Kotak Kontrol Boiler Pemanas Tengah Cerdas – Manajemen Energi Efisien
Komponen dan Perlengkapan
Arduino UNO – 1 buah
Modul Relay (generik) – 1 buah (8 relay)
Layar LCD 20 x 4 – 1 buah
Tentang Proyek Ini
Pendahuluan
Jika Anda memiliki sistem pemanas tengah dengan boiler gas di rumah, bersama dengan termostat ruang di ruang tamu, termostat akan mematikan boiler jika ruang tamu sudah cukup hangat. Kondisi ini mematikan boiler untuk seluruh rumah, sehingga tidak mungkin memanaskan ruangan lain. Oleh karena itu, jika Anda memiliki tempat terbuka atau kompor kayu di ruang tamu, sisa rumah akan menjadi dingin saat Anda menggunakannya. Pemasok boiler biasanya akan menyelesaikan hal ini dengan pemasangan kontrol bergantung cuaca atau sistem kontrol iklim. Namun, sistem seperti memiliki kelemahan, misalnya tagihan gas yang tinggi. Selain itu, sistem ini bekerja buruk dalam kombinasi dengan pemanas lantai. Kotak kontrol boiler ini adalah solusi yang lebih baik dan lebih murah.
Fitur
Memberikan kesempatan untuk memanaskan ruangan lain di rumah, bahkan jika termostat ruang tamu memberitahu boiler CH untuk mematikan (fungsi override.)
Memiliki switch di panel depan untuk override sementara dan permanen
Suhu air boiler maksimum dapat disesuaikan di panel depan.
LCD panel depan (4 x 20) menampilkan suhu boiler yang diukur, suhu maksimum boiler yang diatur, status override (on/off) dengan waktu tersisa atau 'override permanen', program proteksi klep jika aktif (dengan waktu tersisa), jumlah kali program proteksi klep telah berjalan, REBOOT jika reboot telah terjadi.
'Fail safe', yaitu jika Kotak Kontrol Boiler (BCB) tidak mendapat daya, termostat ruang akan mengoperasikan boiler CH dengan cara normal dan pemanas akan berfungsi normal.
Watchdog yang menyebabkan BCB reboot dalam hal jarang terjadi crash perangkat lunak.
Sistem memerlukan klep listrik (klep motor) yang ditempatkan di saluran air panas pemanas lantai. Jika sistem kontrol bergantung cuaca sudah ada di instalasi CH saat ini, klep ini sudah terpasang.
Program Proteksi Klep bawaan mencegah klep motor macet dengan menutup dan membukanya sekali setiap sekitar 24 jam.
Suhu air optimal di saluran pemanas lantai, berbeda dengan sistem kontrol bergantung cuaca jenis lama. Suhu air di pemanas lantai tidak tergantung pada suhu luar.
Tidak ada goyangan boiler.
Manfaat
Pemanasan semua ruangan di rumah mungkin dan tidak tergantung pada suhu ruang tamu.
Suhu ruang tamu yang nyaman karena suhu air optimal di saluran pemanas lantai. Kontrol penuh atas suhu air di saluran pemanas lantai (tidak seperti sistem kontrol iklim konvensional / sistem kontrol bergantung cuaca).
Tagihan gas lebih rendah dibandingkan dengan sistem kontrol bergantung cuaca jenis lama.
Umur boiler lebih lama dan kurang perbaikan bagian boiler seperti pompa dan kipas.
Cara Kerja
BCB terhubung ke (kontak termostat dari) boiler, termostat ruang tamu dan ke klep listrik (klep motor) yang ditempatkan di saluran air panas pemanas lantai. BCB juga terhubung ke NTC yang ditempatkan di saluran keluaran air panas boiler, untuk mengukur suhu air panas keluaran.
Di panel depan BCB terdapat layar yang menampilkan suhu air panas keluaran (Tmeasured), suhu air maksimum yang diatur jika 'override' aktif (Tset), override on, off atau override permanen dan jumlah kali program proteksi klep telah berjalan.
Jika BCB tidak dalam mode 'override', atau jika BCB tidak mendapat daya, termostat ruang tamu terhubung ke boiler dan klep pemanas lantai terbuka. Termostat ruang tamu sekarang mengontrol boiler CH secara langsung. Seolah-olah BCB tidak ada. LED di panel depan mati dan layar mengatakan: "Override: OFF." Jika termostat ruang tamu memberitahu boiler untuk mematikan, maka boiler mati terlepas dari suhu di ruangan lain di rumah.
Jika kita ingin pemanasan di salah satu ruangan lain di rumah, kita dapat "override" termostat ruang tamu dengan menggunakan salah satu dari dua tombol di depan BCB. Switch gulung dapat digunakan untuk override termostat ruang tamu secara permanen. Tombol push dapat digunakan untuk override sementara. Jika ditekan, override sementara satu hingga delapan jam dapat dipilih seperti yang ditampilkan di layar. (0-1-2-3-4-5-6-7-8-0... dll. jam). Jika BCB dalam mode override, layar akan menunjukkan hal itu dan LED di panel depan menyala.
Dalam mode override, BCB mengambil alih kontrol boiler CH. Ini mematikan boiler jika suhu terukur air keluaran boiler melebihi suhu maksimum yang diatur Tset (dalam gambar 59 °C). Ini menyalakan boiler jika suhu turun di bawah (Tset - h), h adalah histeresis sebesar 20 °C. Jadi dalam kasus kita, BCB menyala jika suhu air keluaran turun di bawah 39 °C. Histeresis h dapat diubah dalam skets jika diinginkan. BCB sekarang mempertahankan suhu air CH antara 39 °C dan 59 °C. Setiap ruangan dapat dipanaskan secara independen dari termostat ruang tamu. Suhu ruangan dapat, jika diinginkan, dikontrol oleh klep termostatik di radiator.
Suhu ruang tamu sekarang dikontrol oleh termostat ruang tamu dengan membuka atau menutup klep listrik di pemanas lantai.
Cara Membuatnya
Membuatnya cukup sederhana. Hubungkan komponen seperti yang ditunjukkan dalam jadwal. Output 5V dari Arduino Uno harus dihubungkan ke semua koneksi +5V (panah.) Selain itu, hubungkan semua pin ground.
BCB diberi daya oleh supply eksternal 12 V DC yang terhubung ke Arduino. Output daya +5V Arduino tidak cukup kuat untuk memberi daya baik LCD maupun modul relay, jadi sirkuit relay pada modul terakhir diberi daya oleh supply switching 5V terpisah, LM2596. LM 2596 mendapat daya langsung dari supply eksternal 12V. Jumper pada modul relay yang menghubungkan Vcc dan JD-Vcc perlu dilepas. Harap ikuti skema dengan hati-hati.
Unduh skets dan unggah ke Arduino Anda dan Anda selesai.
Yang Anda butuhkan:
Arduino Uno
Modul Relay 8-Relay
Layar LCD 2004A
Modul supply switching LM2596 5V
Supply daya eksternal 12 V DC
B+B Thermo Technik TS-NTC-103 (10kΩ)
Resistor Metalfilm 10kΩ, 0,1% toleransi
Potmeter 10kΩ linear (chassis)
Trim potmeter 10kΩ
Resistor 820 Ω (toleransi tidak penting, 10%, 5% atau lebih baik akan cukup)
Resistor 1500 Ω (toleransi tidak penting, 10%, 5% atau lebih baik akan cukup)
Resistor 10 kΩ, toleransi tidak penting (2 buah)
Kapasitor 0,1 uF (=100nF) 16V (2 buah)
Elco 470 uF 16V
Tombol push (normal off)
Switch gulung
4 konektor 2.5mm (chassis)
1 konektor daya (chassis)
4 konektor tunggal 2.5 mm
LED, arus rendah, misalnya Kingsbright L53 LYD kuning
Kotak penutup
Instalasi
Colokkan konektor klep listrik, termostat ruang tamu dan boiler CH ke konektor yang sesuai pada BCB. Pastikan kawat NTC terisolasi dengan baik, misalnya dengan katup susut. Pasang NTC di klep keluaran air panas boiler dengan kawat ikat. Colokkan konektor NTC ke konektor yang sesuai pada BCB. Colokkan supply daya 12 V ke konektor daya BCB dan colokkan konektor supply daya ke stopkontak dinding.
Menyalakan BCB
Setelah colokkan konektor supply daya ke stopkontak dinding, BCB akan menampilkan pesan bahwa perangkat sedang booting. Ini juga akan menunjukkan versi skets di layar.
Jika switch gulung untuk override permanen dalam posisi off, layar berikut akan muncul setelah BCB menyala. Layar menunjukkan suhu terukur air keluaran boiler (Tmeasured), suhu maksimum air keluaran boiler yang diatur (Tset), status override (mati) dan menunjukkan bahwa BCB telah menyala.
Untuk menghapus pesan "BOOTED", pindahkan switch gulung ke posisi override permanen dan tekan tombol override sementara. LED akan menyala. Boiler mungkin akan dinyalakan oleh BCB saat melakukan ini.
Di layar pesan "BOOTED" sekarang diganti oleh pesan "#VP=0" yang menunjukkan bahwa Program Proteksi Klep (#VP) telah berjalan 0 kali sejak BCB menyala (Lihat Program Proteksi Klep.)
Kembalikan switch gulung override permanen ke posisi off. LED akan mati.
Program Proteksi Klep
Program Proteksi Klep akan berjalan setiap sekitar 24 jam. Ini menutup klep listrik dan membukanya lagi untuk mencegahnya macet. Setiap kali VPP berjalan, counter #VP bertambah. Setelah #VP=99 ia kembali ke nol. Sambil berjalan, VPP menunjukkan waktu tersisa di layar BCB. Total waktu program adalah 15 menit. Ini mungkin terasa cukup lama, tetapi banyak klep listrik membutuhkan beberapa waktu untuk merespons. Jika fungsi override telah digunakan, eksekusi VPP pertama akan sekitar 24 jam setelah fungsi override dimatikan.
Watchdog
Dalam hal jarang terjadi crash perangkat lunak, watchdog bawaan akan me-reboot BCB. Sambil rebooting, pesan "REBOOT IN PROGRESS" ditampilkan di LCD. Setelah reboot, BCB akan berfungsi normal. Pesan "#VP=.." akan diganti dengan "REBOOT" untuk memberi tahu pengguna bahwa reboot telah terjadi. Pesan dapat dihapus seperti yang dijelaskan dalam "Menyalakan BCB."
