Modulo termostato XH-W1411, riscaldamento-raffreddamento, display LED, controllo della temperatura, 220VAC

Questo tutorial mostra come mettere in funzione il modulo termostato XH-W1411 (W88) a 220 VAC, usato proprio così com'è, come modulo indipendente. Il modulo ha un proprio controller e si regola con pulsanti e display, quindi non serve la scheda di sviluppo e non si scrive nessun programma.

Lo si usa in progetti in cui un carico di rete deve essere acceso e spento in base alla temperatura (riscaldamento di terrario, incubatrice, serra, ventilatore di raffreddamento) oppure in base al tempo (lavoro intermittente, spegnimento o accensione programmata).

Come funziona:

La sonda è un termistore NTC da 10 kOhm, con coefficiente B pari a 3435. In un NTC la resistenza diminuisce quando la temperatura aumenta. In modo approssimativo, la resistenza si calcola con la formula R = R0 x exp(B x (1/T - 1/T0)), dove R0 è 10 kOhm a T0 = 298.15 K (25 °C), B è 3435 e le temperature T si esprimono in kelvin. Dalla formula risulta circa 30.8 kOhm a 0 °C, 10 kOhm a 25 °C e 4.1 kOhm a 50 °C.

Il controller misura questa resistenza, la trasforma in gradi Celsius con una risoluzione di 0.1 °C e confronta il valore con le due soglie impostate, la temperatura di accensione (display di sinistra) e la temperatura di spegnimento (display di destra). Il risultato comanda un relè con contatti da 250 VAC e 10 A.

In modalità riscaldamento (accensione minore dello spegnimento) l'uscita si attiva quando la temperatura scende al valore di accensione e si disattiva quando raggiunge il valore di spegnimento. In modalità raffreddamento (accensione maggiore dello spegnimento) l'uscita si attiva quando la temperatura sale al valore di accensione e si disattiva quando scende al valore di spegnimento. La differenza tra le due soglie è l'isteresi, cioè la zona in cui il relè non commuta, e serve a evitare che scatti continuamente intorno a un unico valore.

L'uscita è un contatto normalmente aperto / chiuso, senza tensione propria. Il relè si monta in serie con il carico, sul filo di fase, e la corrente del carico è P / U. Un riscaldatore da 500 W a 220 V assorbe circa 2.3 A, quindi è ben al di sotto del limite di 10 A.

Collegamento:

Attenzione, il modulo è alimentato alla tensione di rete di 220 VAC e comanda un carico a 220 VAC, che può provocare una grave folgorazione. I collegamenti vanno eseguiti solo con il modulo completamente scollegato dalla rete, da parte di una persona qualificata. Le parti metalliche del carico devono essere collegate al conduttore di protezione di terra.

Il modulo ha due fili POWER (rosso e nero) per l'alimentazione, due fili gialli LOAD per l'uscita del relè e la sonda NTC già collegata, con cavo di 1 metro. Non esistono livelli logici, perché il modulo non comunica con altre schede.

Pulsanti, regolazioni e indicatori:

Impostazione della temperatura di accensione: con il modulo alimentato e con la temperatura attuale al centro, premete i pulsanti SU / GIÙ di sinistra finché il display di sinistra mostra il valore desiderato. Il valore resta in memoria anche in caso di interruzione dell'alimentazione.

Impostazione della temperatura di spegnimento: premete i pulsanti SU / GIÙ di destra finché il display di destra mostra il valore desiderato. Se l'accensione è minore dello spegnimento, il modulo riscalda. Se l'accensione è maggiore dello spegnimento, il modulo raffredda.

Verifica della regolazione: il LED rosso si accende quando l'uscita è attiva, mentre il LED verde si accende quando è spenta. Per il riscaldamento, il LED rosso deve essere acceso quando la temperatura è sotto il valore di accensione.

Spegnimento e accensione del modulo: tenete premuto SET per alcuni secondi per spegnerlo, poi premete brevemente un pulsante qualsiasi per riaccenderlo.

Configurazione:

Passo 1, termostato: alimentate il modulo, impostate l'accensione con i pulsanti di sinistra e lo spegnimento con i pulsanti di destra, secondo la regola di riscaldamento o raffreddamento descritta sopra.

Passo 2, funzioni temporali: premete brevemente SET per passare a F-1, F-2 o F-3. Il display centrale mostra la modalità attiva, mentre i valori si regolano con i pulsanti di sinistra e di destra. Le funzioni non lavorano insieme, quindi in F-1 il modulo non funziona più come termostato e viceversa. Per tornare al termostato, premete SET finché al centro non ricompare la temperatura attuale.

Passo 3, calibrazione: con il modulo non alimentato, tenete premuto SET e alimentate il modulo. Al centro del display compare 0.0. Compensate con più o con meno, usando i pulsanti di sinistra, la differenza tra la temperatura visualizzata e quella misurata con un termometro di riferimento. Dopo alcuni secondi di inattività il modulo esce automaticamente dalla calibrazione. La temperatura visualizzata diventa la temperatura misurata più il valore di calibrazione.

Passo 4, autodiagnosi: con il modulo non alimentato, tenete premuti contemporaneamente SU e GIÙ di sinistra e alimentate. Mantenete la pressione fino al termine del segnale acustico.

Passo 5, ripristino: con il modulo non alimentato, tenete premuti contemporaneamente SU e GIÙ di destra e alimentate. Al centro compare 88-888-88. Mantenete la pressione fino al termine del segnale acustico. Le impostazioni tornano ai valori di fabbrica.

Tutte le impostazioni restano in memoria e vengono conservate anche dopo un'interruzione dell'alimentazione.

Esempio di utilizzo:

Obiettivo: mantenere uno spazio chiuso tra 25 °C e 28 °C con un riscaldatore ceramico PTC da 220 VAC e 500 W.

Passo 1: con il modulo completamente scollegato dalla rete, collegate i fili POWER a L e N, un filo giallo LOAD a L, l'altro filo giallo al filo di fase del riscaldatore, e il secondo filo del riscaldatore a N. Il riscaldatore assorbe circa 2.3 A, quindi è nel limite di 10 A. Se il riscaldatore ha la carcassa metallica, collegategli anche la protezione di terra.

Passo 2: posizionate la sonda nello spazio da controllare, a distanza dal riscaldatore, in modo che misuri la temperatura dell'aria e non il calore irradiato.

Passo 3: alimentate il modulo. Al centro deve comparire la temperatura attuale, ad esempio 21.5.

Passo 4: impostate l'accensione a 25 con i pulsanti di sinistra e lo spegnimento a 28 con i pulsanti di destra. Essendo l'accensione minore dello spegnimento, il modulo lavora in modalità riscaldamento.

Passo 5: osservate i LED. Finché la temperatura è sotto i 25 °C, il LED rosso è acceso e il riscaldatore funziona. Quando la temperatura raggiunge i 28 °C, il relè si apre e si accende il LED verde. Il riscaldatore si riaccenderà quando la temperatura scenderà di nuovo a 25 °C.

Variante con il tempo: per il lavoro intermittente, premete SET finché compare F-1, impostate 1 minuto ON con i pulsanti di sinistra e 3 minuti OFF con i pulsanti di destra. Il carico lavorerà per un minuto e resterà spento per tre minuti, in ciclo, indipendentemente dalla temperatura.

Problemi frequenti:

Il display resta spento, anche se il modulo è alimentato. La causa più probabile è che il modulo sia stato spento con il pulsante SET. Premete brevemente un pulsante qualsiasi per riaccenderlo. Se resta spento, verificate con il modulo scollegato i collegamenti dei fili POWER e la presenza della tensione nella presa.

Il carico non si accende, anche se il LED rosso è acceso. La causa è nel circuito del carico. Verificate che i fili gialli LOAD siano in serie con il carico e che il carico abbia il neutro collegato.

Il modulo fa il contrario di quanto dovrebbe, ad esempio raffredda invece di riscaldare. La causa è l'inversione dei valori di accensione e spegnimento. Per il riscaldamento, l'accensione deve essere minore dello spegnimento, mentre per il raffreddamento è il contrario.

Il modulo non reagisce alla temperatura. La causa possibile è che sia selezionata una delle modalità F-1, F-2 o F-3, che non lavorano insieme al termostato. Premete SET finché al centro non compare la temperatura attuale.

La temperatura visualizzata differisce da quella reale. La causa è la tolleranza della sonda oppure la sua posizione. Verificate il posizionamento della sonda, poi eseguite la calibrazione con un termometro di riferimento.

Le impostazioni sembrano sbagliate oppure il modulo si comporta in modo strano. La causa può essere un'impostazione errata. Eseguite il ripristino ai valori di fabbrica, con SU e GIÙ di destra premuti all'accensione.

Limitazioni e consigli:

Il modulo misura tra -50 °C e 110 °C, mentre la temperatura di accensione e quella di spegnimento si possono impostare tra -19 °C e 99 °C, con una risoluzione di 0.1 °C. Il controllo è di tipo On/Off, senza regolazione proporzionale.

I contatti del relè sopportano al massimo 10 A a 250 VAC. Per carichi più potenti o induttivi (motori, compressori) usate un contattore intermedio comandato dal modulo. Il modulo in sé non è resistente all'acqua, quindi montatelo al riparo dall'umidità.

Lo potete usare anche per il comando automatico di un ventilatore di raffreddamento, di una pompa o di un riscaldatore per acquario, mentre le funzioni F-1, F-2 e F-3 possono sostituire un semplice relè temporizzatore.