Климат-контроль v3 Конфигурация v3.3

Одна из самых первостепенных задач Умного дома, это контроль и управление отоплением в нём. Безусловно, это только начало. Следующим шагом будет автоматизация проветривания, а также борьба с низкой и высокой влажностью. Эти основные вопросы по созданию комфортного климата в доме или где-либо ещё, мы объединили в один проект под названием "Климат-контроль". С его помощью можно легко запустить домашнюю автоматизацию, даже начав с одного единственного переносного обогревателя. Обратите внимание, для этого проекта разработано несколько вариантов печатных плат!

climate-3.9.5.bin
climate-3.9.5.bin

Показатели
  •  SelfTemp Температура контроллера
  •  AirTemp Температура воздуха
  •  HeatTemp Температура обогревателя
  •  AirHum Влажность воздуха
Устройства
  •  SelfFan Охлаждение контроллера
  •  FuseHeat Предохранитель
  •  AirFan Вентиляция
  •  AirHeat Обогрев воздуха
  •  AirHumid Увлажнитель воздуха

Climate PCB v3.2  

Это базовая редакция проекта, которая лучше всего подходит для знакомства и обучения с принципами работы системы Умный дом. Эта версия печатной платы и наглядно отображает все возможности проекта в целом. Однако, на практике она используется редко. Это связано с тем, что эта плата больше подходит для маленьких помещений с близко расположенными устройствами. На деле же, чаще используются другие редакции этого проекта, например ClimatePlace (см. видео Умная розетка для отопления), которые более компактны и ставятся по месту с каждым управляемым устройством: обогревателями, вытяжками, увлажнителями и т.д., а затем объединяются все вместе в единый проект (подробнее в видео Комфортное отопление).

Печатная плата и описание

Чертежи   PCBWay   JLCPCB

Типовой размер платы 92х92мм.

Управление вентилятором SelfFan осуществется прямо с платы U=5V, Imax=200mA.

Обычно реле предохранителя FuseHeat управляет контактором, который размыкает питание других устройств.

Датчик контроля температуры модуля SelfTemp, может быть размещен прямо на плате без подключения через разъем.

Печатная плата допускает подключение высоковольтной нагрузки, но все же обратите внимание: 

  • чтобы уменьшить сопротивление, коммутируемые дорожки идущие к реле должны быть дополнительно хорошо залужены
  • со временем, коммутация цепи с большим током приведёт к подгоранию контактов, поэтому лучше использовать SSR-реле, как бесшумное и износостойкое.

Предохранитель ставится перед всеми устройствами. Его задача, в случае поломки реле (залипание контактов, выгорания MOSFET) иметь возможность разорвать цепь и не допустить предельного повышения температуры теплоносителя.

Универсально! Разработанная схема предусматривает как размещение на плату элементов, так и отказ от них. Например, Вы можете использовать только прямой цифровой вывод для соответствующего устройства или датчика и самостоятельно собрать исполнительную схему, либо же, Вы можете разместить на плате предложенные компоненты - блок реле, оптроны, транзисторы и т.п. и таким образом получить полностью готовый проект. Кроме прямых цифровых выводов, на плату добавлены дополнительные разъемы 5V, 3.3V, GND для питания внешних модулей. 
Опасно! Напряжение 220В опасно для жизни и может вызвать пожар! 

Принципиальная схема

Внимание! Предложенная схема является типовой и может быть модернизирована согласно Ваших предпочтений и требований. Вам необязательно использовать все компоненты указанные в схеме и подключать их! Аналогично, Вы можете использовать этот проект не по прямому назначению, заменяя устройства и компоненты на какие-либо другие. 

ClimatePlace PCB v3.3  v3.2  

Зачастую, чтобы обогреть комнату, используют несколько обогревателей, которые размещены на расстоянии друг от друга. Поэтому, мы создали более удобную и компактную печатную плату для проекта "Климат-контроль". Эта редакция имеет встроенный блок питания и разводку для простого подключения реле предохранителя, бесшумного реле и двух обогревателей. Использование таких контроллеров в разных частях дома позволяет постепенно внедрять умное отопление, не делая глобальных изменений сразу во всем доме. Кроме того, нагрузка на электропроводку дома распределяется равномерно.

Печатная плата и описание

Чертежи   PCBWay   JLCPCB

Плата имеет следующие особенности:

  • Компактный размер 76x64мм.
  • Содержит компактный блок питания HLK-PM01.
  • Силовое напряжение заведено сразу на реле предохранителя SRD-05VDC с максимальным током 10А. Если использование предохранительного реле не планируется, то вместо него можно установить перемычку.
  • Предусмотрены разъёмы SSR-3V3 и SSR-220V для возможного подключения бесшумного реле. Если установка реле не планируется, то на место SSR-220V необходимо будет установить перемычку и изменить в конфигурации контроллера GPIO обогревателя AirHeat с 4 на 13.
  • Установлены разъёмы Heater1 и Heater2 для подключения двух обогревателей параллельно.
  • Установлены разъёмы AirFan и AirHumid для подключения внешних блоков реле Universal B, D, E для управления вытяжкой и увлажнителем.
Универсально! Разработанная схема предусматривает как размещение на плату элементов, так и отказ от них. Например, Вы можете использовать только прямой цифровой вывод для соответствующего устройства или датчика и самостоятельно собрать исполнительную схему, либо же, Вы можете разместить на плате предложенные компоненты - блок реле, оптроны, транзисторы и т.п. и таким образом получить полностью готовый проект. Кроме прямых цифровых выводов, на плату добавлены дополнительные разъемы 5V, 3.3V, GND для питания внешних модулей. 
Опасно! Напряжение 220В опасно для жизни и может вызвать пожар! 

Принципиальная схема

Внимание! Предложенная схема является типовой и может быть модернизирована согласно Ваших предпочтений и требований. Вам необязательно использовать все компоненты указанные в схеме и подключать их! Аналогично, Вы можете использовать этот проект не по прямому назначению, заменяя устройства и компоненты на какие-либо другие. 

ClimatePlaceHard PCB v3.2  

Эта редакция проекта является практический полностью аналогичной для ClimatePlace, за исключением того, что в ней реле предохранителя (или обогревателя) заменено на более мощное. Это позволяет подключать к реле обогреватели суммарной мощностью до 2кВт. 

Печатная плата и описание

Чертежи   PCBWay   JLCPCB

Плата имеет следующие особенности:

  • Компактный размер 76x76мм.
  • Содержит компактный блок питания HLK-PM01.
  • Силовое напряжение заведено сразу на реле предохранителя SLA-05VDC с максимальным током 30А. Если использование предохранительного реле не планируется, то вместо него можно установить перемычку.
  • Предусмотрены разъёмы SSR-3V3 и SSR-220V для возможного подключения бесшумного реле. Если установка реле не планируется, то на место SSR-220V необходимо будет установить перемычку и изменить в конфигурации контроллера GPIO обогревателя AirHeat с 4 на 13.
  • Установлены разъёмы Heater1 и Heater2 для подключения двух обогревателей параллельно.
  • Установлены разъёмы AirFan и AirHumid для подключения внешних блоков реле Universal B, D, E для управления вытяжкой и увлажнителем.
Универсально! Разработанная схема предусматривает как размещение на плату элементов, так и отказ от них. Например, Вы можете использовать только прямой цифровой вывод для соответствующего устройства или датчика и самостоятельно собрать исполнительную схему, либо же, Вы можете разместить на плате предложенные компоненты - блок реле, оптроны, транзисторы и т.п. и таким образом получить полностью готовый проект. Кроме прямых цифровых выводов, на плату добавлены дополнительные разъемы 5V, 3.3V, GND для питания внешних модулей. 
Опасно! Напряжение 220В опасно для жизни и может вызвать пожар! 

Принципиальная схема

Внимание! Предложенная схема является типовой и может быть модернизирована согласно Ваших предпочтений и требований. Вам необязательно использовать все компоненты указанные в схеме и подключать их! Аналогично, Вы можете использовать этот проект не по прямому назначению, заменяя устройства и компоненты на какие-либо другие. 

ClimateHeatFan PCB v3.2  v3.1  

К сожалению, далеко не все комнаты изначально оснащены системой вентиляции, а новые герметичные пластиковые окна отлично изолируют воздушные потоки. В этом случае, в комнате в качестве вытяжки можно установить недорогой компьютерный вентилятор с напряжением питания 12В. Он уже сам по себе менее шумный, чем классическая вытяжка на 220В, но кроме этого, этим вентилятором можно управлять с помощью ШИМ-сигнала, то есть регулировать скорость вращения, делая его еще менее шумным в период отдыха. Эта редакция платы аналогично ClimatePlace, но имеет встроенный блок питания 12В, который используется как для питания чипа, так и для управления вентилятором. То есть, этот вариант платы будет удобно применить, когда в контроллере необходимо совместить и обогреватель и вытяжку.

Печатная плата и описание

Чертежи   PCBWay   JLCPCB

Плата имеет следующие особенности:

  • Компактный размер 76x76мм.
  • Содержит компактный блок питания HLK-PM12.
  • Содержит стабилизатор LM7805 для преобразования напряжения в 5В.
  • Силовое напряжение заведено сразу на реле предохранителя с максимальным током 16А.
  • Установлены разъёмы для подключения бесшумного SSR-реле.
  • Содержит блок твердотельного реле на базе IRF540N управляющий вентилятором на 12В в качестве вытяжки.
  • Можно отказаться от предохранителя и использовать его реле для прямого включения обогревателя. Для этого необходимо припаять перемычку на место разъёма SSR-220V, и изменить в настройках контроллера GPIO обогревателя с 4 на 13.
Универсально! Разработанная схема предусматривает как размещение на плату элементов, так и отказ от них. Например, Вы можете использовать только прямой цифровой вывод для соответствующего устройства или датчика и самостоятельно собрать исполнительную схему, либо же, Вы можете разместить на плате предложенные компоненты - блок реле, оптроны, транзисторы и т.п. и таким образом получить полностью готовый проект. Кроме прямых цифровых выводов, на плату добавлены дополнительные разъемы 5V, 3.3V, GND для питания внешних модулей. 
Опасно! Напряжение 220В опасно для жизни и может вызвать пожар! 

Принципиальная схема

Внимание! Предложенная схема является типовой и может быть модернизирована согласно Ваших предпочтений и требований. Вам необязательно использовать все компоненты указанные в схеме и подключать их! Аналогично, Вы можете использовать этот проект не по прямому назначению, заменяя устройства и компоненты на какие-либо другие. 

ClimateHeatFanHard PCB v3.2  v3.1  

Эта редакция проекта является практический полностью аналогичной для ClimateHeatFan, за исключением того, что в ней реле предохранителя (или обогревателя) заменено на более мощное. Это позволяет подключать к реле обогреватели суммарной мощностью до 2кВт.

Печатная плата и описание

Чертежи   PCBWay   JLCPCB

Плата имеет следующие особенности:

  • Компактный размер 76x76мм.
  • Содержит компактный блок питания HLK-PM12.
  • Содержит стабилизатор LM7805 для преобразования напряжения в 5В.
  • Силовое напряжение заведено сразу на реле предохранителя SLA-05VDC с максимальным током 30А. Если использование предохранительного реле не планируется, то вместо него можно установить перемычку.
  • Предусмотрены разъёмы SSR-3V3 и SSR-220V для возможного подключения бесшумного реле. Если установка реле не планируется, то на место SSR-220V необходимо будет установить перемычку и изменить в конфигурации контроллера GPIO обогревателя AirHeat с 4 на 13.
  • Содержит блок твердотельного реле на базе IRF540N управляющий вентилятором AirFan на 12В в качестве вытяжки.
Универсально! Разработанная схема предусматривает как размещение на плату элементов, так и отказ от них. Например, Вы можете использовать только прямой цифровой вывод для соответствующего устройства или датчика и самостоятельно собрать исполнительную схему, либо же, Вы можете разместить на плате предложенные компоненты - блок реле, оптроны, транзисторы и т.п. и таким образом получить полностью готовый проект. Кроме прямых цифровых выводов, на плату добавлены дополнительные разъемы 5V, 3.3V, GND для питания внешних модулей. 
Опасно! Напряжение 220В опасно для жизни и может вызвать пожар! 

Принципиальная схема

Внимание! Предложенная схема является типовой и может быть модернизирована согласно Ваших предпочтений и требований. Вам необязательно использовать все компоненты указанные в схеме и подключать их! Аналогично, Вы можете использовать этот проект не по прямому назначению, заменяя устройства и компоненты на какие-либо другие. 

Рекомендуемые компоненты

Модуль I2C BME280 - датчик температуры, влажности и давления
AirTempHum
Модуль I2C GY-21 HTU21 - датчик температуры и влажности
AirTempHum
Реле SSR-40 DA твердотельное и бесшумное
AirHeat
Вентилятор радиальный 30x30x10мм, 5В 150мА
SelfFan
Блок питания HLK-PM01 с 220В на 5В
Pwr5V
Датчик 1-Wire DS18B20 - датчик тепмпературы
SelfTemp, HeatTemp, AirTemp

3D-модели

Корпус для BME280/HTU21
Скачать
Колпак для радиатора
Скачать
Адаптер для кулера
Скачать
Адаптер для вентилятора 120мм
Скачать
Платформа для платы 76х64мм
Скачать
Платформа для платы 76х76мм
Скачать

Видео-обзоры

Скачать