Bij de ontwikkeling van onze BoilerController testen we verschillende manieren om het vermogen van een boiler veilig en betrouwbaar te regelen. In deze blog delen we een eerste prototype en de lessen die we daaruit hebben geleerd.
Eerste opzet: Shelly met PSSR
Voor onze eerste testopstelling hebben we gebruikgemaakt van een Shelly gecombineerd met een PSSR (Proportional Solid State Relay). Deze combinatie hebben we geplaatst op een custom PCB.
De eerste resultaten waren positief:
de opstelling werkte technisch gezien goed en we konden het vermogen van de boiler regelen zoals bedoeld. Daarmee konden we bevestigen dat het basisconcept van de BoilerController werkt.
Waarom we toch niet met deze opzet doorgaan
Hoewel de test succesvol was, kwamen we tijdens de verdere evaluatie een aantal belangrijke uitdagingen tegen.
CE en scheiding van AC/DC
Doordat zowel het DC-gedeelte (besturing) als het AC-gedeelte (vermogen) op dezelfde PCB zitten, wordt het lastiger om aan de CE-eisen te voldoen. De benodigde isolatie en veiligheidsafstanden maken het ontwerp complexer dan gewenst.
Dit is zeker iets wat we in een latere revisie van het ontwerp willen realiseren, maar voor de eerste beta-versie hebben we ervoor gekozen om deze complexiteit nog niet mee te nemen.
EMC en fase-aansnijding
Daarnaast werkt de gekozen PSSR via fase-aansnijding. Dit is op zichzelf een goede techniek en de gebruikte PSSR is van hoge kwaliteit, maar fase-aansnijding heeft een belangrijk nadeel:
Het kan elektromagnetische storing (EMC) op het elektriciteitsnet veroorzaken.
Om dit binnen de normen te houden zijn extra filters en maatregelen nodig. Dat maakt het ontwerp ingewikkelder en minder efficiënt dan we voor ogen hebben.
Conclusie van deze test
De test met de Shelly en PSSR kunnen we dus zeker als geslaagd beschouwen. Het prototype werkte en heeft ons veel waardevolle inzichten gegeven.
Tegelijkertijd hebben deze bevindingen ons doen besluiten om niet verder te gaan met deze specifieke opzet.
De volgende stap: schakelen op de nuldoorgang
Voor de volgende testopstelling gaan we werken met een SSR (Solid State Relay) waarbij we zelf schakelen op de nuldoorgang van de sinus.
Het grote voordeel hiervan is dat:
- de EMC-storing vrijwel verdwijnt
- het ontwerp eenvoudiger aan de normen kan voldoen
- het systeem robuuster wordt
Met deze nieuwe aanpak zijn we inmiddels al zo ver gevorderd dat de eerste beta van de BoilerController in zicht komt.
In een volgende blog zullen we hier dieper op ingaan en laten zien hoe deze nieuwe opzet werkt.
Reactie plaatsen
Reacties
Lekker bezig!
Zeer interessant project, ik volg het met veel interesse!
Leuk om te lezen, ben benieuwd naar de beta :)
Nice, jullie gaan hard hoor. Goed te lezen hoe jullie de keuzes maken. Ik zou graag de beta willen testen aangezien ik exact dit nodig heb. Ik heb nu alles gewoon los op een plank gemonteerd. Ook de software is een beetje "houtje touwtje", dus ik zoek wel iets waar ik wat meer aan heb.