безжичните релета висят на мрежата 230 V. И двете са работа на хора, които имат право да извършват електрически инсталации по правилата. От лазера тук идва единствено корпусът; платката, компонентите и окабеляването са собствена изработка.
Как едно съпротивление може да управлява отоплението?
Защото котелът изобщо не измерва температура, а омове. Външният датчик е съпротивителен и инсталацията преизчислява измереното съпротивление във външна температура. Промени ли се съпротивлението по пътя към котела, се променя представата му за времето. На този датчик бяха отчетени 825 Ω при 0 °C и 979 Ω при 20 °C — съпротивлението следователно расте с температурата, с около 7,7 Ω на градус.
Кои са трите състояния?
Непроменено, по-студено, по-топло. В покой едно реле шунтира последователния резистор, а паралелното рамо е отворено: котелът получава истинската стойност на датчика, 824 Ω в симулацията. Включи ли се паралелното рамо, стойността пада — в примера до 810,6 Ω — и котелът, виждайки по-студено, увеличава мощността. Отвори ли се шунтът, последователният резистор влиза във веригата и стойността се покачва — в примера до 1,1 kΩ — а котелът, виждайки по-топло, намалява до практически изключено.
Защо потенциометри, а не постоянни резистори?
Защото симулацията показва само принципа, а кръглите стойности в нея са примери. Колко градуса излизат от една намеса зависи от конкретния датчик и от отоплителната крива на инсталацията. Затова на платката стоят два тримера — до 500 Ω в последователното рамо, до 50 kΩ в паралелното. Окончателната настройка стана на работеща инсталация: завърташ, отчиташ на управлението на котела, донастройваш.
Как е изградена платката?
Като универсална платка, съзнателно просто. Връзките са запоени телени мостчета, а двата тримерни потенциометъра са в средата. Навън водят четири винтови клеми: две към безжичните релета, една към външния температурен датчик и една към отоплението. Винтови клеми, защото с тях може да се работи в котелното без поялник.
Какво правят двата модула Shelly?
Те са ключовете. И двата работят като безпотенциални релета — тоест превключват само веригата на датчика и не подават напрежение върху нея — и се захранват с 230 V от домашната мрежа. При пускането се настройват през Bluetooth и Wi-Fi, а после се управляват през приложението на производителя. Който желае, включва в същата логика допълнителни стайни датчици и оставя състоянията да се превключват автоматично.
Ами защитата от замръзване?
Това е най-важната точка при третото състояние. Види ли котелът явно твърде висока външна температура, той практически спира — а през зимата това не бива да завърши със замръзнали тръби. Инсталацията трябва следователно да има собствена надеждна защита от замръзване. Ако няма такава, тя принадлежи към логиката на управление на безжичните релета, заедно с истински стаен датчик или датчик за подаването.
От какво е корпусът?
От лазерно рязан акрил, тъмно тониран и прозиращ — платката и релетата се виждат да прозират зад него. Стените са скачени по ръбовете, а надписите са гравирани: словната марка отпред, Sensor и Heizung при кабелните въводи, Power 230V /50Hz долу. Кутия като тази е една от най-простите чертежи изобщо — правоъгълници с гребеновидно съединение, няколко отвора и готово. Който иска да промени размерите или надписите, я преначертава в моделиера или качва собствен векторен файл.
- Клиент
- Formulor — собствен проект
- Проект
- Корпус за манипулатор на сензора между външния датчик и отоплението
- Материал и технология
- Акрил, тъмно тониран и прозиращ — лазерно рязан, надписи гравирани
Повече по темата: Как работи моделерът · Как работи
Проект, изработка и снимки: Formulor. Схемите, измерванията и фотографиите произхождат от първоначалната проектна документация.