Автоматический электроподогрев – дело тонкое

Thursday, April 25, 2024

Время сейчас нелегкое, поэтому, приходя с работы, «отдыхать» приходится за компьютером – писать курсовые, подверстывать газету, когда знакомый дизайнер не успевает. В общем, каждую зиму от постоянной сидячей работы ноги начинают замерзать.

Счастливый случай уберег меня от покупки тапок с подогревом от USB. Видел, как мучается с ними знакомый. Ноги в них то мерзнут, то потеют. Солидные тапочки с терморегулятором стоят неоправданно дорого… Да и не интересно пользоваться готовым китайским ширпотребом, когда в наш век можно заказать все что угодно через Интернет и попробовать создать вещь своими руками.

Поисковик выдал десятки обогревательных устройств. Из них я выбрал самое инновационное и, на мой взгляд, экономичное – термопленку. Ее я запланировал красиво оформить в виде коврика и поставить под ноги. Теоретически, должна быть возможность наступать на коврик не только обутыми, но и голыми ногами. Благо, напряжение питания в 5 Вольт позволяет не задумываться особо о безопасности даже при наличии пробоя нагревательного элемента.

Любое дело начинается с планирования

Цели перед собой я ставил такие:

Сконструировать дешевый USB-коврик;
Сделать процесс включения-отключения автоматическим;
Постараться наладить мини-производство так, чтобы была возможность делать приятнее теплые подарки друзьям и близким.

Термопленку заказывал на китайском сайте с запасом, так как ее же хотел повесить для лучшего обогрева на стене в детской. Ждал около месяца, но мизерная цена того стоила. Долгое время думал, что, возможно, вообще получится обойтись без термодатчика, но, когда впервые подключил напряжение, понял, что не зря заказывал все сразу.

Как ни странно, производители инфрокрасной пленки не озаботились тем, чтобы параллельно реализовывать датчики. А зря! Пришлось вновь отправиться на поиски в поисковик.

Неожиданно, но неплохой термодатчик и USB-управление к нему я нашел на русском сайте Silines.ru. Причем, не перепродаваемые китайские образцы, а именно произведенные в нашей стране. Оказывается, не только китайцы могут штамповать высокотехнологичные и в то же время дешевые вещи. Поддержал, так сказать, отечественное.

По почте датчик пришел через 4 дня обычной «Почтой России». Инфракрасную пленку пришлось ждать почти два месяца. Вот так она выглядит.

Ручка – для сравнения габаритов.

Вот мой термодатчик.

Длина, как и писали производители – один метр. В принципе, достаточно для того, чтобы протянуть от задней части системного блока под стол и положить рядом с инфракрасной пленкой. Также плюсом я бы назвал то, что гильза, в которой находится датчик, залита не термоклеем, как обычно, а старым добрым компаундом. Как говорится, на века. Дело в том, что компаунд имеет большую теплопроводность, чем термоклей, а это значит, что он будет иметь меньшую погрешность. Конечно, в случае с подогреваемым ковриком для ног это не так уж важно, но, если кому-нибудь понадобится применить его для регуляции инкубатора, полградуса погрешности, о которой заявляет продавец, это куда ни шло. Больше-меньше – никак нельзя.

Для датчика используется стандартная и распространенная микросхема – DS18B20. В общем, я приятно удивлен. Судя по всему, он универсален и пригоден для применения везде, от морозильных камер до тепличных помещений, от бойлеров и самогонных аппаратов, до инкубаторов. Не зря же про русских говорят, что если они делают деталь, то она подходит и для пылесоса, и для танка одновременно.

Диапазон температурного режима – от -55 до +125 градусов по Цельсию. Здесь я понял, что использование такого датчика для коврика – непозволительная роскошь. Благо, что цена даже меньше, чем у некоторых менее чувствительных китайских аналогов.

Сборка конструкции

Для начала мне было интересно – как работает нагрев пленки и работает ли она вообще. Честно говоря, глядя на тонкую пленку сложно было поверить, что она будет греть. Сначала я собрал вмести три обрезка ламината одинаковой длины, не забыв похвалить себя за хозяйственность и за то, что не выкинул их после ремонта прихожей.

Если я все правильно понял, то пленку можно резать практически в любом месте, но на всякий случай я воспользовался нарисованным на пленке пунктиром, чтобы ненароком не повредить нагревательные элементы. Отрезал с небольшим запасом.

Далее предстояло добраться до клемм, что оказалось непросто. Видимо, в целях безопасности, клеммы тщательно заламинированы с обеих сторон. Чтобы подключить питание, их приходится немного расковырять. Получилось не совсем красиво, но в результате я все же добрался до большого медного контакта и припаял к нему провод. После беглого подключения проводков к розетке от конструкции почти мгновенно стало исходить приятное тепло – признак того, что контакты не повреждены и можно продолжать.

Провода пришлось временно приклеить к ламинату скотчем, чтобы не болтались и случайно не оторвались. В дальнейшем при помощи ножовки по металлу пропилил в ламинате дорожки, проложил в них провода и проклеил их суперклеем. В качестве косметического слоя прикрепил фольгированный теплоотражатель. Получилось не совсем аккуратно, но терпимо.

В результате тестовых измерений оказалось, что кусок пленки приблизительно в 1 квадратный метр потребляет около двухсот Ватт. Для отопительного электроприбора – довольно экономно. Нагревается пленка практически мгновенно. Потребляет электричество стабильно – без резких колебаний пусковых токов и дальнейшего уменьшения. Буквально через минуту ногам было уже чересчур тепло. В общем, пришел к выводу, что термодатчик стоит размещать не на пленке, как я раньше рассчитывал, а рядом с ней, на расстоянии примерно 5-10 см. Иначе он будет отключаться постоянно, как только мой импровизированный коврик только начнет нагреваться и включаться, как только остынет.

Что ж, осталось и подключить датчик. Для этого я воспользовался одной микросхемой, которая подключается к USB-выходу и позволяет контролировать температуру даже через Интернет. Вот для чего на самом деле техника дошла.

Это устройство выглядит так.

Называется RODOS-6. Для подключения пришлось немного повозиться с настройками и установками драйверов. Которые пришлось скачать на том же сайте, где продавалась сама плата (ссылки в начале обзора).

Данное устройство настоящее открытие для различных экспериментаторов, вроде меня. К нему можно подключать одновременно 32 независимых термодатчика. Благодаря программе каждым из них можно управлять через Интернет удаленно. Даже немного обидно стало, что у меня нет для этих целей теплицы, а то бы обязательно поэкспериментировал. Самое главное, плата может включать и отключать датчики автоматически при достижении определенной температуры. Это именно то, что мне необходимо здесь и сейчас.

Устройство можно подключать не только от компьютера, но и от обычного блока питания, выдающего 5 Вольт. Но я решил запитать ее от USB, потому что не испытываю недостатка в гнездах.

Как подключать

Плата подсоединяется к флеш-разъему. Нагрузку нужно подавать к J2 или J3-контактам. О том, подается напряжение на коврик или нет, будут сигнализировать вмонтрованный в плату светодиод. Для меня это не особо важно. Все равно сама плата подключена к гнезду, которое находится сзади системного корпуса компьютера.

Схема элементарная.

Я не очень сильно в детстве увлекался радиоэлектроникой, поэтому не стал вникать, что указано на следующей, более подробной схеме, предлагаемой продавцами, но на всякий случай выложу и ее. Вдруг у кого-то появится желание углубить и расширить мой эксперимент.

Учитывая то, что внизу, возле пола, температура всегда немного ниже, чем в среднем в помещении, решил поставить температуру отключения в 40 градусов. Этого оказалось достаточно, чтобы ноги ощущали приятное тепло, но не перегревались от постоянного нахождения на ковре.

Программное обеспечение

Для данной связки плата-термодатчик на сайте продавцов скачал архив, в котором находится файл BM 1701.exe (последняя версия).

С установкой программы проблем не возникло, а вот настройки постарался разъяснить намного подробнее, потому что здесь имеется множество тонкостей, что требует некоторой сосредоточенности.

После этого компьютер настроен для передачи данных на удаленное устройство. Возможно, это покажется излишним, но я все-таки покажу, как устанавливать и настраивать программу для удаленного управления. Вдруг захочется сделать сюрприз и подогреть ноги жене или ребенку. Ситуации в жизни бывают разными.

Здесь можно не только наблюдать за температурой, но и удаленно регулировать ее параметры.

После настройки, как в старом добром анекдоте про программиста, лучше «ничего не трогать, ничего не менять».

В результате мы имеем один потраченный вечер и новый прибор, благодаря которому сидеть за компьютером долгими зимними вечерами – сплошное удовольствие.