SMACONT | Блок управления кухонной вытяжкой

Содержание

Общее описание
Принцип работы блока управления
Схемы подключения
Программное обеспечение
Настройка сетевого соединения

Общее описание

Основная задача вытяжки на кухне – это собирать различные запахи и продукты горения. Особенно это важно для помещений, в которых имеется газовая плита.

Забывчивость пользователя включать вытяжку перед, или в процессе приготовления пищи, приводит:
- к появлению жировых осаждений на мебели;
- к появлению желтых пятен на обоях и потолках;
- к появлению повышенной влажности и температуры воздуха на кухне;
- к появлению запаха приготавливаемой пищи, распространяющегося не только на кухне, но и по всей квартире.

Забывчивость пользователя отключать вытяжку после процесса приготовления пищи, приводит к излишней трате электроэнергии.

Не смотря на разнообразие конструкций кухонных вытяжек, все они в своем составе имеют вентилятор, включение или отключение которого осуществляется чаще всего вручную, при помощи механических или электронных кнопок.

Блок управления предназначен для автоматического включения и отключения вытяжки. Автоматический режим работы обеспечивает своевременную очистку воздуха на кухне во время приготовления пищи, а так же защиту мебели, стен и потолка от копоти и осаждающегося жира.

Блок управления кухонной вытяжкой может работать в двух режимах:
- автоматический режим, при котором включение/отключение вентилятора вытяжки осуществляется как по алгоритму, заложенном в блоке управления, так и при нажатии кнопки пользователем;
- ручной режим, при котором включение/отключение осуществляется только при нажатии кнопки пользователем.

Блок управления кухонной вытяжкой. Схема подключения N1 (упрощенная схема)

Блок управления состоит из электронного блока, двух датчиков температуры, один из которых устанавливается внутри вытяжки (в рабочей зоне вытяжки) или непосредственно под вытяжкой.

Электронный блок в своем составе имеет:
- стандартный WiFi-модуль SC120, сконфигурированный соответствующим образом;
- электромеханические реле и/или твердотельные реле. Допускается одновременно использовать разные типы реле;
- светодиодный индикатор, для индикации режима работы вытяжки;
- кнопка выбора режима работы;
- преобразователь напряжения 220В в 5В.

Основные достоинства и недостатки электромеханических реле и твердотельных реле подробно рассмотрены в статье "Терморегулятор на четыре канала" (см. разделы "Применение твердотельного реле", "Применение электромеханического реле").

В качестве датчиков температуры можно использовать следующие датчики:
- DS18B20;
- LM35 (TMP35, TMP36, TMP37);
- терморезисторы.

Применение терморезисторов значительно снижает себестоимость блока управления вытяжкой.

Блок управления на базе WiFi-модуля SC120 может работать как самостоятельное устройство (в автономном режиме), так и под управлением сервера в виде смартфона (с установленным приложением "Smacont RC03") или системы умного дома "MajorDoMo" или "ioBroker".

Имеется возможность управления вытяжкой со смартфона/планшета при помощи приложения "Ярлыки HTTP-запросов" ("HTTP Request Shortcuts") и при помощи голосовых команд.

Гибкое конфигурирование WiFi-модуля SC120, позволяет добавить дополнительные функции в рамках возможностей модуля. Например, к свободным входам блока управления можно подключить датчики дыма, датчики протечки воды и т.д., а к свободному выходу блока управления звуковой оповещатель. В этом случае появляется возможность, не только управлять вытяжкой, но и реализовать тревожную сигнализацию.

Небольшие габариты WiFi-модуля SC120 позволяют встраивать его в существующие распределительные коробки.

Характеристики блока управления

- Погрешность измерения температуры: ±0,5˚С;
- Разрешение измерения температуры: 0,1°С;
- Период измерения температуры: 3сек.;
- Напряжение питания контроллера SC120: от +5В до +9В;
- Ток потребления WiFi-модуля SC120: 60мА, пиковое значение 200мА;
- Рабочая температура блока управления: от минус 20˚С до +85˚С.

Принцип работы блока управления

Принцип работы блока управления основан на измерении разницы между значением температуры в помещении (Тпом.) и значением температуры в рабочей зоне вытяжки (Траб.):
ΔТвкл. – разница между Траб. и Тпом., при которой происходит включение вентилятора вытяжки (значение по умолчанию 5 градусов)
ΔТоткл. – разница между Траб. и Тпом., при которой происходит отключение вентилятора вытяжки (значение по умолчанию 3 градусов)

В качестве датчиков температуры "Т1", "Т2" используются датчики DS18B20, LM35 (TMP35, TMP36, TMP37) или терморезисторы. Причем, терморезисторы обладают меньшей инерционностью и меньшей стоимостью.

Применение одного датчика температуры

Для измерения значения температуры в рабочей зоне вытяжки (Траб.) используется датчик температуры "Т1". Датчик "Т1" рекомендуется устанавливать внутри вытяжки или непосредственно под вытяжкой. При установке датчика "Т1", следует избегать механического контакта датчика с металлическими элементами вытяжки, т.к. это приведет к бОльшей инерционности при измерении температуры.

Датчик "Т2" не подключается. Тпом. вычисляется при помощи значения среднего уровня температуры (Тсред.).

Алгоритм работы блока управления при использовании одного датчика температуры следующий:

1. Во время, когда плита не используется, происходит измерение Тсред. следующим образом:
- если Тсред. меньше Траб., то Тсред. увеличивается на 0,2˚С;
- и наоборот, если Тсред. больше Траб., то Тсред. уменьшается на 0,2˚С.
Корректировка Тсред. производится каждые 36сек. Таким образом, при изменении Тпом. на 1,0˚С, Тсред. подстроится к Тпом. за 3мин.: (1,0˚С/0,2˚С)*36сек.=180сек.

2. Одновременно с корректировкой Тсред., производится расчет ΔТвкл. (ΔТвкл. = Тсред. + 5˚С) и значения ΔТоткл. (ΔТоткл. = Тсред. + 3˚С).

3. При пользовании плитой, Траб. начнет увеличиваться и когда Траб. превысит ΔТвкл., произойдет включение вентилятора вытяжки.

4. По окончании пользования плитой, Траб. начнет уменьшаться и когда Траб. опустится ниже ΔТоткл., произойдет отключение вентилятора вытяжки.

5. Одновременно с включением вентилятора вытяжки, происходит запуск защитного таймера. По истечении времени данного таймера, происходит защитное отключение вентилятора вытяжки. Значение защитного таймера по умолчанию составляет 30мин.

ПРИМЕЧАНИЯ
1. Тсред. является аналогом значения текущей температуры в помещении (Тпом.).
2. При включенном вентиляторе вытяжки, корректировка Тсред. производится с шагом 0,01˚С, период корректировки 36сек. Таким образом, Тсред. будет увеличиваться на 1,0˚С каждые 60 мин.: (1,0˚С/0,01˚С)*36сек.=3600сек. Данная корректировка предусмотрена для имитации повышения температуры в помещении при включенной плите.

ДОСТОИНСТВА
1. Для работы блока управления необходим только один датчик температуры "Т1".
2. Нет необходимости в монтаже датчика "Т2" и прокладке сигнального провода к нему.

НЕДОСТАТКИ
1. При слабом нагреве плиты, Траб. не успевает подняться выше ΔТвкл. И слабый нагрев плиты, в течении длительного времени, приведет к увеличению Тсред. и, соответственно, к увеличению ΔТвкл. и ΔТоткл. При этом, работа блока управления нарушается. Может случиться так, что при включении плиты на более сильный нагрев, не приведет к включению вентилятора вытяжки.

Применение двух датчиков температуры

Для измерения температуры в рабочей зоне (Траб.) используется датчик температуры "Т1". Датчик "Т1" рекомендуется устанавливать внутри вытяжки или непосредственно под вытяжкой. При установке датчика "Т1", следует избегать механического контакта датчика с металлическими элементами вытяжки, т.к. это приведет к бОльшей инерционности при измерении температуры.

Для измерения температуры в помещении (Тпом.) используется датчик температуры "Т2". Датчик "Т2" рекомендуется устанавливать на расстоянии 2...3 метра от вытяжки, на высоте 1..1,5 метра от пола.

Алгоритм работы блока управления при использовании двух датчиков температуры следующий:

1. Во время, когда плита не используется и при пользовании плитой, производится расчет ΔТвкл. (ΔТвкл. = Тпом. + 5˚С) и ΔТоткл. (ΔТоткл. = Тпом. + 3˚С).

2. При пользовании плитой, Траб. начнет увеличиваться и когда Траб. превысит ΔТвкл., произойдет включение вентилятора вытяжки.

4. По окончании пользования плитой, Траб. начнет уменьшаться и когда Траб. опустится ниже ΔТоткл., произойдет отключение вентилятора вытяжки.

5. Одновременно с включением вентилятора вытяжки происходит запуск защитного таймера. По истечении времени данного таймера, происходит защитное отключение вентилятора вытяжки. Значение защитного таймера по умолчанию составляет 30мин.

ДОСТОИНСТВА
1. Точное отслеживание моментов включения/отключения вентилятора вытяжки, т.к. отсутствует недостаток при применении одного датчика температуры (см. выше).

НЕДОСТАТКИ
1. Для работы блока управления необходимо два датчика температуры "Т1" и "Т2".
2. Необходимость в монтаже датчика "Т2" и прокладке сигнального провода к нему.

Схемы подключения

Схема подключения блока управления N1 (упрощенная схема)

Достоинством данной схемы подключения является низкая себестоимость блока управления вытяжкой, так как в схеме используется минимум элементов.

Блок управления можно встроить в вытяжку, а также использовать в виде отдельного блока.

Допускается подключать блок управления в разрыв сетевого провода вытяжки, что позволяет отказаться от вскрытия вытяжки. В этом случае, при управлении блоком управления, мощность вытяжки и состояние встроенного источника света (вкл./откл.) будет определяться состоянием встроенных органов управления вытяжки.

Назначение кнопки SB1
1. Длительное нажатие (на время более 2сек.) - переключение режима работы "автоматический/ручной".
2. Кратковременное нажатие - переключение в противоположное состояние вентилятора вытяжки. Например, если вентилятор вытяжки был отключен, то при нажатии кнопки пользователем производится включение вентилятора, и наоборот.

Включение/отключение вентилятора вытяжки кратковременным нажатием кнопки SB1, не зависит от режима работы "автоматический/ручной". Например, если вентилятор включился автоматически, то последующее кратковременное нажатие кнопки SB1 отключит его.

Назначение светодиода DS1
1. Постоянное включение светодиода - ручной режим управления.
2. Кратковременное включение светодиода - автоматический режим управления.

Файл конфигурации:
- один датчик температуры DS18B20: vent-kitchen-T1ds18b20-T2no-v1_01.zip.

Схема подключения блока управления N2

Схема подключения блока управления N3 (полная схема)

Программное обеспечение

Все настройки осуществляются при помощи "Программы Конфигурирования".

Для локального или глобального контроля значения температуры в контролируемых помещениях можно использовать приложение "Smacont RC03".

Основные настройки блока управления кухонной вытяжкой:

- задание ΔТвкл., при которой осуществляется включение вытяжки;
- задание ΔТоткл., при которой осуществляется отключение вытяжки;
- время работы защитного таймера;
- выбор режима работы "автоматический/ручной".

Отображаемая информация:

- отображение значения температуры включения вытяжки.
- отображение значения температуры отключения вытяжки.
- отображение значения температуры в помещении;
- отображение значения температуры в рабочей зоне;

Настройка сетевого соединения

Перед началом работы с "Программой Конфигурирования" выполнить настройку сетевого соединения с WiFi-модулем (для Windows, для Android). После настройки сетевого соединения запустить "Программу Конфигурирования". Далее необходимо выполнить процедуру выбора IP-адреса контроллера SC120 и ввода пароля. При этом, вводить пароль "Администратора". При изготовлении модуля, для «Администратора» установлен пароль «admin».

Файл конфигурации, можно загрузить в WiFi-модуль SC120 при помощи "Программы архивирования и восстановления конфигурации".