Technický popis Mechanická konstrukce CJG2000 Centrální jednotka je uzavřena ve skříni z plastické hmoty, přizpůsobené k montáži na svislou stěnu. Čelní panel skříně je kryt uzamykatelnými průhlednými dvířky. Veškerá připojená kabeláž, tj. síťový přívod, sériová linka pro připojení teplotních jednotek TJG2000, externí akustický hlásič a maximálně 8 venkovních čidel VCG2000 prochází spodní stranou skříně přes těsnící vývodky. Čelní panel centrální jednotky obsahuje dvouřádkový šestnáctiznakový LCD displej, padesátitlačítkovou membránovou klávesnici, pět indikačních LED diod a konektor typu D 25 pro připojení vnějšího počítače. Popis funkce elektronických obvodů CJG2000 Elektronika centrální jednotky je umístěna na třech deskách plošných spojů. Většina obvodů je soustředěna na první desce. Tam je mikrokontrolér DS2252T, paměť programu 64kB, zálohovaná paměť dat 64kB, kalendář a hodiny reálného času, A/D převodník, řadič a budiče komunikačních linek RS-232 a RS-422, paměť Flash 2MB. Měření vnější teploty provádí integrační A/D převodník, umožňující připojit až osm venkovních čidel. Měřící rozsah každého kanálu je -30 C až +40 C při rozlišovací schopnosti 0,1 C. Chyba měření způsobená A/D převodníkem je menší než 0,2 C. Venkovní čidla teploty VCG2000 se k centrální jednotce připojují dvoužilovým stíněným kabelem. Odpor přívodů je možné programově kompenzovat (viz kalibrace). Komunikace mezi centrální jednotkou teplotními a vodoměrnými jednotkami probíhá po sériové lince RS-422 rychlostí 1200Bd. Čtyři diferenciální komunikační signály jsou vedeny osmižilovým stíněným kabelem. Vysílač je typu 75174, přijímač je typu 75175. Na druhé desce je LCD displej, klávesnice a indikační diody LED. Na třetí desce je napájecí zdroj. Silová část CJG2000 Centrální jednotka se k rozvodové síti 230V, 50Hz připojuje pomocí pevného přívodu. Třívodičový síťový přívod je vyveden do řadové svorkovnice, umístěné v levé horní části vnitřního prostoru skříně. Zařízení je určeno pro trvalý provoz, nemá vestavěný hlavní vypínač - tuto funkci nahrazuje spínač nebo jistič příslušného napájecího obvodu. Jištění primárního vinutí síťového transformátoru je provedeno tavnou trubičkovou pojistkou T 315mA/250V-t v pojistkovém držáku. Použitý síťový transformátor je bezpečností podle ČSN 351325. Síťový napájecí zdroj centrální jednotky je vybaven lineárním stabilizátorem s výstupními hladinami +5V, -5V, +12V a -12V. Z hlediska ochrany před nebezpečným dotykovým napětím je centrální jednotka řešena jako zařízení třídy I. Kalibrace obvodů měření venkovní teploty CJG2000 Relativně vysoká přesnost měření venkovní teploty je umožněna použitím metody programové kalibrace jednotlivých kanálů analogově-číslicového převodníku. Kalibrováním je kompenzován vliv výrobní tolerance hodnot součástek měřicího kanálu. Chybu údaje převodníku pak způsobuje jen teplotní a časová závislost použitých součástek.
Princip programové kalibrace je zřejmý ze vzorce, podle kterého se vypočítává teplota z údaje převodníku: T = ((UP+ON*0,1)*(1+OS*0,0001))*0,5 Kde T.......Teplota [ o C] UP..... Údaj Převodníku (-1999 - +1999) [-] ON..... Oprava Nuly OS..... Oprava Sklonu (ON,OS - kalibrační konstanty uložené v paměti pro každý měřicí kanál - čidlo) Kalibrační konstanty jsou uloženy v paměti Flash. Konstanty jsou získány měřením údaje teploty ve dvou bodech převodní charakteristiky použitého teplotního čidla. Při měření jsou používány přesné stabilní odpory 1000 Ohm ± 0,5 (odpovídá teplotě 0 o C ± 0,1 o C) a 1101 Ohm ± 1 (odpovídá teplotě +18 o C ± 0,2 o C) Z uvedeného je zřejmé, že tímto způsobem je možno kompenzovat také vliv odporu přívodů, případně i další nežádoucí statické vlivy zhoršující přesnost měření. Technické parametry CJG2000 Vnější rozměry Hmotnost Napájení Příkon Krytí Ochrana před nebezpečným dotykovým napětím Klávesnice foliová Zobrazovací prvky LCD display 455 x 310 x 255 mm 7 kg 230V 10%, 50Hz 12VA IP44 vyvedený ochranný vodič (tř.i) 50 tlačítek 2 šestnáctiznakové řádky 5 svítivých diod Řídicí počítač jednočipový mikropočítač řady 8051 Paměťové obvody paměť SRAM 64 kb se zálohovaným napájením paměť FLASH 2 MB Sériový styk paměť programu 64 kb RS-232 pro připojení vnějších zařízení RS-422 pro komunikaci s TJG2000 a VJG2000 RS-232/RS-422, rezervní kanál Měření vnější teploty A/D převodník s 8 vstupy pro vnější čidla VCG2000 se snímači teploty typu Ni 1000 Rozsah měření vnější teploty -30 o C až +40 o C Rozlišení 0,1 o C Přesnost lepší než 0,2 o C Hodiny reálného času Zálohování napájení obvodů SRAM a RTC DALLAS RTC se zálohovým napájením lithiová baterie: min 10 let při trvalém výpadku síťového napájení
Teplotní jednotka TJG2000 Funkce TJG2000 Teplotní jednotka je určena k měření teploty ve vytápěných prostorech pomocí jednoho až osmi bytových čidel BCG2000, zpracování naměřených hodnot a přenášení výsledků do centrály. Teplotní jednotka provádí tyto základní činnosti: - diagnostika (selftest) - měření vnitřní teploty v bytech - zpracování naměřených hodnot - komunikace s centrální jednotkou Diagnostika slouží k prověření stavu teplotní jednotky. Kontroluje obsah paměti programu, který je zabezpečen pomocí CRC bytů, měřící obvody teploty, částečně funkci mikropočítače. Pokud je zjištěna a trvá chyba obsahu pamětí programu nebo funkce mikropočítače, jedná se o chybu závažnou a teplotní jednotka se kromě diagnostiky nesnaží o žádnou jinou funkci, jen hlásí svůj chybový stav centrální jednotce. Měření teploty probíhá v měřících cyklech, kdy je sejmuta veličina odpovídající teplotě referenčního kanálu a jednotlivých bytových čidel (referenční kanál slouží ke kontrole správné funkce obvodů měření vnitřní teploty včetně bytového čidla. Měřicí cyklus trvá asi 0,5 s a je opakován po dvou až třech sekundách. Pro každé bytové čidlo je v paměti teplotní jednotky zapsán: - počet měření od posledního nulování paměti - součet naměřených hodnot - poslední naměřená hodnota Velikost paměti umožňuje shromažďovat výsledky měření po dobu asi deseti minut. V normální provozu centrální jednotka odečítá údaje teplotních jednotek v kratším časovém intervalu. Komunikace TJG2000 Komunikace mezi centrální jednotkou a teplotní jednotkou probíhá po sériové lince RS-422 rychlostí 1200Bd. Přenášený blok informací se skládá z devíti bytů. Sedm bytů jsou data, dva jsou zabezpečovací CRC byty. Teplotní jednotka vysílá buď na základě příkazu centrální jednotky nebo sama bez vyzvání, když: - indikuje svoji poruchu - zjistí mimořádnou událost na čidlech - má naplněnou paměť Mechanická konstrukce TJG2000 Teplotní jednotka je umístěna ve skříňce z plastické hmoty. Předpokládá se montáž na svislou stěnu. Víko skříňky je dvoudílné. Spodní část víka kryje svorky, kterými jsou připojena čidla, komunikační kabely i síťový napájecí kabel. Horní část víka, kryjící vlastní elektroniku jednotky, se snímá pouze při opravě jednotky nebo při volbě identifikačního čísla jednotky. Na horní části víka je také umístěna světelná dioda, indikující připojení síťového napětí a správný chod jednotky (blikáním). Popis funkce měřících obvodů TJG2000 Teplotní jednotka je napájena lineárním stabilizátorem +5V. Jádrem teplotní jednotky je jednočipový mikropočítač 8748. K němu jsou připojeny obvody pro komunikaci s centrální jednotkou po sériové lince (např. vysílač typu 75174 a přijímač typu 75175 nebo jejich
ekvivalenty), obvody pro převod odporu termistoru v bytovém čidle na teplotu a volič identifikačního čísla jednotky (kódovací můstek). Měření teploty je prováděno modifikovanou metodou dvojí integrace. Měřicí kondenzátor je po dobu 20ms nabíjen proudem z proudového zdroje, řízeného odporem termistoru příslušného bytového čidla. Po uplynutí 20ms je nabíjení ukončeno a kondenzátor je vybíjen normálovým proudovým zdrojem. Napětí na kondenzátoru po dosažení rozhodovací úrovně L na vstupu DB. Naměřenou hodnotu času pak převede na údaj o teplotě. Součástí obvodů měření teploty je referenční kanál. Jeho údaj je vyhodnocován v každém měřicím cyklu. Pokud je referenční kanál vyhodnocen chybně, lze předpokládat, že měřicí obvody teploty nepracují správně a ihned je o tom informována centrální jednotka. Síťová část TJG2000 Teplotní jednotka se k rozvodné síti 220V, 50Hz připojuje pomocí pevného přívodu. Síťový přívod je vyveden do svorkovnice K1 (typ Wago 257), umístěné na desce plošných spojů a je dvouvodičový. Zařízení je určeno pro trvalý provoz, nemá vestavěný hlavní vypínač - tuto funkci nahrazuje spínač nebo jistič příslušného napájecího obvodu. Jištění primárního vinutí síťového transformátoru je provedeno tavnou trubičkovou pojistkou T32mA/250V v pojistkovém držáku typu M1B. Dále je přívod primárního vinutí veden na odrušovací, proudově kompenzovanou tlumivku a odtud na primární svorky síťového transformátoru. Použitý síťový transformátor je bezpečnostní, ochranný v provedení do plošných spojů, typ: GERTH BV 4215-2, 230V / 2x7, 5V,4,5VA nebo ekvivalentní. Na sekundární vinutí síťového transformátoru je zapojen dvoucestný usměrňovač, kapacitní filtr a následuje integrovaný stabilizátor napětí U = +5V. Technické parametry TJG2000: Rozměry 280 x 190 x 60 mm Hmotnost 0,6 kg Napájení 220V + 10% -15% 50Hz, pevně připojeno dvouvodičovým kabelem Příkon 2VA Rozsah měření teploty +10 o C až +30 o C Rozlišovací schopnost obvodů měření vnitřní teploty 0,5 o C Interface RS-422 Bytové čidlo BCG2000 Popis BCG2000 Bytové čidlo je snímačem teploty pro teplotní jednotku. Teplotně závislým prvkem je termistor s jmenovitým odporem 20kOhm. Čidlo je umístěno ve skříňce z plastické hmoty, řešené tak, aby byl dobrý přístup vzduchu k teplotně závislému prvku. Propojení s teplotní jednotkou je provedeno stíněným kabelem, který se připojuje rychloupínacími svorkami Wago. Předpokládané uchycení na stěnu je pomocí hmoždinek a vrutů.
Technické parametry BCG2000: Rozměry skříňky čidla Hmotnost Jmenovitý odpor (25 o C) Rozsah pracovních teplot Relativní vlhkost Zaměnitelnost čidla mimo tento rozsah ± 1 o C 65 x 35 x 33 mm 0,03 kg 13,77kOhm +5 o C až +35 o C 80% při 40 o C v rozsahu 16 o C až 30 o C ± 0,5 o C Venkovní čidlo VCG2000 Popis VCG2000 Venkovní čidlo slouží ke snímání vnější teploty. Připojuje se k centrální jednotce. Jako teplocitlivý element je použit snímač Ni-1000 s jmenovitým odporem 1000 Ohm. Čidlo je umístěno v uzavřeném kovovém krytu, umožňujícím montáž na vnější stěnu budovy. Stupeň krytí IP 53. Propojení s centrální jednotkou se provádí stíněným kabelem s odporem přívodů menším než 1 Ohm. Technické parametry VCG2000 Rozměry čidla 115 x 85 x 150 mm Hmotnost čidla 0,4 kg Jmenovitý odpor (0 o C) 1000 Ohm ± 2 Ohm Dovolené odchylky čidla podle ČSN 25 8306 ±0,8 o C při teplotě -30 o C ±0,7 o C při teplotě -24 o C Rozsah pracovních a skladovacích teplot Relativní vlhkost Komunikace systému GRAD2000 Komunikace mezi komponenty GRAD2000 ±0,6 o C při teplotě -18 o C ±0,5 o C při teplotě -12 o C ±0,4 o C při teplotě -6 o C ±0,3 o C při teplotě 0 o C ±0,4 o C při teplotě +12,5 o C ±0,5 o C při teplotě +25 o C ±0,6 o C při teplotě +37,5 o C -35 o C až +100 o C 80% při 40 o C Komunikace mezi centrální jednotkou GRAD2000 a teplotní jednotkou TJG2000 je řešena na bázi sériové linky RS-422 s rychlostí přenosu 1200 Bd, využívající čtyři diferenciální komunikační signály RxD, TxD, RST, CST. K centrální jednotce je možné připojit až 32 teplotních jednotek. Spojení mezi centrální jednotkou a teplotní jednotkou je provedeno pomocí osmižílového stíněného kabelu o celkové délce max. 500m.
Komunikace GRAD2000 s vnějším zařízením Komunikace mezi centrální jednotkou a sběrným počítačem probíhá po lince RS-232 rychlostí 4800 Bd. Konektor pro připojení počítače je standardní D25 a je vyveden na přední panel centrální jednotky. Komunikace GRAD2000 s teplotní jednotkou TJG2000 od roku výroby 1998 Komunikace používá sériovou linku RS-422, rychlost přenosu 1200Bd, tři diferenciální signály RxD, TxD, CST. Ke spojení postačuje šestižílový stíněný kabel.