Manipolatore di sonda: come si comanda a distanza una vecchia caldaia
Invece di toccare l'elettronica della caldaia, una piccola scatola altera la resistenza della sonda esterna: tre stati, due relè radio. La custodia è in acrilico tagliato al laser con scritte incise.
Un impianto di riscaldamento datato non conosce il Wi-Fi, né le app, né un programma che si possa spostare dal divano. La via ovvia sarebbe intervenire sulla sua logica di regolazione: costosa, legata al produttore e da rifare al prossimo cambio di impianto. Questo progetto prende una scorciatoia laterale e lascia la caldaia del tutto intatta: fra la sonda di temperatura esterna e il riscaldamento si inserisce una piccola scatola che altera la misura. Se comunica una temperatura esterna alta, l'impianto riduce da solo la potenza; se ne comunica una bassa, la aumenta. La caldaia non se ne accorge: fa esattamente ciò per cui è stata costruita.
Funziona perché la caldaia non misura affatto una temperatura, ma ohm. La sonda esterna è una sonda resistiva e l'impianto converte la resistenza misurata in una temperatura esterna. Su questa sonda sono stati letti due punti: 825 Ω a 0 °C e 979 Ω a 20 °C. La resistenza cresce quindi con la temperatura, di circa 7,7 Ω per grado. È proprio lì che agisce il manipolatore, con due potenziometri e due interruttori. Uno è in serie alla sonda e aumenta la resistenza: la caldaia vede più caldo e riduce la potenza. L'altro è in parallelo e la abbassa: la caldaia vede più freddo e aumenta la potenza. Ne derivano tre stati, calcolati in anticipo in un simulatore di circuiti online — invariato 824 Ω, in parallelo 810,6 Ω, in serie 1,1 kΩ. I valori tondi sono esempi; quanti gradi ne risultino dipende dalla sonda e dalla curva caratteristica dell'impianto, e si imposta sui potenziometri.
Il tutto è montato su una basetta millefori, volutamente semplice: ponticelli di filo saldati, due trimmer al centro — fino a 500 Ω per il ramo in serie, fino a 50 kΩ per quello in parallelo — e quattro morsetti a vite verso l'esterno: due agli interruttori, uno alla sonda esterna, uno al riscaldamento. Gli interruttori sono due moduli Shelly che lavorano come relè puliti e prendono i loro 230 V dalla rete domestica; si configurano via Bluetooth e Wi-Fi e poi si usano con l'app del produttore. Dal laser viene la custodia: acrilico scuro trasparente e traslucido, incastrato sugli spigoli, con il marchio inciso e le scritte Sensor, Heizung e Power 230V /50Hz. È appesa a due squadrette alla parete del locale caldaia — lì non serve incassare nulla, e i potenziometri si sono potuti tarare a impianto collegato, leggendo i valori di temperatura direttamente sulla centralina. Una frase è d'obbligo: qui si parla di 230 V e di un intervento su un impianto di riscaldamento. È cosa di persone abilitate e competenti — ciò che qui viene prodotto è la custodia, non la parte elettrica.
Domande frequenti
Posso realizzarlo da solo?
Solo con le conoscenze necessarie — e sotto la propria responsabilità. Il manipolatore si inserisce nella linea della sonda di un impianto di riscaldamento e i relè radio sono collegati alla rete a 230 V. Entrambe le cose spettano a chi è abilitato a eseguire installazioni elettriche a regola d'arte. Dal laser qui arriva soltanto la custodia; basetta, componenti e cablaggio sono autocostruiti.
Come può una resistenza comandare il riscaldamento?
Perché la caldaia non misura una temperatura, ma ohm. La sonda esterna è una sonda resistiva e l'impianto converte la resistenza misurata in una temperatura esterna. Se si altera la resistenza lungo la strada verso la caldaia, si altera la sua idea del tempo che fa. Su questa sonda sono stati letti 825 Ω a 0 °C e 979 Ω a 20 °C: la resistenza cresce dunque con la temperatura, di circa 7,7 Ω per grado.
Quali sono i tre stati?
Invariato, più freddo, più caldo. A riposo un relè ponticella la resistenza in serie e il ramo in parallelo è aperto: la caldaia riceve il valore reale della sonda, 824 Ω nella simulazione. Inserendo il ramo in parallelo il valore scende — a 810,6 Ω nell'esempio — e la caldaia, vedendo più freddo, aumenta la potenza. Aprendo il ponticello la resistenza in serie entra nel circuito e il valore sale — a 1,1 kΩ nell'esempio — e la caldaia, vedendo più caldo, riduce fino a spegnersi praticamente.
Perché potenziometri e non resistenze fisse?
Perché la simulazione mostra solo il principio e i suoi valori tondi sono esempi. Quanti gradi risultino da un intervento dipende dalla sonda specifica e dalla curva caratteristica dell'impianto. Sulla basetta ci sono quindi due trimmer — fino a 500 Ω sul ramo in serie, fino a 50 kΩ su quello in parallelo. La taratura finale è avvenuta a impianto in funzione: girare, leggere sulla centralina, ritoccare.
Com'è costruita la basetta?
Come basetta millefori, volutamente semplice. I collegamenti sono ponticelli di filo saldati e i due trimmer stanno al centro. Verso l'esterno portano quattro morsetti a vite: due ai relè radio, uno alla sonda di temperatura esterna e uno al riscaldamento. Morsetti a vite perché permettono di lavorare nel locale caldaia senza saldatore.
Che cosa fanno i due moduli Shelly?
Sono gli interruttori. Entrambi lavorano come relè puliti — commutano soltanto il circuito della sonda e non vi applicano tensione — e sono alimentati a 230 V dalla rete domestica. Si configurano via Bluetooth e Wi-Fi alla messa in servizio e poi si usano con l'app del produttore. Volendo si possono agganciare alla stessa logica altre sonde ambiente e far commutare gli stati automaticamente.
E la protezione antigelo?
È il punto più importante del terzo stato. Quando la caldaia vede una temperatura esterna decisamente troppo alta, si spegne praticamente — e d'inverno questo non deve finire con le tubazioni congelate. L'impianto deve quindi avere una propria protezione antigelo affidabile. Se non ce l'ha, quella protezione va inserita nella logica di comando dei relè radio, insieme a una vera sonda ambiente o di mandata.
Di che cosa è fatta la custodia?
Di acrilico tagliato al laser, scuro e traslucido — si vedono la basetta e i relè brillare dietro. I fianchi sono incastrati sugli spigoli e le scritte sono incise: il marchio sul frontale, Sensor e Heizung ai passacavi, Power 230V /50Hz in basso. Una scatola così è uno dei disegni più semplici che esistano: rettangoli con incastro a pettine, qualche foro, fatto. Chi vuole cambiare le misure o le scritte la ridisegna nel modellatore o carica un proprio file vettoriale.
- Cliente
- Formulor — progetto proprio
- Progetto
- Custodia per un manipolatore di sonda fra sonda esterna e riscaldamento
- Materiale e tecnica
- Acrilico scuro trasparente e traslucido — tagliato al laser, scritte incise
Per saperne di più: Come funziona il Modeller · Come funziona
Progetto, realizzazione e fotografie: Formulor. Schemi, misure e foto provengono dalla documentazione originale del progetto.