Контролер ClimateTriac Готовий проєкт для розумного опалення

Один з моїх друзів запропонував мені створити для системи опалення якесь коробкове рішення. Насамперед ідеться, звісно, про те, щоб на основі проєкту Climate (Клімат-контроль) отримати універсальний контролер, на кшталт розумної розетки, для віддаленого керування обігрівачем.

Зрозуміло, що використовувати звичайні розумні розетки на постійній основі вкрай небезпечно. Але з іншого боку, немає бажання використовувати якісь непривабливі блоки з розподільних коробок, які до того ж потребують їх додаткової модернізації.

Що ж, це цілком обґрунтоване бажання. Тому я вирішив додати ще одну редакцію проєкту - ClimateTriac, в якій вирішив зібрати якусь універсальну плату для роботи з обігрівачем, вентилятором і зволожувачем. Думаю, ця редакція зацікавить тих, хто хотів би виготовити відразу серію універсальних блоків для себе або для своїх клієнтів.

Давайте подивимося, що вийшло. Ось такий вигляд має весь блок у зборі. У нього спеціальний металевий корпус, виготовлений конкретно під цю редакцію. Поставляється він без шнурів, бо вони можуть бути різної довжини. Замість цього блок передбачає стандартні роз'єми живлення IEC. Тобто якщо я захочу увімкнути в розетку, то я можу використати відомий нам кабель потрібної мені довжини. Або ж, якщо цей блок буде підключатися через кабель домашньої проводки, то в цьому випадку це можна буде зробити через розбірну вилку. Ось так.

Що ж стосується керованих пристроїв, то для них передбачено аналогічні вихідні роз'єми IEC, які розташовані на лівому і правому боці. До них можна буде підключити обігрівач потужністю до 2 кВт, а також зволожувач з потужністю до 200 Вт.

Обігрівач може бути, як один, так і кілька. Наприклад, два обігрівачі по один кіловат. У цей роз'єм можна вставити відповідний перехідник. У цьому разі можна підключати будь-який обігрівач зі стандартною вилкою. Або можна купити керамічний або ТЕНовий обігрівач і знову-таки підключити його самостійно, використовуючи ось таку вилку "IEC".

Більше високовольтних роз'ємів немає, і я розгляну інші. З лівого боку підключається датчик температури обігрівача. Ось таким чином. Потім, його треба буде закріпити на обігрівачі.

З правого боку розташовано два інших схожих роз'єми. Перший - для підключення датчика температури і вологості повітря. Другий роз'єм - для вентилятора. Так, у цьому варіанті кліматичного проєкту я вирішив використати стандартний чотирьохпіновий вентилятор для комп'ютерів. Якщо вибрати хороший вентилятор, наприклад, як цей з тихими підшипниками, то його цілком вистачить для провітрювання кімнати площею двадцять квадратних метрів. Завдяки вбудованому в блок ШІМ-регулятору можна буде керувати оборотами цього вентилятора, що особливо важливо в спальних кімнатах. Регулюючи оберти вентилятора можна зберегти приплив свіжого повітря і прибрати його гучність.

Це все з пристроїв і датчиків, що підключаються. Крім цього, на корпусі є вимикач, Wi-Fi антена, низка світлодіодів, що відображають стан, і, звісно, акуратний маленький кулер, який допоможе уникнути перегрівання блока. До речі, сам блок має таку конструкцію, що його зручно і безпечно повісити на стіну, водночас ззаду знизу залишається непомітний вентиляційний проміжок для припливу повітря та ефективного охолодження навіть у разі, якщо кулер не працює.

Що ще можна сказати про цей блок. Перш за все, що він максимально безпечний. Для управління потужними навантаженнями, як обігрівач, потрібно бути особливо уважним, оскільки це пожежонебезпечно. Саме тому я так часто говорю про непридатність для цих цілей розумних розеток із пластику з мініатюрним електромеханічним реле. Так, вони можуть на деякий час вмикати обігрівач, але вони не можуть використовуватися як повноцінна система для управління опаленням.

У цьому блоці реалізовано багатоступеневий захист. Насамперед це металевий корпус, який краще захищає електрику від навколишніх предметів. По-друге, особливе запобіжне реле, яке знеструмить усі пристрої, якщо щось піде не так (ось так воно виглядає на платі).

Це якісне надійне реле, яке розраховане на довгу роботу з великим струмом.

І по-третє, конструкція блоку передбачає примусове охолодження. Для цього блок має вбудований датчик температури і міні-кулер.

Ще однією важливою перевагою цього блоку, порівняно з тією самою типовою розумною розеткою, є безшумність роботи, завдяки твердотільному реле на базі симістора. Це дуже важливий момент, якому чомусь приділяється мало уваги.

Треба розуміти, що для того, щоб у кімнаті була комфортна температура, обігрівач треба не просто ввімкнути один раз. Є поняття інерційності, коли потрібен певний час, поки він нагріється, і потім, коли буде остигати. Тому реле обігрівача має працювати безшумно і дуже часто, вмикаючи обігрівач на кілька секунд і кожну хвилину. Саме тоді можна досягти ефекту того особливого комфорту, коли і не душно від перегрітого повітря, і немає застуди через постійні коливання температури.

Наступною важливою перевагою я вважаю той момент, що блок поєднує в собі функції управління витяжним вентилятором і зволожувачем. Температура і вологість - це практично нерозривні показники комфорту в приміщенні. Тому керувати треба не тільки обігрівачем, який зможе нагріти кімнату, але водночас і збільшити вологість. Цю зайву вологість необхідно видалити. Або ж навпаки, коли обігрівач виходить на задану потужність і працює тривалий час, то він починає сильно висушувати повітря, і в цьому разі потрібно ввімкнути зволожувач.

Що стосується зовнішнього вигляду цього блоку, його ергономіки, то мені буде некоректно про це судити, і я винесу це питання на Ваш розсуд. Але в будь-якому разі, мені він здається більш привабливим, ніж типова розподільна коробка.

Насамкінець я, звісно ж, зроблю невеликий технічний огляд цього блока, розібравши його. Як бачите корпус блоку складається з чотирьох частин.

Це кришка, яка містить роз'єм живлення і вимикач живлення. Тут розташований кулер охолодження, а зверху антена.

Це дві панелі з роз'ємами пристроїв і датчиків. Також тут є кріплення на стіну.

І звісно ж основа корпусу і його рама. Власне, на неї і кріпиться плата ClimateTriac. Ззаду є невеликий отвір, це стандартна кнопка Reset для ініціалізації блоку користувачем.

Зніму плату і розглянемо її детальніше. Це блок живлення на 12 Вольт, за ним стабілізатор на 5 Вольт. Сам чип ESP з підключенням під зовнішню антену. Це твердотільне реле на базі Сімістра з хорошим радіатором для обігрівача. Недалеко від нього ще два реле. Перше загальне запобіжне і поруч із ним друге твердотільне для зволожувача.

Детальніше, як завжди, з платою та іншими її компонентами можна ознайомитися на сайті SmartESP у розділі Проекти, Клімат-контроль, редакція ClimateTriac. Тут же представлено принципову схему і матеріали, необхідні для складання.