SolarVentil

Vlastní desky regulace SolarVentil

Kromě firmwaru pro stávající regulace navrhujeme i vlastní desky s čipem ESP32-S3. Návrh desky SV1 pro termické solární kolektory (ne fotovoltaiku) nebo jeden ekvitermní topný okruh je hotový. Větší deska SV4 pro solární kolektory a dva topné okruhy je ve vývoji, její schéma je hotové.

Návrh hotový · prototyp

Deska SV1 – solární kolektory nebo ekvitermní topení

Celá regulace na jedné desce 167 × 128 mm: síťový zdroj, tři relé (dvě čerpadla a topné těleso s vlastní silovou svorkou), dva triakové výstupy pro ventily, dvě čidla PT1000, sběrnice 1-Wire pro čidla DS18B20, hodiny reálného času s baterií, RS-485, USB-C a čip ESP32-S3 s Wi-Fi. Běží na ní firmware SolarVentil se stejným cloudem, aplikací a nástěnným displejem jako u stávajících regulací.

Ve výkresech je deska označená jako SV-S3, aktuální revize 1.1.

3D model osazené desky SolarVentil SV1 s čipem ESP32-S3: tři relé, dva triaky, síťový zdroj a svorkovnice
3D model osazené desky SV1 (vykreslený z návrhu, není to fotografie)

Parametry

Čip
ESP32-S3-WROOM-1 N16R8 (16 MB flash, 8 MB PSRAM), Wi-Fi 2,4 GHz, šifrované spojení s cloudem (MQTT přes TLS), aktualizace firmwaru na dálku
Napájení
230 V AC (jistič max. 10 A), zdroj Hi-Link HLK-5M05 (5 V), stabilizátor 3,3 V; pojistka zdroje T500mA, pojistka čerpadel a ventilů T4A, varistor proti přepětí
Výstupy (5)
2× relé pro čerpadla · 1× relé 16 A pro topné těleso – samostatný kontakt s vlastním přívodem fáze od jističe max. 16 A, svorka Phoenix Contact GMKDS 3/ 2-7,62 (24 A); doporučeno těleso do 3 kW, větší přes stykač · 2× triak pro ventily (optotriak se spínáním v nule)
Čidla
2× PT1000 přes převodník MAX31865 (referenční odpor 4,3 kΩ 0,1 %, zapojení 2, 3 nebo 4vodičové volí pájecí propojky) · 1-Wire pro čidla DS18B20 (2 svorkovnice)
Hodiny
DS3231 s baterií CR2032 – čas běží i bez sítě a internetu (nízký tarif, „natopeno do“)
Komunikace
Wi-Fi · RS-485 (rozšiřující moduly, Modbus) · USB-C (nahrání firmwaru, servis, napájení při oživení)
Ovládání a signalizace
LED „OK“ a „chyba“, LED u každého výstupu, tlačítka RESET a BOOT
Plošný spoj
2 vrstvy, FR-4 1,6 mm, měď 70 µm (2 oz) kvůli proudu topení (cesta 16 A vede jen ze svorky topení přes relé zpět na svorku); izolace 230 V ↔ SELV nejméně 6 mm, frézované drážky pod optotriaky

Zapojení svorek

SvorkaVývodyPřipojuje se
230 V – horní řada
SÍŤ 230V (X1)L · N · PEnapájení regulace, čerpadel a ventilů (jistič max. 10 A)
PE (X7, X8)6× PEochranné vodiče spotřebičů
TOPENÍ 16A (X2)L · L′L = fáze z vlastního jističe max. 16 A, L′ = fáze k topnému tělesu přes relé K3. N a PE tělesa se zapojují mimo desku. Svorka s roztečí 7,62 mm.
ČERPADLO 1 (X3)L′ · Nsolární čerpadlo – relé K1
ČERPADLO 2 (X4)L′ · Ndruhé čerpadlo (podle zapojení) – relé K2
VENTIL 1 (X5)L′ · Npřepínací ventil – triak Q1
VENTIL 2 (X6)L′ · Ndruhý ventil (podle zapojení) – triak Q2
Malé napětí (SELV) – dolní řada
PT1000 S1 (X9)F+ · R+ · R− · F−kolektor (2vodičové čidlo na F+ a F−)
PT1000 S2 (X10)F+ · R+ · R− · F−druhý kolektor nebo jiné horké místo
DS18B20 A, B (X11, X12)3V3 · DATA · GNDčidla zásobníků a další (řetězí se na jednu sběrnici)
RS-485 (X13)A · B · GNDrozšiřující moduly (zakončení sběrnice pájecí propojkou)
USB-C (J1)USBnahrání firmwaru a servis

Funkce výstupů a čidel se nastavuje v aplikaci podle zvoleného zapojení solární sestavy (10 podporovaných zapojení). L′ je spínaná fáze.

Blokové schéma

Vstupy a čidla (SELV)ŘízeníVýstupy 230 V2× PT1000 (MAX31865)1-Wire: DS18B20RS-485: rozšířeníUSB-C: servis, firmwareESP32-S3 (Wi-Fi, TLS, OTA)hodiny DS3231 + bateriezdroj 230 V → 5 V → 3,3 Vbudič výstupůrelé: čerpadlo 1relé: čerpadlo 2relé 16 A: topné tělesotriak: ventil 1triak: ventil 2bariéra 230 V / SELV ≥ 6 mm
Funkční bloky desky SV1. Funkce výstupů a čidel se nastavuje v aplikaci podle zapojení.
Stavebnice. Jednáme se společností, která bude desku SV1 dodávat jako stavebnici. Jakmile bude vše domluvené, dáme vědět tady na webu. Pokud o stavebnici máte zájem, napište nám – ozveme se, až bude k dispozici.

Prototyp. Deska SV1 je zatím prototyp a nemá certifikaci CE. Během ověřování se mohou změnit součástky i parametry. Na desce je síťové napětí 230 V: zapojení do sítě smí provádět jen osoba s odpovídající elektrotechnickou kvalifikací.

Ve vývoji · prototyp

Deska SV4 – solární kolektory a dva topné okruhy

Větší deska pro domy, kde regulace kromě solárních kolektorů řídí i topení. SV4 zvládne solární kolektory a dva ekvitermní topné okruhy současně – každý okruh s vlastní topnou křivkou, směšovacím ventilem a čerpadlem. Je to jedna čtyřvrstvá deska 278 × 212 mm s čipem ESP32-S3. Firmware, cloud, aplikace i displej jsou stejné jako u SV1.

Ve výkresech je deska označená jako SV-S4, revize 2.0. Schéma i plošný spoj jsou navržené, před výrobou prototypu nás čeká závěrečná kontrola.

3D model osazené desky SolarVentil SV4 s čipem ESP32-S3: šest relé, pět triaků s optotriaky, síťový zdroj, svorkovnice pro čerpadla, ventily a čidla a modul ESP32-S3
3D model osazené desky SV4

Výstupy 230 V

SvorkaVýstupPro
XK1relésolární čerpadlo 1
XK2relésolární čerpadlo 2
XK3reléčerpadlo topného okruhu 1
XK4reléčerpadlo topného okruhu 2
XK5relézáložní zdroj tepla (kotel, tepelné čerpadlo)
XK6relé 16 Atopné těleso – samostatná silová svorka L · L′ (7,62 mm, 24 A) s přívodem z vlastního jističe 16 A; N a PE tělesa se zapojují mimo desku
XQ1triaksolární přepínací (3cestný) ventil
XQ22 triakysměšovací ventil okruhu 1 – otevírá / zavírá
XQ32 triakysměšovací ventil okruhu 2 – otevírá / zavírá

Celkem 6 relé a 5 triaků (BTA16 s optotriakem MOC3063, odrušovacím RC členem a varistorem). Čerpadla a ventily chrání pojistka T4A, zdroj desky T500mA. Každý výstup má i svorku ochranného vodiče PE. Síťový přívod desky stačí jistit 10 A, topné těleso má vlastní přívod.

Vstupy a čidla

  • 2× PT1000 (převodník MAX31865) pro horká místa – kolektor a výstup kotle
  • 1-Wire, 10–12 čidel DS18B20 na třech svorkách – zásobníky, topná voda a zpátečky obou okruhů, venkovní teplota
  • Bezdrátová čidla (ESP-NOW) – venkovní a pokojová, kam nevede kabel
  • Vstup nízkého tarifu (HDO)
  • 2× vstup pokojového termostatu (beznapěťový kontakt), jeden pro každý okruh
  • Průtokoměr (3,3 V / signál / GND)

Další vybavení

  • ESP32-S3 (16 MB flash, 8 MB PSRAM), Wi-Fi, USB-C pro nahrání firmwaru bez převodníku
  • Hodiny reálného času s baterií
  • RS-485 s přepínatelným zakončením 120 Ω – přídavné moduly, Modbus
  • Výstupy budí expandér MCP23017, každý výstup má svou LED

Bezpečnost

Stejně jako u SV1 je síťová část 230 V nahoře a bezpečné malé napětí (SELV) dole, mezi nimi pás bez mědi široký aspoň 6 mm. Přes něj vedou jen zdroj, cívky relé a optotriaky; pod optotriaky je navíc frézovaná drážka. Vnější vrstvy mají měď 70 µm kvůli 16 A topení a vnitřní dvě vrstvy jsou zemní plochy pro odolnost proti rušení.

Blokové schéma

Vstupy a čidla (SELV)ŘízeníVýstupy 230 V2× PT1000 (MAX31865)1-Wire: DS18B20vstup HDO (nízký tarif)2× termostatprůtokoměrRS-485 · USB-CESP32-S3 (Wi-Fi, TLS, OTA)hodiny s bateriíexpandér výstupů (I²C)zdroj 230 V → 5 V → 3,3 Vrelé: solární čerpadlo 1relé: solární čerpadlo 2relé: čerpadla okruhů 1, 2relé: kotelrelé 16 A: topné tělesotriak: solární ventiltriaky: směšovač 1, 2 (O/Z)bariéra 230 V / SELV ≥ 6 mm
Funkční bloky desky SV4.

Autorská práva. Návrhy desek SV1 a SV4 jsou chráněny autorským právem. Kopírování, výroba a šíření návrhu jsou možné jen s naším souhlasem. Podrobné schéma, seznam součástek a výrobní podklady poskytujeme výrobci stavebnice po dohodě – napište nám.

SV4 je rozpracovaný prototyp, zatím neověřený a bez certifikace CE. Parametry se mohou během vývoje ještě změnit a zapojení do sítě 230 V smí provádět jen osoba s elektrotechnickou kvalifikací. Stejně jako SV1 ji chceme nabízet jako stavebnici – jednáme o tom s jednou společností. Chcete-li být u prvních kusů, ozvěte se.

Připravujeme

SolarVentil Cloud na vlastním serveru

Připravujeme verzi cloudu, kterou si každý spustí doma – na domácím serveru nebo na NAS (síťovém úložišti) s Dockerem. Bude umět totéž co cloud na solarventil.cz: plánovat dohřev podle předpovědi a nízkého tarifu, učit se z provozu, ukazovat grafy a posílat upozornění.

Regulace se pak místo na solarventil.cz připojí k vašemu serveru a data zůstanou doma. Předpověď počasí a rozvrh nízkého tarifu si server bude dál stahovat z internetu.

Zájem o desku nebo vlastní cloud?

Napište, o kterou desku máte zájem a jakou máte solární sestavu a topení.

info@solarventil.cz

← Zpět na úvod SolarVentil