Контролер ClimateTriac Готовий проект для розумного опалення

Один із моїх друзів запропонував мені створити для системи опалення якесь коробкове рішення. У першу чергу йдеться про те, щоб на основі проекту Climate (Клімат-контроль) отримати універсальний контролер, типу розумної розетки, для віддаленого управління обігрівачем.

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

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

Погляньмо, що вийшло. Ось так виглядає весь блок у зборі. У нього спеціальний металевий корпус, виготовлений безпосередньо під цю редакцію. Поставляється він без шнурів, тому що вони можуть бути різною довжиною. Натомість блок передбачає стандартні роз'єми живлення IEC. Тобто, якщо я захочу включити в розетку, то я можу використовувати відомий нам кабель потрібної мені довжини. Або, якщо цей блок підключатиметься через кабель домашньої проводки, то цьому випадку це можна буде зробити через розбірну вилку. Ось так.

Що ж до керованих пристроїв, то для них передбачені аналогічні вихідні роз'єми IEC, які розташовані на лівому та правому боці. До них можна буде підключити обігрівач потужністю до 2 кВт, а також зволожувач 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 випадку можна підключати будь-який обігрівач зі стандартною вилкою. Або можна купити керамічний або ТЕНовий обігрівач і знову підключити його самостійно використовую ось таку вилку "IEC".

Більше високовольтних роз'ємів немає, і я розгляну інші. Зліва підключається датчик температури обігрівача. Ось так. Потім його треба буде закріпити на обігрівачі.

З правого боку є два інші схожі роз'єми. Перший – для підключення датчика температури та вологості повітря. Другий роз'єм – для вентилятора. Так, у цьому варіанті кліматичного проекту, я вирішив використати стандартний чотирипіновий вентилятор для комп'ютерів. Якщо вибрати хороший вентилятор, наприклад, як цей з тихими підшипниками, його цілком вистачить для провітрювання кімнати площею двадцять квадратних метрів. Завдяки вбудованому в блок ШИМ-регулятору можна буде керувати обертами цього вентилятора, що особливо важливо у спальних кімнатах. Регулюючи оберти вентилятора, можна зберегти приплив свіжого повітря і прибрати його шумність.

Це все з пристроїв, що підключаються, і датчиків. Крім цього, на корпусі є вимикач, Wi-Fi антена, ряд світлодіодів, що відображають стан і звичайно ж акуратний маленький кулер, який допоможе уникнути перегріву блоку. До речі, сам блок має таку конструкцію, що його зручно та безпечно повісити на стіну, при цьому ззаду знизу залишається непомітний вентиляційний проміжок для притоку повітря та ефективного охолодження навіть при непрацюючому кулері.

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

У цьому блоці реалізовано багатоступінчастий 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 тривалу роботу з великим струмом.

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

Ще однією важливою перевагою цього блоку в порівнянні з тією ж 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 включити один раз. Є поняття інерційності, коли потрібно деякий час, поки він нагріється і потім, коли буде остигати. Тому реле обігрівача має працювати безшумно і дуже часто, включаючи обігрівач на кілька секунд і кожну хвилину. Саме тоді можна досягти ефекту того особливого комфорту, коли й не задушливо від перегрітого повітря і немає застуди через постійні коливання температури.

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

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

Наприкінці я звичайно зроблю невеликий технічний огляд цього блоку розібравши його. Як бачите, корпус блоку складається з чотирьох частин.

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

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

І звичайно ж основа корпусу та його рама. Власне, на неї кріпиться плата ClimateTriac. Позаду є невеликий отвір, це стандартна кнопка Reset для ініціалізації користувача користувачем.

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

Докладніше як зазвичай з платою та іншими її компонентами можна ознайомитись на сайті SmartESP у розділі Проекти, Клімат-контроль, редакція ClimateTriac. Тут же представлена принципова схема та матеріали необхідні для збирання.