Le nombre de radiateur électrique inferieur à 1500W (150 à 200€) qui vont à la poubelle juste à cause d’un relais défectueux (interrupteur qui bouge) ou triac (relais statique), voir le capteur de température CTN de régulation ou de sécurité défectueux…
un article a été realisé sur les radiateurs electriques et la programmation des thermostat sur ce lien bien connu de l'enseignement
Il faut savoir que la durée de vie d’un relais est de X milliers de manœuvres (contact charbonné, ressort défectueux).
L’obsolescence d’un triac est de plus de 15 ans, comme celui du micro.
Comme il n’y a pas les schémas électriques de radiateur, c’est difficile à réparer pourtant tous ces composant valent moins de 1€
Étant donner que le seuil cognitif du cout d’un dépannage est de 30% du prix d’achat, la réparation n’est pas viable de ces radiateurs pas cher.
En 2024, toujours pas de radiateur open source commercialiser pour minimiser l’impact sur la planète et sur le pouvoir d’achat
Parfois, c’est la résistance électrique qui est défectueuse mais qui peut être remplacé
Remarque : Il vaut mieux prendre des radiateurs sans eau qui sont plus facile à réparer car sans joint.
Ici, c’est le relais qui était en disfonctionnement, il a été changé par un module. mais il a fallu trouvé l'alimentation qui manque un peu de puissance pour alimenter le relais
Les normes demandent de faire un zéro crossing pour minimiser les perturbations électriques sur le réseau et limité les étincelles sur le contact du relais.
Mais il y a des optocoupleurs tel que le MOC3041 qui font automatiquement la commutation au zero crossing mais leur courant max est de 1A
Donc, il faudra utiliser un triac externe en TO220 avec un petit radiateur tel que le BT139 ou BTA 16 qui peut supporter 16A RMS donc 3000W sous 220V RMS
Attention : il ne faut pas prendre de module gradateur variable dimmer….
mais un module comme celui-ci (bizarre que cela coute aussi cher)
pour bien comprendre la régulation par hysteresis, il est possible de simuler le radiateur sous proteus pour connaitre son influence ainsi que de trouver le modèle automatique thermique du système pour savoir si le radiateur est bien dimensionné ou pas et de quantifier les pertes thermiques.
Mais, les informations du model spice sont toujours difficile à trouver donc un petit essai sur le heater de proteus :
HP correspond aux pourcentage
TPTC correspond à la constante de temps thermique : on choisira 10s pour simuler rapidement
La tension du heater image de la température correspond à l’équation suivante sachant qu’il consomme 50W sous 220V, il n’est pas possible de changer cette puissance
Temperature finale = HP (%).power.sensor (V/°C)+Tamb
Temperature finale = pourcentage(%).50W .1°C/W . 1Volt/°C + 10°CTamb=105°C au bout de 30s correspondant à 95% de la temperature finale à 3 fois la constante de temps
Dans un premier temps, nous allons simuler la régulation de température un relais et une consigne de 20° fait un potentiomètre, une hystérésis de 1°C, une inertie thermique de 50s.
Le coefficient du capteur du heater sera de 0.01V/°C comme pour un LM35.
Il faut 2 capteurs de température, l’un pour la sécurité de ne pas se bruler, l’autre pour mesurer la température de ce qui chauffe.
On peut observer que la température oscille autour de la consigne avec une période de 20s.
Plus la constante de temps est grande et plus l’oscillation sera faible.
Plus la température finale est grande par rapport à la température désirée et plus il y aura de commutation du relais.
Donc, plus il y a de puissance par rapport aux pertes thermiques et plus il y aura de commutation
Voici le schema de simulation electrique avec la courbe dynamique de temperature
Voici le code,
void setup()
{
pinMode(13,OUTPUT); //Set the Heater/Relay Pin as OUTPUT
Serial.begin(57600);
}
void loop()
{
int Theater=analogRead(A0); //temperature de securité sur le metal du radiateur
int Theater1=analogRead(A0)/2;
int Sensor = analogRead(A1); //temperature en bas du radiateur mesurant l'atmospfere
int Temp = Sensor/2; // Storing value in Degree Celsius 0.18V*(1023/5V)*(500/1023)=18°C
int consigne1=analogRead(A2); // temperature desirée potentiometre
int consigne=(consigne1*4)/102; //50%=>2.5V=>20°C
if(Temp < consigne) {digitalWrite(13,HIGH); } //Turn ON the Heater
if (Temp >(consigne+1)) {digitalWrite(13,LOW); } //Turn OFF the Heater
if (Theater1 >(55)) {digitalWrite(13,LOW); } //erreur
// delay(1000); // un delai de 5minutes pour minimiser les commutations du triac ou relais mais pour la simulation 1s
Serial.print(Temp);Serial.print(";");Serial.print(consigne);Serial.print(";");
Serial.println(";");
}
LE LM35 qui mesure la temperature de la pièce est en boitier plastique, il faut le placer tout en bas du radiateur loin des parties metalliques qui chauffent.
le LM35 en securité est un boitier TO220 et peut etre facilement fixé sur le metal du radiateur.
Normalement, il faut rajouter aussi par securité un disjoncteur thermique mecanique sunomé "clixon"
Voici le schéma avec un triac à la place du relais qui est une source d’obsolescence
Évidemment, il aurait été possible de mettre des float avec une hysteresis de 0.1°C mais la période de commutation aurait été encore plus petite.
Étant numérique, il serait possible de mettre un afficheur LCD pour afficher la température, ou HC06 Bluetooth pour la température sur un smartphone via une application.
La connaissance de l’évolution de la température permet d’avoir le modèle thermique du système, exemple de quantifier l'isolation de la pièce qui est chauffée….
Mais, le modèle thermique en automatique sont d’autres histoires,
l'objectif ici est de faire la maintenance du control du radiateur car les composants ne coutent pas grand choses
