Как подключить терморегулятор теплого пола

Терморегуляторы, предназначенные для управления отоплением электрическими теплыми полами, имеют специальное обозначение.

Не путайте их с другими популярными моделями, которые выпускаются для работы с газовыми котлами или водяным отоплением через коллектор.

На обратной стороне устройства между двух клемм, ищите изображение в виде змейки (контакты L1 и N1).

Именно сюда подключается кабель теплого пола или электрического мата.

К концу L1 — центральная жила кабеля, к N1 – оплетка.

Выносной температурный датчик, предотвращающий перегрев теплых полов и контролирующий нагрев, заводится на колодки с изображением сенсора (NTC).

Полярность подключения проводов датчика не важна. Подсоединяйте их в любой последовательности.

Погрешность определения температуры

Обратите внимание, что температура непосредственно на выносном датчике всегда будет выше, чем температура в комнате, которую на своем табло показывает регулятор.

Это связано с глубиной залегания датчика в стяжку.

Обычно эта дельта, между t на поверхности пола и t внутри стяжки, не превышает 5-7 градусов.

На дисплеях электронных приборов можно увидеть оба параметра, а вот в механических устройствах с колесиком, зачастую по окружности даже не прописывают градусы, а указывают только цифры 1-2-3 и т.д.

При пяти цифрах одно деление соответствует примерно 8 градусам.

Градусы не указываются с определенной целью, дабы не запутать пользователя. Выставишь на корпусе термостата +25С, а комнатный градусник в квартире будет показывать всего +20С.

У большинства сразу же возникнет вопрос, почему регулятор работает с такой погрешностью? Не поломался ли он?

Нет, с ним все в порядке. В данном случае до +25С прогревается датчик в полу, а не воздух в помещении. Именно поэтому производители в механике и указывают просто цифры, дабы вы, ориентируясь только на свои ощущения, могли подобрать наиболее комфортный для себя режим.

Если же на вашем механическом термостате указаны именно градусы, это означает, что он главным образом работает и ориентируется на собственный датчик температуры воздуха, встроенный в корпус.

Тот, что подключается к нему извне и прячется в стяжку, играет только роль защиты кабеля от перегрева.

Питание 220В заводите на клеммы L и N через УЗО с током утечки не более 30мА.

Схема подключения теплого пола напрямую через терморегулятор разных производителей однотипна и выглядит следующим образом.

Схема подключения теплого пола большой мощности

При подключении обязательно проверяйте мощность, которую способен пропустить через себя термостат. Обычно он рассчитан на нагрузку не более 16А (3,7кВт при напряжении 230В).

Это именно максимальное значение. Рекомендуется использовать устройство под постоянной нагрузкой не более 70% от этой мощности.

В этом случае девайс прослужит долго и исправно. Релюшка, которая коммутирует контакт, при перегреве быстро выходит из строя. А вместе с ней придется менять и весь прибор.

При нагрузке более 3,7кВт потребуется модульный контактор.

Схема подключения в этом случае изменится на следующую.

Здесь вместо нагрузки, провода с регулятора идут на контакты включающей катушки (А1-А2), а сам кабель обогрева подключается к силовым клеммам пускателя (1-2 или 3-4).

Фазировка на терморегуляторе

Частый вопрос – есть ли разница, куда на терморегуляторе подключать фазу, а куда ноль?

Да, есть. На логику работы устройства это не влияет, а вот на безопасность еще как.

Если перепутаете фазу и ноль, то при отключении термостата разрываться будет не фазный проводник, а нулевой. Таким образом, фаза будет постоянно присутствовать на кабеле теплого пола, что естественно не безопасно.

В тех устройствах, которые на корпусе имеют отдельный выключатель, при его нажатии происходит разрыв сразу двух проводников, и фазы, и ноля. Но это в ручном режиме отключения, и то не во всех моделях.

Зачастую ноль через свою дорожку подается напрямую. Зашел на клемму и тут же ушел на теплый пол.

При этом сам переключатель отвечает лишь за разрыв подачи питания на плату управления. При автоматическом срабатывании от датчика, всегда разрывается только один провод.

Нужна ли земля?

Еще обратите внимание на то, что защитное заземление непосредственно на сам терморегулятор на заводится!

Это может быть отдельная, обособленная клемма, через которую к защитному проводнику подсоединяется экран нагревательного кабеля.

На самих терморегуляторах даже стоит значок “квадрат в квадрате”, что означает – прибор с двойной изоляцией.

Такие знаки обычно наносят на переносные инструменты, не требующие наличия заземляющего контакта на вилке шнура питания.

Отличие дорогих электронных термостатов от механических

Какие сверхзадачи решают умные терморегуляторы, начиненные электроникой и дисплеем? Казалось бы, зачем покупать дорогое изделие, если можно приобрести регулятор с механическим колесиком и точно также выставлять для себя нужную температуру?

А дело здесь в одной из принципиальных проблем комфортной работы систем отопления – инерционности.

Дело в том, что выставив на теплых полах приемлемую для себя температуру в районе 23-25С, после ее достижения, даже с отключенным отопительным прибором, система до определенного момента по инерции все равно будет продолжать набирать градусы.

То же самое касается и минимального параметра. Фактически такие колебания в помещении могут достигать от 19 до 27С.

Ни о каком поддержании комфортных условий с такими разбросами речи не идет. В умных электронных термостатах все это решается ШИМ регулированием.

Термин этот пришел из радиоэлектроники. Там ШИМ – это широтно-импульсная модуляция. В отоплении данный принцип заключается в изменении времени включения и работы греющих элементов.

Пока температура в комнате находится далеко от желаемых параметров (задано +25С, в комнате +18С), теплые полы все время включены (греют, греют и греют).

Однако по мере достижения заданной точки (+25С), тепло начинает подаваться как бы небольшими, короткими импульсами (вкл-выкл). За счет этого происходит точное поддержание температуры в районе комфортной.

Про инерционные процессы, связанные с перегревом или наоборот с чрезмерным охлаждением, в этом случае можете забыть. Ничего подобного от термостата с колесиком вы не добьетесь.

Не работает термостат — как проверить?

В то же самое время не ждите каких-то глобальных изменений при замене термостата одной модели на другую. Бытует мнение, что если теплый пол не догревает, то стоит поменять терморегулятор на более дорогой, все само собой изменится.

Тут же поднимется температура воздуха в комнате, и там, где ранее было холодно, наступит жарища. Грубо говоря, термостат – это своего рода спидометр в вашем автомобиле.

Можете на спидометре нарисовать 300-350км/ч, но если движок не способен выдать такой мощи, то и данной скорости вам не видать. Если что-то и виновато в плохой работе теплых полов, то в первую очередь смотрите на температурный датчик.

Проверить работоспособность термостата очень просто. Подаете на него питание 220В и подключаете выносной датчик.

Далее, вместо теплого пола подсоединяете к термостату обычную лампочку накаливания. Начинаете выкручивать ручку, изменяя температуру.

В определенный момент лампочка должна загореться.

Далее зажимаете в руке температурный датчик и ждете. При нагреве от вашего тела исправный термостат сработает, и лампочка потухнет.

Если датчик запрятан глубоко в стяжку, то можете прогреть это место феном и дождаться такого же эффекта. Когда лампа никак не реагирует, это говорит о неисправности устройства.

Самый быстрый способ ремонта в этом случае – перевод работы с датчика пола, на встроенный в корпус датчик воздуха.

Концы кабеля на девайсе от напольного источника температуры придется откинуть, а настройки самого прибора перезагрузить.

Работать все это будет корректно при условии установки терморегулятора непосредственно в обогреваемом помещении.

Если у вас электронный термостат с ШИМ управлением, то при вышеприведенном способе проверки, не рекомендуется слишком быстро нагревать датчик посторонним источником тепла. Чем это чревато?

Во-первых, термостат тут же зафиксирует не нормальный рост тепла и сработает раньше времени. Во-вторых, “умные мозги” девайса принудительно отключат обогрев на ближайшие 20 минут.

При этом температура уже через 5 минут на дисплее устройства будет достаточной для включения, а запуска и замыкания контактов не произойдет. Вследствие чего у вас возникнут сомнения в корректности работы терморегулятора.

Поэтому проверка с быстрым нагревом идеально подходит для механических устройств, а с электронными будьте осторожны.

Подключение температурного датчика

Еще одна ошибка возникает при замене или подключении датчика разных производителей к одному и тому же регулятору. Дело в том, что все они имеют определенное сопротивление, соответствующее той или иной температуре.

И если без изменения настроек взять и поменять температурный датчик на другой, это может привести к некорректной работе отопления. Разница по температуре между определяемой и фактической может достигать 10 градусов!

Из-за другого сопротивления, меньше чем заводское, регулятор поймет это как завышенную температуру и даст команду на раннее отключение, хотя теплые полы будут еще не достаточно прогретыми.

Для теплого пола применяются, так называемые NTC – датчики с отрицательным температурным коэффициентом. Данный термин означает, что с повышением окружающей температуры, их сопротивление уменьшается.

Еще бывает PTC – положительный t коэфф. сопротивления. С ними происходит обратный процесс.

У продвинутых девайсов (Devireg Touch) изначально в программу настроек занесено несколько разновидностей датчиков. На этапе установки просто выбирайте требуемый.

Если вы не знаете марку, придется вручную сделать замеры сопротивления мультиметром.

Полученные данные сравниваются и проверяются, соответствуют ли они выставленным заводским настройкам или нет.

Наиболее правильной системой отопления считается та, которая имеет в каждой комнате свою собственную зону регулирования. Что это означает?

При наличии в доме всего одного терморегулятора, разброс температур в разных частях здания будет достигать 5-6 градусов.

Поэтому придется покупать и устанавливать не один, а несколько термостатов.

Можно настроить отдельные регуляторы одновременно на две зоны, при этом меняя приоритет температур. То есть, установить в термостат в одной комнате, а выносной датчик от него завести в соседнее помещение.

При этом в настройках нужно будет сделать выбор на какой элемент должен реагировать терморегулятор – на встроенный в корпус или на выносной. Добиться одинаковой температуры от одного прибора у вас не получится.

Размещать терморегуляторы в мокрых зонах запрещено. Они должны иметь соответствующий уровень влагозащиты IP и монтироваться в зоне 3.

Что это за зона, читайте в отдельной статье.

Обзор многофункционального терморегулятора теплых полов

Настройка и управление электронных разновидностей термостатов происходит по заводским инструкциям. В качестве примера давайте рассмотрим популярную (тысячи заказов со всего света + положительные отзывы) и недорогую модель терморегулятора от наших китайских товарищей.

Для начала работы с прибором, первым делом подаете на него напряжение 220В.

Через какое-то время подсветка гаснет и девайс переходит в режим энергосбережения. При этом даже в случае полного исчезновения напряжения, термостат запоминает и сохраняет в памяти все ранее заданные настройки.

Поэтому один раз внесли все параметры, и далее ничего перепрограммировать не придется.

В ручном режиме, когда на экране высвечивается иконка руки, можно установить требуемую температуру в комнате.

Данный параметр выставляется путем нажатия кнопок со стрелочками (вверх – вниз).

В состоянии покоя экран показывает действующую температуру в помещении.

Чтобы перевести устройство в автоматический режим, нажимаете на кнопку с квадратиками и на дисплее тут же отображается значок часов или будильника.

В автоматике изменить ранее заданный порог температуры при помощи стрелочных кнопок не получится. Данные намертво привязаны к конкретному дню недели.

Этот день также высвечивается на экране (1-понедельник, 2-вторник и т.д).

Временной отрезок суток показывается в виде маленького домика с цифрой (чуть выше дня недели).

Через него можно запрограммировать работу отопления так, чтобы ночью полы работали на полную или наоборот с минимальной нагрузкой. Все зависит от ваших условий проживания.

Всего можно установить шесть временных периодов.

Если вы выбрали модель с WiFi, то время и день недели отображаются автоматически.

При рабочем состоянии отопления, над домиком появляется дымок.

Как только обогрев отключается, дымок исчезает.

Гораздо удобнее управление термостатом осуществлять на смартфоне. Для этого потребуется скачать и установить программку Smart Life.

Более подробно со всеми нюансами настроек данного термостата можете ознакомиться из видеоролика ниже.

Статьи по теме

domikelectrica.ru

Датчик температуры для котла отопления: виды, устроство, схема подключения

Датчиком температуры для отопительного котла называют приспособление, контролирующее работу теплоносителя.  Он производит анализ температурного режима и  корректирует температуру  в системе отопления. Благодаря воздействию датчика в системе ГВС устанавливается оптимальный  режим работы, позволяющий экономить 25% – 30% потребляемого агрегатом энергоносителя, а также не допускается аварийная ситуация  котельного оборудования. Сегодня практически любой электрокотел оснащен термодатчиком.

Устройство и принцип действия

Принцип действия термодатчика основан на измерении параметров сопротивления, давления, ЭДС или геометрических размеров рабочего тела от температуры котла. Выбираются только те физические величины, которые меняются  (линейно или нелинейно) в зависимости от прикладываемой температуры и могут быть однозначно пересчитаны в таковую. Требуемая точность замеров достигается предварительной калибровкой задействованного элемента в определенном диапазоне температур.

Термодатчики имеют достаточно простую конструкцию в виде самого датчика в корпусе с креплениями. Он самостоятельно приводит в действие контакты механического реле термостата или с помощью вырабатываемого  электрического сигнала отключает по достижению определенной температуре  электрокотел/газовое или твердотопливное оборудование.

Классификация

Принято разделять существующие термодатчики на две большие группы. В первой группе датчики классифицируются в зависимости от способа определения температуры, а во второй группе – по способу взаимодействия приспособления с термостатом. Одно не исключает другого: одна модель может присутствовать в классификаторе каждой группы термодатчиков.

По способу определения

От способа определения температуры зависит корректность работы термодатчика на объекте. Существует несколько видов датчиков, отличающихся ценой и точностью определения параметра.

Дилатометрический

Дилатометрический (объемный) датчик представляет собой биметаллическую пластину или спираль, изготовленную из материала с высоким коэффициентом теплового расширения. При нагревании происходит изгиб пластины и происходит размыкание контакта на конце пластины со стационарным контактом реле, препятствуя протеканию тока. В термостатах  замедленного действия используется спираль, которая медленно разжимается или сжимается с изменением температуры.

Резистивный

В резистивных температурных датчиках задействован терморезистор (термистор). Это необычный резистор, изготовленный  из меди, никеля или платины, электрическая проводимость которого меняется прямо пропорционально  температуре. В зависимости от сопротивления термистора в текущий момент автоматикой выбирается режим подогрева или остывания котла.

Термоэлектрический

Действие основано на свойстве термопары — термоспая из двух металлов разного типа (железо-никель, никель-хром) вырабатывать при нагреве в точке контакта пропорционально температуре ЭДС до 40–60 мкВ. Столь низкие значения напряжения налагают особые требования к используемой  при обработке сигнала аппаратуре: задействуются  точные, многоразрядные преобразователи с минимальным уровнем собственных  шумов.

В простом энергонезависимом котле термоэлектрический датчик  управляет непосредственно электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева термопары пламенем запальника.

Манометрический

Принцип действия манометрических датчиков основан на изменении давления газа/жидкости в замкнутом объёме. Они не требуют внешнего источника энергии, что удобно при дистанционных измерениях. Недостатком является высокая инерционность показаний и невысокая чувствительность этого типа устройств.

 По типу взаимодействия с термостатом

Тип взаимодействия с термостатом выбирается в зависимости от места локализации датчика с учетом эргономичности системы ГВС. Наряду с традиционным проводным способом  подключения набирают популярность беспроводные схемы подключения.

Проводной

По определению проводные приспособления котлов   передают данные по проводам. Проводниками соединяют датчик с блоком управления отопительного агрегата.

Беспроводной

Работа беспроводного приспособления аналогична принципу работы с Wi-Fi. Сигнал поступает в радиомодуль, в водогрейной установке приемный модуль принимает, а встроенный контроллер блока управления обрабатывает и преобразует его в управляющий импульс.

По способу размещения

В зависимости от способности размещаться в пространстве термодатчики подразделяют на несколько типов. Существуют накладные, погружные и комнатные типы устройств.

Накладной

Накладными называют датчики с наружным креплением к контуру отопления. Чувствительный элемент накладывается снаружи трубы подачи или обратки и  притягивается к ней хомутами, после чего плотно оборачивается снаружи теплоизоляционной гильзой.

Погружной

Погружные изделия непосредственно контактируют с горячей водой или теплоносителем. Они устанавливаются в специальные посадочные отверстия на трубопроводе, предусмотренные конструкцией оборудования, на выходе теплообменника. Недостатком погружных изделий считается необходимость сливать теплоноситель из системы ГВС при замене.

Комнатный

Комнатными называют устройства, размещенные внутри жилых либо служебных помещений. Выбирается то помещение, в котором воздух   имеет наиболее  постоянную температуру. Самым  подходящим местом для локализации чувствительного элемента/  термостата является стена. Следует  размещать устройство на высоте не более 120–150  см от пола.

Внешний

Внешний (датчик наружной температуры) располагается на открытом воздухе снаружи здания. Он производит корректировку микроклимата внутренних помещений   в зависимости от температуры  окружающей среды на улице, осуществляя тем самым  погодозависимое терморегулирование.

 Критерии выбора

Выбирая датчик, следует учитывать совместимость конкретной модели с термостатом. Следует также учитывать технические параметры и условия  эксплуатации приспособления.

Диапазон измеряемых температур

В диапазоне измеряемых температур от комнатной до +55ºС — +80ºС термодатчик должен быть:

• особенно чувствительным и «откликаться» на малейшие изменения температуры;
• с минимальной задержкой реагировать на охлаждение/нагрев контролируемой среды.

Технические особенности

Перед установкой приспособления следует учесть некоторые технические нюансы. Необходимо правильно выбрать тип устройства (погружной или закрепляемый) и  обеспечить в месте локализации достаточное для монтажа пространство.

Условия измерения

Требуется создать такие условия последующих измерений, при которых негативное влияние внешних факторов на точность замеров было бы минимизировано. С целью стабильной  и корректной работы устройство необходимо  предохранить от попадания:

• на корпус теплоносителя, влаги или грязи;
• сквозняков, разместить подальше от мостиков холода;
• солнечных лучей, защитить от постороннего нагрева;

Не рекомендуется размещать приспособление вблизи электропроводки, электрических приборов. По возможности необходимо экранировать чувствительный элемент от источников электромагнитных полей.

Характеристики датчика

При выборе приспособления следует руководствоваться несколькими критериями отбора. Отбирать изделие следует с учетом основных технических характеристик и особенностей работы:

• необходимости запитки от внешнего источника напряжения;
• скорости отклика на изменение ситуации, передаваемого на управляющее устройство;
• допустимого диапазона погрешности измерений;
• возможности эксплуатации в конкретных условиях обслуживаемого объекта.

Срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок

Гарантийный срок эксплуатации термопреобразователя обычно составляет 6 месяцев с момента изготовления, а средний срок службы 8–12 лет.  Периоды обслуживаний определяются производителем и приведены в сопроводительной документации на изделие.  Необходимо регулярно производить  температурную калибровку (верификацию) термодатчика на эталонном оборудовании. Обычно безмонтажная поверка чувствительного элемента проводится 1 раз в 4 года.

Величина выходного сигнала

Величина вырабатываемого напряжения чувствительных элементов без внешнего источника (термопар) невысокая и находится в диапазоне от микровольт до милливольт. Поэтому перед последующей обработкой выходной сигнал усиливается.

Подключение

Обычно датчики для определения температуры располагаются в корпусе термостата. Поэтому при рассмотрении  подключения термодатчика, в большинстве случаев имеется  в виду термостат, а не отдельный датчик.

Наружного

Наружное устройство прикрепляется на стену с северной или северо-восточной стороны здания. Электрическое соединение осуществляется 2-х жильным медным проводом сечением 0,75 мм² длиной ≤ 30 м, возможна установка беспроводного устройства. Одна сторона провода подключается к контактам датчика, другая соединяется с 2-мя клеммами электронной платы, между которыми прикручена перемычка ТА. Перед подключением перемычку следует снять.

Комнатного

Комнатный чувствительный элемент устанавливается в самой холодной или угловой комнате строения, где обычно находятся домочадцы, чтобы избежать подачи ложных сигналов. Напряжение, выходящее из электронной платы на терморезистор, не превышает 24 В. Поэтому возможна прокладка к котлу слаботочным кабелем сечением 0,2–0,35 мм², если длина провода не превышает нескольких метров. Подключение производится аналогично подсоединению  с наружного датчика.

Для газового котла

На колодке термостата с датчиком температуры следует отыскать контакты с маркировкой COM (общий) и NO (нормально открытый) и подсоединить к ним две жилы с одной стороны кабеля.  По схеме соединения теплоагрегата на плате управления отыскать 2 клеммы с перемычкой  из отрезка провода для подключения термостата. Снять перемычку и соединить свободные контакты с 2 жилами с обратной стороны кабеля.

Водяного термодатчика

Аналогичным способом подсоединяется к клеммам котла кабель водяного пола, с обратной стороны крепится малоформатное устройство. Водяной термодатчик  размещается в полу на равном расстоянии от труб с теплоносителем, отступ от ближайшей стены составляет 0,5 метра.

Особенности эксплуатации

С целью получения метрологической характеристики с заданной погрешностью и выработки ресурса устройством, необходимо:

• периодически (не реже 2 раз в год) проверять техническое состояние термодатчиков;
• в сроки, указанные производителем в сопроводительной документации на товарную позицию, делать безмонтажную или лабораторную поверку термоэлемента;
• обращать внимание на правильность коммутации клемм устройства с элементом (блоком) питания и подсоединяемых вторичных цепей на котле;
• при определении клемм подключения на электронной плате проверить соответствие маркировки контактов мультиметром в режиме прозвонки;
• не вскрывать, предохранять от сильных ударов, экстремальных температур и повышенного давления приспособление.

Программируемые терморегуляторы

Программируемый терморегулятор – цифровой регулятор температуры теплоносителя отопительной системе и воздуха в отапливаемом помещении. Он состоит из термостатической головки в виде сильфона со штоком, заполненным жидкостью/газом, и электронной части с программатором. В зависимости от введенного алгоритма работы  шток снижает или полностью перекрывает подачу теплоносителя. С  помощью клавиш и дисплея программируемого «термо»  задаются параметры температуры, день и время старта,  продолжительность режима. Все последующие действия устройство выполнит самостоятельно.

prodatchik.ru

Автоматика управления отоплением дома своими руками, ч.4. Подключение датчиков температуры DS18B20

Продолжим разговор о системе управления отоплением частного дома. Сегодня о подключении датчиков температуры. В инструкции, конечно, есть схема подключения, но я бы акцентировал дополнительно твое внимание на том, что датчики должны быть подключены последовательно, без образования «звезды».

 

 Чтобы было понятнее, вот рисунок: на нем у каждого датчика свой кабель для соединения с контроллером, и где-то у самого контроллера эти кабели соединяются в один. Вот это и есть соединение звездой.

 

Спору нет, так, конечно, удобнее датчики раскидать. Только потом возможны проблемы с их определением, да и в работе у прибора будут необъяснимые глюки.

 

А вот эта схема — пример последовательного соединения датчиков температуры DS18B20. То есть, к одному непрерывному кабелю, подключенному к NM8036, последовательно подключаются датчик за датчиком на всем протяжении кабеля.

 

Вообще-то, если строго судить с точки зрения электрических соединений, это соединение является параллельным, но я для лучшего понимания обозвал тут по своему. Ведь соединение звездой — тоже параллельное…

 

В общем, такой тип соединения, как на рисунке — наиболее правильный, но он не всегда удобен в реальных условиях, когда датчики должны располагаться в разных помещениях, разбросанных вовсе не в соответствии с логикой последовательного подключения датчиков. И что же делать?

 

Выходом в такой ситуации служит соединение с возвратами, именно по такому пути я и пошел. Там, где оказалось невозможно протянуть кабель последовательно от датчика до датчика, я возвращался от очередного датчика к исходной точке и далее вновь шел к следующему датчику.

 

Эта схема — лишь отвлеченный пример, дающий представление о способе соединения датчиков в реальных условиях. Как видим, принцип последовательного соединения здесь соблюден полностью.

 

При монтаже датчиков температуры я использовал кабель «витая пара», каким прокладывают компьютерные сети. В этом кабеле 8 разноцветных жил, скрученных попарно. Во-первых, это оказалось очень удобным для выполнения соединений с возвратом, а во-вторых — кабель «витая пара» как раз очень хорош для таких целей, снижая количество наведенных помех.

 

Купить такой кабель можно в любой компьютерной мастерской, сервисе, в магазинах электроники. Не так уж и дорого, рупь штучка, три рубля кучка.

 

У кабеля четыре пары: синий и белосиний, коричневый и белокоричневый, розовый и белорозовый, зеленый и белозеленый. Все провода бело- использую под общий провод. Провод коричневый — Data на входе, синий — питание на входе. На выходе: Data — зеленый, питание — розовый.

 

На другом конце кабеля «с возвратом» подключаю датчик по указанной схеме, т.е., все белые — общий, зеленый и коричневый — Data, синий и розовый — питание.

 

Теперь цоколевка датчика, назначение его выводов. Путать их, конечно, не следует. Берем датчик за ножки и смотрим на его лицевую сторону, где расположены надписи. При этом справа будет вывод питания, слева — общий, и в середине — вывод данных.

 

Но вот кабели раскинуты, датчики подпаяны. Как их закреплять? Вопрос неоднозначен, если задаваться целью измерения температуры с точностью до десятых градусов. Собственно, датчик так и меряет, но он меряет свою температуру. А измерение температуры датчика и температуры воды в трубе — далеко не одно и то же.

 

Казалось бы, чего тут сложного? Приклеил датчик к трубе — и он будет измерять температуру воды в трубе. Разве не логично? Логично. Но неверно. Во-первых, сама поверхность трубы уже дает погрешность, ведь она омывается воздухом, температуру которого не всегда равна температуре воды. Во-вторых, что самое важное, датчик прижат к трубе только одной поверхностью. Остальные — опять же омываются воздухом и температура самого датчика получается вовсе не равной температуре поверхности трубы.

 

Выход напрашивается сам собой: утеплить датчик и участок трубы и сделать над местом крепления датчика некий кожух, защищающий от воздействий наружного воздуха.

 

Но я опять же пошел по пути упрощения. Я прикрепил датчики к трубам с помощью обыкновенного матерчатого пластыря. Да, показания датчиков не соответствуют действительности. Разница в пределах от одного до полутора градусов. Ну и что?

 

Я же не термостат собираю для научных экспериментов, у меня просто система управления отоплением частного дома. Да и при программировании системы ничто не мешает мне учитывать эту разницу, что я, собственно и сделал. Например, в прихожке у меня разница показаний датчика и градусника (один от другого в 2-х миллиметрах) — 1,3 градуса. Градусник показывает 24, а датчик — 22,7. Кто из них врет — разве важно? Хотя, я больше все таки цифровому датчику доверяю.

Что еще по датчикам? Вроде все. Ага, вот еще: не спеши датчики сразу все на место прикручивать/приматывать. Определять их потом будет непросто. Пусть пока в воздухе висят, чтобы потом, когда запустишь при настройках «Поиск датчиков» и все они будут определены, можно было ладонями изменять их температуру и давать имена в системе.

Система ведь датчики определит по их серийным номерам и вывалит тебе список этих серийников. Откуда она знает, что вот этот серийник принадлежит датчику возле унитаза, а вот этот — датчику под кроватью? Вот тогда заползешь под кровать, подогреешь датчик ладошками, подышишь на него, а супругу попросишь посмотреть на список датчиков. И узнаешь среди всех, у которого температура поднялась. И узнаешь, какой у него серийный номер, да и название ему присвоишь: Кровать!

masterkit.ru

описание, виды, установка и схема подключения, проверка

Если дом не отапливается, жить в нем невозможно. Удобный вариант отопительной системы – теплые полы. Их используют как для главного отопления, которое обеспечивает требуемый температурный режим, так и вспомогательного. Термоустройства требуют монтажа датчика температуры теплого пола, иначе в комнате будет либо слишком холодно, либо излишне жарко.

Устройство и назначение термодатчика

Термодатчик – важный элемент для обеспечения качественной работы теплых полов. От него данные поступают в термостат, а тот осуществляет регулировку температуры повышением либо понижением мощности.

Благодаря этому можно выставить комфортные температурные показатели в помещении, предотвратить перегрев и порчу напольного покрытия, существенно снизить траты за электроэнергию.

Температурный датчик устроен просто: два провода, подключенные к термопаре – два проводника, соединяющиеся с одного конца. Собственно они и являются узлом для измерения температурных показателей.

Перед заливкой стяжки проверяется работоспособность теплого пола и самого термодатчика. Для этого замеряется сопротивление каждой детали. Система работает, если отличие показателей от значений в техническом паспорте составляет не больше 10 процентов.

Особенности и преимущества

Если не установить терморегуляторы, невозможно контролировать температуру теплого пола. Это опасно перегревом устройства и созданием аварийной ситуации. Если говорить о преимуществах датчиков, нужно рассматривать: работает прибор за счет электричества либо без него. К достоинствам механического регулятора можно причислить небольшую цену и энергонезависимость. Из минусов отмечают относительно короткий период работы, повышенную инерционность.

Электрический прибор позволяет выставить точную температуру, им можно управлять дистанционно. Но стоит такое устройство больше.

Еще дороже – программируемый прибор, также работающий на электричестве. Хитрая электроника стоит на страже безопасности дома: по достижению установленной температуры терморегулятор отключает нагрев. Причем он может запрограммировать подключение и выключение на требуемое время, что экономит электричество, пока люди отсутствуют в квартире.

Есть варианты температурных регуляторов, которые оборудованы внешним ИК-датчиком. Он способен определять температуру полового покрытия. Устройство запитывается от батарейки, и закрепляется на стенке посредством липучки.

Виды датчиков

Термодатчики, измеряющие температуру системы «теплый пол», подразделяют по месту монтажа. Внешние варианты выявляют степень нагрева воздуха в помещении. Бывают двух типов: встроенные в термостат либо подключающиеся к нему отдельно. Монтаж внутреннего термодатчика выполняется вместе с греющим элементом.

Функции и выбор терморегулятора

Выбирая регулятор для теплого пола, надо принимать во внимание следующие характеристики:

1. Технические параметры. Подумайте, какой прибор подойдет – механический, электрический либо программируемый.
2. Метод установки – накладной, встраиваемый либо для крепления на DIN-рейку.
3. Стилистика. Терморегулятор может быть разного оттенка и формы (квадрат, круг).
4. Число каналов. Приборы бывают одноканальными либо двузонными.

Также различается управление – оно может осуществляться механически, электронно либо сенсорно.

Типы термодатчиков

Классификация терморегуляторов по принципу действия рассматривалась при обзоре их достоинств и недостатков. Но как они работают, стоит узнать подробнее.

Электронно-механический

Наиболее простой и недорогой тип регулятора. Его главной рабочей деталью является особая металлическая пластина, реагирующая на увеличение либо уменьшение температуры. Включение и отключение системы происходит за счет изменения кривизны пластинки при нагреве и остывании. Выставить точное температурное значение на таком регуляторе не выйдет.

Электронный

В приборе установлен специальный элемент, вырабатывающий особый сигнал. Мощность зависит непосредственно от значений температуры внешней среды. На подобных устройствах можно выставить точные показатели температуры подогрева до доли градуса. Управление системой осуществляется посредством кнопок и небольшого экрана.

Программируемый

Самый дорогостоящий из термоэлементов. На нем можно выставить определенные значения, по достижению которых вся система включается либо отключается регулятором. Благодаря прибору в помещении создается микроклимат, который подходит конкретному человеку. Есть возможность настройки терморегулятора так, чтобы включение системы осуществлялось в определенное время. То есть нагрев полов происходит перед приходом хозяина домой, и при этом электричество не расходуется, когда владельца нет.

Многие модели выполнены в ярком и стильном дизайне, а также оснащены жидкокристаллическими экранами, которые отображают информацию и способствуют точной настройке.

Правила выбора датчика

Температурный датчик для теплого пола выбирается с учетом таких характеристик, как мощность, тип верхнего покрытия, метод установки и оснащенность дополнительным функционалом.

Мощность

Значение должно непременно отвечать требованиям и нагрузке теплого пола. Иначе работа датчика будет некорректной. При мощности нагревательного элемента больше, чем у самого регулятора, возникает необходимость дополнительной установки между ними магнитного пускателя – для предотвращения поломки приспособления из-за повышенной нагрузки.

Набор функций

Теплый пол управляется посредством электроблока, который позволяет настроить работу элементов нагрева. На современных регуляторах есть такой функционал, как запуск и обесточивание системы, регулировка температурных режимов, а также настройка периодичности подключения и выключения нагревательного элемента.

Простота использования

Если вы считаете, что не разберетесь с программированием, то не следует приобретать сложное устройство. Даже принимая во внимание всю его функциональность. К примеру, людям в возрасте довольно проблематично разобраться с программируемыми приборами. Им лучше выбрать механический вариант.

Легкость в подключении

В сопроводительной документации к терморегулятору всегда указывается как подсоединить датчик теплого пола. Клеммы размещаются с краю на одной из сторон управляющего блока. Подключив электропровода по схеме, потребуется провести проверку работоспособности обогревательной системы. Для этого измеряют сопротивление на выводах термодатчика и греющего электрокабеля либо подключают теплый пол и увеличивают температурные значения с нуля до показателя, рекомендованного по СНИПу, то есть до 30°C.

Внешний вид

Термодатчик должен быть не только функционально понятен, но и привлекателен по дизайну. Современные регуляторы выпускаются в различных цветовых и фигурных вариациях. Можно подобрать вариант, гармонирующий с интерьером помещения.

Особенности выбора в зависимости от напольного покрытия

Подразделяются датчики для системы «теплый пол» и от того, под какой тип покрытия они устанавливаются. При этом различается монтаж.

Под мягкое покрытие

Температурный датчик, монтируемый под ковролиновое, линолеумное, пробковое покрытие – цилиндр небольшого размера, крепящийся на конце отрезка кабеля. Ставят его, когда стяжка полностью схватится. Для этого в ней проделывают узкую канавку.

Под твердое покрытие

Монтируются, например, под дерево, плитку. Термодатчик здесь габаритнее, покрыт гелем, защищающим от повреждений. Монтаж его несколько сложнее и может быть прямой или с применением монтажной коробки.

Последовательность монтажа

Прежде чем устанавливать регулятор, непременно ознакомьтесь с прилагаемой технической документацией. Термостат лучше всего монтировать рядом с розетками на высоте от пола 60–100 см. Перед установочными работами отключите электричество в домашней сети.

Напрямую

Чтобы установить термодатчик подобным методом, регулятор и нагревающий кабель соединяют напрямую. При таком типе подключения сам греющий элемент идет в одной связке с термостатом.

С применением распаечной коробки

Эту деталь используют в качестве промежуточной между термоустройством и нагревающим элементом. Схема подсоединения такая: от регулятора до распаечного блока протягивается один кабель, а к нагревающему проводу – другой.

Для того чтобы смонтировать регулятор потребуется: гофротрубка, отвертка, крепежные винты, монтажная коробка, уровень, индикатор.

Пошаговая инструкция по установке:

1. В стенке вырезается отверстие под коробку для монтажа термоустройства. Ниже проделывается штроба для протяжки электропроводов. Коробка ставится на нужное место.
2. Выполняется протяжка электропроводки. Кабель питания и элемент термодатчика подсоединяются к распаечной коробке.
3. Электропровода подключаются к термостату, после чего он монтируется в коробку и крепится.
4. Основные системные узлы подсоединяются соответственно техдокументации к изделию.
5. По окончанию устанавливается по уровню лицевая панель и крепится посредством винтов.

Постоянная эксплуатация системы обогрева должна начинаться не ранее чем через 3–4 недели после заливки стяжки. А если выбрали плитку – после ее укладки. Под действием тепла стяжка может просто полопаться.

Как правильно заменить

Как и любое устройство, термоэлемент может сломаться, и его потребуется поменять. Если устройство находится в гофре, даже при монтаже под твердое покрытие можно просто вытащить неисправный прибор и поставить новый.

Если теплый пол укладывается, к примеру, под ламинат, допускается установка датчика без допзащиты. Когда потребуется замена, придется демонтировать покрытие в месте расположения термоэлемента.

Что делать, если датчик не установлен

Самое простое решение – это подсоединить термоустройство, в которое встроен контрольный термодатчик, отключающий нагревающий провод при прогревании воздуха до необходимой температуры.

Если же теплый пол нужен только для того, чтобы по поверхности было приятно ходить, подойдет термостат с плавным режимом регулировки мощности в диапазоне от 0 до 100 процентов.

Работает терморегулятор по принципу таймера. К примеру, при установке на 80 процентов на протяжении 10 минут электричество поступает на нагревательный элемент 8 минут, а 2 минуты – нет.

Есть регуляторы, которые способны автоматически переходить в режим таймера.

Как проверить температурный датчик

Чтобы узнать, почему не работает термодатчик, можно применить мультиметр:

1. Выполняется тестирование вводной линии. Надо подать электропитание и проверить есть ли напряжение в проводах.
2. Если неполадок не обнаружено, тестируется выводная линия. Греющий кабель отсоединяется от регулятора и включается питание.

При отсутствии напряжения на выходных клеммах, можно сказать, что термоустройство пришло в негодность. Его извлекают и заменяют новым.

Обзор производителей

Изготовлением теплых полов занимается много компаний. Наиболее популярными являются бренды Devi, AEG, Thermo Industri AB. У датчиков каждого производителя есть свои особенности.

Устройства Devi

Регуляторы температуры этого бренда работают с любыми типами нагревательных элементов. Они разделяются на механические и электронные, с обыкновенным либо сенсорным управлением. Кроме этого в линейке регуляторов Devi имеются модели, управляемые дистанционно через смартфоны.

Достоинства устройств этого бренда:

• наличие моделей для установки на улице;
• экономия на работе приборов отопления до 30 процентов;
• доступность управления через Интернет.

Преимуществом является и разнообразие вариантов для решения любых задач.

Регуляторы AEG

Термодатчики германского бренда относятся к премиум-классу. Отличное качество гарантирует долговечность и бесперебойную работу. Но и стоят такие устройства немало.

Ассортиментная линейка широка: от простых базовых устройств до «интеллектуальных» термодатчиков, которые полностью контролируют работу теплого пола и микроклимат в помещении.

Но даже базовые модели обладают многими достоинствами:

• поддерживают температурные показатели на необходимом уровне;
• управляются очень просто – ручным включением и выключением клавиши;
• благодаря удобному управлению подойдут для пожилых людей, не знакомых с программированием.

К устройству может быть подключен внешний таймер для контролирования режима понижения температуры.

Приборы Thermo Industry AB

Подобные терморегуляторы устанавливаются исключительно в помещениях. Способны управлять элементами подогревающего кабеля либо термомата. Разработаны модели, идеально подходящие под паркет или ламинат. Большинство приборов оборудовано интеллектуальными измерителями температуры воздуха.

Электронные устройства способны настраивать нагрев с точностью до 1°С.

Применяются для систем антиобледенения, если есть возможность совместить их с терморегулятором в доме. Встроенные датчики интеллектуального подогрева дают возможность снизить потребление электричества, а шведское качество гарантирует долгие годы эксплуатации.

Эксплуатационные правила

Чтобы терморегуляторы работали без проблем, их нужно устанавливать и эксплуатировать правильно:

1. Прибор нельзя монтировать рядом с дверью.
2. Высота установки не должна быть больше 100 см.
3. Устройствам нужна защита от прямых лучей солнца.
4. Регулятор запрещено накрывать шторами либо гардинами.
5. Термостат следует регулярно очищать от грязи и пыли, но без применения растворителей.

Регуляторы не применяют, если температура в жилом доме или квартире выше сорока градусов. Недоукомплектованный прибор к энергосети подключать нельзя. Также перед первым включением нужно обесточить дом.

Если следовать этим правилам, срок службы термодатчика составит не меньше десяти лет.  Допущенные при установке и эксплуатации небрежности способны сократить этот период в два раза.

Теплый пол не может функционировать без термодатчиков. Это устройство приводит в действие саму схему нагрева, поддерживая нужное температурное значение в квартире и отключая при превышении заданных показателей.

Выбирать терморегулятор нужно тщательно, проанализировав все необходимую информацию о конкретной модели.

prodatchik.ru

Подключение датчика наружной температуры для газовых котлов

Промышленность выпускает множество различных программаторов, которые управляют работой отопительного оборудования в зависимости от температуры на улице или в помещении. Самыми практичными являются датчики наружной температуры для газовых котлов. Они регулируют работу агрегата в зависимости от условий на улице, что позволяет быстро и четко перестраиваться под погодные изменения.

…

Устройство термодатчика

Комнатный термостат меняет мощность газового котла в зависимости от температуры в помещении, в котором установлен датчик. Однако погода на улице постоянно меняется, в результате пользователю самому приходится перенастраивать термостат после каждого резкого изменения температуры за окном.

Более прогрессивным устройством является датчик температуры наружного воздуха для газового котла. Он чувствителен к малейшим изменениям погоды, и в зависимости от них меняет температуру теплоносителя. Это дает уличному сенсору значительное преимущество перед комнатными термостатами. Таким образом, агрегат способен долгое время работать без участия пользователя.

Устройство уличного датчика предполагает наличие таких элементов:

• датчик;
• клеммы для зажима электрокабеля;
• кабельная муфта;
• пластиковый корпус.

Как правильно установить датчик наружной температуры?

Термодатчики устанавливают на наружной стене дома. При размещении важно выполнять определенные требования:

…

1. Желательно устанавливать датчик на стене, которая обращена в сторону севера или северо-востока.
2. На сенсор не должны падать солнечные лучи.
3. Нельзя прикреплять устройство к поверхности из металла.
4. Датчик не должен контактировать с источниками тепловой энергии, ветра или холода.
5. Сенсор должен монтироваться к ровной поверхности с помощью анкерных болтов.

Также существуют правила размещения в зависимости от количества этажей в доме:

1. Если здание имеет до 3-ех этажей, датчик устанавливают на уровне 2/3 от его высоты.
2. Если в доме более 3 этажей, рекомендуется размещать устройство между 2-ым и 3-им этажами.

После того как место выбрано, переходят к монтажу уличного датчика. Чтобы получить доступ к крепежным отверстиям, откручивают защитную пластиковую крышку прибора. Затем к датчику подключают два провода. Пробивают перфоратором в стене отверстие под крепеж, затем вкручивают туда дюбель для крепления.

Подключение и настройка датчика уличной температуры

Подключение температурного датчика производят только к отключенному от электроснабжения газовому котлу. Для осуществления данного процесса используют кабель 2*0,5 мм длиной менее 30 м. Его протягивают через отверстие в стене и подключают к к клеммной колодке прибора без соблюдения полярности. Провод изолируют при помощи специальной муфты.

Датчик уличной температуры подключают  к электронной плате газового котла. У каждой модели место подключения может отличаться, его определяют по схеме платы управления, которая имеется в инструкции к агрегату.

…

Температуру в комнате можно регулировать в диапазоне 9-30ºС.

Уличный датчик регулирует температуру теплоносителя по методике, где фигурируют такие данные:

• T_i – температура воды на выходе из котла;
• T_комн– заданное значение комнатной температуры;
• T_e– показания датчика уличной температуры;
• K– коэффициент изоляции, настроенный параметром P6.

Температура теплоносителя рассчитывается по следующей формуле:

Ti=[( T_комн  — T_e )·(K/10)]+ T_комн.

Например, для поддержания температуры в помещении на уровне 23°C при коэффициенте изоляции 10 и температуре на улице -10°C, теплоноситель должен быть нагрет до 56°C.

Самым сложным в этом расчете является подбор коэффициента изоляции, который определяется опытным путем. Его настройка выполняется так:

• на газовом котле переводят регулятор температуры ГВС на максимум, а отопление – на минимум;
• рукоятку температурного контура переводят в течение 3 секунд 3 раза в сторону увеличения;
• на ЖК-дисплее начинает мигать код параметра настройки Р6;
• значение коэффициента выбирают, поворачивая регулятор контура отопления;
• чтобы увидеть значение выбранного параметра нажимают кнопку reset;
• чтобы изменить показатель, следует зажать reset на 2 сек.;
• на экране появится заводское значение 20; можно выбрать параметр в диапазоне от 5 до 35;
• фиксируют выбранное значение нажатием reset в течение 2 секунд;
• чтобы выйти из режима настройки, регулятор отопления 3 раза поворачивают в течение 3 мин.

При выборе коэффициента теплоизоляции следует учитывать, что, чем значение выше, тем хуже утеплено здание.

Чтобы датчики наружной температуры для газовых котлов работали четко и эффективно, важно найти подходящее место для его монтажа и правильно выполнить настройки. Ошибки приведут к тому, что агрегат будет расходовать топливо не экономно или температура в доме не будет поддерживаться на должном уровне.

oteple.com

Подключение датчика температуры ds18b20, dht, lm35, tmp36 к Arduino

В этой статье мы рассмотрим популярные датчики температуры для Arduino ds18b20, dht11, dht22, lm35, tmp36. Как правило, именно эти датчики становятся основой для инженерных проектов начального уровня для Arduino. Мы рассмотрим также основные способы измерения температуры, классификацию датчиков температуры и приведем сравнение различных датчиков в одной таблице.

Описание датчиков температуры

Температурные датчики предназначены для измерения температуры объекта или вещества с помощью свойств и характеристик измеряемой среды. Все датчики работают по-разному. По принципу измерения эти устройства можно разделить на несколько групп:

• Термопары;
• Термисторы;
• Пьезоэлектрические датчики;
• Полупроводниковые датчики;
• Цифровые датчики;
• Аналоговые датчики.

По области применения можно выделить датчики температуры воздуха, жидкости и другие. Они могут быть как наружные, так и внутренние.

Любой температурный датчик можно описать набором характеристик и параметров, которые позволяют сравнивать их между собой и выбирать подходящий под конкретную задачу вариант. Основными характеристиками являются:

• Функция преобразования, т.е. зависимость выходной величины от измеряемого значения. Для датчиков температуры этот параметр измеряется в Ом/С или мВ/К.
• Диапазон измеряемых температур.
• Метрологические параметры – к ним относятся различные виды погрешностей.
• Срок службы.
• Время отклика.
• Надежность – рассматриваются механическая устойчивость и метрологическая стойкость.
• Эксплуатационные параметры – габариты, масса, потребляемая мощность, стойкость к агрессивному воздействию среды, стойкость к перегрузкам и другие.
• Линейность выходных значений.

Датчики температуры по типу

1. Термопары. Принцип действия термопар основывается на термоэлектрическом эффекте. Представляет собой замкнутый контур из двух проводников или полупроводников. В контуре возникает электрический ток, когда на месте спаев появляется разность температур. Чтобы измерить температуру, один конец термопары помещается в среду для измерения, а второй требуется для снятия значений. На спаях возникают термоЭДС E(t2) и E(t1), которые и определяются температурами t2 и t Результирующая термоЭДС в контуре будет равна разности термоЭДС на концах спаев E(t2)- E(t1). Термопары чаще всего выполняются из платины, хромеля, алюмеля и платинородия. Наибольшее распространение в России получили пары металлов ХА(хромель-алюмель), ТКХ(хромель – копель) и ТПП (платинородий-платина). Большим недостатком таких приборов является большая погрешность измерений. Из преимуществ можно выделить возможность измерения высоких температур – до 1300С.
2. Терморезистивные датчики. Изготавливаются из материалов, обладающих высоким коэффициентом температурного сопротивления (ТКС). Принцип работы заключается в изменении сопротивления проводника в зависимости от его температуры. Такие приборы обладают высокой точностью, чувствительностью и линейностью измеренных значений. Основными характеристиками устройства являются номинальное электрическое сопротивление при температуре 25 С и ТКС. Терморезистивные датчики различаются по температурному коэффициенту сопротивления – бывают термисторы с отрицательным (NTC) и положительным (PTC, позисторы) ТКС. Для первых с ростом температуры уменьшается сопротивление, для позисторов – увеличивается. Терморезистивные датчики чаще всего применяются в электронике и машиностроении.
3. Пьезоэлектрический датчик. Такое устройство работает на пьезоэффекте. Под воздействием электрического тока происходит изменение линейных размеров -прямой пьезоэффект. Когда подается разнофазный ток с определенной частотой, происходит колебание пьезорезонатора. Частота определяется температурой.  Зная полученную зависимость, можно определить необходимые данные о частоте и температуре. Диапазон измерения температуры широк, устройство обладает высокой точностью. Датчики чаще всего используются в научных опытах, которые требуют высокой надежности результатов.
4. Полупроводниковый датчик. Измеряют в диапазоне от -55С до 150С. Принцип работы основан на зависимости изменения напряжения на p-n-переходе от температуры. Так как эта зависимость практически линейна, есть возможность создать датчик без сложной схемы. Но для таких приборов схема содержит одиночный p-n-переход, поэтому датчик отличается большим разбросом параметров и невысокой точностью. Исправить эти недостатки получилось в аналоговых полупроводниковых датчиках.
5. Аналоговый датчик. Приборы стоят дешево и обладают высокой точностью измерения, что позволяет их применять в микроэлектронике. В схеме содержатся 2 чувствительных элемента (транзистора), обладающих различными характеристиками. Выходной сигнал – это разность между падениями напряжений на транзисторах. При помощи калибровки датчика внешними цепями можно увеличить точность измерения, которая находится в диапазоне от +-1С до +-3С. Датчики обладают тремя выходами, один из них используется для калибровки.
6. Цифровой датчик. В отличие от аналогового датчика цифровой содержит дополнительные элементы – встроенный АЦП и формирователь сигнала. Подключаются по интерфейсам SPI, I2C, 1-Wire, что позволяет подключать сразу несколько датчиков к одной шине. Подобные устройства стоят немного дороже аналоговых, но при этом они значительно упрощают схемотехнику устройства.
7. Существуют и другие датчики температуры. Например, для автоматических систем могут применяться сигнализаторы, также существуют пирометры, измеряющие энергию тела, которую оно излучает в окружающую среду. В медицине нередко используются акустические датчики – их принцип работы заключается в разности скорости звука при различных температурах. Эти датчики удобно применять в закрытых полостях и в недоступных средах. Похожие датчики – шумовые, они работают на зависимости шумовой разности потенциалов на резисторе от температуры.

Выбор датчика в первую очередь определяется температурным диапазоном измерения. Важно учитывать и точность измерения – для обучения вполне сойдет датчик с малой точностью, а для научных работ и опытов требуется высокая надежность измерения.

Датчики температуры для работы с Ардуино

При работе с микроконтроллером Ардуино наиболее часто используются следующие датчики температуры: DS18B20, DHT11, DHT22, LM35, TMP36.

Датчик температуры DS18B20

DS18B20 – цифровой 12-разрядный температурный датчик. Устройство доступно в 3 вариантах корпусов – 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, и 3-Pin TO-92, чаще всего используется именно последний. Он же изготавливается во влагозащитном корпусе с тремя выходами. Датчик прост и удобен в использовании, к плате Ардуино можно подключать сразу несколько таких приборов. А так как каждое устройство обладает своим уникальным серийным номером, они не перепутаются в результате измерения. Важной особенностью датчика является возможность сохранять данные при выключении прибора. Также DS18B20 может работать в режиме паразитного питания, то есть без внешнего питания через подтягивающий резистор. Подробная статья о ds18b20.

Датчики температуры DHT

DHT11 и DHT22 – две версии датчика DHT, обладающие одинаковой распиновкой. Разливаются по своим характеристикам. Для DHT11 характерно определение температуры в диапазоне от 0С до 50С, определение влажности в диапазоне 20-80% и частота измерений 1 раз в секунду. Датчик DHT22 обладает лучшими характеристиками, он определяет влажность 0-100%, температурный диапазон увеличен – от -40С до 125С, частота опроса 1 раз за 2 секунды. Соответственно, стоимость второго датчика дороже. Оба устройства состоят из 2 основных частей – это термистор и датчик влажности. Приборы имеют 4 выхода – питание, вывод сигнала, земля и один из каналов не используется. Датчик DHT11 обычно используется в учебных целях, так как он показывает невысокую точность измерений, но при этом он очень прост в использовании. Другие технические характеристики устройства: напряжение питания от 3В до 5В, наибольший ток 2,5мА. Для подключения к ардуино между выводами питания и выводами данных нужно установить резистор. Можно купить готовый модуль DHT11 или 22 с установленными резисторами.

Датчик температуры LM35

LM35 – интегральный температурный датчик. Обладает большим диапазоном температур (от -55С до 150С), высокой точностью (+-0,25С) и калиброванным выходом. Выводов всего 3 – земля, питание и выходной мигнал. Датчик стоит дешево, его удобно подключать к цепи, так как он откалиброван уже на этапе изготовления, обладает низким сопротивлением и линейной зависимостью выходного напряжения. Важным преимуществом датчика является его калибровка по шкале Цельсия. Особенности датчика: низкая стоимость, гарантированная точность 0,5С, широкий диапазон напряжений (от 4 до 30В) ток менее 60мА, малый уровень собственного разогрева (до 0,1С), выходное сопротивление 0,1 Ом при токе 1мА. Из недостатков можно выделить ухудшение параметров при удалении на значительное расстояние. В этом случае источниками помех могут стать радиопередатчики, реле, переключатели и другие устройства. Также существует проблема, когда температура измеряемой поверхности и температура окружающей среды сильно различаются. В этом случае датчик показывает среднее значение между двумя температурами. Чтобы избавиться от этой проблемы, можно покрыть поверхность, к которой подключается термодатчик, компаундом.

Схема подключения к микроконтроллеру Ардуино достаточно проста. Желательно датчик прижимать к контролируемой поверхности, чтобы увеличить точность измерения.

Примеры применения:

• Использование в схемах с развязкой по емкостной нагрузке.
• В схемах с RC цепочкой.
• Использование в качестве удаленного датчика температуры.
• Термометр со шкалой по Цельсию.
• Термометр со шкалой по Фаренгейту.
• Измеритель температуры с преобразованием напряжение-частота.
• Создание термостата.

TMP36 – аналоговый термодатчик

Датчик температуры Использует технологии твердотельной электроники для определения температуры. Устройства обладают высокой точностью, малым износом, не требуют дополнительной калибровки, просты в использовании и стоят недорого. Измеряет температуру в диапазоне от -40С до 150С. Параметры схожи с датчиком LM35, но TMP36 имеет больший диапазон чувствительности и не выдает отрицательное значение напряжения, если температура ниже нуля. Напряжение питания от 2,7В до 5,5В. Ток – 0.05мА. При использовании нескольких датчиков может возникнуть проблема, при которой полученные данные будут противоречивы. Причиной этого являются помехи от других термодатчиков. Чтобы исправить эту неполадку нужно увеличить задержку между записью измерений. Низкое выходное сопротивление и линейность результатов позволяют подключать датчик напрямую к схеме контроля температуры. TMP36 также, как и LM34 обладает малым нагревом прибора в нормальных условиях.

Сравнение характеристик датчиков температуры Ардуино

Название	Температурный диапазон	Точность	Погрешность	Вариант исполнения	Библиотека
DS18B20	-55С…125С	+-0.0625С	+-2%	Существует в 3 видах –  8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, и 3-Pin TO-92, последний изготавливается во влагозащитном корпусе.	Onewire.h
DHT11	0С…50С	+-2С	+-2% температура, +-5% влажность	Изготавливается в виде готового прямоугольного модуля с 4 ножками, третья не используется. Также встречаются модули с тремя ножками и сразу установленным резистором на 10 кОм.	DHT.h
DHT22	-40С…125С	+-0,5С	+-0,5% температура, от +-2 до +-5% влажность		DHT.h
LM35	-55С…150С	+-0.5С (при 25С)	+-2%	Существует несколько видов корпуса: TO-46 (для датчиков LM35H, LM35AH, LM35CH, LM35CAH, LM35DH) TO-92 (для датчиков LM35CZ, LM35CAZ, LM35DZ) SO-8 для датчика LM35DM TO-220 для датчика LM35DT.
TMP36	-40С…150С	+-1С	+-2%	Изготавливается в трехвыводном корпусе TO-92, восьмивыводном SOIC и пятивыводном SOT-23.

 

arduinomaster.ru

Принцип работы датчиков температуры

Опубликовано 22.05.2016

Принцип работы

Термометры сопротивления (терморезисторы, термосопротивления)

Термометр сопротивления (Resistance Thermometer) — датчик для измерения температуры, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Термосопротивления могут быть металлические (платина, никель, медь) или полупроводниковые.

Для большинства металлов температурный коэффициент сопротивления положителен — их сопротивление растёт с ростом температуры. Для полупроводников без примесей он отрицателен — их сопротивление с ростом температуры падает.

Термисторы

Термисторы – это полупроводниковые термосопротивления с большим температурным коэффициентом.

• PTC-термисторы (Positive Temperature Coefficient), обладают свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута заданная температура – широко используются для защиты двигателей
• NTC-термисторы (Negative Temperature Coefficient), обладают свойством резко уменьшать свое сопротивление при достижении заданной температуры

PT100, PT1000

Платиновые термометры сопротивления (Platinum Resistance Thermometers) обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения.

KTY

Кремниевые терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления, отличаются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Схемы включения термосопротивления в измерительную цепь

• 2-х проводная схема используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление присоединительных проводов суммируется с измеренным сопротивлением, что приводит к появлению дополнительной погрешности
• 3-х проводная схема обеспечивает значительно более точные измерения, т.к. появляется возможность измерить сопротивление подводящих проводов и вычесть его из суммарного измеренного сопротивления
• 4-х проводная схема — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов

Сравнение термометров сопротивления с термопарами

Преимущества:

• выше точность и стабильность
• можно исключить влияние сопротивления присоединительных проводов на результат измерения при использовании 3-х или 4-х проводной схемы измерений
• практически линейная характеристика
• не требуется компенсация холодного спая

Недостатки:

• малый диапазон измерений
• не могут измерять высокую температуру.

Термопары

Термопара (Thermocouple) — это два проводника из разных металлов, спаянные в одной точке. Эта точка измерения температуры называется — рабочий спай. Свободные концы называются холодным спаем. Если рабочий спай нагреть относительно холодного спая, то между свободными концами возникает напряжение (термо-ЭДС), пропорциональное разности температур.

Так как с помощью термопары всегда измеряется разность температур, то, чтобы определить температуру точки измерения, свободные концы у холодного спая должны содержаться при известной неизменной температуре.

Подключение к ПЛК

Холодные концы подключаются (непосредственно или с помощью компенсационных проводов, которые должны быть выполнены из тех же металлов, что и термопара) к клеммам соответствующего аналогового входа (с соблюдением полярности!) промышленного контроллера, который программно выполняет компенсацию температуры холодного спая и рассчитывает температуру в точке измерения.

При внутренней компенсации контроллер использует температуру модуля, к которому подключена термопара. При более точной внешней компенсации эталонная температура холодного спая измеряется с помощью дополнительного термометра сопротивления, который подключается к специальному входу контроллера.

Типы термопар

• K: хромель-алюмель
• J: железо-константан
• S, R: платина-платина/родий и др.

Термопары отличаются диапазоном измеряемых температур и погрешностью измерений.

Преимущества термопар

• Большой температурный диапазон измерения
• Измерение высоких температур.

Недостатки

• Невысокая точность
• Необходимость вносить поправку на температуру холодного конца.

Термостаты

Термостат (Thermostat) – это регулятор, который поддерживает постоянную температуру воздуха или жидкости в системах отопления, кондиционирования и охлаждения.

www.maxplant.ru