Server » Verwarming » Eigen installatie » Electronica
Sturing van de verwarming
met een beetje electronica
Electronica
alles met een gaatjesprint

Alles op een gaatjesprint!

De extra schakelingen zijn meestal zo eenvoudig dat een gaatjesprint volstaat. Deze viervoudige op-amp zorgt voor de watchdog-funktie. De software moet om de seconde een puls geven. Zolang er geen pulsen ontvangen worden of bij afwezigheid van pulsen gedurende meer dan 30 seconden worden alle uitgangen (brander, pompen en kleppen) stroomloos gemaakt. Duurt de onderbreking meer dan 5 minuten (nadat er wel pulsen geweest zijn), dan wordt de computer herstart.
-

-

Ionisatiedetector

Branders worden uitgerust met een vlamdetector. Mazoutbranders gebruiken een LDR (light dependent resistor) omdat de vlam geel oplicht. Tegenwoordig gebruikt men aangepaste PIR (passieve infra rood detectoren).

Een brandend gas geeft echter nagenoeg geen licht af (indien de brander juist ingesteld is), daarom moet er voor een andere meetmethode gekozen worden. Oudere toestellen gebruiken een thermostaat of een thermokoppel (met als nadeel een trage reaktiesnelheid). De ionisatiedetector koppelt een hoge betrouwbaarheid aan een snelle reaktie want er is geen indirecte meting (opwarming). De sensor meet namelijk de aanwezigheid van de vlam.

Een vlamplasma heeft een gelijkrichtend effekt (voorgesteld door de rode diode rechtsboven) met een zeer hoge inwendige weerstand (ongeveer 100 MΩ). Vandaar dat er ook opamps met FET ingangstrap gebruikt moeten worden (LF353). Met een gewone opamp moet je het niet proberen. De eerste trap is als hoogohmige buffer geschakeld. De tweede trap is nodig om het negatief gaande signaal om te zetten naar een positief signaal dat door de interface kan gemeten worden. Een inverterende trap is altijd (relatief) laagohmig, vandaar de noodzaak van een eerste buffertrap.

De transfo, condensator en diode (plasma) vormen een zogenaamde Delon schakeling, een spanningsverdubbelaar ten opzichte van het nul-potentiaal. Een plasma is ook "gewoon" geleidend, maar er werd specifiek gebruik gemaakt van het gelijkrichtend effekt om geleiding door verontreinigingen niet te laten meespelen in de meting. Verontreinigingen geleiden namelijk evenveel in beide richtingen, enkel een plasma werkt gelijkrichtend. De gelijkrichting wordt bekomen door de verplaatsing van de geladen deeltjes. Indien de vlam dooft is er nog steeds verplaatsing van het gas, maar zijn er geen geladen deeltjes meer.

De ionisatiedetector moet beschermd worden tegen overslag van de ontstekingselectrode, dit kan met een VDR (varistor) gebeuren, aangesloten parallel op de probe (doorslagspanning: 10V). Ook is het aangeraden beschermdiodes te plaatsen over de positieve ingang van de op amp. Dit is vooral nodig als de ontstekingselectrode met gelijkspanning gevoed wordt (moet positief zijn om de detector niet te doen geloven dat de waakvlam reeds ontstoken is) zoals in mijn ontwerp van een hoogspanningsgenerator. Gebruik je een meer klassiek ontwerp met ontsteekpulsen dan is de weerstand van 10MΩ voldoende als beschermmaatregel.

Wobbelgenerator

De gebruikte interfaces hebben een resolutie van 256 bits. Hoe kan dan een temperatuur aangegeven worden met twee cijfers achter de komma?

Voor de kamertemperatuur moet het gebied tussen 15° en 25° worden omgezet tot een waarde 0 tot 255 (wat ons 25 meetpunten per ° oplevert). Maar we kunnen de nauwkeurigheid van de meting nog verhogen door een wobbelsignaal (een kleine wisselspanning) te superponeren op de meetspanning.

Voorbeeld: de exacte digitale waarde is 106.3. Zonder wobbelsignaal levert de AD omzetter volgende waarden
106 106 106 106 106 106 106 106 106 106
Met een wobbelsignaal bekomt men bijvoorbeeld
106 107 107 108 107 106 106 105 105 106 afgerond 106.3

Overigens speelt de grootte van het wobbelsignaal geen rol, zolang het signaal voldoende groot is om in de AD omzetter gedetecteerd te worden, maar niet zo groot dat er clipping onstaat. Zelfs de vorm van het wobbelsignaal is niet belangrijk, als het maar symmetrisch ten opzichte van het nulpunt is: sinus, driehoek, zaagtand: OK, blokgolf, puls: niet OK.
Links hebt u een sinus-oscillator dat het "wobbelsignaal" levert. De tweede op-amp zorgt voor een meer lineaire verloop (de oscillaties worden niet meer beperkt door de voedingsspanning).
Deze werkwijze werd ook toegepast in oudere Philips CD-spelers (CDM 4/19 lasers) om het trackingsignaal te digitaliseren.

Je hoeft niet 10 metingen uit te voeren per periode, maar je kan ook één meting uitvoeren om de 10 periodes. In mijn geval voer ik één meting om de 5 seconden, de oscillator (1.7Hz) heeft dan ongeveer 8 à 9 periodes doorlopen.
In beide gevallen moet je een digitale low pass filter toepassen om de oscillatie uit de meetwaarden te halen. Er bestaan talrijke digitale low pass filters, een gewone filter van de eerste orde is meestal genoeg.

Voor het meten van de keteltemperatuur werd een ander systeem toegepast, een sterke differentiator. Hier is een nauwkeurige meting van de temperatuur niet noodzakelijk (het speelt geen rol dat de watertemperatuur 45 of 48° bedraagt, wel of de watertemperatuur stijgt of daalt, en hoe snel). De differentiator produceert een lichte ruis die voor een veranderlijke bitwaarde zorgt. De differentiator zorgt ervoor dat temperatuurwijzigingen sneller opgemerkt worden. Het schema van de sensor met differentiator is hier te vinden. Tegenwoordig zijn alle sensor-uitgangen gedifferentieerd en wordt het instabiel signaal digitaal gecorrigeerd.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's