Адаптер цифровой шины E-BUS для контроллеров и термостатов ZONT

Традиционно газовый котел управляется очень просто. Он либо включается либо выключается от комнатного термостата. Такое управление называется двухпозиционным. Для поддержания заданной температуры в помещении он будет это делать периодически.
Такие частые циклы включения отрицательно сказываются на ресурсе котла и главное, на его экономичности. Действительно, включаясь на полную мощность, котел быстро доводит температуру воды до максимальной. Однако, полная мощность означает и максимальные тепловые потери на пути от котла до потребителя. Поэтому современные газовые котлы переходят на новый режим управления с модуляционной горелкой. Такая горелка может плавно управлять потреблением газа. Режим управления становится плавным, значит — экономичным.
Чтобы полностью использовать возможности модуляционной горелки предназначен Интерфейс E-BUS. С его помощью взаимодействие термостата с горелкой котла осуществляется по протоколу стандарта E-BUS® и каждые несколько секунд передается корректирующий сигнал о требуемой в данный момент мощности горелки. Кроме того, по протоколу E-BUS® можно получать от котла информацию о его состоянии и технические параметры, что очень важно для сервисного обслуживания.
Очевидная польза от такого управления — термостат не включает и выключает горелку, а постоянно и плавно изменяет (модулирует) мощность горения, «приспосабливая» ее к текущей потребности в тепле, то есть к фактическим теплопотерям помещения. Термостат постоянно вычисляет, насколько именно фактическая температура отклонилась от заданной, и чем больше эта разница, тем большую мощность горелки он командует развить котлу. Для котла и для КПД отопительной установки в целом это значительно лучше, чем простое периодическое включение и выключение: непрерывно работать на пониженной мощности экономически намного выгоднее.
Адаптер E-BUS для отопительных котлов Vaillant и Protherm

Адаптер E-BUS используется для подключения к шине управления отопительных котлов Vaillant и Protherm.
Польза от управления по цифровой шине котла — термостат не включает и выключает котёл, а постоянно и плавно изменяет расчетную температуру теплоносителя и передает её котлу для (модулирует его мощность), «приспосабливая» к текущей потребности в тепле, то есть к фактическим теплопотерям помещения. Термостат постоянно вычисляет, насколько именно фактическая температура отклонилась от заданной, и чем больше эта разница, тем большую расчетную температуру теплоносителя он командует развить котлу. Для котла и для КПД отопительной установки в целом это значительно лучше, чем простое периодическое включение и выключение: непрерывно работать на пониженной мощности экономически намного выгоднее.
Кроме того, подключение к внутреннему протоколу котла дает удаленный доступ к его параметрам и обеспечивает автоматический контроль технического состояния. Таким образом, при возникновении неисправности или аварии котла, термостат фиксирует код ошибки и передает информацию для отображения в веб-сервисе.
Управлении по цифровой шине обеспечивает:
— штатную работу функции модуляции мощности котла,
— контроль рабочих параметров котла,
— изменение установок температуры отопления и ГВС
— индикацию аварий и ошибок.
Блок управления Protherm/Vaillant GSM-Climate ZONT H-1V eBus

Блок управления Protherm/Vaillant GSM-Climate ZONT H-1V eBus автоматически регулирует работу котла в режиме нагрева таким образом, чтобы в помещении сохранялась заданная температура. Он контролирует техническое состояние котла и сигнализирует (оповещает) при возникновении аварии или отключении напряжения питания. Команды управления, настройка режимов работы, и передача данных о рабочих параметрах котла и термостата осуществляются по GSM связи и через интернет.
Модуль управления предусматривает наличие памяти событий. Таким образом, информация о дате и времени аварии котла, дате и времени изменения режима работы, заданных командах, включении и выключении питания и температурном графике сохраняется и доступна пользователю.
?Управление с телефона, планшета или компьютера
ZONT H-1V eBus — это термостат для системы отопления со встроенной поддержкой протокола E-BUS и собственной SIM?картой. Он подключается к котлу отопления по BUS шине и управляет его работой. Команды на него могут передаваться с любого телефона, планшета или ПК. Для удобства работы есть бесплатные приложения для телефона и личный кабинет на сайте. Для защиты от несанкционированного доступа вход в личный кабинет защищён паролем.
?Индивидуальная настройка режимов работы
Предусмотрена возможность создания 10-ти индивидуальных режимов отопления, чтобы вы могли одним движением выбрать нужный в данный момент. Кроме того, вы можете легко составить недельное расписание работы отопительного котла для наиболее оптимального расходования электроэнергии или газа.
?10 температурных датчиков для любых целей.
К термостату можно одновременно подключить 10 датчиков температуры. Это могут быть как проводные, так и радиодатчики.
Показания основного используются для управления работой котла. К нему в резерв назначается дополнительный. При неисправности основного термостат автоматически переходит на работу по резервному датчику и управление котлом не прекращается.
?Простая установка, не требующая специальных навыков
ZONT H-1V eBus легко подключается к газовым котлам Vaillant и Protherm к специальному разъему. В термостат вставляется SIM?карта любого оператора, обеспечивающего устойчивый приём, и подаётся питающее напряжение. Настройка работы прибора выполняется из личного кабинета веб-сервиса ZONT или со смартфона непосредственно из мобильного приложения.
?Совместимость с котлами других производителей
Climate ZONT H-1V eBus — простой комнатный термостат, но только выполненный на аппаратной платформе, использующей GSM/GPRS модем и WEB технологии. Принцип его работы и способ подключения к любому котлу отопления точно такой же как у обычных термостатов. Он подключается к котлу вместо перемычки для комнатного термостата и управляет им, поддерживая заданную температуру по показаниям своего температурного датчика. Для этого ZONT H-1V eBus включает или выключает котел, замыкая контакты своего выходного реле. Таким образом, если Ваш котел предусматривает возможность управления командами от комнатного термостата, то термостат ZONT H-1V eBus можно с ним использовать.
Функции дистанционного блока управления Protherm GSM-Climate ZONT eBus
- Поддержание температуры в помещении по индивидуальному расписанию;
- Оповещение о срабатывании датчиков тревожного входа (GSM-сигнализация);
- Управление режимами работы котла с телефона и через интернет;
- Контроль исправности электрического или газового котла;
- Мониторинг температуры воздуха в помещении;
- Информирование об аварии и пропадании напряжения в сети;
- Удобный интерфейс и мобильные приложения iOS и Android.
Ключевые особенности GSM-термостата Protherm GSM-Climate ZONT eBus
- Термостат для удаленного управления SMS-командами, через GSM- модем или дозвоном на голосовое меню
- Работа через GPRS-интернет
- Внешняя GSM-антенна
- Без привязки к конкретному оператору мобильной связи
- Датчик температуры (цифровой)
- Встроенный аккумулятор резервного питания, 2000 мА·ч
- Внутренняя энергонезависимая память
- Дистанционное обновление ПО через интернет без выключения устройства
- Изменение режима работы котла “в один клик”
- Программирование недельного расписания температурного режима
- Оповещение об отклонении температуры в помещении от установленных пороговых значений
- Оповещение о неисправности датчиков температуры
- Слежение за работой дополнительных датчиков температуры (до 10 однотипных датчиков)
- Монтаж на DIN-рейку
Функциональные возможности модуля дистанционного управления котлом GSM-Climate ZONT eBus
Контроль состояния и управление работой котла через веб-сервис и мобильное приложение ZONT
- отображение текущего состояния котла;
отображение текущей температуры в помещении; - выбор предустановленных режимов работы для поддержания целевой температуры (воздуха или теплоносителя);
- мониторинг температур (воздуха, теплоносителя, ГВС);
- программирование работы котла по недельному расписанию;
- контроль состояния дополнительных датчиков (протечки, утечки газа, охранных).
Оповещение владельца котла
- при отклонении текущей температуры от заданных пороговых значений;
- при аварии или неисправности котла;
- при неисправности подключенных датчиков температуры;
- при пропадании/ восстановлении основного напряжения питания (сети);
при срабатывании дополнительных охранных датчиков (функция «Охранная сигнализация»)
Запись и хранение истории событий (за последние 3 месяца)
- время работы котла и мониторинг измеряемых температур;
- время появления аварий и ошибок в работе котла;
- время пропадания и восстановления основного напряжения питания;
- время входящих звонков и текст входящих смс сообщений;
- дата и номер версии при обновлении ПО;
Дистанционное обновление ПО
Комплектация термостата GSM-Climate ZONT eBus
- Термостат
- Внешняя GSM-антенна
- Датчик температуры (цифровой, проводной DS18S20)
- Сетевой адаптер 220В/12В
- Адаптер/преобразователь сигнала ошибки/сбоя котла 220/12В
- Встроенный аккумулятор резервного питания, 2000 мАч
- Внутренняя энергонезависимая память
- Руководство по эксплуатации
SIM-карта приобретается отдельно
Документация
- GSM-термостат ZONT H-1V eBus — Инструкция по эксплуатации (открыть PDF-файл)
- Модуль управления ZONT H-1V eBus — сертификат соответствия до 2022 г. (открыть PDF-файл)
Технические характеристики
| Производитель | Protherm |
| Серия | GSM-Climate ZONT |
| Модель | eBus |
| Артикул | 9900000385 |
| Тип | дистанционный блок управления |
| Напряжение питания | 10-28 В |
| Максимальный потребляемый ток | 1000 мА |
| Тип радиоканальных датчиков температуры | ZONT МЛ-703, МЛ-711, МЛ-719 |
| Допустимое количество подключаемых датчиков температуры | 10 шт |
| Максимально допустимая длина шлейфа с термодатчиками | 100 м |
| Максимальный ток релейного выхода управления котлом | 1000 мА |
| Максимальное напряжение коммутируемых контактов релейного выхода | ~ 220 В, = 24 В |
| Температурный диапазон работы | от -30°С до +55°С |
| GSM-модем | Встроенный, 2G |
| Частотные диапазоны GSM-модема | 800, 900, 1800, 1900 МГц |
| Канал передачи мобильных данных | GPRS |
| GSM антенна | Внешняя, подключаемая |
| Энергонезависимая память | Внутренняя, встроенная |
| Резервное питание | Встроенный Li-ion АКБ, 800 мА·ч |
| Время выхода на рабочий режим | 50 сек |
| Материал корпуса | пластик |
| Цвет | белый |
| Габариты (ВxШxГ) | 90x50x55 мм |
| Вес | 200 г |
| Срок службы | 5 лет |
| Страна-родина бренда | Словакия |
| Страна производства | Словакия |
Качество товара
Наша компания закупает продукцию у крупных проверенных поставщиков.
Мы рады предложить Вам качественный оригинальный товар!
Общаемся с котлом по E-BUS (часть 1)

Задача по управлению котлом стоит практически на любом объекте. Как правило, на каждом котле присутствует управление типа «сухой контакт», с помощью которого можно напрямую включать или выключать нагрев. Это решение довольно простое, но имеет существенный недостаток:
- управление дискретное, и работает по гистерезисному типу, тем самым котел либо работает на максимум, либо отключается вовсе. Температура воздуха при этом колеблется в пределах плюс/ минус 4° в лучшем случае, в зависимости от расположения комнатного датчика температуры и теплоизоляции дома. Это решение очень неэффективно, т.к котел постоянно перегревает дом на несколько градусов.
- максимальная достигаемая температура воздуха напрямую зависит от выставленной температуры теплоносителя в котле. Т.е, например, если выставлена температура теплоносителя 35° градусов, с учетом потерь энергии, достичь температуры воздуха в 25° не предоставляется возможным. В меньшую сторону все будет работать.
- Очень часто вместе с котлом ставится комнатный регулятор, на котором выставляется требуемая температура (дневная и ночная), температура ГВС и многие другие параметры. Управляя котлом через сухой контакт, информация о заданной температуре никак не отображается на панели, тем самым иногда вводя заказчика в заблуждение.
Главный недостаток хорошо проиллюстрирован на анимации ниже:

Итак, основные минусы мы рассмотрели, теперь поймем что мы можем с этим сделать, и как управлять котлом более эффективно. Как вы уже поняли из заголовка, управлять котлом мы будем по шине E-Bus. E-bus это цифровая шина разработанная в Германии неким Карлом Дунгсом и впоследствии была взята на вооружение другими производителями котлов. На данный момент с этой шиной дружат такие вендоры как Vaillant и Protherm.
Краткие характеристики данной шины:
- двухпроводная схема подключения
- Логический ноль — ~9V, Логическая единица — ~24V
- совмещенное питание, устройства питаются от той же линии по которой и общаются (50mA MAX)
- Мульти-мастер, на шине может присутствовать до 25 Master-ов и до 228 Slave-ов
- Общение Master-Master, Master-Slave и широковещательные команды
- Канальный уровень это обычный UART (2400baud, 8bit, 1 start bit, 1 stop bit)
Как видим, весьма неплохие характеристики, создатель пытался заложить максимум возможностей и, на мой взгляд, у него это получилось. Если сравнивать с тем же OpenTherm, то последний нервно курит в сторонке со своей реализацией общения только Master-Slave.
Все, довольно теории, приступим уже к практике! Наша задача создать некий «переходник», который будет конвертировать уровни Ebus в обычный и понятный нам UART (0-5V), чтобы позже иметь возможность читать и записывать данные на линию. В инсталяции также присутствует комнатный регулятор, поэтому переходник должен висеть на линии и не мешать соседям. Хочу заметить, что комнатный регулятор, в данном случае, выполняет всю логику управления, в него встроен датчик температуры есть возможность подключить уличный датчик. Основываясь на показаниях этих данных, комнатный регулятор с помощью встроенного ПИ-регулятора плавно управляет модуляцией горелки. Схема подключения проиллюстрирована ниже:

В итоге что мы хотим получить:
- Эффективную работу котла, управляемого родным комнатным регулятором
- Возможность изменять дневную и ночную температуру, а также температуру ГВС
- Считывание и сброс ошибок котла
- Синхронизация измененной через приложение температуры с комнатной панелью
- Поддержка MQTT
Начнем с платы адаптера. Для удобства подключения по WiFi было принято решение сделать переходник в виде шилда для Wemos на народном чипе ESP8266. Схема и трассировка сделана в программе Altium Designer, не буду вдаваться в подробности схемотехники, лишь выложу результат.


Заказав на заводе и запаяв компоненты получаем готовый адаптер:

Остановимся на этом моменте и уже в следующей статье рассмотрим работу с шиной Ebus из под WirenBoard и интеграцию ее в HomeKit!