Умный обогреватель

Один из моих друзей предложил мне создать для системы отопления некое коробочное решение. В первую очередь речь конечно идёт о том, чтобы на основе проекта «Климат-контроль» получить универсальный контроллер, типа умной розетки, для удаленного управления обогревателем. 

Понятно, что использовать обычные умные розетки на постоянной основе крайне опасно. Но с другой стороны, нет желания использовать какие-то неприглядные блоки из распределительных коробок, которые к тому же требуют их дополнительной модернизации. 

Что же, это вполне обоснованное желание. Поэтому я решил добавить ещё одну редакцию проекта ClimateTriac, в которой решил собрать некую универсальную плату для работы с обогревателем, вентилятором и увлажнителем. Думаю, эта редакция заинтересует тех, кто хотел бы изготовить сразу серию универсальных блоков для себя или для своих клиентов.

Давайте посмотрим, что получилось. Вот так выглядит весь блок в сборе. У него специальный металлический корпус, изготовленный конкретно под эту редакцию. Поставляется он без шнуров, потому что они могут быть разной длины. Вместо этого блок предусматривает стандартные разъёмы питания IEC. То есть если я захочу включить в розетку, то я могу использовать известный нам кабель нужной мне длины. Либо же, если этот блок будет подключаться через кабель домашней проводки, то в этом случае это можно будет сделать через разборную вилку. Вот так.

Что же касается управляемых устройств, то для них предусмотрены аналогичные выходные разъемы IEC, которые расположены на левом и правом боку. К ним можно будет подключить обогреватель мощностью до 2 кВт, а также увлажнитель с мощностью до 200 Вт. 

Обогреватель может быть, как один, так и несколько. Например, два обогревателя по один киловатт. В этот разъем можно вставить соответствующий переходник. В этом случае, можно подключать любой обогреватель со стандартной вилкой. Либо можно купить керамический или ТЭНовый обогреватель и опять-таки подключить его самостоятельно использую вот такую вилку "IEC". 

  

Больше высоковольтных разъемов нет, и я рассмотрю другие. С левой стороны подключается датчик температуры обогревателя. Вот таким образом. Потом, его надо будет закрепить на обогревателе.

С правой стороны находится два других похожих разъема. Первый – для подключения датчика температуры и влажности воздуха. Второй разъём - для вентилятора. Да, в этом варианте климатического проекта, я решил использовать стандартный четырех пиновый вентилятор для компьютеров. Если выбрать хороший вентилятор, например, как этот с тихими подшипниками, то его вполне хватит для проветривания комнаты площадью двадцать квадратных метров. Благодаря встроенному в блок ШИМ-регулятору можно будет управлять оборотами этого вентилятора, что особенно важно в спальных комнатах. Регулируя обороты вентилятора можно сохранить приток свежего воздуха и убрать его шумность.

Это всё из подключаемых устройств и датчиков. Помимо этого, на корпусе есть выключатель, Wi-Fi антенна, ряд светодиодов, отображающих состояние и конечно же аккуратный маленький кулер, который поможет избежать перегрева блока. Кстати, сам блок имеет такую конструкцию, что его удобно и безопасно повесить на стену, при этом сзади снизу остаётся незаметный вентиляционный зазор для притока воздуха и эффективного охлаждения даже при неработающем кулере.

  

Что ещё можно сказать об этом блоке. Прежде всего, что он максимально безопасный. Для управления мощными нагрузками, как обогреватель нужно быть особо внимательным, так как это пожароопасно. Именно поэтому я так часто говорю о непригодности для этих целей умных розеток из пластика с миниатюрным электромеханическом реле. Да, они могут некоторое время включать обогреватель, но они не могут использоваться, как полноценная система для управления отоплением.

В этом блоке реализована многоступенчатая защита. Прежде всего это металлический корпус, который лучше защищает электрику от окружающих предметов. Во-вторых, особое предохранительное реле, которое обесточит все устройства, если что-то пойдёт не так (вот так оно выглядит на плате). 

Это качественное надежное реле, которое рассчитано на долгую работу с большим током. 

И в-третьих, конструкция блока предусматривает принудительное охлаждение. Для этого блок имеет встроенный датчик температуры и мини-кулер.

Еще одним важным достоинством этого блока по сравнению с той же типовой умной розеткой, является бесшумность работы, благодаря твердотельному реле на базе симистора. Это очень важный момент, которому почему-то уделяется мало внимание. 

Надо понимать, что для того, чтобы в комнате была комфортная температура обогреватель надо не просто включить один раз. Есть понятие инерционности, когда требуется некоторое время пока он нагреется и затем, когда будет остывать. Поэтому, реле обогревателя должно работать бесшумно и очень часто, включая обогреватель на несколько секунд и каждую минуту. Именно тогда, можно достичь эффекта того особого комфорта, когда и не душно от перегретого воздуха и нет простуды из-за постоянных колебаний температуры.

 

Следующим важным достоинством, я считаю тот момент, что блок совмещает в себе функции управления вытяжным вентилятором и увлажнителем. Температура и влажность, это практически неразрывные показатели комфорта в помещении. Поэтому управлять надо не только обогревателем, который сможет нагреть комнату, но при этом и увеличить влажность. Эту излишнюю влажность необходимо удалить. Или же наоборот, когда обогреватель выходит на заданную мощность и работает продолжительное время, то он начинает сильно иссушать воздух и в этом случае потребуется включить увлажнитель.

  

Что касается внешнего вида этого блока, его эргономики, то мне будет не корректно об этом судить, и я вынесу этот вопрос на Ваше усмотрение. Но в любом случае, мне он кажется более привлекательным чем типовая распределительная коробка.

В заключении я конечно же сделаю небольшой технический обзор этого блока разобрав его. Как видите корпус блока состоит из четырех частей. 

Эта крышка, которая содержит разъём питания и выключатель питания. Здесь расположен кулер охлаждения, а сверху антенна.

Это две панели с разъемами устройств и датчиков. Также здесь есть крепление на стену.

 

И конечно же основание корпуса и его рама. Собственно, на неё и крепится плата ClimateTriac. Сзади имеется небольшое отверстие, это стандартная кнопка Reset для инициализации блока пользователем.

 

Сниму плату и рассмотрим её детальнее. Это блок питания на 12 Вольт, за ним стабилизатор на 5 Вольт. Сам чип ESP с подключением под внешнюю антенну. Это твердотельное реле на базе симистра с хорошим радиатором для обогревателя. Недалеко от него еще два реле. Первое общее предохранительное и рядом с ним второе твердотельное для увлажнителя.

 

Подробнее как обычно с платой и другими её компонентами можно ознакомится на сайте SmartESP в разделе Проекты, Климат-контроль, редакция ClimateTriac. Здесь же представлена принципиальная схема и материалы необходимые для сборки.