Regulátor ohřívače vody (boileru) k fotovoltaické elektrárně

   Popis sestavení a oživení: 

Plošný spoj je navržen rozměrově do platové krabičky v provedení šesti modulové DIN a je složen ze dvou částí. Označení u GM U-KPDIN3. Horní průhledné sklíčko jsem vyřízl z obalu na CD a podlepis popiskem. Na následujícím obrázku je vidět umístění plošného spoje na dně krabičky.

Dolní část PCB

Horní část PCB

Plošný spoj jsem nechal prototypově vyrobit, protože oboustranný spoj jsem nechtěl doma kutit a přeci jen, by měl regulátor sloužit i 20let, což je odhadovaná doba provozu FVE. Jen upozorním, že pro sériovou výrobu se PCB nehodí, protože obsahuje chybičku, v podobě zrcadlově otočených pouzder obvodů MAX5434. To je způsobeno mojí leností a použitím už hotové knihovny nalezené na netu, která tuto chybu obsahuje a já si toho všiml až při osazování. Při ručním osazování to problém není, stačí pouze vývody přiohnout směrem vzhůru a součástky zapájet horní stranou s popisem typu dolů k desce.  Jen na to nesmíte při osazování zapomenout, proto to červené písmo. 

Na obrázku je vidět rozložení součástek a zapájené pinové lišty, na kterých pak je nasunuta horní část PCB s LCD a tlačítky. V horní pravé části je nezapojený obvod sériového portu, protože jsem nakonec použil převodník na USB. Převodník je velice univerzální a tak jej uveřejním jako samostatný článek.  Na středu pravé části jsou pak vyrobeny piny, pro případné možné úpravy v budoucnu, stejně tak i 4pinová svorkovnice na horní straně. I MCU má nepoužité vývody vyvedeny na připravené piny, pro tento účel. 

V dolní levé části hlavního plošného spoje, jsou pak na začátku zmiňované pulzní regulátory PTN78000 . Jak je patrné, jde o takové samostatné plošné spoje, které obsahují vše včetně cívky. Je třeba pouze doplnit kapacity a odpor, který nastavuje výstupní napětí. Proto v případě, že si budete chtít sestavit vlastní regulátor, stačí jej sestavit na desce o stejném rozměru.

Do mikrokontroléru je třeba nahrát pouze přeložený bootloader za pomoci programátoru. Následně nainstalovat obslužný program bootloaderu “ds30 Loader Free Edition“. Za pomoci programu ds30LoaderGUI pak nahrát samotný firmware regulátoru, už jen za pomoci PC připojeného napřímo k regulátoru. Toto řešení přináší jednoduchost při změně tabulky teplot a nebo nové verze firmware.
Samotné nahrání firmware se provede spuštěním programu ds30LoaderGUI.exe, kde vyberete typ PIC (řádek device), následně parametr sériového portu (baud rate – 9600, port – podle použitého) a soubor s firmware (hex-file). Zkontrolujte zatržení “write program” a “write eeprom”. Při změně teplotní tabulky v EEPROM stačí mít zaškrtnutou volbu “write eeprom”. Propojte kabel mezi PC a regulátorem. Klikněte na tlačítko “WRITE”. Nyní máte cca 10sec na zapnutí regulátoru nebo resetnutí tlačítkem “reset”.

Oživení regulátoru je jednoduché, po sestavení a připojení teplotních čidel by měl okamžitě regulátor pracovat. Jediná věc která se musí nastavit ručně ještě před připojením SSR relé, je výstupní ovládací napětí. Stačí regulátor přepnout do ručního ovládání uvedením do plného výkonu. Na výstupu pak za pomocí trimru nastavíte 10.1V. Funkci výstupu ještě můžete ověřit přepnutím do nulového výkonu a na výstupu musíte naměřit napětí menší než 0.1V.

Asi každého pak zajímá kolik takový regulátor sám spotřebuje energie, zde jsou výsledky měření na 24V vstupu:

  • 18 mA, 0.45W – regulátor samotný bez SSR relé 
  • 28 mA, 0.67W – regulátor, SSR relé – zavřený klidový stav ( stav ve kterém je nejvíce času )
  • 34 mA, 0.82W – regulátor, SSR relé – otevřený stav regulace
  • + cca 6 mA zapnutí podsvícení LCD

Stačí tedy použít malé pulzní trafo a pokud možno s nějakým dobrým účinníkem, aby na zdroji nakonec nebyla největší ztráta z celého řídícího systému.  

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________