Ciepło-zimno

Ciepło-zimno
e-suplement

[caption id="attachment_6232" align="alignleft" width="225"]Profesjonalny termostat o podobnym zakresie działania. Profesjonalny termostat o podobnym zakresie działania.[/caption]

Tegoroczny początek czerwca zaskoczył nas pogodą zbliżoną do jesiennej. Zamiast radosnego słońca za oknami zimno i szaro, tak że człowiek zaczyna tęsknić (fizycznie i psychicznie) do ciepła. A kaloryfery oczywiście wyłączone. W tej sytuacji większość ludzi siedzi smutna w domu i dogrzewa się różnymi urządzeniami ? dmuchawami, piecykami olejowymi etc. Bardziej zorientowani w temacie liczą koszty, z którymi przyjdzie się wkrótce zmierzyć ? energia elektryczna jest coraz droższa, a mówi się o kolejnych podwyżkach w związku z wprowadzaniem norm emisji CO2. Dlatego coraz bardziej ważne staje się oszczędzanie tego medium. A jest to możliwe wyłącznie wtedy, kiedy do typowych urządzeń domowych zostaną wprowadzone obwody kontroli i sterowania. Układy, które będą nadzorować ich pracę, optymalizując ją i precyzyjnie dostosowując do wymogów człowieka. Rozbudowane systemy tego typu są stosunkowo drogie, wymagają opracowania i regulacji przez specjalistów. Zapewniają one kompleksową obsługę środowiska, w którym najczęściej przebywamy, np. domu mieszkalnego, biura etc. We własnym zakresie jesteśmy w stanie przygotować i uruchomić układy prostsze, takie, których działanie ogranicza się najczęściej do nadzoru pojedynczego odbiornika energii np. grzejnika. Najbardziej popularne termostaty opisane są powszechnie w Internecie i literaturze fachowej. Najprostsze nadzorują jedynie włączanie i wyłączanie, bardziej skomplikowane są w stanie zapamiętać kilka różnych ustawień. Możemy przygotować je w całości samodzielnie lub skorzystać z gotowych, dostępnych w handlu zestawów. Taki właśnie komplet trafił ostatnio w moje ręce. Do przetestowania przekazano mi kolejny z belgijskich minikitów, oznaczony symbolem MK138. Jest to prosty analogowy termostat, bardzo użyteczny w domowych zastosowaniach. Układ nadzoruje temperatury z zakresu +5 do +30?C. Regulacja nastawy odbywa się płynnie za pomocą potencjometru. Zasilanie 12 V, a jako element wyjściowy zastosowano przekaźnik o dużej obciążalności styków, dzięki czemu moduł możemy wykorzystać w wielu urządzeniach grzewczych. Takie rozwiązanie ma jeszcze jedną zaletę ? gwarantuje pełną separację galwaniczną między termostatem a sterowanym przez niego urządzeniem. Jako czujnik temperatury zastosowany został termistor ? rozwiązanie typowe i bardzo wygodne.

W komplecie otrzymujemy wszystko (z wyjątkiem zasilacza 12 V dc), co niezbędne do zbudowania regulatora. Jako źródło zasilania proponuję wykorzystać dowolny zasilacz tzw. wtyczkowy. Termostat pobiera podczas pracy nieduży prąd, dlatego do jego zasilania nadadzą się nawet najtańsze modele (są takie dostępne w sklepie AVT). W efekcie nie trzeba tracić czasu na dodatkowe obwody i obudowę do nich. Dodatkowo zasilacz można wygodnie zasilić z tego samego gniazdka, do którego podłączone jest sterowane urządzenie.

[caption id="attachment_6233" align="alignleft" width="150"]Tak wygląda MK138? Tak wygląda MK138?[/caption]

Termostat ma bardzo prosty układ, na który składa się zaledwie garść elementów. Jego budowa i uruchomienie są tak proste, że mogą go złożyć osoby z minimalnym doświadczeniem montażowym. Jedynie podłączenie obciążenia, które będzie zasilane z sieci 230 V, wymaga nadzoru osoby znającej ten temat.
Niezbędne będą podstawowe narzędzia; lutownica, cyna, cążki do obcinania końcówek i niewielki wkrętak (do zacisków). Opakowanie zestawu jest typowe dla serii producenta. Przeźroczysty blister zamknięty został tekturą, na której z jednej strony umieszczono krótki opis układu i zdjęcie zmontowanej płytki z kaloryferem w tle. Drugą stronę zadrukowano szczegółową instrukcją montażu i schematem ideowym. Szczególnie ten ostatni jest wart uwagi. Termostat zaprojektowano z wykorzystaniem dwóch wzmacniaczy operacyjnych. W zestawie znajduje się kostka, która zawiera cztery takie wzmacniacze, tak więc w przypadku chęci rozbudowy układu mamy je do dyspozycji. Modyfikacje są możliwe, a nawet wskazane, bowiem pomogą dokładnie poznać układ i dopasować go do naszych konkretnych oczekiwań. Trochę bardziej wprawni elektronicy bez problemu zmienią zakres działania układu, zmodyfikują histerezę, może rozbudują termostat o drugi kanał.
Instrukcja montażu jest bardzo prosta i czytelna ? również ze względu ma niewielką liczbę elementów. Wszystkie fazy montażu zostały ponumerowane, części pokazane na rysunkach i dokładnie opisane. Rezystory identyfikuje przetłumaczony kod paskowy ? niestety w języku angielskim. Pozostałe elementy mają pokazane polaryzacje i sposób ich umieszczenia w układzie. Tradycyjnie płytka montażowa od strony elementów ma nadrukowane ich rozmieszczenie. Przydatne są również opisy złącza, na które wyprowadzono styki przekaźnika, zasilanie i podłączenie czujnika. Zwłaszcza to ostatnie jest istotne. Do termistora można bowiem przylutować przewody i umieścić go w pewnej odległości od płytki. Pozwala to również na łatwe zabezpieczenie czujnika przed wodą. Robimy to w ten sposób, że element z przylutowanymi przewodami zalewamy żywicą epoksydową. Jej ilość powinna być odpowiednio dobrana ? zbyt mała nie będzie wystarczająco chronić, za duża spowoduje, że układ z dużym opóźnieniem będzie reagował na wahania temperatury.

[caption id="attachment_6234" align="alignleft" width="150"]a to dostajemy w komplecie. a to dostajemy w komplecie.[/caption]

Na złącze wyprowadzono, jak już pisałem, styki przekaźnika. Jest to element z jedną parą przełączną (obciążalność 10 A, 250 V), co daje nam dużą swobodę w sterowaniu różnymi domowymi urządzeniami. Możemy je załączać, jeśli temperatura osiągnie nastawioną wartość (np. wentylator), lub właśnie wtedy wyłączać (np. grzejnik).
Strona płytki, od której lutujemy elementy, pokryta jest soldermaską ? warstwą farby odsłaniającą jedynie pola lutownicze. Ograniczyło to znacznie możliwość powstania zwarć podczas montażu, dodatkowo farba chroni też ścieżki przed wilgocią. Jest to szczególnie istotne, jeśli termostat będzie nadzorował np. podgrzewanie wody.
Montaż układu przebiega tradycyjnie ? wlutowujemy osiem rezystorów (jeden z nich ma spotykaną chyba tylko u tego producenta wartość 0 ? i pełni rolę zworki), trzy diody i podstawkę pod układ scalony. Potem czeka nas montaż tranzystora, czterech kondensatorów, potencjometru i diody LED. Ta ostatnia pełni rolę kontrolki załączenia elementu wykonawczego. Umożliwia to ustawienie temperatury zadziałania układu nawet wtedy, kiedy nic do niego nie jest podłączone. Z dużych elementów do wlutowania pozostaje przekaźnik i zaciski ARK. Te ostatnie to bardzo dobre i przydatne rozwiązanie. Dołączając termostat do instalacji domowej, nie musimy pracować z lutownicą ? wystarczy niewielki wkrętak. Łatwo również wtedy wprowadzić ewentualne zmiany w instalacji.
Montaż zestawu kończy włożenie w podstawkę układu scalonego. Uruchomienie polega na podłączeniu zasilacza 12 V i ustawieniu temperatury zadziałania. Możemy wykonać to ?na czuja? lub bardziej naukowo, z pomocą termometru wzorcowego. W tym drugim przypadku warto jest nanieść na skalę (stworzoną na płytce) wartości temperatur odczytane z termometru wzorcowego ? pomoże to w przyszłych użyciach termostatu.

[caption id="attachment_6231" align="alignleft" width="150"]Gotowa płytka. Niebieski prostokąt to przekaźnik, obok rząd zacisków z czujnikiem temperatury. Widoczny też potencjometr. Gotowa płytka. Niebieski prostokąt to przekaźnik, obok rząd zacisków z czujnikiem temperatury. Widoczny też potencjometr.[/caption]

W związku z chłodnymi dniami termostat wypróbowałem praktycznie od razu. Podłączyłem do niego dmuchawę ciepłego powietrza onegdaj popularnie nazwaną farelką. Jest to urządzenie z dwustopniowym (skokowym) regulatorem mocy. Termostat steruje załączeniem i wyłączeniem dmuchawy. Jako próg zadziałania ustawiłem ok. 22?C, czyli temperaturę, którą moi domownicy lubią najbardziej. Wentylator włącza się, jeśli temperatura spadnie poniżej tej nastawy.
Inne wymyślone przeze mnie zastosowanie to sterowanie grzałką podgrzewającą wodę w akwarium. W tym przypadku należy koniecznie zabezpieczyć przed wodą termistor (w sposób opisany wcześniej) oraz bardzo starannie poprowadzić instalację 230 V. W podobny sposób możemy sterować podgrzewaniem wody w termie nadumywalkowej.
Termostat przyda się również w upalne dni. Możemy do niego podłączyć wentylator, który będzie załączał się, jeśli temperatura otoczenia podniesie się np. powyżej 23 stopni. Jak widzicie możliwości zastosowania tego niewielkiego urządzenia jest naprawdę wiele.
Zestaw MK138 jest do kupienia na www.sklep.avt.pl lub bezpośrednio w sklepie AVT ? Warszawa ul. Leszczynowa 11.

Przeczytaj także
Magazyn