Schema elettrico
Il "cuore" del circuito proposto e' un microcontrollore della ST: l' ST6260. E' un chip abbastanza completo: 8K di memoria di programma, memoria RAM, timers, convertitore AD e 21 linee di I/O. La versione che ho utilizzato e' quella con la memoria di programma EPROM (ST62E60), cioe' cancellabile con l'apposita lampada UV, in modo da poter apportare, anche in futuro, eventuali modifiche nel programma. Ovviamente e' possibile utilizzare la versione programmabile una sola volta (ST62T60), piu' economica, una volta che non si intende piu' modificare il programma.
Il microcontrollore "colloquia" tramite interfaccia seriale I2C con il chip PCF8583, un completo e versatile orologio-calendario programmabile. Il PCF8583 comunica i dati relativi all'ora e alla data corrente ogni qualvolta viene interrogato dal uC. Viene inoltre programmato dal uC per generare segnali di "interrupts" ad ogni orario di volta in volta impostato per l'accensione o spegnimento del riscaldamento. Questo componente necessita, per generare il suo clock di riferimento, di un piccolo quarzo da 32,768 KHz che e' comunque facilmente reperibile, magari recuperandolo da qualche vecchio "orologio al quarzo" non piu' funzionante.
L'informazione della temperatura e' fornita dal sensore integrato LM35DZ, di discreta precisione, la cui tensione d'uscita, manipolata opportunamente dal doppio amplificatore operazionale LM358 (in modo che 2,5V corrispondino a 25C e che si abbia un guadagno di 0,1 V per grado Celsius), viene letta dal convertitore analogico digitale del micro.
La visualizzazione del tutto e' realizzata tramite un comune display LCD di 8 colonne per 2 righe basato sul controllore Hitachi HD44780, di facile reperibilita'.
Al fine di garantire un buon isolamento con il circuito
a tensione di rete del comando della caldaia, ho preferito utilizzare un fototriac
di tipo MOC3043 il quale e' dotato di buona sensibilita' sul diodo d'ingresso, infatti bastano
5 mA per garantire la commutazione del triac, inoltre include un rivelatore
di zero in uscita che permette la sincronizzazione della "chiusura" del triac con il
passaggio per lo zero della sinusoide di rete, permettendo cosi' di minimizzare il
filtraggio d'uscita necessario per l'eliminazione dei disturbi generati dalla commutazione
del triac. Quest'ultimo e' un comune triac da 16A tipo BTA138 che, considerando
il modesto assorbimento elettrico di una caldaia (~ 100W), non necessita di dissipatore.
ATTENZIONE:
il "corpo" del triac nonche' tutta la circuiteria che lo controlla sono
sottoposti alla tensione di
rete a 220V, quindi assicuratevi di aver tolto la tensione alla caldaia prima di qualsiasi
operazione.
Il controllo delle funzioni viene effettuato dall'utilizzatore mediante solo due tasti (S1,S2), questo per risparmiare linee di IO.
L'alimentazione: il
circuito assorbe una quantita' di corrente in relazione alla condizione di lavoro. Con il fototriac disinnescato (riscaldamento
OFF) il consumo si aggira sui 4-6mA che salgono a circa 12mA con
quest'ultimo attivato. Dopo 4-5 minuti di inattivita' (e riscaldamento spento) viene
attivata una modalita' di risparmio di energia che riduce a 1-2mA l'assorbimento
totale. Il crono e' quindi alimentabile anche con 4 stilo ricaricabili (4.8V) anche
se l'autonomia e' un po' limitata. Con stilo da 1300mAh NMH circa 20 giorni (il
mio caso, non avendo la tensione di rete facilmente accessibile). Vorrei precisare che non e' possibile utilizzare 4
stilo di tipo non ricaricabili o
alcaline perche' la tensione massima a pile nuove
salirebbe a 6.5V valore troppo alto per i componenti integrati. Lo zener da 5.6V montato
in ingresso ha appunto il compito di proteggere il circuito limitando la tensione massima.
La scelta migliore, quando possibile, e' l'uso di un
piccolo alimentatore, anche non stabilizzato, da max 20V e minimo 10-20 mA.
In questo caso sul circuito va montato anche il 78L05 per stabilizzare la tensione d'ingresso.
Durante il cambio delle pile o per momentanea mancanza
di tensione per circa 3-4 minuti il crono non perde i dati della data/ora impostati
grazie ad un piccolo condensatore elettrolitico che fornisce la poca corrente
necessaria al PCF8583. Inoltre i dati programmati di accensione e spegnimento
sono memorizzati in EEPROM che non viene cancellata dalla mancanza di alimentazione.