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Thermostat linéaire pour radiateur base UAA2016

ATTENTION, CES CIRCUITS NE SONT PAS ISOLÉS DU SECTEUR.

NE FAITES AUCUNE MANIPULATION SOUS TENSION.

 

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http://electromag1.wifeo.com/ 

 

  

Après les TDA1023 et 1024 introuvables, il y a le UAA2016 que nous utiliserons, faute de concurrence. Datasheet ici 

Il permet, en principe, de commander une source de chaleur via un triac et de maintenir une température de consigne, affichée par un potentiomètre et mesurée par une CTN.  

  

Extrait du datasheet:

C'est une régulation à bande proportionnelle, ajustée par R3. Sans cette résistance, la bande de régulation est réduite à ± 0,15°C.

Au dessous de la T° fixée -0,15°C, le radiateur chauffe continuellement.

Au dessus de la T° fixée +0,15°C, il ne chauffe plus.

Entre ces deux valeurs, il chauffe pendant un temps de 0 à 40 secondes, toutes les 40 secondes (norme européenne...) . Contrairement aux TDA, les UAA2016 ont besoin d'une référence secteur pour calculer ce temps.

  

uaa2016 2. 

 

Que nous apprend ce diagramme ?

Le circuit fournit une tension de référence Vref (de -5,5volt env.) sur la  pin 1.

Ne tenons pas compte des pins 2 et 4 laissées en l'air et du compteur des 40 secondes, on voit que la tension de la pin 3 est comparée  à Vref/2.

Conclusion n°1: pour rester dans la bande de régulation, il faut chauffer la CTN de façon à maintenir la tension de la pin 3 à Vref/2.

Conclusion n°2: Pour avoir Vref/2 sur la pin 3, il faut que la résistance entre les pins 7 et 3 (réglage de la T° de consigne) soit égale à la résistance entre les pins 3 et 1 ( R CTN sur ce schéma).

Conclusion n°3: pour faire un thermostat linéaire, il faut que les variations de ces résistances en fonction de la T° soient linéaires.

Avec le schéma proposé, c'est pas gagné ! 

Voici les courbes (en kΩ/°C) des résistances de consigne (7;3) et CTN (3;1)  en fonction de la T°

avec une CTN de 47k, un potentiomètre de 470kΩ lin, Rdef=150k, R2=20k

 

  appli

 

Dans cette configuration, l'affichage linéaire peut être juste pour 7 et 28°C env. Pour le reste, c'est tout faux.

 

On peut mieux faire:  

1-  Supprimer Rdef pour retrouver la linéarité du potentiomètre

2- Linéariser la CTN en ajoutant une résistance en parallèle   

  

  Circuit modifié:

 

 reg2UAA2016

 

 Effet de la résistance de linéarisation Rp:

 

CTN lin 

 

 

La résistance en parallèle Rp écrase la courbe de la CTN aux basses T°.

Le réglage de cette résistance agit principalement sur la pente de la "droite" obtenue.

 

 Superposition des courbes du potentiomètre de consigne (22kΩ)  et CTN linéarisée:

 

 courbessupp 

          courbe2ssupp

 

Méthode de réglage:

1  Régler Rp (47k incluse) aux basses t° pour obtenir une pente Rctn linéarisée égale à la pente fixée par le potentiomètre (courbes parallèles).

2  Régler Rs pour superposer au mieux les deux courbes. 

 

  Le dossier .xls de cette simulation est en téléchargement ICI

 

Pour essayer de reproduire cette simulation dans la réalité:

 

Prenez votre CTN 47K personnelle scotchée sur un thermomètre.   

Près d'une source de chaleur, notez la résistance CTN à une T° stable (entre 20 et 25°C).

Dans votre frigo, notez la T° du frigo et la résistance de la CTN (reliez deux fils pour mesurer de l'extérieur).

Réglez deux ajustables 25 tours sur ces valeurs.

 

Enlevez le UAA et la CTN. Positionnez la consigne à la t° maximum (30°C ici).

Sans alimentation, prérégler à l'ohmmètre les ajustables Rp et Rs aux valeurs trouvées par simulation. Dans notre exemple: réglez Rp pour avoir 71KΩ entre les pins 1 et 3 du support CI et réglez Rs pour avoir 23kΩ entre les pins 7 et 3.

  

Replacez le UAA2016

  

Remplacez  la CTN du thermostat par l'ajustable de la source chaude, positionnez le potentiomètre de consigne sur la valeur correspondante lue au thermomètre, réglez Rs au milieu de la bande de régulation (plage de basculement ON/OFF de la LED).

 

Prenez ensuite la résistance du frigo, positionnez le potentiomètre de consigne à la valeur de t° correspondante cherchez le milieu du basculement ON/OFF en ajustant Rp  sans toucher Rs.

 

Faire la même opération plusieurs fois, en ajustant toujours la T° chaude par Rs et la T° froide par Rp.

  

Le réglage est terminé lorsque, pour chaque résistance de source chaude et froide, les milieux des plages de basculement ON/OFF  du potentiomètre de consigne correspondent aux températures relevées sur le thermomètre.

Remettre en place la CTN  

Un éventuel réglage fin pour la t° de confort (20°C) se fera par Rs.  

 

 

  Un autre problème du UAA2016:

La notice précise qu'il faut utiliser un triac "sensible". En réalité, il est difficile de trouver le mouton à 5 pattes capable de fonctionner de façon fiable avec un UAA2016 .

Une solution est l'utilisation d'un MOC3021 (la fonction commande au passage à 0 du MOC 3041 est inutile, le UAA le fait dejà). 

Choisir une LED haute luminosité pour visualiser la commande du triac.

  

Voici le schéma complet: Cliquez sur le dessin pour agrandir

 

  thermostat UAA2016

  La zener est juste une protection du condensateur de filtrage (UAA2016 absent ou coupé), une tension de zener de 12 à 18 volts convient (isolement du condensateur de filtrage =25v).

 Sur le typon, il est possible d'ajouter un condensateur de découplage de 100nF entre les pins 1 et 3 (comme prévu sur l'entrée comparateur des TDA) pour court-circuiter d'éventuels parasites récupérés par le câblage de la CTN. Vu les valeurs des composants utilisés ici, cette précaution n'est pas vraiment indispensable.   

 

Un typon correspondant est disponible ICI .

  

Téléchargez et ouvrez l'archive .zip pour retrouver le fichier .TCI

Imprimer le typon avec le logiciel gratuit TCI4.3

 

  

 thermostat-008.jpg

 

Un triac BTA 16 600 peut commander une puissance max de 3600W, il sera suffisant pour la plupart des applications. En fonction de cette puissance, il faut lui associer un petit radiateur ou le fixer sur une partie métallique, la semelle des BTA est électriquement isolée. Le respect des branchements phase et neutre comme indiqués sur le schéma complet augmente la sécurité. Rem, il manque la LED sur cette photo, elle est sur la photo ci dessous.

 

 

  Essai sur table:

Le thermostat alimente un radiateur de 1500w, après stabilisation de la T°, on a ceci (sans trucage)

 

 thermostat 019

 

 

detailrad

 

ATTENTION !!  Un peu de sérieux, ne reproduisez pas chez vous cet infâme bricolage de coin de table. De plus, cette photo est trompeuse, le secteur arrive en 3 et 4, avec la phase en 3. Le radiateur est en 1 et 2.

 

 

 

  Si il y a plusieurs radiateurs pour une même pièce, visitez cette page 

 

 

En prime, voici un affichage des températures pour le potentiomètre (plage active d'un angle de 270° + un angle mort de 15° à chaque bout).

Copiez l'image (clic droit dessus) et collez la dans un éditeur (word) pour l'imprimer à vos dimensions.

 

  

    Affich thermo

 

Le logiciel Qcad gratuit en français pour faire ces dessins est téléchargeable ICI

 

 

 

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