УМНЫЙ ДОМ Умный тёплый пол на Arduino

[Andrew Reiterovich]

В этом деле схемотехники и эл. компонентов я новичок, хочу сделать теплый пол для будки своего кота, а то он очень мерзнет (сфинкс).
Посмотрел много гайдов в интернетах, но понял, что все делают такой пол через интервальное включение через реле.

А я бы хотел плавное изменение напряжения, как делают транзисторы, но вот беда 1кв.м. теплого пола требует 140W. Как мне подобрать нужный транзистор или возможно ли спаять связку?

Имеется на руках Arduino UNO, термометр и все необходимое для отслеживания температуры в реальном времени.

 

[Эдуард Анисимов]

В продаже есть готовые решения.

 

[b707_2]

А я бы хотел плавное изменение напряжения, как делают транзисторы, но вот беда 1кв.м. теплого пола требует 140W. Как мне подобрать нужный транзистор или возможно ли спаять связку?

вы бы для начала уточнили напряжение и тип подключения нагревателя. Потому что если там переменный ток 220в, то нужны не транзисторы, а диммер на симисторе, или, что проще - реле. Реле, кстати, можно взять твердотельное - оно щелкать не будет

 

[Andrew Reiterovich]

В продаже есть готовые решения.

Спасибо, но интересен сам процесс создания, хотел бы купить готовое, сюда бы не писал

 

[Andrew Reiterovich]

вы бы для начала уточнили напряжение и тип подключения нагревателя. Потому что если там переменный ток 220в, то нужны не транзисторы, а диммер на симисторе, или, что проще - реле. Реле, кстати, можно взять твердотельное - оно щелкать не будет

А как мне через реле менять напряжение? Допустим мой алгоритм на основании полученных входных данных решит уменьшить мощность до 15%, как это будет работать на реле, только если заранее установить несколько реле. Каждое из них могло бы быть с определенной пропускной способностью и тогда я бы как будто менял каналы. (Похоже немного на принцип работы АКПП)

 

[b707_2]

А как мне через реле менять напряжение?

не надо менять напряжение, мощность нагрева регулируется не так. Если вам нужна мощность 100% - просто включаем нагреватель, а если надо 15% от максимума - включаете нагревать на 15% времени, а в остальные 85% он выключен. Чтобы это работало равномерно - это надо делать достаточно быстро. Это называется ШИМ - почитайте. Именно так регулируется яркость светодиодов с помощью ардуино. Для нагревателя используем тот же базовый принцип, только с поправкой на большие токи и переменное напряжение - так работает диммер, например для управления яркостью лампочек
Чтобы лампы не мерцали. их надо включать и выключать сотни раз в секунду. Нагреватель теплого пола - значительно более инерционный, тут можно делать периоды значительно реже

 

[Старик Похабыч]

Если реле будет включено постоянно, то температура поднимется до какого то предела, далее теплообмен с внешней средой и баланс. А вот что будет если секунду греть, секунду не греть ? или греть 5 секунд и 3 отдыхать ? температура баланса будет ниже, на сколько не могу сказать. Но регулировать так можно. В простом случае эта температура будет зависеть от температуры окружающей среды. Если же использовать термодатчик, то уже можно включать и выключать при снижении ниже порога и при достижении нужной температуры.
Другой вопрос: стоит ли греть место, если там не будет животного ? Это доп расходы. А если место не греть , то будет ли туда залезать кошка ? На теплое место точно будет, а на холодное и ждать нагрева научиться не сразу.

 

[kDn]

Имеет смысла прочитать про PID-регуляторы , как раз тот самый случай поддержания заданного значения.

 

[Andrew Reiterovich]

не надо менять напряжение, мощность нагрева регулируется не так. Если вам нужна мощность 100% - просто включаем нагреватель, а если надо 15% от максимума - включаете нагревать на 15% времени, а в остальные 85% он выключен. Чтобы это работало равномерно - это надо делать достаточно быстро. Это называется ШИМ - почитайте. Именно так регулируется яркость светодиодов с помощью ардуино. Для нагревателя используем тот же базовый принцип, только с поправкой на большие токи и переменное напряжение - так работает диммер, например для управления яркостью лампочек
Чтобы лампы не мерцали. их надо включать и выключать сотни раз в секунду. Нагреватель теплого пола - значительно более инерционный, тут можно делать периоды значительно реже

Спасибо, я почитаю про ШИМ, изначально вообще не знал с чего начать, теперь знаю

 

[Wan-Derer]

@Andrew Reiterovich,
Я, конечно, не разбираюсь в сфинксах, но мне кажется что 140 Вт это для того чтобы сварить кота. Или будка на улице?

 

[Andrew Reiterovich]

@Andrew Reiterovich,
Я, конечно, не разбираюсь в сфинксах, но мне кажется что 140 Вт это для того чтобы сварить кота. Или будка на улице?

поэтому я и хочу контролировать нагрев, возможно это будет на 5-10% от максимальной мощности

 

[CHE77]

не надо менять напряжение, мощность нагрева регулируется не так. Если вам нужна мощность 100% - просто включаем нагреватель, а если надо 15% от максимума - включаете нагревать на 15% времени, а в остальные 85% он выключен. Чтобы это работало равномерно - это надо делать достаточно быстро. Это называется ШИМ - почитайте. Именно так регулируется яркость светодиодов с помощью ардуино. Для нагревателя используем тот же базовый принцип, только с поправкой на большие токи и переменное напряжение - так работает диммер, например для управления яркостью лампочек
Чтобы лампы не мерцали. их надо включать и выключать сотни раз в секунду. Нагреватель теплого пола - значительно более инерционный, тут можно делать периоды значительно реже

Нагрузка у теплого пола приличная, а релюшки китайские. Ими желательно клацать как можно меньше. К тому же клацание в жилом помещении будет действовать на нервы.
Отчасти может помочь твердотельное реле. Но, насколько я понял, что если оно перегорает то, оно замыкает контакты, - что не безопасно.
Слышал есть вариант "умного контролера реле" который замыкает и главное размыкает контакты в нулевой фазе переменного тока.
Сам сейчас делаю "умный пол" на Blynk. Гуглю - пока не могу найти проект такого реле.

В случае с отопительными батареями и с датчиком температуры воздуха греть временами в полную мощность и временами в холостую, тоже плох еще по тому, что будет пересушиваться воздух и батареи (пол) могут поскрипывать от резких перепадов.

 

[Эдуард Анисимов]

Слышал есть вариант "умного контролера реле" который замыкает и главное размыкает контакты в нулевой фазе переменного тока.

Реле не успеет.
Есть оптроны, которые переключают симисторы при переходе через 0.

Отчасти может помочь твердотельное реле. Но, насколько я понял, что если оно перегорает то, оно замыкает контакты, - что не безопасно.

Когда твёрдотельное реле перегорает, оно уходит в обрыв. Можно подстраховаться и поставить предохранитль сгорающий при полной нагрузке.
И хорошие твердотельные реле переключаются при переходе через 0.

 

[DAK]

Твердотельные реле на переменное напряжение обычно собираются на симисторах, у которых от перегрузки по току иногда спекается кристалл и они остаются в КЗ, сам один раз столкнулся, когда на пылесосе такая ситуация произошла. Для того, чтобы такого не происходило, надо просто правильно подобрать параметры твердотелки и не гнаться за низкой ценой на Али. Ничего про умное реле я не слышал, не могу понять о чём речь. Правда как то ко не одноклассник обращался, он как раз делал теплицу, купил умные программируемые реле по времени и температуре и твердотелки, управлял тэнами, не один кВт, реле на удивление держали хорошо. Для расчёта, 140 Вт , это пол Ампера, при 2х вольтах падения на симисторе, это всего 1Вт тепла, плюс ещё переменка, плюс регулировка, итого меньше получится, я бы взял bt139-600 или 800, и на самый маленький радиатор их воткнул, хватило бы за глаза, ну плюс moc3083, эту схему я уже опробовал, работает идеально.

 

[DAK]

В случае с отопительными батареями и с датчиком температуры воздуха греть временами в полную мощность и временами в холостую, тоже плох еще по тому, что будет пересушиваться воздух и батареи (пол) могут поскрипывать от резких перепадов.

Просто греешь 5 секунд, 5 секунд отдых, потом ещё раз на 5 сек.... Ну или вообще на 1 сек. включил, на пол секунды вырубил, не вижу резких перепадов. В первом случае будет 50 процентов мощности, во втором 67