Descripción y esquemas.

Mando 10P.

Vamos a empezar por el modelo "10P". El mando original es muy simple. En los modelos mas antiguos, lleva uno o dos interruptores para activar la calefacción y cambiar la temperatura del boiler. Simplemente recibe corriente (12V) por dos de los 10 cables, y según coloquemos el interruptor de función, alimentamos la placa para que funcione el boiler devolviendo ese 12V por un cable, o se devuelve corriente por este mismo cable, que alimenta la placa y por otro más, que indica que queremos también la calefacción funcionando.

En algunos modelos muy antiguos (imagen de la izquierda) se debe seleccionar manualmente si queremos la calefacción en modo de velocidad baja o velocidad alta, y llevan un mando independiente para el boiler. Para estos modelos, que suelen ser de finales de los 80, se puede adaptar el mando solo con una leve modificación en el software. El nuevo mando digital eliminaría tanto el mando de la calefacción como el del boiler.

El esquema de estos mandos es el siguiente:

Como podemos ver, al mando le entra +12V por las patas 9 y 10, y la masa por la pata 1. Si le damos al interruptor hacia abajo, solo encendemos el boiler. Devolvemos el 12V por la pata 4, eso alimenta la placa de control. El mismo mando, a traves de este interruptor alimenta dos resistencias en serie, R1 y R2. Con el segundo interruptor se pone en cortocircuito la resistencia R1, eso selecciona si queremos el boiler a 40 o a 60 grados.

Por el contrario, si le damos al interruptor hacia arriba, ademas de alimentar la placa, enviamos un 12V por la pata 7, eso activa la calefacción. Ademas, alimentamos el puente formado por P1, R3 y R4 que nos sirven para seleccionar la temperatura de la calefacción.

En los modelos con la resistencia NTC incorporada, esta actúa como sensor de temperatura, y va alojada bajo la ruedecita de selección de temperatura. Esta ruedecita es la que mueve P1, que es el potenciómetro de selección de la temperatura.

El LED D3 es el verde, y se activa cuando encendemos y queda permanentemente encendido. El LED D2 es el de color ámbar, y se enciende cuando la placa pone a masa la pata 2. El tercer led, D3, enciende cuando la placa envía un +12V por la pata 3.

En los modelos que no traen la resistencia NTC, las patas 5 y 6 están en cortocircuito. En realidad, en la placa de control, estas patas están el cortocircuito de todas formas, y la tensión en estas patas define el apagado y encendido o el cambio a una u otra velocidad de la calefacción si es de varias velocidades.

En los mandos mas modernos, directamente la resistencia NTC ya no existe, y en lugar de los dos interruptores, llevan un conmutador multiple rotativo que gira alrededor del mando de temperatura. El esquema es el mismo, pero cambia la disposicion de los elementos de mando.

La posición cero (central) es el estado de apagado.

Girando el mando rotativo un punto hacia arriba, se hace funcionar el boiler a 40 grados. Se envía corriente por la pata 4 y las resistencias R1 y R2 se seleccionan para una temperatura de 40 grados.

Si se sube el mando rotativo al máximo hacia arriba, funciona el boiler a temperatura de 60 grados. Esto se hace poniendo en corto la resistencia R1.

Girando el mando un punto hacia abajo, se hace funcionar la calefacción. El boiler queda seleccionado a 40 grados, pero no indica nada en el mando porque la prioridad es para la calefacción. Se envía corriente por las patas 4 y 7, quedando las resistencias R1 y R2 para una temperatura de 40 grados.

Con el mando girado completamente abajo, funciona el boiler a temperatura de 60 grados poniendo en corto la resistencia R1 y enviando corriente por las patas 4 y 7. La calefacción queda activa, pero la prioridad es calentar el agua. Una ves el boiler se ha calentado la calefacción funciona perfectamente.

Digitalizar el mando 10P.

El control digital simplemente simula estas señales para imitar perfectamente el funcionamiento de un mando original.

La alimentación entra por las patas 9 y 10, y la masa por la 1. El circuito integrado U2 es un regulador de tensión que reduce los 12V a una tensión estable de 5V para alimentar el procesador digital (U3).

Este procesador digital esta conectado a un display LCD y a tres teclas que permiten activar las diferentes funciones. El transistor Q7 alimenta la iluminación del display, que se activa y desactiva desde el procesador.

La temperatura ambiente se capta en el circuito integrado U4, que es un LM35. Nos da una precisión de 1/10 de grado, aunque en esta aplicación utilizamos saltos de 1/2 grado. El diodo a masa en la pata 3 de este integrado nos sirve para poder leer temperaturas bajo cero. La temperatura la obtenemos en la pata 2, y tiene un gradiente de 1 grado por cada 10 mV en esta pata con relación a la pata 3. Es decir, si tenemos en la pata 2 el mismo voltaje que en la 3, estamos a 0 grados centigrados, y si en la pata 2 hay 0,2V mas que en la pata 3, tenemos 20 grados de temperatura ambiente.

Las tres salidas digitales del procesador, activan tres transistores (Q2, Q4 y Q6) estos transistores NPN, a su vez activan tres transistores PNP (Q1, Q3 y Q5) que envían señales a la placa de la calefacción.

Q1 es el equivalente al interruptor de encendido, y al activarse, alimenta la placa de la calefacción a traves de la pata 4 del conector.

Q3 es el equivalente al interruptor de temperatura del boiler, y al activarse, pone en cortocircuito la resistencia R2 parando de 60 a 40 grados de temperatura del agua.

Q5 activa la calefacción, y alimenta el circuito integrado U1, que es el responsable de generar la tensión de control de temperatura de la calefacción. Es decir, U1 imita el funcionamiento, tanto de la resistencia NTC como del potenciómetro del mando original.

Esta tensión de control, se genera en el condensador C1, de 33 uF por medio de impulsos en la pata 9 del procesador, y se controla permanentemente la generación de este voltaje midiéndolo en la pata 1 del procesador. El diodo Zener D3 y la resistencia R9 suman al voltaje de control una componente dependiente del voltaje de alimentación, pues el mando original, envía una tensión de control completamente dependiente del voltaje de entrada, ya que es un componente meramente resistivo.

Para leer el estado de los LEDS ambar y rojo, lo hacemos con el diodo D2, R1, R7, R8 y R11. Si ambos LED's están apagados, la cadena R7, R8 y R11 nos dejan un voltaje a la entrada del chip de 2,5 aprox. Cuando enciende el led rojo, el diodo D2 fuerza una tensión de 12V en el punto entre R7 y R8, lo que hace subir este voltaje hasta los 5V. Si es el led ambar el que está encendido, la resistencia R1 causa una bajada de voltaje que hace que elñ procesador reciba una señal por debajo de 1V. Esto hace que el LED rojo tenga prioridad en la lectura, pues si ambos LED's estan encendidos, solo se leerá el estado del led rojo.

Como se puede ver, la imitación es perfecta, la placa de control de la calefacción recibe exactamente las mismas señales con este mando que con el original.

En el esquema mostrado, la MCU utilizada es el PIC16F88. Desde el diseño original, tanto el software como el hardware han sufrido diversas modificaciones. Actualmente utilizo procesadores algo mas potentes, pues el PIC16F88 se empezaba a quedar corto, pero laidea es exactamente la misma.

Mando RJ12.

Los controles de calefacción que llevan el conector RJ son relativamente modernos. El sistema de control es completamente diferente. Veamos el esquema:

Para encender el boiler o la calefacción, se utiliza el interruptor marcado como "ON" en el esquema. al poner a masa la pata 3, se activa la placa de control y nos devuelve un 12V por la pata 5 que alimenta el control.

Una vez encendido, el circuito integrado U2 nos da una tensión estable de 5V, y con una red de resistencias y con ayuda del potenciómetro P1, se compone una tensión en la pata 10 de U1 que depende de la función y de la temperatura seleccionadas.

Cerrando el interruptor B40, esta tensión es de 0,75V.

Cerrando el interruptor B60, la tensión en este punto es de 0,25V.

Si no activamos ninguno de estos interruptores, la tensión depende únicamente de la posición de P1, a un lado del recorrido (el mando en la posición 1) tendremos 4,7 V. y en el extremo contrario (posición 5 del mando rotativo) la tensión será de 3,2 V. Eso indica un funcionamiento de la calefacción con prioridad para el boiler a 60 grados.

Activando el interruptor BC40, la tensión en este punto será, según la posición del potenciometro P1 de 2,7 V con el mando en la posición 1, y de 1,4V si tenemos el mando en la posición 5. Eso indicaría un funcionamiento con prioridad para la calefacción y con el boiler ajustado a 40 grados como temperatura límite.

La sección compuesta por el operacional U1d y el transistor Q1 son un convertidor tensión/corriente para minimizar los efectos del cableado sobre esta señal. Esta corriente generada se envía por la pata 6 del conector RJ12.

En la parte izquierda, los dos operacionales U1a y U1b detectan el nivel de voltaje que nos llega por la pata 1. Si este nivel es superior a 6,8V, se enciende el led ambar, y si el voltaje es inferior a 3,2V, se enciende el led rojo. Si el voltaje se encuentra enmedio de estos dos limites, ambos leds permanecen apagados.

Digitalizar el mando RJ12.

Para adaptar las señales digitales al mando truma RJ, es el mismo esquema que para el de 10 hilos, solo que las señales de mando se adaptan a las nuevas condiciones de control por voltaje.

La parte digital es exactamente igual que para el mando 10P. La novedad esta en que la señal analógica que antes servía para enviar la temperatura, ahora se utiliza para generar la señal de mando. El circuito de conversión tensión/corriente es exactamente el mismo que en el mando original. La diferencia principal estriba en que ahora hay una alimentacion de 12V directa por dos cables (J1a y J1b) por los que recibimos la alimentación.

Cuando se debe encender la placa de calefacción, en lugar de un interruptor, se utiliza un transistor (Q2) que pone a masa la pata 3 cuando se activa. Eso nos devuelve por la pata 5 un +12V que alimenta la parte analógica (U1 y Q1). El voltaje de control generado se aplica a este circuito, se convierte a una intensidad variable, y se envía hacia la placa de la calefacción por la pata 6.

La señal de los LED's que entra por la pata 1, se adapta al rango 0..5 V para no dañar el procesador y se interpreta exactamente igual que hacíamos en el mando de 10 hilos. La diferencia es que en este caso un voltaje bajo indica led rojo y un voltaje alto indica led ámbar, siendo el estado de 2,5V el apagado de ambos LED's.