Thermostat-Modul XH-W1411, Heizen/Kühlen, LED-Anzeige, Temperaturregelung, 220 VAC

Dieses Tutorial zeigt, wie das Thermostatmodul XH-W1411 (W88) mit 220 VAC in Betrieb genommen wird, und zwar genau so, wie es ist, als eigenständiges Modul. Das Modul hat einen eigenen Controller und wird über Tasten und Anzeige eingestellt. Deshalb wird weder ein Entwicklungsboard benötigt, noch muss ein Programm geschrieben werden.

Sie verwenden es in Projekten, bei denen ein Netzverbraucher abhängig von der Temperatur ein- und ausgeschaltet werden soll (Heizung für Terrarium, Brutkasten, Gewächshaus, Kühlventilator) oder abhängig von der Zeit (intermittierender Betrieb, geplantes Ausschalten oder Einschalten).

So funktioniert es:

Der Fühler ist ein NTC-Thermistor mit 10 kOhm und einem B-Wert von 3435. Bei einem NTC sinkt der Widerstand, wenn die Temperatur steigt. Näherungsweise wird der Widerstand mit der Formel R = R0 x exp(B x (1/T - 1/T0)) berechnet, wobei R0 10 kOhm bei T0 = 298.15 K (25 °C) beträgt, B gleich 3435 ist und die Temperaturen T in Kelvin eingesetzt werden. Aus der Formel ergeben sich etwa 30.8 kOhm bei 0 °C, 10 kOhm bei 25 °C und 4.1 kOhm bei 50 °C.

Der Controller misst diesen Widerstand, rechnet ihn in Grad Celsius mit einer Auflösung von 0.1 °C um und vergleicht den Wert mit den beiden eingestellten Schwellen, der Einschalttemperatur (Anzeige links) und der Ausschalttemperatur (Anzeige rechts). Das Ergebnis steuert ein Relais mit Kontakten für 250 VAC und 10 A an.

Im Heizbetrieb (Einschalttemperatur kleiner als Ausschalttemperatur) wird der Ausgang aktiviert, wenn die Temperatur auf den Einschaltwert sinkt, und er wird abgeschaltet, wenn der Ausschaltwert erreicht wird. Im Kühlbetrieb (Einschalttemperatur größer als Ausschalttemperatur) wird der Ausgang aktiviert, wenn die Temperatur auf den Einschaltwert steigt, und er wird abgeschaltet, wenn sie auf den Ausschaltwert fällt. Die Differenz zwischen den beiden Schwellen ist die Hysterese, also der Bereich, in dem das Relais nicht schaltet. Sie verhindert, dass das Relais ständig um einen einzigen Wert herum klackt.

Der Ausgang ist ein Schließer / Öffner ohne eigene Spannung. Das Relais wird in Reihe mit dem Verbraucher auf den Phasenleiter geschaltet, und der Laststrom beträgt P / U. Ein Heizstrahler mit 500 W an 220 V nimmt etwa 2.3 A auf und liegt damit deutlich unter der Grenze von 10 A.

Anschluss:

Achtung, das Modul wird mit der Netzspannung von 220 VAC versorgt und steuert einen Verbraucher an 220 VAC, was zu einem schweren Stromschlag führen kann. Die Anschlüsse dürfen nur im vollständig vom Netz getrennten Zustand und nur von einer qualifizierten Fachkraft vorgenommen werden. Die Metallgehäuse des Verbrauchers müssen mit dem Schutzleiter verbunden werden.

Das Modul hat zwei POWER-Leitungen (rot und schwarz) für die Versorgung, zwei gelbe LOAD-Leitungen für den Relaisausgang und den bereits angeschlossenen NTC-Fühler mit 1 Meter Kabel. Es gibt keine Logikpegel, da das Modul nicht mit anderen Platinen kommuniziert.

Tasten, Einstellungen und Anzeigen:

Einstellung der Einschalttemperatur: Bei eingeschaltetem Modul und aktueller Temperatur in der Mitte drücken Sie die linken Tasten AUF / AB, bis die linke Anzeige den gewünschten Wert zeigt. Der Wert bleibt im Speicher, auch wenn die Versorgung unterbrochen wird.

Einstellung der Ausschalttemperatur: Drücken Sie die rechten Tasten AUF / AB, bis die rechte Anzeige den gewünschten Wert zeigt. Ist die Einschalttemperatur kleiner als die Ausschalttemperatur, heizt das Modul. Ist die Einschalttemperatur größer als die Ausschalttemperatur, kühlt das Modul.

Kontrolle der Einstellung: Die rote LED leuchtet, wenn der Ausgang aktiv ist, und die grüne LED, wenn er abgeschaltet ist. Beim Heizen muss die rote LED leuchten, wenn die Temperatur unter dem Einschaltwert liegt.

Ein- und Ausschalten des Moduls: Halten Sie SET einige Sekunden gedrückt, um auszuschalten, und drücken Sie danach kurz eine beliebige Taste, um einzuschalten.

Konfiguration:

Schritt 1, Thermostat: Schalten Sie das Modul ein, stellen Sie die Einschalttemperatur mit den linken Tasten und die Ausschalttemperatur mit den rechten Tasten ein, nach der oben beschriebenen Regel für Heizen oder Kühlen.

Schritt 2, Zeitfunktionen: Drücken Sie SET kurz, um zu F-1, F-2 oder F-3 zu wechseln. Die Anzeige in der Mitte zeigt den aktiven Modus, und die Werte werden mit den linken und rechten Tasten eingestellt. Die Funktionen arbeiten nicht zusammen. In F-1 arbeitet das Modul daher nicht mehr als Thermostat und umgekehrt. Um zum Thermostat zurückzukehren, drücken Sie SET, bis in der Mitte wieder die aktuelle Temperatur erscheint.

Schritt 3, Kalibrierung: Halten Sie bei ausgeschaltetem Modul SET gedrückt und schalten Sie das Modul ein. In der Mitte des Displays wird 0.0 angezeigt. Korrigieren Sie mit den linken Tasten Plus oder Minus die Differenz zwischen der angezeigten Temperatur und der mit einem Referenzthermometer gemessenen Temperatur. Nach einigen Sekunden ohne Bedienung verlässt das Modul die Kalibrierung automatisch. Die angezeigte Temperatur ist dann die gemessene Temperatur plus dem Kalibrierwert.

Schritt 4, Selbstdiagnose: Halten Sie bei ausgeschaltetem Modul die linken Tasten AUF und AB gleichzeitig gedrückt und schalten Sie das Modul ein. Halten Sie die Tasten gedrückt, bis der Signalton endet.

Schritt 5, Reset: Halten Sie bei ausgeschaltetem Modul die rechten Tasten AUF und AB gleichzeitig gedrückt und schalten Sie das Modul ein. In der Mitte erscheint 88-888-88. Halten Sie die Tasten gedrückt, bis der Signalton endet. Die Einstellungen kehren zu den Werkseinstellungen zurück.

Alle Einstellungen werden im Speicher gehalten und bleiben nach einer Unterbrechung der Versorgung erhalten.

Anwendungsbeispiel:

Ziel: Einen geschlossenen Raum zwischen 25 °C und 28 °C halten, mit einem keramischen PTC-Heizer für 220 VAC und 500 W.

Schritt 1: Trennen Sie alles vom Netz und schließen Sie die POWER-Leitungen an L und N an, eine gelbe LOAD-Leitung an L, die andere gelbe Leitung an den Phasenleiter des Heizers und die zweite Leitung des Heizers an N. Der Heizer nimmt etwa 2.3 A auf, liegt also im Limit von 10 A. Hat der Heizer ein Metallgehäuse, verbinden Sie es auch mit dem Schutzleiter.

Schritt 2: Platzieren Sie den Fühler im zu regelnden Raum, in ausreichendem Abstand zum Heizer, damit er die Lufttemperatur misst und nicht die Strahlungswärme.

Schritt 3: Schalten Sie das Modul ein. In der Mitte muss die aktuelle Temperatur erscheinen, zum Beispiel 21.5.

Schritt 4: Stellen Sie die Einschalttemperatur mit den linken Tasten auf 25 und die Ausschalttemperatur mit den rechten Tasten auf 28. Da die Einschalttemperatur kleiner als die Ausschalttemperatur ist, arbeitet das Modul im Heizbetrieb.

Schritt 5: Beobachten Sie die LEDs. Solange die Temperatur unter 25 °C liegt, leuchtet die rote LED und der Heizer arbeitet. Erreicht die Temperatur 28 °C, schaltet das Relais ab und die grüne LED leuchtet. Der Heizer startet erneut, wenn die Temperatur wieder auf 25 °C sinkt.

Variante mit Zeit: Für intermittierenden Betrieb drücken Sie SET, bis F-1 erscheint. Stellen Sie mit den linken Tasten 1 Minute EIN und mit den rechten Tasten 3 Minuten AUS ein. Der Verbraucher arbeitet dann eine Minute und steht drei Minuten still, im Wechsel, unabhängig von der Temperatur.

Häufige Probleme:

Die Anzeige bleibt dunkel, obwohl das Modul versorgt wird. Die wahrscheinlichste Ursache ist, dass das Modul mit der Taste SET ausgeschaltet wurde. Drücken Sie kurz eine beliebige Taste, um es einzuschalten. Bleibt die Anzeige dunkel, prüfen Sie bei getrenntem Netz die Verbindungen der POWER-Leitungen und ob am Steckdosenanschluss Spannung anliegt.

Der Verbraucher startet nicht, obwohl die rote LED leuchtet. Die Ursache liegt im Laststromkreis. Prüfen Sie, ob die gelben LOAD-Leitungen in Reihe mit dem Verbraucher geschaltet sind und ob der Verbraucher den Neutralleiter angeschlossen hat.

Das Modul arbeitet entgegengesetzt zur Erwartung, zum Beispiel kühlt es statt zu heizen. Die Ursache ist eine Vertauschung der Einschalt- und Ausschalttemperatur. Für Heizen muss die Einschalttemperatur kleiner als die Ausschalttemperatur sein, für Kühlen umgekehrt.

Das Modul reagiert nicht auf die Temperatur. Eine mögliche Ursache ist, dass einer der Modi F-1, F-2 oder F-3 gewählt ist, die nicht zusammen mit dem Thermostat arbeiten. Drücken Sie SET, bis in der Mitte die aktuelle Temperatur angezeigt wird.

Die angezeigte Temperatur weicht von der tatsächlichen ab. Die Ursache ist die Toleranz des Fühlers oder seine Position. Prüfen Sie die Platzierung des Fühlers und führen Sie danach die Kalibrierung mit einem Referenzthermometer durch.

Die Einstellungen wirken falsch oder das Modul verhält sich ungewöhnlich. Die Ursache kann eine falsche Einstellung sein. Führen Sie einen Reset auf die Werkseinstellungen durch, indem Sie beim Einschalten die rechten Tasten AUF und AB gedrückt halten.

Grenzen und Tipps:

Das Modul misst zwischen -50 °C und 110 °C, und die Einschalt- und Ausschalttemperatur lässt sich zwischen -19 °C und 99 °C mit einer Auflösung von 0.1 °C einstellen. Die Regelung arbeitet als Zweipunktregler (On/Off) ohne proportionale Einstellung.

Die Relaiskontakte vertragen maximal 10 A bei 250 VAC. Für größere oder induktive Lasten (Motoren, Kompressoren) verwenden Sie ein Zwischenschütz, das vom Modul angesteuert wird. Das Modul selbst ist nicht wasserdicht, montieren Sie es deshalb geschützt vor Feuchtigkeit.

Sie können es weiterhin zur automatischen Steuerung eines Kühlventilators, einer Pumpe oder eines Aquarienheizers verwenden. Die Funktionen F-1, F-2 und F-3 können ein einfaches Zeitrelais ersetzen.