Автоматика для погреба своими руками

Терморегулятор для погреба

Погреб выполняет простую функцию – хранение продуктовых запасов. Лучшая сохранность фруктов и овощей, в свежем либо законсервированном виде, достигается лишь при правильном микроклимате. Для создания необходимого температурного режима используют нагревательные приборы; для поддержания его на требуемом уровне – терморегулятор для погреба.

Особенности использования терморегулятора в погребе

Для погреба и жилых помещений используются разное оборудование и режимы обогрева. Необходимо учитывать некоторые особенности:

1. Распределение температуры. В подземных хранилищах она может значительно отличаться в зависимости от высоты, даже в пределах небольшого пространства.
2. Объем помещения. Погреб обычно небольшой, это нужно учитывать при расположении нагревателя и датчиков.
3. Влажность. Высокий показатель может повлиять на работу некоторых моделей терморегулятора.
4. Мощность. Для обогрева небольшой площади не стоит использовать слишком мощный нагреватель – это неэкономно.

Эти параметры влияют на выбор самого нагревателя, потом и терморегулятора для него. Несмотря на технические различия, принцип работы устройств остается неизменным.

Принцип работы терморегулятора

Суть работы прибора – контроль нагревательного элемента. Устанавливается контрольное значение температуры. Если воздух в помещении холоднее, чем требуется, датчик это улавливает, и прибор включает отопление. При достижении заданного уровня – выключает.

На заметку. Большинство современных терморегуляторов электронное. Для погреба подойдет и механический термостат, но за последние годы стали доступны электронные модели, предлагающие больший функционал.

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для погреба требуют не только правильного выбора устройства, но и его размещения.

Как лучше расположить оборудование

При установке датчика следует отталкиваться от объема помещения и выбранного места для хранения запасов:

1. Рядом с полками продуктов. Главная задача – контролировать температуру именно в этой области.
2. При равномерном распределении овощей и консервированных продуктов – в нескольких сантиметрах от пола.
3. На некотором удалении от нагревателя. Навредит как слишком близкая установка, так и большое расстояние. В первом случае контролироваться будет чересчур малая площадь, во втором – возможны ошибки регулирования.

Если используются ТЭНы в просторных овощехранилищах, нужно распределить их равномерно. Для помещений площадью до 5-6 кв.м достаточно одного, расположенного в центре.

Выбор терморегулятора

Подбирать модель регулятора стоит после измерения площади погреба и уровня влажности. Различаются приборы по следующим характеристикам:

• диапазон считываемых температур;
• отображение информации – дисплей либо набор индикаторов;
• защищенность от внешних воздействий – влаги и частиц пыли;
• максимальная дальность расположения датчика.

Если высокая технологичность не нужна, а важен только функционал, можно не покупать прибор, а сделать его самому.

Самодельный терморегулятор

При изготовлении терморегулятора для погреба своими руками можно воспользоваться биметаллическим датчиком. Однако механическое прерывание работы нагревателя менее надежно, чем электронная коммутация. Собрать терморегулятор можно на обычной микросхеме.

В зависимости от фантазии создателя и объема задач будущего терморегулятора, потребуется разный набор компонентов. Однако можно выделить несколько основных.

Материалы для создания терморегулятора

При конструировании рабочего устройства обычно используют следующие элементы:

• стабилитрон – диод, односторонне пропускающий ток;
• термический резистор – сопротивление меняется в зависимости от колебаний температуры;
• переменный резистор – регулирует температуру.

Настройка прибора на температуру срабатывания вручную – сложный этап. Облегчить его можно покупкой готового сенсора. У такого датчика температуры воздуха для погреба цифровой сигнал будет подаваться на микроконтроллер.

Контроль температуры в помещении

Для поддержания оптимальной температуры при помощи самодельного или заводского прибора можно выбрать несколько способов:

1. Включение либо отключение нагревателя. Способ простой и эффективный, но подходит не всегда. Из-за ошибок в регулировке могут возникнуть колебания температуры, опасные для хранящихся запасов.
2. Контроль режима работы. Меняется либо степень нагрева элемента, либо скорость работы кулера (при использовании тепловентилятора).

Обычно используют первый метод – устройства с подобным принципом работы дешевле и надежнее.

Схема терморегулятора

Полностью понять принцип работы устройства либо собрать его самому поможет электрическая схема. Примеры можно найти в технических руководствах простейших терморегуляторов, например, LM335. Несмотря на то, что прибор был разработан довольно давно, схемы остаются рабочими. Достаточно взять их за основу и дополнять необходимыми узлами.

Принципиальная электрическая схема – это базовая схема, скорее всего, при самостоятельном конструировании к ней добавятся другие элементы, например, устройства для индикации работы. При понимании работы узлов и достаточном знании радиомеханики можно модернизировать систему, например, установить термореле для включения нагревателя.

Печатная плата терморегулятора

Собрать прибор можно на печатной плате. Материал – односторонний стеклотекстолит. Плата помещается в любой подходящий корпус, терморезистор выносится наружу. Калибровку срабатывания реле производят при помощи сопротивлений R2 и R1, выбирая угол вращением ручки.

Работа компаратора

На схеме терморегулятора можно заметить ключевой элемент LM311 – компаратор, имеющий прямой и инверсный входы, а также два выхода. Он действует следующим образом:

1. Напряжение на прямом входе выше – на выходе устанавливается высокий уровень, транзистор или реле включает нагревательный элемент.
2. Напряжение выше на инверсном – устанавливается низкий уровень, нагрев отключается.

Термодатчик подключается к инверсному входу, поэтому напряжение на нем будет повышаться по мере роста температуры.

Как соединить устройство с нагревателем

Подключать терморегулятор к нагревательному прибору нужно по схеме, указанной в технической документации. Обычно сложностей возникнуть не должно, так как учитываются все возможные варианты.

Если прибор самодельный, нужно лишний раз убедиться, что конструкция надежная и выполнена правильно. Элементы должны быть тщательно защищены от воздействия влаги, которой не избежать в подвале. Особое внимание стоит уделить качеству пайки и отсутствию замыкания дорожек.

Правильный выбор или сборка терморегулятора позволит забыть о проблеме переохлаждения или слишком высокой температуры в погребе. Достаточно настроить контрольные значения и следить за состоянием устройства, все остальное сделает прибор.

Видео

Источник

Автоматика для погреба своими руками

Несложный контроллер вентиляции погреба

Автор: Alkul
Опубликовано 19.08.2016
Создано при помощи КотоРед.

Хочу предложить еще один вариант несложного таймера, разработанного для автоматизации вентиляции погреба.

Все началось с того, что попросили меня сделать устройство, автоматизирующее принудительную вытяжную вентиляцию овощного погреба, в котором (в основном в теплое время года) накапливается углекислый газ, выходящий из-под земли. Держать же вентилятор включенным постоянно нецелесообразно из-за того, что, во-первых, летом он будет засасывать в погреб теплый воздух, а зимой – холодный. Во-вторых, постоянно включенный без толку 100-ваттный вентилятор будет потреблять лишнюю электроэнергию.
Изначально я планировал использовать датчик MQ135, но отказался от этой идеи из-за невозможности нормальной градуировки, для которой необходим либо образцовый газоанализатор либо (лучше) набор поверочных газовых смесей.
Поэтому я решил пойти по другому пути – так как скорость поступления газа в погреб меняется очень медленно, вполне достаточно дать пользователю возможность самому выбирать время, в течение которого вентилятор будет включен. В устройстве определено базовое время (1 час), а пользователь может установить время включения вентилятора в процентах от базового времени.
Интерфейс получился таким – на двухсимвольном семисегментном индикаторе отображается значение процента времени включения вентилятора (далее «процент») от 00 до 99, для коррекции значения процентов имеются две кнопки, одна из которых изменяет разряд десятков, другая – разряд единиц. При нажатии на кнопку соответствующий разряд увеличивается на единицу. При достижении значения 9 следующее нажатие дает значение 0.

Допустим, пользователь ввел значение 25, в этом случае вентилятор будет вращаться 15 минут (25 процентов от одного часа), после чего остановится на 45 минут. Когда эти 45 минут истекут, вентилятор вновь включится на 15 минут и так далее по циклу. Установка 50 процентов, естественно, даст полчаса работы вентилятора и полчаса его остановки. Установка 99 процентов даст почти постоянное включение вентилятора, а при установке 00 процентов вентилятор не будет включаться совсем. Привязки к реальному времени в устройстве нет, отсчет базового времени начинается после включения устройства. После каждой коррекции значения процента отсчет базового времени начинается сначала.
Кроме этого, в зимнее время для исключения перемерзания погреба при засасывании холодного воздуха мной была предусмотрена возможность подключения обычного бытового тепловентилятора мощностью до 1 кВт для обогрева погреба в этом случае. Канал обогрева работает независимо от канала вентиляции. По просьбе заказчика уставка включения обогревателя была выбрана равной 0 градусов Цельсия, а уставка отключения – равной плюс одному градусу Цельсия. Поскольку при работе киловаттного обогревателя на радиаторе симистора рассеивается 7,5 Вт, он через 6-7 минут работу нагревается примерно до 70-80 градусов. И хотя симистор по даташиту допускает рабочую температуру 125 градусов, такая «печка» внутри корпуса нежелательна. Для радиатора бОльшего размера в корпусе нет места, городить принудительное охлаждение я посчитал нецелесообразным. Вместо этого я реализовал повторно-кратковременный режим работы обогревателя, который включается на 3 минуты, потом отключается на 3 минуты для остывания радиатора. Если к моменту завершения времени остывания условие включения обогрева еще существует, обогреватель вновь включается на 3 минуты и так далее. Естественно, для работы канала обогрева к устройству должен быть подключен термодатчик (DS18B20).
Индикация осуществляется следующим образом: после включения питания на индикаторах в течение 10 секунд индицируется процент времени включения вентилятора (режим индикации А), затем в течение 10 секунд индицируется температура окружающего воздуха (режим индикации В), после чего устройство вновь переходит к режиму А и так далее по циклу. Внешне отличить эти режимы можно по наличию десятичной точки, индицируемой в режиме В после одного из разрядов в зависимости от величины температуры.
Если температура воздуха ниже минус 9 градусов, то на индикаторах отображаются символы «– –», если температура лежит в диапазоне от минус 9 до минус одного, то индицируется знак минус и значение единиц градуса (например, «– 4.»). Если температура лежит в диапазоне от нуля до плюс 9,5 градусов, то индицируются целое и дробное число градуса (например, «2.0» или «4.5»), если температура равна 10 градусам и выше, индицируются только целые значения градуса (например, «10.»). Если термодатчик не подключен или данные от него приняты с ошибкой, в режиме В индицируются символы «Er».
Опрос термодатчика осуществляется один раз в 10 секунд в начале режима А, в силу значительной инерционности изменения температуры воздуха в помещении делать опрос чаще не имеет смысла.
Изменять значение процента времени включения вентилятора (далее «процент») возможно только в режиме индикации А, в режиме В устройство не реагирует на нажатия на кнопки. Откорректированное значение процента сохраняется в EEPROM, при этом сохранение значения происходит спустя 10 секунд после последнего нажатия на кнопку. Это сделано для продления ресурса EEPROM, чтобы не записывать в эту память все промежуточные значения процента, получаемые при каждом нажатии на кнопку, а сохранять только итоговое значение. При каждом нажатии на кнопки время индикации режима А продляется на 10 секунд, позволяя спокойно завершить ввод. После истечения 10 секунд с момента последнего нажатия происходит запись значения процента в EEPROM, при этом на индикаторах кратковременно индицируются символы «ПС» (Параметр Сохранен). В случае ошибки сохранения параметра на индикаторах высвечиваются символы «nE» (Параметр ошибочен). В этом случае устройство будет работать в соответствии с введенным значением процента, но после отключения питания и последующего включения значение процента будет не прочитано из EEPROM, а инициализировано значением по умолчению (33%). Если после включения устройства данные в EEPROM по какой-то причине окажутся некорректными, значение процента также инициализируется значением по умолчанию.

В схеме предусмотрена возможность подключения к сети передачи данных через интерфейс RS-485 для возможного включения устройства в систему «Умный дом». Однако, с программной точки зрения обмен данными в предлагаемой версии ПО не реализован.
При отключенных вентиляторе и обогревателе устройство потребляет около 1,5 Вт.

Печатная плата была разработана с учетом технологии изготовления без металлизации отверстий, поэтому есть избыточность переходных отверстий.
Симисторы VS1 и VS2 расположены на одном радиаторе, изготовленном из стандартного радиатора И-650. Доработки показаны на эскизе доработки радиатора. Красными линиями показаны линии отрезов – необходимо отрезать боковые «уши» радиатора, два цилиндрических выступа и верхний ряд иголок. Красными крестами показаны места сверления глухих отверстий глубиной 7-9 мм, в которых необходимо нарезать резьбу М3 для крепления радиатора к плате. Перед сверлением отверстий необходимо напильником обработать эту (нижнюю) грань так, чтобы угол между ней и привалочной плоскостью симисторов составил 90 градусов. Верхнюю грань и верхний ряд иголок также необходимо обработать напильником по месту так, чтобы крышка корпуса не упиралась в них.
Отверстия для крепления радиатора на в файле печатной платы не показаны, их необходимо сверлить по месту. Точно также по месту следует высверлить отверстия для крепления симисторов к радиатору, в отверстиях нарезать резьбу М3. Кроме этого, в местах, свободных от установленных симисторов в радиаторе следует просверлить несколько отверстий диаметром 2-3 мм для улучшения циркуляции воздуха. В верхней и нижней поверхностях корпуса по месту высверлить ряд вентиляционных отверстий (над и под радиатором – два ряда отверстий).

Термодатчик DS18B20 соединен с разъемом XS1 (см. схему) проводом МГТФ 0.14 длиной 0,5 м. На места паек проводов к выводам DS18B20 надеты фторопластовые трубки, после чего все трубки были зафиксированы и по возможности герметизированы клеевым пистолетом, излишки пластика удалены так, чтобы пластик совпадал с габаритами корпуса термодатчика. Вся конструкция сверху защищена термоусадочной трубкой.

Конфигурация фьюзов для МК, необходимая при прошивке микроконтроллера, показана в одноименном файле.

Источник