Главная » Автоматика в быту
Призовой фонд
на апрель 2020 г.

Wi-Fi управление погребом

Однажды холодным зимним утром выйдя на балкон я обнаружил что погреб промерз. Поэтому было решено сделать подогрев. Так как современные проблемы требуют современных решений, то подогрев будет с Wi-Fi.

Существует много вариантов нагревательных элементов, но самым безопасным, удобным и простым (но не самым дешевым) являются коврики с подогревом, примерно такие:

Мощность таких ковров составляет 50-100 Вт., в зависимости от размера. Нагреваются они равномерно до температуры не более 40-50 градусов, а синтетическое покрытие (а у более дорогих моделей резиновое влагозащищенное) защищает от возможного контакта с электрическими проводниками. Также возможно применить инфракрасную пленку для теплого пола, она стоит дешевле ковриков.

Ниже схема управления обогревом двух ковриков мощностью 100 Вт.:

+

Источник питания выполнен на микросхеме LNK364. Особенность микросхемы в относительно высокой частоте преобразования 130 кГц, что позволяет уменьшить размеры трансформатора и емкость выходного фильтра. Резистор R1 выполняет роль предохранителя. Далее через диодный мост VD2 конденсаторы С5 и С6 заряжаются выпрямленным напряжением. Микросхема LNK364 не нуждается во внешних цепях запуска и имеет внутренний Mosfet ключ на напряжение 700 вольт и для её работы требуется минимум компонентов. Цепь VD5, C9, R5 обеспечивает минимальное потребление источника при отсутствии нагрузки. Цепь VD4 R2 C8 защищает ключ от высоковольтных выбросов. Обратная связь выполнена на оптроне U1 и микросхеме TL431. Выходное напряжение источника составляет 5 вольт и задается R11 и R10. На L2 C1 C2 C17 выполнен фильтр для повышения качества питающего напряжения WIFI модуля. Резистор R20 обеспечивает работу источника при отсутствии нагрузки. Трансформатор намотан на каркасе EFD15 и сердечнике с зазором 0,08 мм . Первичная обмотка 100 витков провода 0.16 мм, вторичная обмотка 10 витков провода 0.5 мм в тройной изоляции. Обмотка подпитки не используется ввиду ее бесполезности для нашего случая ( источник в погребе постоянно нагружен на WIFI модуль ). В трансформаторе сначала мотается 50 витков первичной обмотки, потом изоляция скотч, потом вторичная обмотка, изоляция скотч, а затем вторая половина 50 витков первичной обмотки и изоляция скотчем.

В схему вкралась небольшая ошибка. Необходимо параллельно ножкам оптрона U1 "1" и "2" поставить резистор на 470 ом 1206 или 0805 типоразмера. Данный резистор обеспечивает минимальный ток TL431 1 мА.

WIFI модуль используется NODEMCU. Он питается от источника 5 вольт. ( в модуле встроен стабилизатор на 3.3 вольта ) Nodemcu управляет нагрузками через симисторы VS1, VS2 и оптосимисторы U3 и U2. Чтобы не нагружать NODEMCU, оптосимисторы управляются транзисторами VT1 и VT2.

Температура в погребе отслеживается в 2 зонах ( у меня например 2 полки на каждом лежит по ковру) и на улице выносными датчиками. Датчики выполнены на микросхема LM75А, так как они дешевле распространенных DS18B20 и их удобнее адресовать (напаял перемычки и все). Схема и плата датчиков ниже:

Датчики адресуются резисторами R3-R8. Адреса прописаны в скетче. Все датчики включены параллельно на шину I2C.

Печатная плата выполнена в Altium Designer:

Печатная плата Altium Designer

Программа написана в среде ARDUINO UDE. Для правильной работы программы требуется установить доработанные библиотеки из архива. Смысл доработки заключается в изменении формата температуры с float на int8_t для ускорения работы программы. Для работы погреба, перед записью программы в NODEMCU, требуется в скетче ввести имя и пароль точки доступа. После включения платы настроить в роутере статический IP адрес погребу а в телефоне сделать закладку.Ниже скриншот странички погреба:

На печатной плате установлен разъём Х5, предназначенный для подключения дисплея nokia1616 для индикации температуры и кнопок управления, но так как по стечению обстоятельств плата установлена в недоступном для глаз месте, то от дисплея и кнопок пришлось отказаться.

Монтаж устройства выполнен в распределительной коробке 120 х 80 х 50 IP55. Плата крепится двумя шурупами через отверстия в центре. В коробке крепится кнопка подающая сетевое напряжение и внешний предохранитель как на фото:

Опыт эксплуатации.

  • Законы физики никто не отменял, поэтому коврики греют пространство под собой и над собой. Это надо учитывать при расположении датчиков температуры на нижних полках.
  • Температура со стороны стены балкона и стены дома разные ( у балкона холоднее). Это надо учитывать при установке температуры.
  • Изолировать выносной датчик изолентой плохая идея. За осень и зиму на улице полностью позеленел сгнил один датчик.
  • Так как погреб довольно инертная система (долго нагревается и долго остывает) то для регулирования хватает простого алгоритма релейного выключения нагревателя при превышении температуры.

Заключение

После изготовлении данного погреба Вы:

  • Будете знать фактическую температуру на улице.
  • Будете спокойны за свой погреб.
  • Сможете управлять погребом не вставая с дивана.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
R1 Резистор
1 Ом
1 1206Поиск в Utsource В блокнот
R2, R4 Резистор
150 кОм
2 1206Поиск в Utsource В блокнот
R3 Резистор
15 Ом
1 1206Поиск в Utsource В блокнот
R6 Резистор
220 Ом
1 0805Поиск в Utsource В блокнот
R7 Резистор
10 Ом
1 0805Поиск в Utsource В блокнот
R8 Резистор
1 кОм
1 0805Поиск в Utsource В блокнот
R9 Резистор
4.7 кОм
1 0805Поиск в Utsource В блокнот
R10, R11 Резистор
2.4 кОм
2 0805Поиск в Utsource В блокнот
R12, R14, R15, R17 Резистор
330 Ом
4 2512Поиск в Utsource В блокнот
R13, R16 Резистор
1 кОм
2 1206Поиск в Utsource В блокнот
R18, R19 Резистор
100 Ом
2 1206Поиск в Utsource В блокнот
R20 Резистор
470 Ом
1 1206Поиск в Utsource В блокнот
 
С1, С2, С4 Конденсатор10 мкф 16 в3 1210Поиск в Utsource В блокнот
С3 Конденсатор470 мкф 16 в1 Поиск в Utsource В блокнот
С5, С6 Конденсатор4.7 мкф 400 в2 Поиск в Utsource В блокнот
С7 Конденсатор470 пФ 100 В1 1206Поиск в Utsource В блокнот
С8 Конденсатор3300 пФ 1 кВ1 1206Поиск в Utsource В блокнот
С10 Конденсатор0.1 мкФ 50 В1 0805Поиск в Utsource В блокнот
С11 Конденсатор0.1 мкФ 50 В1 0805Поиск в Utsource В блокнот
С12 Конденсатор0.1 мкФ 50 В1 0805Поиск в Utsource В блокнот
С13 Конденсатор0.1 мкФ 50 В1 0805Поиск в Utsource В блокнот
С14 Конденсатор220 пФ 50 В1 0805Поиск в Utsource В блокнот
С15 Конденсатор0.1 мкФ 50 В1 0805Поиск в Utsource В блокнот
C16 Конденсатор2200 пФ1 Х1У1Поиск в Utsource В блокнот
С17 Конденсатор220 мкФ 16 В1 Поиск в Utsource В блокнот
 
L1, L3 Катушка индуктивности1000 мкгн2 EC24Поиск в Utsource В блокнот
L2 Катушка индуктивности1 мкгн1 Поиск в Utsource В блокнот
 
VS1, VS2 ТиристорBT1362 TO220Поиск в Utsource В блокнот
U2, U3 Оптопараmoc30612 DIP6Поиск в Utsource В блокнот
 
VD2 Диодный мост
DB155
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 VD112CWQ101 DPAKПоиск в Utsource В блокнот
VD4 Выпрямительный диод
1N4007
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD6 ИС источника опорного напряжения
TL431
1 sot23Поиск в Utsource В блокнот
U1 Оптопара
PC817
1 dip4Поиск в Utsource В блокнот
VT1, VT2 Биполярный транзистор
BC847
2 sot23Поиск в Utsource В блокнот
WIFI WIFINODEMCU1 Поиск в Utsource В блокнот
 
Т1 ТрансформаторB66413U0160L1871 EFD15Поиск в Utsource В блокнот
T1 ТрансформаторB66414W1008D0011 каркасПоиск в Utsource В блокнот
Т1 ТрансформаторB66414B2000X0002 скобаПоиск в Utsource В блокнот
D1 МикросхемаLNK3641 DIP7Поиск в Utsource В блокнот
 
Датчик
R1, R2 Резистор
33 кОм
2 0805Поиск в Utsource В блокнот
R3-R8 Резистор
10 Ом
6 0805Поиск в Utsource В блокнот
С1 Конденсатор0.1 мкФ 50 В1 0805Поиск в Utsource В блокнот
D1 Датчик температуры
LM75A
1 so8Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (1) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Радиореле 220В
Радиореле 220В
Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294
вверх