Автоматика управления отоплением дома своими руками. Часть 1
Многофункциональные устройства BM8036 и NM8036 производства Мастер Кит могут быть использованы в качестве центральной части системы управления отоплением, охлаждением, вентиляцией и т.п. На основе NM8036 один из наших покупателей решил сделать автоматику управления отоплением дома и подробно описал процесс реализации своей идеи:
«Я в статье Автоматика отопления для дома писал о том, какая нужна автоматика для системы отопления с водяным тепловым аккумулятором (ВТА). Исходя из желаемого алгоритма и особенностей работы системы отопления такого рода я пришел к выводу, что нужен программируемый блок управления, выполняющий не только функции терморегулятора, но и таймера с календарем.
В принципе, можно просто взять старый компьютер, какой-нибудь пентиум 2-й, написать для него программу, которая будет выполнять все желаемые функции — да и делу конец. Признаюсь, у меня до сих пор еще не пропало такое настроение. Однако я вдруг вспомнил о такой фирме, где можно купить массу разных комплектов для самых разнообразных задач. Это Мастер Кит.
А надо сказать, что эта фирма поставляет разные комплекты для сборки радиоэлектронных устройств. Что такое комплект? Это, как правило, печатная плата и набор деталей для сборки. Правда, есть и уже собранные, готовые приборы. Я, собственно, раньше пользовался этим сервисом, что-то собирал… И вот, совсем немного порывшись в его каталоге, я обнаружил устройство, которое в общем и целом вполне соответствует моим требованиям. Это 4-х канальный таймер-термостат NM8036.
Есть там в каталоге и аналог такого термостата, но уже на 8 каналов: BM8036.
*прибор поставляется в спаянном виде с установленными силовыми ключами в комплекте с корпусом и 8-ю датчиками температуры Если поближе познакомиться с тем и другим вариантом, то лично мой выбор: 4-х канальный. Почему? Его легко расширить до 12 каналов. Точнее, оба устройства можно переделать в 12-канальный вариант. То есть, установить под его управление 12 устройств. И это не мое изобретение, на сайте Мастер Кит обо всем этом говорится. Мой выбор пал на NM8036, так как он дешевле. Однако использование того или иного варианта зависит от задач, умения паять и т.д. (кому то будет проще и удобнее использовать готовое устройство).
Какие это могут быть устройства? Ну, например, электроклапаны системы отопления, циркуляционные насосы, электротэны, вентиляторы, электрически управляемые задвижки… Эка меня разнесло. Задвижки, вентиляторы… Дык, это я уже прикидываю, что термостат сей будет не только системой отопления управлять, но и поддерживать оптимальную для овощей температуру хранения в подвале.
Не лишне заметить при этом, что ко входам этого аппарата можно подключить просто огромное количество датчиков температуры. Цифровых датчиков, обладающих высокой точностью. А для гурманов от электроники еще предусмотрена возможность подключения и еще пары аналоговых датчиков ко входам АЦП.
Но изюминка этого агрегата даже не в этом. Его программное ядро позволяет программировать работу без знания каких-либо языков программирования. Все на уровне человеческого понимания на русском языке. Хотя, конечно, далекому от таких вещей человеку, наверное, будет трудновато с этим справиться. По крайней мере, не сразу, не с налета.
Ну, короче, я этот аппарат собрал, отладил. Теперь осталась мелочь: расставить по местам датчики температуры и создавать программу по тому алгоритму, который мне необходим для работы системы. И это вовсе не является несбыточным делом. Посмотри, Мастер, почитай, сколько людей уже пользуются этим термостатом. Я никакого открытия тут не сделал, просто нашел то, что мне нужно, и по приемлемой цене.
Советы по организации дистанционного управления отоплением
Схема подключения модулей к блоку управления отоплением
В большинстве случаев можно сделать систему управления отоплением коттеджа самостоятельно. Это осуществимо только при правильном выборе компонентов системы. Т.е. сначала нужно проанализировать состояние и возможности уже установленного оборудования.
У классической схемы узла управления отопительной системой есть один блок контроля, который соединен со всеми элементами теплоснабжения. Программатор должен соответствовать следующим требованиям:
- Количество подключаемых клемм и их конфигурация должна совпадать с аналогичными узлами коммуникации котла и терморегуляторов. В противном случае управление теплоснабжением по СМС будет невозможно. В случае надобности приобретаются адаптеры;
- Максимальная удаленность пользователя от блока контроля. Если это расстояние не превышает 300 м – можно приобрести модели с рудоуправлением. Для увеличения площади связи рекомендуется пользоваться управлением отоплением по мобильному телефону или интернет;
- Возможность самостоятельно (или с помощью специалистов) устанавливать дополнительные параметры работы. Это осуществляется с котроллером на базе плат управления отоплением;
- Подключение блока автономного электропитания. Для этого необходим достаточно большой ящик управления системой отопления. Данный параметр учитывается при выборе места установки блока контроля в доме.
Не нужно забывать о возможности управления отопительными радиаторами. Это может осуществляться с помощью локальных устройств – механических терморегуляторов. Они имеют невысокую стоимость, но не могут быть подключены к общей электронной системе контроля.
Системы, которыми можно управлять на расстоянии
Под определение системы отопления подходят совершенно разные по свойствам и не похожие друг на друга установки – от классической дровяной печки до высокопроизводительного электрокотла. Естественно, это сказывается и на возможности контроля на расстоянии.
Удаленное управление котлом отопления с контуром или отдельным конвектором на даче допускается только при условии полной автоматизации процесса. Это, прежде всего, такой ряд параметров:
Подача энергоресурса. Снабжение топливом должно обеспечиваться без участия человека. Поэтому на дистанционный контроль можно подключить только современные агрегаты, функционирующие на электроэнергии, газе и жидком топливе. Твердотопливные модели если и будут применяться, то в ограниченном режиме – из-за одноразовости топливной загрузки.
Управлять на расстоянии можно только автоматизированными системами обогреваИсточник домсфишкой.рф
- Циркуляция теплоносителя. Лучше всего для этой схемы подходят 2-х-трубные системы с принудительной системой перемещения теплоагента по трубам. При этом контур должен быть оснащен устройствами контроля и безопасности – сенсором давления, клапаном автоматического сброса и проч.
- Терморегуляция. Система должна оснащаться датчиками, точно определяющими температуру и объективно вносящими корректировку в ее работу. Например, сенсоры должны устанавливаться на определенном расстоянии от батареи в комнате, а не рядом с ней. Для более точного функционирования устанавливаются погодозависимые регуляторы.
Для контроля на расстоянии отопительное оборудование оснащается GSM-модулемИсточник ytimg.com
Поддержание в доме плюсовой температуры в автоматическом режиме
С отоплением напрямую связано и водоснабжение. Если в зимнее время на дачу ездят редко, тогда особо мудрить с водопроводом все же не стоит. На несколько дней можно привести необходимый запас жидкости с собой, либо запасти ее во вместительных пластиковых емкостях еще с лета. Если же дачу посещают довольно часто, а воду используют не только для питья, но и для душа, а также канализации, то этот объект недвижимости эксплуатируется как загородный дом. В этом случае необходимы более умные системы, нежели классический дистанционный выключатель.
Если дом будет периодически подвергаться замораживанию-размораживанию, то это чревато ускоренной порчей отделки недвижимости, из-за чего владельцам придется тратить дополнительные средства на внеплановый ремонт.
Сборкой более сложных дистанционных систем нужно заниматься в том случае, если планируется не только качественное отопление комнат, но и электрический обогрев канализации и водопровода, а также постоянное поддержание плюсовой температуры. Аналогичными функциями оснащены дорогостоящие модели котлов, которые работают на газообразном или жидком топливе, укомплектованные термостатом.
Устройство и принцип работы GSM-модуля для котла
По сути, GSM-модуль представляет собой вариацию мобильного телефона, поскольку использует тот же протокол связи.
Принцип работы прибора выглядит следующим образом:
- с помощью SIM-карты устройство подключается к сети GSM;
- затем оно соединяется со смартфоном;
- с гаджета можно подать сигнал на прибор;
Сам модуль состоит из следующих конструктивных элементов:
- Термостат. Управляет температурой котла и подает сигнал на смартфон владельца о ее изменении. Многие модели позволяют задействовать и другие способы оповещения (световые, звуковые сигналы).
- Крепеж. База для монтажа приспособления. Обычно предназначена для установки на вертикальной стене.
- Блок питания. Элементы модуля не рассчитаны на работу со стандартным напряжением бытовой электрической сети. Поэтому им необходим блок питания. Обычно рабочее напряжение прибора составляет 9 В или 12 В.
- Антенна. Позволяет принимать сигналы в диапазон GSM, с помощью которых осуществляется управление модулем.
- Датчик. Определяет температуру котла и передает полученную информацию на термостат для дальнейшей обработки и уведомления владельца. Большинство датчиков способны работать при t от -50 о С до +99 о С. Это позволяет использовать их практически в любых условиях.
- Резервный источник питания. Представляет собой батарею или аккумулятор. Предназначен на случай отключения подачи электрической энергии или поломки блока питания. Обеспечивает продолжительную автономную работу устройства с полным сохранением функционала.
Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем
Еще один необъемлемый элемент GSM-модуля для управления котлом – SIM-карта. Ведь именно с помощью нее прибор подключается к мобильной сети. Но ее придется приобретать отдельно. Некоторые производители кладут SIM-карту с подходящей тарификацией в комплект, но это редкость.
Режимы работы
Большинство существующих моделей устройств имеют два режима работы:
- Автоматический. Владелец прибора задает необходимые настройки, а девайс работает в соответствии с ними. Например, можно задать отключение котла при достижении определенной температуры и повторное включение после остывания.
- Ручной. В этом случае управление осуществляется полностью вручную. Для этого используют смартфон.
- Тревожный. По сути, это тот же автоматический режим. Но с одной оговоркой – система оповещает пользователя в случае чрезвычайных ситуаций (например, неожиданного повышения температуры сверх допустимых значений или самопроизвольного отключения котла).
Проводной центр коммутации Salus KL06.
Стоит 4281р.
Контроллер KL06 предназначен для соединения термостатов и исполнительных приводов в единый коммутационный узел. Есть индикация состояния сервоприводов.
Управление насосом и котлом возможно только после подключения дополнительных модулей Salus PL06 или PL07 (1700р и 2800р).
Если внимательно почитать инструкцию Salus KL06, то можно выяснить что это более хитрое устройство, чем может показаться.
Полнофункционально работает с терморегуляторами Salus.
СИСТЕМЫ PWM, VP, NSB
Системы, применяемые в терморегуляторах Salus серии ERT, обеспечивают более эффективное управление половым отоплением.
PWM.
В связи с большой инерцией полового отопления, применение системы PWM у контроллеров серии ERT гарантирует нам четкое поддерживание постоянной температуры в помещениях. Система PWM контролирует рабочее время, а также частоту открытия и закрытия использованных сервомоторов по отношению к росту температуры в помещении. Результатом чего является добавочная экономия, комфорт, а также отсутствие перенагрева помещения.
VP.
Это система, которая защищает и удлиняет срок работы сервомоторов. Один раз в неделю открывает и закрывает сервомотор, даже если система в данный момент не работает (время вне отопительного сезона).
NSB.
Функция снижения температуры – NSB (Night Set Back). Система предоставляет возможность влиять на температуру в зависимости от времени дня, что гарантирует эффективное управление системой отопления. Функция снижения температуры дает возможность снижать ее на 4°С, без регулирования термостата, даже при применении непрограммируемых регуляторов в большинстве зон.
Функция NSB в регуляторах активируется посредством внешнего сигнала, передаваемого планке Salus KL06 при помощи недельного терморегулятора Salus ERT50. Этот регулятор должен быть подключен к полю, обозначенному номером 1.
Все регуляторы должны быть подключены при помощи 4-х жильного провода, согласно схеме номер 1.
Если Вы не подключите поле, обозначенное часами, то функция MSB не будет активна, но остальные функции регулятора (PWM и VP) будут работать.
Вот эти схемы подключения терморегуляторов.
Схема подсоединения терморегулятора ST320 необычна – посмотрим что в паспорте этого терморегулятора.
Похоже, терморегулятор управляет именно 220В, пропуская или не пропуская через себя. Если так, то контроллер Salus KL06 может и подойти для работы с терморегуляторами, выдающими 220В на управление нагрузкой.
Мне он не нравится визуально, и с модулем подключения насоса и котла стоит уже дороже 6000р и имеет открытые клеммы. терморегуляторов Salus у меня не будет, поэтому “умные” функции недоступны.
Целесообразность дистанционного управления функционирующим отоплением
За максимально комфортную температуру воздуха в доме отвечают различные нагревательные кабели, радиаторы, а также котлы. Для каждого агрегата свойственен свой принцип работы и отопительные функции. Основная задача созданной системы – обогрев помещения с минимальными финансовыми потерями. Установив дистанционно оптимальные параметры желаемой температуры, пользователь задает определенную программу контроля. Управление может осуществляться как в автоматическом режиме, так и вручную. Благодаря этому в комнатах будет поддерживаться наиболее подходящая температура. Такой подход позволяет контролировать функционирование не только всей системы, но и отдельных рабочих узлов, что очень удобно и практично. Оборудование самостоятельно будет вносить необходимые поправки, когда на улице становится теплее либо холоднее.
Котлы с автоматической подачей
На сегодняшний день считаются наиболее эффективной установкой —ведь коэффициент полезного действия достигает отметки 80-85%! Такой агрегат точно обеспечит домашний уют. Так-как топливо засыпается в бункер и оттуда подаётся автоматически в камеру сгорания. Также существует и дополнение, позволяющее очищать зольник автоматически — без человеческого вмешательства. Следовательно процесс установки котлов — весьма кропотливый труд, поэтому экономить не стоит в целях вашей пользы.
Автоматика для насоса
Регулирует деятельность системы, контролируя множество функций, таких как, например, давление, распределение воды.
Для нормальной работы необходимы следующие компоненты: коллектор, обеспечивающий подачу воды, реле, контролирующее насос, манометр, осуществляющий измерение давления, датчик сухого хода, который предотвращает перегрев устройства, если вода иссякнет.
Всю автоматику, отвечающую за насос, подразделяют на несколько моделей, исходя из времени создания:
Автоматика первого поколения
Первая простейшая конструкция подачи воды. Используется для решения несложных задач, если необходимо обеспечить помещение источником воды, которая состоит из трех компонентов: датчик сухого хода, гидроаккумулятор, выполняющего задачу накопления воды, содержащего в себе мембрану, реле, контролирующее давление воды. Обычно не вызывает трудностей при установке, так как в системе полностью отсутствуют сложные электрические схемы. Механизм также чрезвычайно лёгок: порядок цикличен—при полном заполнении воды, насос отключается, далее цикл идёт на повтор.
Автоматика третьего поколения
Является более достойной версией предшественников и стоит дороже соответственно, потому что такой агрегат выделяется наибольшей надёжностью, эффективностью, улучшением программы безопасности, а главное — максимальной точностью устройства.
Для поддержания прибора в автоматическом режиме устанавливается реле. Этот механизм несложен: при уменьшении давления воды реле запускает систему, аналогично при увеличении давления — остановит.
Термостат для включения или отключения насоса
Самый частый вид автоматики для насоса в отоплении дома. Механизм: сначала происходит сбор информации с датчика, далее происходит сравнивание показателей, от этого зависит работа насоса. Например, если владелец задает режим +60, а гистерезис +5, то вода должна составлять +65, чтобы система запустилась, а чтобы она остановилась необходима температура соответственно +55.
Главная » Монтаж отопления и водоснабжения » Отопление » Автоматизация отопления
Как это работает
Для полной оценки сложностей, при настройке и установке, лучше рассмотреть работу наиболее распространенных систем дистанционного контроля в индивидуальном порядке.
Интернет
При условии, что в доме имеется возможность подключения к интернет-сети, открывается перспектива организовать дистанционную координацию отопительного котла при помощи Wi-Fi подключения.
Такая модель будет успешно взаимодействовать с электронной автоматикой, функцианирующей на базе контроллеров через щит управления котлом. Для механических датчиков существуют системы другого профиля, популярностью пользуется российский «Кситал».
Для того чтобы получить возможность удаленного управления газовым котлом, следует произвести монтаж дополнительных сегментов:
- спецприемник управления;
- многоканальный термостат с программатором, позволяющим не только осуществлять регулировки, но и задавать различные температурные режимы.
В домашних условиях представленная система программируется при помощи пульта. В случаях удаленного контроля используют ПК или смартфон, в который предварительно устанавливают специальное приложение. Таким образом осуществлять дистанционный контроль над отоплением можно при помощи любой подручной техники, это может быть компьютер или ноутбук, а также смартфон или планшет. Процедура координации выглядит достаточно просто, ведь системные требования не представляют особой сложности.
Коммуникации блока контроля с регуляторами и запорными механизмами происходят в беспроводном режиме. Проводка необходима лишь для подключения температурных датчиков, такие устройства беспроводного типа найти достаточно сложно. В случае управления электрическим котлом при посредстве интернета нет необходимости выделять IP-адрес.
Управление при помощи сотовой связи
Многоцелевое устройство, такое как мобильный телефон, может дополнительно послужить пультом управления котлом, в рамках программы «умный дом».
Для этой миссии требуется установить необходимое мобильное приложение, которое может взаимодействовать с устройствами на базе:
- Android;
- iOs;
- Windows Phone.
Процесс установки не вызывает затруднений из-за своей простоты. В ходе настроек выбирается режим оповещения, который может передавать информацию в виде СМС, либо в виде голосовых сообщений. Наиболее простой способ настройки дистанционной координации отопления осуществляется при помощи облачного сервиса. Детальная инструкция по настройкам прилагается к моделям от разных производителей в индивидуальном порядке, она не имеет общей основы.
Модули для дистанционного контроля теплоснабжения
Модули управления отоплением Для организации системы управления отоплением дома необходимо позаботиться о возможности удаленного контроля. Обеспечить эту функцию помогут специальные модули. Чаще всего они не входят в стандартную комплектацию программаторов и терморегуляторов.
После приобретения блока управления отоплением дома следует правильно выбрать коммуникационное устройство. В зависимости от технических требований оно может обеспечивать следующие виды связи пользователя и управляющего элемента:
- GSM контроль. Данные передаются с помощью сотовой связи. Фактически это стационарный телефон с функциями формирования, отправки, получения и обработки СМС сообщений;
- Подключение через интернет. Характеризуется более расширенным функционалом и практически не ограничивается территориально. В этом случае пультом управления котлом отопления может быть планшет, ноутбук или любой ПК с установленным специальным программным комплексом.
При выезде за границу не рекомендуется активировать роуминг для контроля отопления через GSM модуль. Это повлечет большие затраты. Лучше всего перепоручить контроль за теплоснабжением знакомому или родственнику.
GSM блок управления котлом
GSM блок передачи данных Самый простой и относительно доступный способ контролировать работу котла – установка управления отоплением по СМС. Для этого приобретается отдельный блок, который подключается к программатору или терморегулятору. Некоторые модели уже имеют подобную функцию.
На этапе выбора дистанционного управления отоплением следует определиться со способом передачи данных через сеть GSM. Это во многом зависит от возможностей конкретной модели телефона, а также встроенных функций блока передачи данных.
Проще всего можно получать сообщения в виде СМС. Установленный в рамку управления отоплением блок будет передавать следующие данные:
- Падение температуры и давления ниже (выше) критического уровня;
- Аварийный отказ в работе котла – отключение электропитания, отсутствие энергоносителя. При этом возможна передача кода ошибки и ее описания.
Блок со встроенным модулем СМС оповещений Для обратного управления отоплением по телефону необходимо отправлять СМС определенного формата. С их помощью можно настраивать уровень температуры, инициировать запуск котла после аварийного отключения. Также во многих моделях встроена функция отсрочки команды. Т.е. передается значение какого-либо параметра, и указывается время активации котла для его достижения.
При этом важно помнить, что полученные данные могут расходиться с фактическими. Для эффективного управления радиаторами отопления необходимо знать степени погрешности следующих устройств:
- Температурных датчиков. Показания большинства электронных моделей имеют погрешность ±0,5°С;
- Шаг изменения температуры в терморегуляторе. Он может составлять от 0,2°С до 0,5°С.
На практике это действительно необходимо при установке отопления в режим анти замерзания, когда уровень нагрева теплоносителя поддерживается на уровне +5°С. Это позволяет сэкономить на затратах энергоносителя и при этом избежать аварийных ситуаций.
Контроль отопления через интернет
Получение данных об отоплении на смартфон Управление отоплением через интернет имеет все плюсы, свойственные контролю теплоснабжения с помощью СМС сообщений. Однако возможность получать большее количество информации сказывается на качестве теплоснабжения.
Функции блока управления отоплением коттеджа при подключении к сети интернет имеют ряд преимуществ. Главным из них является возможность установки специальных программных комплексов. Они интегрируются в ноутбук, смартфон или любой другой вид персонального ПК. При этом дистанционное управление теплоснабжением отличается следующими возможностями:
- Удобный интерфейс. Чаще всего он рассчитан под операционные системы смартфонов. Но при небольшой доработке может быть установлен и в компьютер;
- Нет ограничения по количеству подключаемых пользователей, как в СМС блоках;
- Возможность настройки параметров и любой точки, где есть интернет. В этом случае нет необходимости включать роуминг. Исключением составляют услуги интернет от мобильных операторов.
Важно правильно осуществить предварительную настройку пульта дистанционного управления котлом отопления. Для этого рекомендуется сначала сверить фактические показания системы после их изменения
Это необходимо для калибровки системы.
Как выбрать подходящую модель
Основной критерий – это спецификация модели. Существуют приборы, подходящие только к определенным моделям котлов одного производителя, они выпускаются в качестве дополнительного оборудования к котлу, информация об их предназначении обычно содержится в самом названии. Разумеется, при наличии такой возможности, лучше выбрать GSM-модуль того же производителя, что и котел (он будет подогнан под конкретную линейку моделей и их специфику).
Рекомендуем: Термостойкая краска для мангала какую лучше выбрать
Но также существуют универсальные модели, подходящие абсолютно к любым котлам, имеющим соответствующие клеммы, именно о таких универсальных GSM-модулях идет речь в статье.
На сегодня выбор универсальных GSM-модулей небольшой (около 20-25 моделей), поэтому выделить достаточное количество критериев трудно. Мы рекомендуем изучить наиболее известные и удачные модели (см. далее) и выбирать из них, изучая функционал и удобство каждого, сравнивая цены
Но также рекомендуем обратить внимание на такие критерии, как:
- Наличие приложения и web-интерфейса, существенно упрощающих управление, позволяющих видеть и анализировать статистику работы. Если производитель не предоставил примеры интерфейса, стоит поискать скриншоты в поиске по картинкам любой из поисковых систем.
Пример веб-интерфейса модулей ZONT, интерфейс доступен в личном кабинете на сайте производителя.
- Стандартная комплектация. В комплекте с некоторыми модулями идут внешние датчики температуры, которые можно разместить в отдаленных от котельной помещениях и ориентироваться на их измерения, что является очевидным преимуществом. Хорошей считается комплектация с наличием выносной антенны, позволяющей серьезно улучшить качество связи, а в некоторых случаях, при выносе антенны повыше и вовсе поймать отсутствующий на первом этаже или в подвале отдаленного дома сигнал.
- Емкость встроенного аккумулятора должна составлять по крайней мере 100-150 мАч, при таких параметрах его хватит на 2-4 часа работы модуля.
