|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Control de caldera de calefacción eléctrica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de potencia, termómetros, estabilizadores de calor La unidad de control por microcontrolador propuesta está diseñada y fabricada para reemplazar la unidad de control normal de la caldera de calefacción eléctrica "EVAN EPO-7,5/220 V", que no proporciona suficiente facilidad de funcionamiento. También se puede utilizar para controlar otros calentadores eléctricos. Tras la compra e instalación de la caldera "EVAN EPO-7,5 / 220 V", se revelaron las deficiencias de la centralita con la que estaba equipada. El principal es el encendido y apagado simultáneo de las tres resistencias eléctricas instaladas en la caldera. Las sobretensiones y caídas de tensión resultantes en la red son tan grandes que provocan el mal funcionamiento de algunos dispositivos electrónicos alimentados por ella. Incluso hubo fracasos de ellos. Además, un potente contactor, que periódicamente encendía y apagaba los calentadores para mantener la temperatura establecida, retumbaba por toda la casa, y el bloque colgado en la pared en la que estaba instalado “saltaba” hasta caer y romperse. Se decidió no reparar este bloque, sino desarrollar y fabricar uno nuevo, eliminando en la medida de lo posible las deficiencias y ampliando las funciones realizadas. La nueva unidad de control se hizo de cuatro canales con conmutación electrónica. Tres canales controlan los calentadores de forma temporizada, lo que reduce en gran medida la corriente de entrada extraída de la red eléctrica. El contactor se utiliza únicamente para el apagado de emergencia de los calentadores en caso de sobrecalentamiento de la caldera. El cuarto canal controla la bomba de agua del sistema de calefacción. Existe un modo de calentamiento rápido de la caldera a una temperatura predeterminada con la bomba apagada y luego encendiéndola para suministrar agua caliente al sistema de calefacción. El nuevo sistema, como el antiguo, estabiliza la temperatura del agua a la salida de la caldera, aunque es posible pasar a su estabilización en la entrada. Si conecta un sensor de temperatura ambiente a la unidad de control, el sistema cambia automáticamente al modo de estabilización para este parámetro. En la fig. 1. El sistema de calefacción se enciende y apaga mediante el interruptor SA1, que suministra tensión de red al módulo de potencia. Después de eso, todos los demás módulos de la unidad de control comienzan a funcionar. Los calentadores EK1-EK3 se alimentan con voltaje de 220 V a través del contactor KM1, disyuntores SA3-SA5 y un módulo de interruptores triac controlados por señales generadas en el módulo del microcontrolador. Tipo de contactor - NC1 -25. Cuando la caldera funciona normalmente, sus contactos están cerrados.
El circuito de control del motor M2, que acciona la bomba de agua, que incluye la máquina SA2 y uno de los canales del módulo triac, se diferencia únicamente en que no puede abrirse mediante el contactor KM1. Esto es necesario para que, en caso de una parada de emergencia de los calentadores, la bomba continúe funcionando, asegurando la circulación del agua en el sistema de calefacción y su enfriamiento acelerado. Los disipadores de calor de los triacs que conmutan los calentadores y la bomba son alimentados por un ventilador de ordenador M1 de dos velocidades, tamaño 80x80x20 mm, con una tensión de alimentación de 12 V. Los LED de dos colores HL1-HL4 están conectados al módulo de interruptores triac. Sus cristales luminosos rojos se encienden cuando se aplica tensión de red a las entradas de los interruptores triac correspondientes, y se encienden en verde, cuando se abren sus triacs. En este último caso, el color del LED se vuelve amarillo, lo que indica que se aplica tensión de red al calentador o bomba. Los diodos VD1-VD8 protegen los LED de la tensión inversa. Los sensores de temperatura del agua en la salida de la caldera (BK1), en su entrada (BK2), así como la temperatura del aire en la habitación calentada (BK3) se conectan al módulo del microcontrolador a través del módulo de alimentación y conexiones entre módulos. En las salidas de los sensores BK1 - BK3, se montan piezas de filtro (respectivamente R1C1, R2C2, R3C3). Según el diagrama, los cables de longitud corta de cables USB estándar con enchufes de conectores USB-A están soldados a los terminales 1, 2 de los sensores y a los terminales libres de las resistencias. Los sensores de temperatura del refrigerante de automóviles estándar 1-2 se utilizan como carcasas para los sensores VK19 y VK3828, de los cuales se ha eliminado todo el "interior". Los sensores DS18B20, junto con las piezas soldadas a ellos y los extremos de los cables, se insertan en las cavidades formadas y se llenan con sellador para automóviles. Una vez endurecido el sellador, se atornilla el sensor VK1 en lugar del sensor de temperatura del agua existente anteriormente en la salida de la caldera. El diámetro y el paso de rosca son adecuados. Para instalar el sensor VK2, es necesario realizar un inserto con un orificio roscado en la tubería que suministra agua a la caldera. Se coloca un trozo de tubo termocontraíble en el sensor VKZ y en el extremo del cable que conduce a él para protegerlo de influencias externas. Este sensor se coloca en una habitación con calefacción, lejos de fuentes de calor y protegido de corrientes de aire. Los sensores VK5-VKZ se conectan al conector X1 del módulo de alimentación y a las conexiones entre módulos mediante cables formados por alargadores USB con tomas de cable USB-A. Como interruptor térmico SF1, que indica un sobrecalentamiento inaceptable del agua, se utiliza TM108, un interruptor estándar del ventilador de refrigeración del motor de un automóvil. En la caldera hay lugar para su instalación, el paso de rosca y el diámetro son adecuados. Los contactos de este interruptor se cierran cuando la temperatura del agua en la caldera alcanza los 92ºC. оC, lo que provoca la liberación inmediata del inducido por el contactor KM1 y el apagado de todos los calentadores. Los contactos del interruptor SF1 se abren cuando la temperatura del agua baja a 87 оС. Para analizar las señales de los sensores y generar señales de control para calentadores y otros dispositivos del sistema, se utilizó un módulo de microcontrolador universal descrito en [1] con un programa especialmente desarrollado. Para poder conectar indicadores LED en lugar de un LCD gráfico, el módulo ha sufrido una ligera modificación. Se eliminó la resistencia de sintonización R15 que regulaba el contraste de la pantalla LCD (la numeración de los elementos del módulo se realiza según el diagrama de la Fig. 1 en [1]). Como resultado de esto, dos contactos del conector X4, liberados como resultado, se utilizan para transmitir señales de control adicionales para los indicadores LED. Para esto, el pin 2 se conecta a la salida PC7 (pin 28) y el pin 18 se conecta a la salida PD7 (pin 30) del microcontrolador DD1. El diagrama del módulo de control e indicación LED conectado al módulo del microcontrolador en lugar de la pantalla LCD se muestra en la fig. 2. Se instalan indicadores LED de tres dígitos y siete elementos HG1 - HG3 con un cátodo común, que muestran información sobre el funcionamiento de la caldera. Dependen del modo de funcionamiento seleccionado del sistema de calefacción.
El microcontrolador genera información para mostrar en los indicadores HG1-HG3 en forma de un código en serie de 24 bits, que se convierte mediante tres registros de desplazamiento de ocho bits conectados en serie en un código paralelo suministrado a los ánodos de los elementos indicadores. El primero de estos registros se encuentra ubicado en el módulo del microcontrolador (DD2 según su esquema). Sirve el indicador HG1. Los otros dos (DD1 y DD2 en el módulo de visualización considerado) sirven respectivamente a los indicadores HG2 y HG3. El valor del bit de orden superior del registro DD24 se carga primero en el registro de 2 bits y el valor del bit de orden inferior del registro DD2 del módulo de microcontrolador se carga en último lugar. Los LED HL1-HL3 del módulo de visualización muestran las señales de control del calentador generadas por el módulo del microcontrolador, respectivamente EK1, EK2 y EKZ. El LED HL4 se enciende cuando baja la temperatura del agua en la caldera y el HL5, cuando sube. Usando los botones SB1-SB4, cambian los modos de funcionamiento del sistema y cambian sus parámetros. El diagrama del módulo de interruptores triac se muestra en la fig. 3. Tiene cuatro canales idénticos. Las designaciones posicionales de los elementos de cada uno de ellos cuentan con prefijos que coinciden con los números de canal. Las señales de control generadas por el módulo del microcontrolador se alimentan a través del conector X1 a los diodos emisores de los optoacopladores triac 1U1-4U1, que proporcionan aislamiento galvánico entre los circuitos de control y ejecutivo.
Los optoacopladores aplicados MOC3063 [2] tienen nodos para vincular los momentos de apertura de los fototriacos a los momentos en que la tensión que se les aplica pasa por cero. Esto reduce significativamente el nivel de interferencia de conmutación. Los elementos ejecutivos de los interruptores son potentes triacs 1VS1-4VS1 instalados en disipadores de calor, que son impulsados por el ventilador M1 (ver Fig. 1). La unidad de control de este ventilador, conectada al conector X3, está montada sobre un transistor VT1. La señal para encender el ventilador proviene del microcontrolador al conector X2 simultáneamente con la aparición de una señal en X1 que enciende cualquiera de los calentadores, y se elimina después de un tiempo determinado después de que se apaga el último de los calentadores. Esto asegura un enfriamiento rápido de los triacs calentados. Todas las entradas de alimentación (a través de resistencias 1R5-4R5) y salidas (a través de resistencias 1R6-4R6) de los canales de conmutación están conectadas al conector XP4, al que se conectan LED para indicar el suministro de tensión de red a las entradas (contactos XT1-XT4) de los interruptores y su aparición en los contactos del conector X5 al que están conectados los calentadores y la bomba. En la fig. La figura 4 muestra un esquema del módulo para conexiones entre módulos y alimentación de nodos de baja potencia. El transformador T1 reduce la tensión de red de 220 V a 15 V, lo que luego rectifica el puente de diodos VD1. Después de suavizar las ondulaciones con los condensadores C2 y C3, la tensión rectificada se estabiliza mediante los estabilizadores integrales DA1 y DA2. El primero genera un voltaje de 12 V para alimentar el relé K1 y el ventilador M1 (ver Fig. 1), el segundo, 5 V para alimentar el módulo del microcontrolador. El módulo de fuente de alimentación también contiene una unidad de control para el contactor de apagado de emergencia del calentador, que consta de un transistor VT1 y un relé K1.
El conector X3 está conectado al módulo del microcontrolador y X4, a los sensores de temperatura. El conector X5 emite señales de control del calentador y de la bomba, así como voltajes de suministro para el módulo de conmutación. Las piezas de cada módulo de la unidad de control de la caldera están montadas en una placa de circuito impreso separada hecha de lámina de fibra de vidrio de 1,5 mm de espesor. Un dibujo de la placa del módulo del microcontrolador está disponible en [1]. La resistencia recortadora R15 no está instalada en él, y los pines 2 y 18 del conector X4 están conectados a las salidas del microcontrolador indicadas anteriormente con puentes de un cable aislado. No se requieren otras modificaciones. La placa de circuito impreso del módulo de visualización y control es de doble cara. El dibujo de sus conductores impresos se muestra en la fig. 5, y la ubicación de las piezas - en la Fig. 6. Si esta placa se fabricará con tecnología sin lados, se deben utilizar tramos cortos de cable desnudo. Los terminales de las piezas también están soldados por ambos lados.
El resto de placas de circuito impreso son de una sola cara. En la fig. 7. Las conexiones de los electrodos 1 de triacs con almohadillas de contacto en la placa de circuito impreso se realizan con cables aislados con una sección transversal de al menos 2,5 mm.2. El ventilador M1 se fija a los disipadores de calor en forma de U de los triacs 1VS1 - 1VS4 (Fig. 8). Para ello, se realizan agujeros roscados en los estantes superiores de los disipadores de calor. En la fig. 9.
El dispositivo utiliza resistencias fijas MLT, S2-33, condensadores de óxido K50-35 o importados, el resto de condensadores son K73-17. Todos los microcircuitos e indicadores HG1-HG3 están instalados en el panel. La unidad de control de la caldera de calefacción se ensambla en una carcasa del centro de música "LG" (Fig. 10). En el panel metálico inferior de la carcasa, que se convirtió en el panel posterior de la unidad, se fijan todos los módulos, un contactor, disyuntores y otras piezas grandes. El panel de plástico superior se ha convertido en frontal. Dispone de orificios para indicadores y botones de control, así como para acceso al interruptor SA1 y a los disyuntores SA2-SA5. Las paredes laterales de la caja se cortan a las dimensiones deseadas. En su parte inferior se encuentran conectores para conectar sensores de temperatura y circuitos de alimentación externos. Los circuitos de alimentación del bloque se realizan con un cable de montaje aislado con una sección transversal de al menos 2,5 mm.2.
La caldera se controla mediante cuatro botones instalados en la unidad de visualización y control. Puede cambiar la temperatura de estabilización en cualquier momento utilizando los botones SB4 "+" y SB3 "-". Si el sensor que mide la temperatura del aire ambiente no está conectado, la temperatura del agua en la caldera se estabilizará. Con la conexión de este sensor, sus lecturas se muestran en el indicador y la temperatura en la habitación se estabiliza. El indicador HG1 del módulo de indicación y control en el modo de funcionamiento muestra la temperatura del aire configurada en la habitación si está presente el sensor BK3, y sin él, la temperatura del agua configurada en la caldera (en la salida o en la entrada, según el modo configurado). El indicador HG2 muestra la temperatura medida del aire en la habitación o del agua que sale de la caldera. Cuando el sensor de temperatura del aire está conectado, la temperatura del agua medida en la salida de la caldera se mostrará en el indicador HG3 y en la entrada de la caldera cuando esté desconectada. Al presionar el botón SB1 "Modo", ingrese al modo de servicio y seleccione el parámetro a cambiar. El botón SB3 "-" disminuye, SB4 "+" aumenta el valor del parámetro seleccionado. Al presionar el botón "Memoria" SB2, los valores de los parámetros modificados se escriben en la EEPROM del microcontrolador. Para restaurar la configuración predeterminada, es decir, volver a los valores que estaban vigentes cuando se encendió el sistema por primera vez, es necesario mantener presionado el botón "Memoria" SB2 durante más de 5 s. Cuando suena un pitido continuo, se puede soltar el botón. En el modo de servicio, la letra P con el número del parámetro ajustable se muestra en el indicador HG2 y su valor se muestra en el indicador HG1. Todos los parámetros ajustables, sus límites y valores predeterminados se muestran en la tabla. También incluye parámetros que se configuran en el modo de funcionamiento y, por lo tanto, no tienen símbolos en el indicador. Estos son los valores de la temperatura del agua en la caldera o del aire de la habitación mantenida por el sistema de calefacción. Todos los parámetros solo pueden tomar valores enteros. Cabe recordar que el programa del microcontrolador no comprueba su corrección. Por este motivo, se debe tener sentido común y precaución al cambiar los parámetros. Hay tres formas de salir del modo de servicio. En primer lugar, esto sucede después de presionar el botón "Memoria" y escribir información en la EEPROM. En segundo lugar, automáticamente un minuto después de la última pulsación de cualquier botón. En tercer lugar, como resultado de la enumeración de todos los parámetros antes de ingresar al modo operativo. Todas las pulsaciones de botones van acompañadas de pitidos de confirmación. Los valores de parámetros modificados que no se escriben en la EEPROM solo son válidos hasta que se apaga el dispositivo. Cuando el módulo del microcontrolador se enciende por primera vez con el programa recién cargado, los valores de los parámetros predeterminados se sobrescriben en la EEPROM del microcontrolador. Pero para esto, la EEPROM debe estar limpia (contener 0FFH en todas las celdas), de lo contrario la información no se sobrescribirá, todos los parámetros deberán configurarse manualmente. Después de la inicialización de los sensores de temperatura y el sistema de indicación, el programa verifica el estado del interruptor térmico SF1 y, si la temperatura del agua está por debajo del nivel permitido, emite un pitido corto de preparación y enciende el contactor. Una vez determinado qué sensores están conectados, el programa controla los calentadores, manteniendo la temperatura establecida del agua en la caldera o del aire de la habitación. Las lecturas de un sensor faltante o defectuoso se reemplazan en el indicador con tres guiones. A una temperatura inferior a la configurada, se encienden la bomba, el ventilador de refrigeración triac y, a su vez, a intervalos específicos, los elementos calefactores. Cuando se alcanza la temperatura establecida, los elementos calefactores se apagan uno por uno. Por defecto la bomba sigue funcionando sin apagarse, pero con el parámetro P_2 se puede configurar para que se apague después de un periodo de tiempo especificado por el parámetro P_3 o cuando la temperatura del agua baje al valor especificado por el parámetro P_4. El ventilador para soplar triacs se apaga después del tiempo establecido en el parámetro P_10 después de apagar el último calentador. Cuando la temperatura disminuya la cantidad de grados establecidos en el parámetro P_1, los calentadores se encenderán nuevamente y se repetirá el ciclo de control de temperatura. Cuanto mayor sea el valor de este parámetro, con menos frecuencia se encienden los calentadores, pero más tiempo funcionan.
Los archivos PCB en formato Sprint Layout 5.0 y el programa del microcontrolador se pueden descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/03/epo_evan.zip. Literatura
Autor: V. Kiba
Cuero artificial para emulación táctil.
15.04.2024 Arena para gatos Petgugu Global
15.04.2024 El atractivo de los hombres cariñosos.
14.04.2024
▪ El carácter de un hombre no depende de sus hermanos y hermanas. ▪ Consola de juegos portátil GPD WIN4 2023 ▪ A la computadora se le enseñó a distinguir el texto masculino del femenino ▪ Sensores ambientales uRADMonitor ▪ Combustible diesel de azúcar
▪ sección del sitio Trabajos eléctricos. Selección de artículos ▪ artículo Instrucciones sobre protección laboral para electricistas de la construcción ▪ artículo ¿De dónde vienen los sombreros? Respuesta detallada ▪ artículo de Sabadilla. Leyendas, cultivo, métodos de aplicación.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página