Ventilateur de radiateur pour un radiateur à panneaux

Le plan

Qui ne le sait pas. Vous aménagez votre nouvel appartement ou réalisez un aménagement et vous devez toujours tenir compte de ces vieux radiateurs. Si vous fermez le radiateur, il ne peut plus chauffer correctement la pièce. Les problèmes : 

• le radiateur fonctionne d'une part par rayonnement. Si un meuble se trouve devant le radiateur, il est chauffé au lieu de la pièce;

• Par contre, avec la convection, c'est-à-dire que l'air chaude monte vers le haut, l'air froide doit entrer par le bas;

Si ces voies respiratoires sont réduites, le radiateur ne fonctionnera que de manière limitée. On peut y remédier en forçant l'air vers le radiateur, par exemple à l'aide de simples ventilateurs. Cela augmente effectivement la capacité de chauffage du radiateur. Et ainsi on peut compenser les pertes, qui ont résulté de nos meubles.

La commande des ventilateurs doit également se faire via le thermostat du radiateur. Malheureusement, les robinets thermostatiques habituels n'ont pas de raccords extérieurs, mais vous pouvez simplement mesurer la température du radiateur à proximité du robinet. Si la vanne s'ouvre pour le chauffage, la température du radiateur augmente. Ce changement de température peut être mesuré. Vous pouvez maintenant allumer les ventilateurs pour vous aider. Si la pièce est suffisamment chaude, la vanne baisse à nouveau le radiateur. Il est également possible de lire la température et d'arrêter à nouveau les ventilateurs.

Avec les systèmes de chauffage à basse température, cette procédure peut poser des problèmes, car la différence de température est faible. Ceci doit être vérifié dans chaque cas individuel et le seuil de température doit être ajusté en conséquence. Bien entendu, les ventilateurs doivent fonctionner très silencieusement.

Hardware

Liste des pièces

Pour un petit radiateur à double plaque dans la salle de bains, vous avez besoin de :

• deux ventilateurs de boîtier 12V, 80x80mm, silencieux, par exemple Artic F8  (https://www.amazon.fr/gp/product/B002KTVFPI)

• un microcontrôleur AVR (https://www.az-delivery.fr/products/nano-v3-mit-ch340-arduino-kompatibel)

• DS18B20 Indicateur de température (https://www.az-delivery.fr/products/5ersetds18b20) , éventuellement directement avec le câble. (https://www.az-delivery.fr/products/2er-set-ds18b20-mit-3m-kabel)

• BS 170, MOSFET à canal N

• Résistance 4k7 (Pullup pour le DS)

• Résistance 100k (pulldown pour la porte de BS)

• Alimentation électrique avec 12V, min. 500mA (https://www.amazon.fr/s?k=B00RV80YZU&__mk_fr_FR=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&ref=nb_sb_noss)

• Installation Prise DC, par exemple Lumberg 5,5x2,5mm adaptée au bloc d'alimentation.

• Profilé d'angle en aluminium de 1m 20x20mm

Description du circuit

Le DS18B20 est un capteur de température à 1 fil. Dans notre cas, il est câblé avec les 3 broches. Ainsi, la masse est reliée à la broche 1, le +5V (du microcontrôleur) à la broche 3 et la connexion du bus (broche 2) est reliée à la broche 2 du microcontrôleur. De plus, vous avez besoin d'une résistance pullup sur la ligne de bus de 4k7 Ohm contre +5V.

Le deuxième composant est un pilote pour les ventilateurs. Bien sûr, vous pouvez également utiliser un module de relais (comme par exemple : https://www.az-delivery.fr/products/relais-modul). Comme les ventilateurs que j'utilise ici n'ont qu'une faible consommation de courant, chaque ventilateur a besoin d'environ 150mA, un simple circuit MOSFET avec un BS 170 est suffisant. Il peut commuter, selon la fiche technique, avec une tension DS de 5V environ 300mA. C'est exactement ce qu'il faut pour les deux fans. Pour éviter que le BS 170 ne commute accidentellement lorsque le microcontrôleur est retiré et que les ventilateurs commencent à fonctionner, une résistance de 100k à la masse est ajoutée à la porte. La porte est connectée à D10 du microcontrôleur.

Plan

Pour les initiés ( ;-) ) parmi vous, voici une fois un vrai schéma de circuit.

et une fois un plan pour la construction sur une Breadboard / plaque d'essai.

Si vous voulez faire fonctionner plus de 2 ventilateurs, n'hésitez pas à configurer l'étage BS170 par ventilateur.

Mécanique

Construisez d'abord un cadre pour les ventilateurs et le microcontrôleur à partir de profilés en aluminium. Pour que le cadre ne dépasse pas, il doit être un peu plus étroit que la profondeur inférieure du radiateur. Les ventilateurs doivent également pouvoir être vissés facilement. Vous devrez peut-être aussi acheter un profilé en aluminium légèrement plus large pour que les ventilateurs puissent encore être vissés dans le cadre. Si le cadre dépasse trop les pales du ventilateur, vous pouvez également découper quelque chose dans l'aluminium. La roue doit être libre autant que possible, sinon il y aura un bruit d'air. Lors du montage des ventilateurs, veillez à ce qu'ils soient montés avec le bon côté tourné vers le haut. Les ventilateurs doivent aspirer l'air par le bas et le pousser vers le haut. Ici, vu du côté inférieur :

Pour un si petit cadre, 35x8cm, 1m de profilé d'angle en aluminium 20x20mm est suffisant. Vous coupez d'abord 2 morceaux de 35cm. Ensuite, vous placez les ventilateurs et marquez les trous de montage pour les ventilateurs. Après le perçage, vous pouvez maintenant visser les ventilateurs aux bandes d'aluminium. Laissez un peu d'espace sur les côtés, afin qu'il reste de la place pour l'électronique, comme sur la photo. Vous pouvez maintenant mesurer, couper et fixer les panneaux latéraux. J'ai juste riveté les panneaux latéraux ensemble avec 4 rivets pop. Sur le côté, où se trouve l'électronique, vous devez percer un trou de 8mm pour la prise DC. 

Circuit

Pour le microcontrôleur, vous pouvez imprimer un petit boîtier avec une imprimante 3D. Voici un exemple : https://www.tinkercad.com/things/lkais5ID0VJ. Ou bien vous intégrez la carte dans un petit boîtier en plastique, qui est ensuite fixé au cadre.

Pour la connexion du DS18B20, vous avez besoin d'environ 1m de câble à 3 fils. (Ou vous pouvez obtenir directement le capteur DS18B20 avec le câble) Le câble avec le DS18B20 (de préférence complètement enveloppé dans une gaine thermorétractable) est fixé à une plaque de radiateur avec un bon contact thermique près de la valve.

L'ensemble du cadre doit maintenant être fixé par le bas sous le radiateur. Soit vous construisez des échasses, sur lesquelles le cadre repose ensuite, soit vous fixez le tout avec de longues bandes velcro. Une autre alternative serait d'utiliser des aimants puissants, que l'on colle au cadre et avec lesquels le cadre sous le radiateur se fixe. Pour que rien ne tremble, on peut coller encore 4 glisseurs en feutre sur le cadre, de sorte que celui-ci ne se trouve pas directement contre le chauffage. Branchez l'alimentation et c'est parti.

Software

Halte ! Vous n'avez pas oublié quelque chose ?

Mais bien sûr, le logiciel pour le microcontrôleur.

Installation des bibliothèques

Afin de pouvoir compiler le programme, la bibliothèque Dallas Temperature doit d'abord être installée. Pour ce faire, allez dans "Sketch/Intégrer une bibliothèque/Gérer les bibliothèques".

Dans le gestionnaire de bibliothèque, recherchez "Dallas" et installez la bibliothèque "Température Dallas".

Avec

 #include  
 #include 

vous pouvez maintenant inclure la bibliothèque dans le programme.

Le Programme

 /*
   Contrôle du ventilateur
 ​
   Un petit programme pour contrôler les fans de radiateur. 
   Les ventilateurs sont allumés en raison de la température élevée sur la vanne d'admission, 
   Et seulement après une certaine heure d'exécution et le trempage de commutation à nouveau éteint.
   La mesure de la température est faite avec un DS18B20
   
   Copyright 2020 Wilfried Klaas
 ​
   Sous licence sous licence Apache, version 2.0 (la "licence");
   Vous ne pouvez pas utiliser ce fichier, sauf en conformité avec la licence.
   Vous pouvez obétenir une copie de la licence à
   
   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 ​
   Unité requise par la loi applicable ou acceptée par écrit, logiciel
   Distribué en vertu de la licence est distribué sur "Tant" ",
   Sans garanties ou conditions d'un enfant, Eithher Express ou implicite.
   Lac la licence pour la langue spécifique régissant les autorisations et
   Limitations sous la licence.
 */
 #include 
 #include 
 ​
 // broche à laquelle le DS18B20 est infecté
 #define one_wire_bus 2
 // retard de boucle
 #define boucle de 500 500
 // comptoir combien de boucles du ventilateur doivent être d'au moins une / off
 #define retardtime 10
 // connexion pour le ventilateur
 #define fan_pin 10
 // seuil de température
 #define TRESHOLD_TEMP 32.00
 ​
 ​
 // objet de communication onwire
 Onewire onewire(One_wire_bus);
 // capteur de température DALLAS DALLAS DALLAS
 Températures Dallast capteur(&onewire);
 ​
 annuler d'installation() {
   // cordon ombilical
   En série.Commencer(115200);
   En série.Imprimeur("Démarrage");
   // Définir les épingles
   punaise(LED_BUILTIN, PRODUCTION);
   punaise(Fan_pin, PRODUCTION);
 ​
   // Démarrer le capteur DS18B20
   capteur.Commencer();
 ​
   En série.Imprimeur("Opération de démarrage");
 }
 ​
 // couteau de boucle
 octet compteur = 1;
 // stockage temporaire de la température
 flotter Tempêter;
 // fan est allumé ou éteint
 botte fanon = faux;
 longue un camion = 0;
 contam int Retardcont = (Retard * 1000) / Boucle;
 ​
 annuler boucle() {
   SI ((un camion + Boucle) < millis()) {
     compteur--;
     // obtenir des températures de tous les capteurs
     capteur.demandeur(); // Envoie la commande pour obtenir la température
     // car un seul est connecté, veuillez lire le 1
     Tempêter = capteur.gettempcbyindex(0);
     // et dépenser
     En série.imprimer("Temp:");
     En série.imprimer(Tempêter);
     En série.imprimer("CNT:");
     En série.Imprimeur(compteur);
     // compteur de boucle de comptage
     // si le compteur de boucle est 0
     SI (compteur == 0) {
       // Compteur réglé sur 1 afin que la prochaine passe soit au moins ici à nouveau.
       compteur = 1;
       // Test si la température est suffisamment haute pour allumer le ventilateur
       SI (Tempêter > TRESHOLD_TEMP) {
         // OK, puis allumez le ventilateur s'il n'est pas arrivé.
         SI (!fanon) {
           // fan a
           denadewrite(Fan_pin, 1);
           denadewrite(LED_BUILTIN, 1);
           // au moins tellement de boucles ne changent plus
           compteur = Retardcont;
           En série.Imprimeur("Fan A");
           fanon = vrai;
         }
       } Autre {
         SI (fanon) {
           // fan de
           denadewrite(Fan_pin, 0);
           denadewrite(LED_BUILTIN, 0);
           // au moins tellement de boucles ne changent plus
           compteur = Retardcont;
           En série.Imprimeur("Fan de fan");
           fanon = faux;
         }
       }
     }
     // retard de boucle
   }
   retard(10);
 }

Croquis à télécharger

Après avoir chargé le sketch sur le microcontrôleur, vous pouvez maintenant vérifier les sorties avec le moniteur série. Environ 2 fois par seconde, la température actuelle devrait être affichée. Et derrière, le compteur de boucles. Si le seuil est dépassé, le ventilateur se met en marche et le temps d'attente commence. Si la température baisse à nouveau pendant ce temps d'attente (DELAYTIME), le ventilateur reste allumé. Cela permet d'éviter que le ventilateur ne s'allume et s'éteigne constamment lorsque la température fluctue. Ce temps est donné en secondes. La température seuil peut être réglée via TRESHOLD_TEMP.

Épilogue

Amusez-vous bien avec la reconstruction. J'espère que vous avez également apprécié ce petit blog. A la prochaine fois !

Wilfried Klaas