•      БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСАУНОЙ
  1.НАЗНАЧЕНИЕ
  БЛОК УПРАВЛЕНИЯ (дальше БУ) ЭЛЕКТРОСАУНОЙ(дальше объект)  предназначен для ручного и автоматического управления оборудованием сауны или парной.
  БУ может управлять:
  1.1.Электрокаменкой
  1.2.Освещением
  1.3.Вентиляцией
  1.4.Дополнительным оборудованием(например парогенератор, насос и т.п.)
  
  2.ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
• 2.1.Рабочее напряжение                               220/380В  однофазной/трехфазной сети переменного тока  50Гц
• 2.2.Коммутируемая мощность  в режиме нагрузки АС-1                  
          Нагреватели электропечи:
              Силовой блок  тип 1                 не более 9 кВт    
              Силовой блок  тип 2                 не более 15 кВт  
              Силовой блок  тип 3                 не более 34 кВт  
          Освещение                                   два канала, не более 500 Вт на канал
           Вентилятор                                    не более 200 Вт
           Дополнительная нагрузка         не более 200 Вт в режиме АС-3
                                                                  не более 500 Вт в режиме АС-1
• 2.3. Температура регулирования     не более 120 0С
• 2.4. Габаритные размеры                  247х195х96 мм
• 2.5. Исполнение                                   IP55    
• 2.6 Вариант управления:
•                     W - удаленное управление через WiFi сеть создаваемую внешним роутером, имеющим подключение к интернет 
•                     G - удаленное управление через мобильную телефонную сеть

3.ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
     Данная модификация не имеет отдельного пульта управления. Все функции управления сауной обеспечиваются из приложения Android установленного на мобильный телефон. Управление может использовать три варианта соединения:

• 1. WiFi  сеть встроенной в силовой блок точки доступа(локальное управление)
• 2. Домашняя WiFi  сеть (при наличии роутера)(Для варианта W локальное и удаленное управление. Для варианта G только локально).
• 3.Через мобильную сеть (Только для варианта исполнения G. Требуется оплаченная SIM карта).

     Варианты 2 и 3 позволяют управлять объектом из любой точки мира при наличии доступа в интернет.

     Большое количество настраиваемых таймеров, позволяющих гибко управлять режимами работы
             Таймеры обеспечивающие безопасность:  таймер ограничения времени работы нагревателей
                                                                                             таймер ограничения времени работы освещения
                                                                                             таймер ограничения времени работы вентилятора
             Таймеры обеспечивающие сервис:              таймеры управления вентиляцией(разовое проветривание,                            
                                                                                             периодическое проветривание, сушка)
                                                                                             таймер задержки выключения освещения
                                                                                             таймер времени нахождения в парной
      Две точки измерения температуры сауны:           Вверху(горячая зона)
                                                                                             Внизу(зона скамейки)

      Возможно подключение дополнительных выключателей нагрева и освещения, что позволяет просто включать и выключать свет и электрокаменку с уже настроенными параметрами

4.ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
    Силовой блок выполнен в виде закрытой коробки внутри которой размещены
         - входные клеммы
         - выходные клеммы
         - контактор(ы)
         - предохранители защиты цепей оборудования
         - микропроцессорная плата управления, к которой подключаются датчики температуры
            на ней так же установлены элементы управления:
                          - вентилятором
                          - вентиляционной заслонкой
                          - освещением(канал 1)
                          - освещением(канал 2)
                          - дополнительным оборудованием

  Общий вид силового блока показан на рис.1.1. Как уже было сказано, все оборудование силового блока размещено внутри электромонтажной коробки исполнения IP54. Коробка разделена на два отсека. Справа силовая часть, а слева управляющая.
   В силовом отсеке, в верхней части, расположены входные клеммы (1). Ниже электромагнитный контактор, а в самом низу выходные клеммы(3).  Входные и выходные клеммы выполнены из стеклотекстолита и рассчитаны на присоединение проводов сечением 4-6 кв.мм. Клеммы имеют значительный запас по пропускаемому току. Для уменьшения шума от срабатывания, контактор установлен на шумогасящие опоры(2) из пористой резины и не имеет прямого соприкосновения с электромонтажной коробкой.
   В отсеке управления, сверху расположены три плавких предохранителя (5) для защиты оборудования подключенного к микропроцессорной плате (7). На плате расположены электронные компоненты и клеммы (7)(8) к которым присоединяются провода (4).

Рис.1.1  Силовой блок тип 3 на 34 кВт со снятой крышкой
 


Рис.1.1  Силовой блок тип 1 на 12 кВт со снятой крышкой
 

    6.СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ            
Основным узлом является СИЛОВОЙ БЛОК (дальше СБ). Все остальные элементы присоединяются к СБ.
Напряжение питающей сети, по линиям ABC, через защитный автоматический выключатель(на схемах не показан), подается на вводные клеммы СБ. К выходных клеммам abc подключается нагревательные элементы электропечи Z1.
К силовым клеммам платы управления, в базовом варианте, могут быть подключены, вентилятор(М1), два канала освещения(например самой парной и раздевалки) и какое либо дополнительное оборудование. Все элементы силовой цепи, должны быть соединены с нулевой шиной N.
 Ниже, варианты подключения оборудования, рассмотрены более детально.
    На рис.6.1 показаны варианты подключения СБ к трехфазной или однофазной электрической сети.  Основным вариантом является трехфазное подключение. Однофазное подключение допустимо использовать при суммарной мощности всех нагревателей не более 7 кВт.                                                                                                                                    Силовой блок необходимо подключить к питающей сети  через защитный автоматический выключатель QF, рассчитанный на максимальный ток нагрузки блока. Этот автомат отключается только для проведения ремонтных работ или при длительном выводе оборудования из эксплуатации. Обычно он должен быть включен, чтобы обеспечить удаленное управление сауной.
 

        Рис.6.1
На рис 6.2 показана схема подключения оборудования обеспечивающая основной функции управления сауной. Это вентилятор, обеспечивающий свежий воздух и два канала управления освещением для самой сауны и раздевалки. Силовые цепи оборудования защищены от перегрузок и короткого замыкания тремя предохранителями.               Предохранитель Fu1 защищает вентиляционное оборудование.                                                                                             Предохранитель Fu2 защищает канал освещения помещения и дополнительное оборудование.                                  Предохранитель Fu3 защищает канал освещения сауны и цепи питания контакторов нагрева.                                      Для контроля за работой нагревателя подключаются два датчика температуры. Использование двух датчиков позволяет добиться большего комфорта и безопасности при использовании сауны.                                                                 Для устранения зависимости работы нагревателей только от электроники, можно дополнительно установить электромеханический датчик перегрева. В этом случае сауну от перегрева будет дополнительно защищать релейная схема, действующая параллельно электронной.
 

Рис.6.2
На рис.6.3 показана схема с расширенными возможностями управления.                                                                                     Улучшить работу вентиляции можно дополнив ее управляемой заслонкой воздушного потока. Подойдет любая заслонка с двухпозиционным электрическим приводом рассчитанным на напряжение 220В. Клемма на заслонке, предназначенная для открывания должна быть присоединена к клемме платы L2. Клемма предназначенная для закрывания присоединяется к клемме платы L1. Нулевой провод заслонки соединяется с нулевой шиной блока.       Улучшить освещение сауны можно дополнив его контроллером светодиодной ленты. Такие контроллеры широко распространены и выпускаются на любой вкус. В целях безопасности, желательно использовать контроллер на напряжение до 24В. Питать его можно через дополнительный блок питания, который подключается параллельно каналу освещения. Такое решение позволит включать, а главное отключать контроллер дистанционно через интернет.                                                                                                                                                                                                            Управлять сауной при помощи мобильного приложения удобно, но иногда хочется сделать все быстрее и без напряжения. Если на входе в раздевалку поставить датчик движения, то стоит только Вам зайти в помещение, как сразу включится свет. Это датчик определит, что вошли люди и даст сигнал на включение. Быстро выключить/включить свет в раздевалке можно при помощи выключателя без фиксации, просто кратковременно нажав на него. Выключатель обязательно должен быть без фиксации(такие выключатели обычно используются как кнопки звонков) это позволит не создавать помех при управлении через телефон. Когда Вы выключаете свет выключателем, датчик движения блокируется на три минуты, что позволит Вам спокойно покинуть помещение.         Аналогичным выключателем можно включить/выключить свет на объекте и электрокаменку. Оба эти электроприбора объединены на одном выключателе для того, чтобы сразу было видно, что команды выполняется верно. Соответственно свет горит - нагреватель включен, свет погашен - нагреватель выключен. Заданная температура и параметры вентиляции должны быть предварительно заданны при помощи мобильного приложения. Если Вы забудете выключить нагреватель, то он будет автоматически выключен через заданный промежуток времени, а свет будет погашен через три часа после отключения нагревателя.

 


Рис.6.3




7. МОНТАЖ
7.1 Монтаж силового блока
Силовой блок можно установить на любую плоскую поверхность, например стену или панель электрического шкафа и т.п.  Необходимо обеспечить пространство, достаточное для размещения подходящих  к СБ кабелей и проводов согласно ПУЭ. СБ крепится при помощи четырех шурупов, проходящих сквозь днище коробки. Чертеж размещения крепежных отверстий и размеры СБ даны на рис.7.1.

Рис.7.1
 
С питающей сетью  и электрокаменкой СБ соединяется при помощи проводов или кабелей с сечением жилы 4-6 кв.мм. Фазные провода должны быть оконцованы медными лужеными наконечниками с креплением под болт М6. Ширина наконечника не более 12мм. Нулевой провод должен иметь сечение 1.5-2.5 кв.мм и оконцован наконечником под болт М4.
Количество проводов управления оборудованием определяется вариантом схемы выбранной для Вашей сауны. Все провода должны соответствовать нагрузкам подключенным к ним. Их сечение должно быть не более 0.75 кв.мм. Они могут быть одножильными или многожильными. Одножильные провода сечением 0.5-0.75 кв.мм могут быть присоединены к клеммам напрямую. Все остальные провода должны быть оконцованы. Разрешается размещать внутри коробки избыток провода до 15 см.

7.2 Рекомендации по размещению датчиков температуры и элементов вентиляции в сауне
Датчик перегрева сауны необходимо располагать согласно рекомендациям производителя электропечи и СНиП. Обычно датчик перегрева располагают над печью на высоте примерно не менее 1000 мм и на расстоянии от стен 300мм. Это связано с пожарной безопасностью. Неправильное расположение датчика грозит проблемами в эксплуатации и не позволит пройти экспертизу проекта.
Ниже на рисунке показан датчик 2 расположенный на потолке над электропечью 1. Проблема такого расположения заключается в том, что если термодатчик и датчик перегрева объединены в один, то температура, показываемая датчиком может сильно отличаться от реальной температуры в месте нахождения людей. Так как рабочая температура сауны ограничена 120С0 , то прогрев может оказаться недостаточным.
Если использовать отдельный датчик перегрева, то датчик температуры можно расположить в любом месте. Это позволит решить проблему точности установки температуры. На рисунке показано произвольное место установки термодатчика 3.

Рис.7.2
 
Для приятного посещения сауны имеет большое значение правильное устройство вентиляции. Вентиляция так же оказывает значительное влияние на термодатчики.
Технические требования к системе вентиляции в сауне:
    - отсутствие сквозняков;
    - регулируемый приток/вывод;
    - циклическое обновление воздуха;
    - приток чистого воздуха с улицы;
    - правильное направление движения воздушных масс;
    - правильное расположение вентиляционных отверстий.
Все эти требования позволяет удовлетворить автоматическое управление вентиляцией в сочетании с правильной установкой оборудования.
   На рисунке выше показан пример расположения элементов вентиляции. Над печью, обязательно не менее чем на 300 мм ниже датчика перегрева 2, расположена вентиляционная решетка 4 приточного канала. К этой решетке должен подводится воздух с улицы через вентиляционную заслонку с электроприводом и вентилятор.
   Вытяжная вентиляционная решетка должна примерно находится на высоте 400 мм. Отработанный воздух по вентканалу может подаваться в дефлектор на крыше или т.п.
  Приточный вентилятор периодически включается в ручном или автоматическом режиме. Одновременно с ним открывается заслонка. Когда вентилятор не работает заслонка закрывается препятствую возникновению сквозняков.
   Такая система может работать и без вентилятора, на естественной тяге. Управление интенсивностью обмена воздуха будет происходить при помощи одной заслонки. Но возможности этого варианта могут быть ограничены.

8.Приложение Android для управления электросауной
   Для управления объектом необходимо установить на мобильный телефон специальное бесплатное приложение. Без приложения, объект может работать только по ранее установленным параметрам, что сильно ограничивает ее возможности.
1.Первый запуск
Модификация силового блока W: Локальное управление через WiFi и удаленное с помощью WiFi - роутера имеющего выход в интернет.
1.1 Включите силовой блок
1.2 Возможны два варианта:                                                                                                                                                                                                                                                                                           1.2.1  Подключите свой телефон к WiFi точке доступа созданной силовым блоком. Имя сети "LeV_AP", а пароль находится на задней стороне крышки силового                                             блока. Запустите приложение. Уже можно управлять сауной в зоне действия сети WiFi "LeV_AP".                                                                                                                                            1.2.2 Запустите приложение и перейдите на страницу регистрации (кнопка 3) рис2. Нажмите на кнопку "Выбор Bluetooth" и выберите соединение с именем                                             "eLeV_BTXX", где XX код Вашего силового блока. Уже можно управлять сауной в пределах зону действия Bluetooth.
1.3 Если в зоне расположения есть WiFi сеть с выходом в интернет, то лучше подключиться к ней. Для этого перейдите на страницу регистрации(кнопка 3) рис2.
1.4 Введите имя и пароль домашней сети. Снимите галочку "БЕЗ РЕГИСТРАЦИИ WiFi" и установите галочку  "ПЕРЕЗАГРУЖАТЬ WiFi"
1.5 В зависимости от выбранного ранее канала (WiFi "LeV_AP" или Bluetooth "eLeV_BTXX") нажмите кнопку  или . Дождитесь ответа об успешной регистрации. Теперь сауной можно управлять и через интернет.
1.6 Нажмите кнопку Андроид НАЗАД (16, Рис8.1), чтобы вернуться к первому экрану.

Модификация силового блока G:Локальное управление через WiFi и удаленное с помощью встроенного GSM модуля(мобильная связь)

1.1 Выключите силовой блок при помощи вводного автомата и снимите верхнюю крышку.
Внимание! Прежде чем выполнять любые действия при снятой крышке силового блока, обязательно полностью обесточьте силовой блок (выключите автомат, через который запитана вся схема).

1.2 Вставьте оплаченную SIM - карту в держатель на электронной плате силового блока. Держатель находится на краю платы. 
1.3 Установите крышку силового блока на место
1.4 Включите силовой блок
1.5  Возможны два варианта:                                                                                                                                                                                                                                                                                      1.5.1 Подключите свой телефон к WiFi точке доступа созданной силовым блоком. Имя сети "LeV_AP", а пароль находится на задней стороне крышки силового блока.                               Запустите приложение. Уже можно управлять сауной в зоне действия сети WiFi "LeV_AP".                                                                                                                                                          1.5.2 Запустите приложение и перейдите на страницу регистрации (кнопка 3) рис2. Нажмите на кнопку "Выбор Bluetooth" и выберите соединение с именем "eLeV_BTXX",                        где XX код Вашего силового блока. Уже можно управлять сауной в пределах зону действия Bluetooth.
1.8 Введите имя и пароль домашней сети (необязательно).                                                                                                                                                                                                                  1.5 В зависимости от выбранного ранее канала (WiFi "LeV_AP" или Bluetooth "eLeV_BTXX") нажмите кнопку  или . Дождитесь ответа об успешной регистрации. Теперь сауной можно управлять и через интернет.
1.6 Нажмите кнопку Андроид НАЗАД (16, Рис8.1), чтобы вернуться к первому экрану.



 

Рис.8.1 Основной экран                                                                                               

Рис.8.2 Экран регистрации

2.Управление сауной

Управлять сауной из приложения очень просто. Достаточно разрешить НАГРЕВ кнопкой 10. Нажмите на кнопу и через некоторое время кнопка станет яркой. Это означает, что команда выполнена. Текущая температура в сауне будет отображаться на индикаторах 6 и 7. Так как температура в сауне может значительно отличаться в зависимости от высоты, то для контроля за ней используются два датчика. Соответственно датчик индикатора 6 расположен вверху, а датчик индикатора 7 внизу. Назначение датчиков тоже несколько различается. Верхний датчик служит для ограничения максимальной температуры 125 град.Цельсия, а нижний отвечает за комфортную температуру в сауне(обычно менее  80 град.Цельсия). Любой из датчиков можно назначить основным для регулирования температуры(окно настройки рис.8.3). В случае возникновения аварийного перегрева, любой из датчиков может отключить нагреватель. Температура в сауне поддерживается автоматически в соответствии с заданной. Задать температуру очень просто, достаточно нажать на индикатор температуры, чтобы перейти в ПАНЕЛЬ НАСТРОЙКИ ТЕМПЕРАТУРЫ рис8.3. Кнопками с треугольниками, поразрядно установите температуру для верхнего и нижнего датчиков. Выберите какой из датчиков будет основным. Установленная галочка означает верхний датчик. Кроме основной функции, электрокаменку можно использовать для отопления помещения.  Для этого нужно задать ТЕМПЕРАТУРУ ПОДДЕРЖАНИЯ и установить галочку внизу. Чтобы зафиксировать новое значение заданной температуры и вернуться к основному экрану, нажмите кнопку Андроид НАЗАД (16).                                                                                                                          Кроме того НАГРЕВ можно включить с задержкой по таймеру. Для этого необходимо нажать кнопку 4 и выбрать из раскрывшегося меню ТАЙМЕРА ВКЛЮЧЕНИЯ НАГРЕВА. На этом табло размещен индикатор отсчета и три кнопки управления таймером. Кнопка УСТ открывает панель установки времени отсрочки включения нагрева. Перед запуском таймера необходимо обязательно установить время. Запуск таймера осуществляется кнопкой СТАРТ. Сбросить таймер можно кнопкой СТОП. ТАЙМЕРА ВКЛЮЧЕНИЯ НАГРЕВА имеет смысл применять только когда нет доступа в интернет. При наличии доступа в интернет, проще включить НАГРЕВ в нужное время кнопкой 10. Отключается НАГРЕВ повторным нажатием на кнопку 10. Если по какой то причине забыли отключить НАГРЕВ, то он выключается автоматически по истечению заданного времени работы(подробнее при рассмотрении ПАНЕЛИ НАСТРОЕК).
 

рис 8.3 ПАНЕЛЬ НАСТРОЙКИ ТЕМПЕРАТУРЫ

Кнопки 11 и 12 включают и выключают освещение соответственно в предбаннике и в сауне.                                          

Кнопка 13 включает/выключает вентиляцию сауны в ручном режиме. Вентилятор выключать необязательно. Он выключится автоматически по истечению заданного времени. Ручной режим работы вентилятора является дополнительным, так как блок управления поддерживает несколько настраеваемых, автоматических режимов вентиляции. Работа  вентилятора индицируется на пиктограмме кнопки вращением. Обычно, вместе с вентилятором может открываться и закрываться заслонка. Состояние заслонки индицируется на пиктограмме 14). Заслонкой можно управлять и отдельно от вентилятора установив в настройках соответствующий режим

Кнопкой 15 можно включить/выключить дополнительное оборудование, например насос, парогенератор, и т.п..

Кнопка 2 вызывает СПИСОК НАСТРОЕК.  

НАСТРОЙКи  связаны с алгоритмом работы сауны. В данной модели большое внимание уделено поддержанию микроклимата парной. Правильно подобранные режимы благоприятствуют в режиме нагрева и способствуют сохранности помещения в режиме ожидания.                                                                                                             

Сауна работает так:       Первоначально все оборудование находится в режиме ожидания. После перевода кнопки 10 в положение <включено> подается команд разрешающая НАГРЕВ. Включен или отключен нагреватель(электрокаменка) в данный момент зависит от текущей и заданной температуры. Так как первоначальная текущая температура обычно меньше заданной, нагреватель сразу включается(режим прогрев).

В зоне индикации 9, режимы отображаются следующими значками :

       пустое поле. Сауна находится в режиме ожидания. Если разрешено поддержание температуры в помещении, то нагреватель включается время от времени, чтобы температура не опускалась ниже заданной. Вентилятор автоматически включается на заданное в поле <Вентилирование> время, а затем отключается на время заданное в поле <Дежурное проветривание>. Если забыли выключить свет, то он автоматически будет отключен через 4 часа после перехода в режим ожидания по кнопке 10, таймеру <Отключение> или после последнего использования выключателей освещения. За 5 минут до отключения освещения, блок управления подает сигнал(3 раза мигает свет).

        после  включения электрокаменки кнопкой 10, в поле индикации появляется значок, означающий, что нагреватель включен, но температура в сауне не достигла заданной.

       Как только температура в сауне достигнет заданной в первый раз, включается вентилятор на время заданное в поле <продувка>. Это позволяет освежить атмосферу сауны   перед ее использованием. Свежий воздух в парной снижает нагрузку на сердечно-сосудистую систему и не только. По окончанию предварительной продувки на пульт управления(мобильное устройство) подается звуковой сигнал, означающий, что все готово. 

      После достижения заданной температуры, нагреватель переходит в режим регулирования. Теперь сауна находится в рабочем режиме, температура поддерживается автоматически и через заданный промежуток времени освежается воздух(<Вентилирование>,<Период>). Для завершения работы, сауна выключается кнопкой 10 или таймером ограничения времени работы нагревателя(это время может быть задано в поле настроек <Отключение>).

      Режим остывания. После отключения, сауна остывает естественным путем, а после остывания до температуры 30градусов Цельсия,

      включается вентилятор для удаления избыточной влаги на время <Сушка>. После просушивания сауна возвращается в дежурный режим.

Кроме таймера ТАЙМЕРА ВКЛЮЧЕНИЯ НАГРЕВА имеется еще и СИГНАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР. Этот таймер подает звуковой сигнал через заданный промежуток времени после старта. Управляется и настраивается он подобно описанному выше ТАЙМЕРУ ВКЛЮЧЕНИЯ НАГРЕВА. СИГНАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР может быть полезен если необходимо ограничить время пребывания в сауне.

3.Работа приложения

Дополнительные возможности приложения управляются кнопками  1, 3, 5, 8.

Кнопка 1 позволяет выбрать канал связи между мобильным устройством и блоком управления. Всего имеется три возможности

      Bluetooth. Достоинство этого соединения в легкости подключения без паролей и ввода данных. Недостаток небольшая дальность управления.

     Облако. Управление через интернет. Достоинства в том, что управлять можно из любой точки мира где есть мобильная связь. Недостаток в том, что в месте установки блока управления должна быть WiFi сеть с выходом в интернет(для варианта W). Для варианта G достаточно мобильной связи.

     Сеть WiFi. Дальность связи не не много превышает дальность Bluetooth                                                                                                                                

Кнопка 3 вызывает на экран мобильного устройства текущее руководство по эксплуатации. Опция доступна только при наличии у мобильного устройства интернет соединения.                                                                                                 

Кнопка 8 выбирает ориентацию экрана вертикальную или горизонтальную.