Obr. 1. Spínač oběhového čerpadla
Fig. 1. Switch for circulation pump circuit
Zatímco teplou vodu přes radiátory prohání oběhové čerpadlo plynového kotle, okruh podlahového topení má čerpadlo vlastní. Původní situace byla taková, že toto čerpadlo bylo neustále zapnuté, což významně zvyšovalo spotřebu elektrické energie domácnosti až o 45 kWh za měsíc. Protože mezi kotlem a rozvodem podlahového topení nebyl natažen žádný kabel, bylo třeba vymyslet způsob, jak čerpadlo zapínat jen v době, kdy kotel topí. Řešení bylo nakonec poměrně jednoduché, stačí sledovat teplotu vody. Jako vhodné místo se ukázal přívod teplé vody ještě před směšovacím ventilem. V době, kdy kotel netopí, je zde teplota vody 20 aži 22 °C. Když kotel začne topit, zvýší se zde teplota vody na 37 °C asi po 8 minutách, po vypnutí kotle se teplota zmenší na 37 °C po asi 16 minutách.
Zapojení spínače je na obr. 1. Teplota se snímá termistorem NTC se jmenovitým odporem 100 kOhm, připojeným ke svorce K3. Úbytek napětí na termistoru se porovnává s úbytkem na sériové kombinaci P1, R5. Je-li na termistoru napětí menší, překlopí se komparátor s operačním zesilovačem IC1, na výstupu se objeví prakticky plné napájecí napětí, rozsvítí se LED1, vybudí optotriak a sepne výkonový triak T1, přes který se napájí čerpadlo. Sníží-li se teplota, bude na termistoru napětí větší, než je nastavené trimrem P1, komparátor se překlopí zpět, LED1 zhasne a triak vypne. Rezistor R6 zavádí malou hysterezi komparátoru (asi 0,3 °C), která přispívá ke stabilitě zařízení. Trimrem P1 lze nastavit teplotu od 27 do 45 °C (lze upravit změnou P1 a R5).
V přístroji jsem použil moderní operační zesilovač MCP6L01 vyráběný firmou Microchip. OZ v pouzdře SOT-23-5 má napájecí napětí 1,8 až 6 V, vstupy i výstupy typu rail-to-rail a šířku pásma 1 MHz při odběru pouhých 85 µA. Zmíněný OZ si můžete koupit u zásilkové služby Farnell (obj. číslo 1715852), objednáte-li si jich více jak 10 ks, přijde vás jeden jen na 5 Kč. Do desky lze osadit i klasický OZ v pouzdře DIL (např. TLC271, pozor, vývod 8 – Bias select – je pak třeba propojit s vývodem 4).
Komparátor je napájen přímo ze sítě přes kondenzátor C1. Rezistor R1 omezuje proudové špičky při prudké změně napětí. Napájení přes kondenzátor poskytne proud asi 7 mA. Napětí je usměrněno můstkem DB1 a stabilizováno Zenerovou diodou 5,6 V. Jak jste si jistě všimli, je přístroj galvanicky spojen se sítí. Teplotní čidlo proto musí být dobře izolováno, i když při správném připojení fáze na svorku L je na něm napětí nejvýše několik voltů. Čidlo jsem zatavil do smršťovací bužírky, jejíž konec jsem zatepla slisoval kleštěmi. K trubce je připevněno textilní lepicí páskou a stahovacím páskem.
Zařízení je galvanicky spojeno se sítí. Určeno je jen pro zkušené konstruktéry a k montáži do uzavřevých skříní. Autor nenese odpovědnost za případné škody.
Spínač má za sebou jednu topnou sezónu a dobře se osvědčil.
R1 | 1 kohm/2 W |
R2 | 1 Mohm, 0,6 W |
R3, R4 | 100 kohm, SMD 1206 |
R5 | 39 kohm, SMD 1206 |
R6 | 4,7 Mohm, SMD 1206 |
R7 | 470 ohm, SMD 1206 |
R8, R9 | 390 ohm, SMD 1206 |
R10 | 220 ohm, 0,6 W |
P1 | 50 kohm, trimr PT15NVK050 + plastové kolečko |
C1 | 100 nF/275 V~, X2, CFAC |
C2 | 100 µF/16 V |
C3 | 10 nF/630 V |
D1 | BAV99 |
ZD1 | BZX85V005.6, 5,6 V/1,3 W |
T1 | BT136/800E |
DB1 | S250 |
LED1 | libovolná červená / any red |
IC1 | MCP6L01 (Farnell 171-5852) |
OC1 | MOC3063 |
NTC | termistor B57164K0104K000 (K164NK100), 100 kW |
svorkovnice / terminal | ARK705/3 2x, ARK 550/2 |
deska s plošnými spoji bcs69 |
Obr. 2. Deska s plošnými spínače (51 x 64 mm). Použijete-li
pravé tlačítko myši a zvolíte-li "Uložit obrázek
jako", získáte předlohu spojů v rozlišení 600 dpi
Fig. 2. PCB layout (51 x 64 mm). Click
right mouse button and choose "Save image as" to get
600 dpi resolution image
(Click
here for PDF file)
Obr. 3. Rozmístění součástek
Fig. 3. Locations of components on board
Obr. 4. Fotografie horní strany desky
Fig. 4. Top side board photo
Obr. 5. Dolní strana desky
Fig. 5. Bottom side
Jaroslav Belza
Článek byl otištěn v časopise "Praktická
elektronika - Amatérské radio" 12/2012 na s. 27
This article was printes in magazine "Praktická elektronika
- Amatérské radio" 12/2012, page 27
26. 5. 2013