Удаленно следим за состоянием газового котла. Продолжение
Хочу поделиться с читателем печальной, но в тоже время забавной историей, которая произошла накануне Нового Года. Эта история печальна, так как её пришлось пережить, а насколько она забавна, судить вам. Так или иначе, будет затронута тема газового котла на даче и вопрос стабильности его работы. Конечно же, не обошлось без DIY самоделок и разработки специализированного программного обеспечения.
В предыдущей публикации я рассказывал о GSM-реле, которое помогает следить за состоянием газового котла путем измерения комнатной температуры. При её падении устройство выполняет дозвон на запрограммированный номер. Такая нехитрая сигнализация нужна в зимнее время, она позволяет заблаговременно доехать до дачи и устранить причину неисправности. GSM-реле один раз спасло отопительную систему от замерзания. Сделав ошибочный вывод (на что указал @Dr_Faksov), что остановка котла произошла из-за образования инея в дымоходе, сообщение об ошибке Е3 «Нет тяги по реле давления воздуха» было благополучно забыто. Но история получила продолжение.
Мало того, что это случилось под Новый Год, так ещё и в день моего рождения. Вот вам картина: праздничный ужин, торт с шоколадной начинкой, на столе бутылка вина, в духовке тушится куриное филе с картофелем, всё готово для маленького праздника. И тут звонок; ах какая радость, наверное, меня кто-то забыл поздравить. Ан нет, это GSM-реле.
При разработке программного обеспечения приходится сталкиваться с несколькими типами ошибок. Очевидные — выявляются при отладке; периодические — отлавливаются в процессе тестирования; редкие или крайне редкие — приходят с объектов спустя длительный промежуток времени. Ошибка «Нет тяги по реле давления воздуха» относится к редкой, ведь после сброса котел запустился как ни в чем ни бывало. Однако в этот раз Е3 превратилась в периодическую, что заставило обратить внимание на виновника торжества — прессостат (реле) давления воздуха.
Прессостат давления воздуха состоит из двух камер, разделенных подвижной мембраной. Задача сего прибора — контролировать состояние узлов дымохода. Решение простое и элегантное — если работает вентилятор и оттоку воздуха ничего не мешает, то воздух из полости турбины через трубку Вентури засасывается с камеры прессостата. При всасывании воздуха создается область пониженного давления. На просторах интернета мне встречались альтернативные теории, мол наоборот воздух нагнетается в прессостат. Нет, как и в пульверизаторе используется эффект Вентури, большая воздушная река затягивает за собой ручеёк. Вот как выглядит описываемый прибор изнутри.
Рисунок 1 — Внутренности прессостата NS2–1391–00
Итак, при включении турбины мембрана прессостата из-за перепада давлений изгибается и центральным штырьком замыкает контакты реле. Таким образом управляющий контроллер узнаёт о нормальной работе системы дымоудаления. Интересно здесь то, что весь физический процесс связан с характеристиками мембраны (упругость, герметичность), характеристиками пружины (возврат мембраны в исходное положение) и характеристиками системы дымоудаления (герметичность, скорость вращения вентилятора, герметичность соединительного шланга). И это далеко не все параметры, участвующие в уравнении. А как насчёт упругости подводящих контактов, вертикального или горизонтального крепления прессостата, даже открытие/закрытие лицевой крышки котла влияет на работу системы! Одно дело засасывать воздух с улицы, другое — из помещения.
Так как прессостат отказался нормально функционировать было принято неверное решение разобрать его и почистить. Неверное потому, что, не понимая на тот момент принципов работы устройства, в него были внесены существенные изменения. А именно: нарушена герметичность камеры и изменены характеристики возвратной пружины. В общем прессостат той ночью больше не заработал. Забегая вперед, скажу, что восстановить его работоспособность удалось, но только спустя несколько дней. Хорошо, прессостат не работает, а как насчет того, чтобы сымитировать его работу вручную? Увы, хитрая электроника знает, когда сигнал должен быть, а когда его быть не должно. И поймать этот момент чертовски сложно. Честно говоря, я был уверен, что контроллер проверяет не только состояние замкнут/разомкнут, но и смотрит на длительность импульса. Предположение оказалось неверным, но близким к правде.
Перенесемся в утро следующего дня. Расставшись с котлом в три утра, в голове кипели мысли, как эту дьявольскую машину обмануть. К счастью, конец декабря выдался аномально теплым, потому было время и на действия, и на размышления. Нам понадобится микроконтроллер APM32, схема питания, механическое реле, схема контроля сетевого напряжения. Также была задействована печатная плата одного опытного устройства, очень кстати, она содержала все необходимые посадочные места. Трепещи, Лемакс Prime иго тёмное, отведаешь силушки богатырской. Уж если Cortex M0+ с 256 кБ Flash и тактовой частотой 48 МГц тебя не сможет обмануть, то придётся уйти из специальности.
Битва длилась недолго и все оказалось более чем прозаично.
if(!POWER_STATE) { // fan power on
LED_TEST_ON;
RELAY_ON; // cheat short circuit
}
else {
LED_TEST_OFF;
RELAY_OFF;
}Никакие импульсы и задержки не требуются, нужно лишь замкнуть контакты реле, если включается вентилятор и разомкнуть, если выключается. Это так просто сделать, но не человеку. При первом запуске котла вентилятор включается на доли секунды и поймать этот момент вручную крайне сложно. Неспроста прессостаты различаются пороговыми значениями давления на включение и выключение, каждый рассчитан под определённый тип дымохода. А так выглядит универсальный прессостат в новом исполнении.
Это самая бесполезная и одновременно полезная разработка. А какие эмоции, сколько радости довелось испытать, когда горелка наконец запустились. За сутки была выполнена целая разработка: проведена диагностика, изучен принцип работы системы дымоудаления, закуплены компоненты, собрана печатная плата и отлажено сложнейшее программное обеспечение!
Интересно узнать статистику, сколько людей столкнулось с аналогичной проблемой в самый разгар холодов? Сколько газовых котлов эксплуатируется по всей стране и какое число проходит нормальный ежегодный осмотр? Вышел из строя прессостат, пустяки, но я до сих пор не смог приобрести новый. Точной модели NS2–1391–00 нет в городе, где-то не доставляют, откуда-то везти втридорога, на сайте производителя только под заказ. Аналог прибудет через неделю, праздники все-таки. Я всегда выступаю за повышенные меры безопасности при эксплуатации газового оборудования и прекрасно понимаю, что обходить схему контроля состояния дымохода себе дороже. И все-таки считаю, что было бы разумно внести такую возможность в «диагностический» режим.
Тем временем газовый котёл не перестаёт удивлять, в новогодние праздники выдал ошибку Е1 «Отсутствие пламени». Предположительно дело в большом зазоре между горелкой и электродом ионизации (должен быть 3–5 мм). С пламенем то все в порядке, а вот сигнал о его наличии на управляющий контроллер по неизвестным причинам не дошёл. Что тут скажешь, Cortex M0+ в моем котле уже есть, может приспособлю его еще для каких-нибудь вспомогательных целей…
