Caixa de controle da caldeira de aquecimento central
Componentes e suprimentos
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Sobre este projeto
Introdução
Se você tem aquecimento central com caldeira a gás em sua casa, com termostato ambiente na sala de estar, o termostato desliga a caldeira se a sala estiver quente o suficiente. A caldeira é desligada para toda a casa e é impossível aquecer outras divisões da casa. Portanto, se você tiver uma lareira ou fogão a lenha na sala de estar, o resto da casa estará frio quando você o usar. O fornecedor da caldeira normalmente resolverá isso instalando um controle dependente do clima ou sistema de controle climático. No entanto, tal sistema tem desvantagens, e. a alta conta do gás. E funciona mal em combinação com um aquecimento de piso. A caixa de controle da caldeira é uma solução melhor e mais barata.
Recursos
- Oferece a oportunidade de aquecer outros cômodos da casa, mesmo que o termostato da sala diga à caldeira CH para desligar (função de ignorar).
- Possui interruptores no painel frontal para substituição temporária e permanente
- Temperatura máxima da água da caldeira ajustável no painel frontal.
- LCD do painel frontal (4 x 20) mostrando a temperatura medida da caldeira, definir a temperatura máxima da caldeira, ignorar ligado ou desligado com tempo restante ou 'cancelamento permanente', programa de proteção da válvula se estiver ativo (com tempo restante), número de vezes o programa de proteção da válvula foi executado, REBOOT se uma reinicialização tiver ocorrido.
- 'À prova de falhas', ou seja, se a caixa de controle da caldeira (BCB) estiver desligada, o termostato da sala irá operar a caldeira CH de maneira normal e o aquecimento funcionará normalmente.
- Watchdog que faz com que o BCB reinicie no caso improvável de uma falha de software.
- O sistema necessita de uma válvula elétrica (válvula motorizada) para ser colocada na alimentação de água quente do piso radiante. Se houver um sistema de controle dependente do clima na instalação CH atual, esta válvula já está instalada.
- O programa de proteção de válvula integrado evita que a válvula motorizada fique presa ao ser fechada e aberta uma vez a cada aprox. 24 horas.
- Temperatura ideal da água em tubos de aquecimento de piso, ao contrário de um sistema de controle dependente do clima da velha escola. A temperatura da água no aquecimento do piso é independente da temperatura externa.
- Sem suspensão da caldeira.
Benefícios
- O aquecimento de todos os cômodos da casa é possível e independente da temperatura da sala.
- Temperatura confortável da sala de estar devido à temperatura ideal da água nos tubos de aquecimento do piso. Controle total sobre a temperatura da água em tubos de aquecimento de piso (ao contrário de um sistema de controle climático convencional / sistema de controle dependente do clima).
- Conta de gás mais baixa do que com um sistema de controle dependente do clima da velha escola.
- Vida útil mais longa da caldeira e menos reparos em peças da caldeira, como bomba e ventilador.
Como funciona
O BCB está ligado (aos contactos do termóstato) à caldeira, ao termóstato da sala e a uma válvula eléctrica (válvula motorizada) colocada na alimentação de água quente do pavimento radiante. O BCB também é conectado a um NTC colocado na tubulação de saída de água quente da caldeira, medindo a temperatura de saída de água quente.
No painel frontal do BCB há um display, mostrando a temperatura da saída de água quente (Tmedida), a temperatura máxima da água ajustada se "override" estiver ativo (Tset), override on, off ou override permanente e o número de vezes que o programa de proteção da válvula foi executado.
Se o BCB não estiver no modo "override", ou se o BCB estiver desligado, o termostato da sala é conectado à caldeira e a válvula de aquecimento do piso está aberta. O termostato da sala agora controla a caldeira CH diretamente. Como se o BCB não estivesse lá. O LED no painel frontal está apagado e o display diz:"Override:OFF." Se o termostato da sala avisa a caldeira para desligar, ela é desligada independentemente da temperatura nos outros cômodos da casa.
Se quisermos aquecimento em um dos outros cômodos da casa, podemos "anular" o termostato da sala usando um dos dois botões na frente do BCB. O interruptor do copo pode ser usado para substituir o termostato da sala permanentemente. O botão de pressão pode ser usado para uma substituição temporária. Se for pressionado, uma substituição temporária de uma a oito horas pode ser escolhida conforme mostrado no visor. (0-1-2-3-4-5-6-7-8-0 ... etc. horas). Se o BCB estiver no modo de sobreposição, ele indica isso no display e o LED do painel frontal acende.
No modo override, o BCB assume o controle da caldeira CH. Desliga a caldeira se a temperatura medida da água de saída da caldeira ultrapassar a temperatura máxima ajustada Tdefinida (na imagem 59 ° C). Liga a caldeira se a temperatura medida cair abaixo (Tset - h), sendo h a histerese de 20 ° C. Portanto, no nosso caso, o BCB liga a caldeira se a temperatura da água de saída cair abaixo de 39 ° C. A histerese h pode ser alterada no esboço, se desejado. O BCB agora mantém a temperatura da água do CH entre 39 ° C e 59 ° C. Cada cômodo pode ser aquecido independentemente do termostato da sala. A temperatura ambiente pode, se desejado, ser controlada por válvulas termostáticas nos radiadores.
A temperatura da sala agora é controlada pelo termostato da sala abrindo ou fechando a válvula elétrica do aquecimento de piso.
Como construir
Construí-lo é bastante simples. Conecte os componentes conforme mostrado na programação. A saída de 5 V do Arduino Uno deve ser ligada a todas as conexões de + 5 V (setas). Também interconecte todos os pinos de aterramento.
O BCB é alimentado por uma fonte de alimentação externa de 12 V DC conectada ao Arduino. A saída de alimentação de + 5 V do Arduino não é poderosa o suficiente para alimentar o LCD e o módulo de relé, portanto, o circuito de relé no último é alimentado por uma fonte de alimentação comutada de 5 V separada, o LM2596. O LM 2596 obtém sua alimentação diretamente da fonte de alimentação externa de 12 V. O jumper no módulo de relé, conectando Vcc e JD-Vcc, precisa ser removido. Siga cuidadosamente o esquema.
Baixe o sketch e carregue-o no seu Arduino e pronto.
O que você precisa:
- Arduino Uno
- Módulo de 8 relés
- Tela LCD 2004A
- Módulo de fonte de alimentação comutada LM2596 5V
- Fonte de alimentação externa 12 V DC
- B + B Thermo Technik TS-NTC-103 (10kΩ)
- Resistência de filme metálico 10kΩ, 0, tolerância de 1%
- Potmeter 10kΩ linear (chassi)
- Trim potmeter 10kΩ
- Resistor 820 Ω (tolerância não é importante, 10%, 5% ou melhor serve)
- Resistor 1500 Ω (tolerância não é importante, 10%, 5% ou melhor serve)
- Resistor 10 kΩ, tolerância não importante (2 peças)
- Capacitor 0, 1 uF (=100nF) 16V (2 peças)
- Elco 470 uF 16V
- Botão de pressão (normalmente desligado)
- Chave tipo copo
- 4 conectores de 2,5 mm (chassi)
- 1 conector de alimentação (chassi)
- 4 conectores individuais de 2,5 mm
- LED, baixa corrente, por exemplo Kingsbright L53 LYD amarelo
- Gabinete
Instalação
Conecte os conectores da válvula elétrica, do termostato da sala e da caldeira CH aos conectores apropriados do BCB. Certifique-se de que os condutores do NTC estão devidamente isolados, por ex. com mangas retráteis. Instale o NTC na válvula de saída de água quente da caldeira com braçadeiras. Conecte o conector do NTC ao conector apropriado do BCB. Ligue a fonte de alimentação de 12 V ao conector de alimentação do BCB e ligue o conector de alimentação à tomada de parede.
Iniciando o BCB
Após conectar o conector da fonte de alimentação à tomada da rede elétrica, o BCB mostrará uma mensagem de que está inicializando. Ele também mostrará a versão do esboço na tela.
Se a chave tumbler para cancelamento permanente estiver na posição desligada, a tela a seguir aparecerá após o BCB ter inicializado. A tela mostra a temperatura medida da água da caldeira de saída (Tmedida), a temperatura máxima ajustada da água da caldeira de saída (Tset), o status de override (desligado) e mostra que o BCB foi inicializado.
Para apagar a mensagem "BOOTED" coloque o interruptor do copo na posição de cancelamento permanente e pressione o botão de cancelamento temporário. O LED acenderá. A caldeira pode ser ligada pelo BCB ao fazer isso.
No visor, a mensagem "BOOTED" agora é substituída pela mensagem "# VP =0" indicando que o Programa de Proteção da Válvula (#VP) foi executado 0 vezes desde que o BCB foi inicializado (Consulte Programa de Proteção da Válvula).
Coloque o interruptor de cancelamento permanente de volta na posição desligada. O LED apagará.
Programa de proteção de válvula
O programa de proteção da válvula será executado a cada aproximadamente 24 horas. Fecha a válvula elétrica e abre-a novamente para evitar que emperre. Cada vez que o VPP executa o contador #VP é incrementado. Depois de # VP =99, ele retorna a zero. Durante a execução, o VPP mostra o tempo restante no display do BCB. O tempo total do programa é de 15 minutos. Isso pode parecer um pouco longo, mas muitas válvulas elétricas demoram vários minutos para responder. Se a função de substituição foi usada, a primeira execução do VPP ocorrerá aproximadamente 24 horas após a função de substituição ter sido desligada.
Cão de guarda
No caso improvável de uma falha de software, o watchdog embutido reinicializará o BCB. Durante a reinicialização, a mensagem "REBOOT IN PROGRESS" é exibida no LCD. Após a reinicialização, o BCB funcionará normalmente. A mensagem "# VP =.." será substituída por "REBOOT" para informar ao usuário que ocorreu uma reinicialização. A mensagem pode ser apagada conforme descrito em “Inicialização do BCB”.
Código
Esboço da caixa de controle da caldeira v 1.3
Esquemas
Processo de manufatura