Электронный термостат для холодильника своими руками схема

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 31.08.2024

Перестал работать холодильник, марка Stinol, ему больше 25 лет. Табло продолжало показывать температуру, но уже не точно. Компрессорами и вовсе перестал управлять. Приглашенные мастера не особо горели желанием отремонтировать его. Хотели выкупить и предлагали приобрести у них восстановленный Б/У. Мне такая идея не очень понравилась. Поэтому решил сам попробовать разобраться.

Для начало посмотрим, что перед нами: в агрегате два компрессора на холодильную и морозильную камеру, при этом морозилка с системой разморозки NoFrost или как её еще называют deFrost.

А вот что случилось с самой платой. Думаю такой подгар возник при перенапряжении сети, когда например оборвет общий ноль подстанции дома или подъезда, ударит в трассу молния т.е. при появлении в розетке напряжения гораздо выше 220 вольт. Глядя на такие повреждения и возраст холодильника я решил отложить ремонт этой электроники в "долгий ящик" и к тому без дела давно лежал вот такой электронный термостат:

В сети много роликов как на Zl-6210A собирают инкубаторы для цыплят, но и для охлаждения он тоже подойдет. По сути это универсальный терморегулятор с двумя режимам: охлаждение и нагрев. Для работы не нужен отдельный блок питания - работает от сети 220 вольт.

Есть почти такой-же термостат Zl-6210A+ в нем установлено реле на более мощную нагрузку.

Ремонт будет состоять из двух частей:

подключение новых термостатов
настройка

Подключение.

Так-как в холодильнике два компрессора его ремонт облегчен, можно починить одну камеру, заодно проверить работу сего девайса. Я начал с холодильной камеры и подключил по схеме ниже.

Пусковое реле компрессора было исправно и я просто подключил его по штатным проводам и клеммам, добавив маленькую светодиодную лампочку (СКЛ) параллельно питанию компрессора ,чтобы видеть когда он работает.

Далее нужно было решить куда установить датчик. На задней стенке предусмотрено крепления для трубки электромеханического термостата - круглая пластиковая шайба на шурупе. Под него и решил закрепить датчик т.е. терморегулятор будет показывать и регулировать температуру плачущего испарителя холодильной камеры, а не температуру в самой камере.

Почему решил так сделать? Компрессор уже отработал пару десятков лет и хотелось настроить режим "облегченный труд" (меньше работает и больше отдыхает), при этом сделать поддержку оптимальной температуры для продуктов. Думаю проще этого добиться контролируя температуру испарителя. Получилось где-то 6-9 °С у дверки (на задней стенке мороз)). Компрессор работает 15 минут и 45 отдыхает, максимально нагреваясь примерно до 55 °C . Пришлось конечно поиграться с настройками, которые менял выложу в конце статьи.

Работа холодильной камеры полностью устроила и я обратился к тому-же продавцу за следующим термостатом для морозилки с NoFrost, он посоветовал ZL-630A. От предыдущего отличается наличием встроенного электронного таймера разморозки, вторым датчиком для нагревательного тэна, есть отдельное управление вентилятором.

Думаю почти все холодильники NoFros с вентилятором, но не обязательно отдельное управление на него, можно просто запараллелить питание компрессора морозилки и продувочного вентилятора. Забегая чуть дальше этот термостат так и был настроен с завода реле компрессора включалось одновременно с реле вентилятора.

Взял точно такой как на картинке, выбрал другие датчики, у ZL-6210A датчик был так называемый "Metall", а это "TPE". На внешний вид разные, но это все тот же терморезистор на 5 КОм. и как заявляет продавец с меньшей погрешностью: "Metall" 3%, "TPE" 2%.

Где-то через месяц пришла посылка. До этого уже спел проверить и отследил штатную проводку, стало понятно что и куда подключать.

Два тонких белых провода это трасса старого термодатчика.
По двум тонким черным, подключенным к конечному выключателю, компьютер понимал открыта или закрыта дверца.
Синий это общий ноль питания нагревательных тэнов и вентилятора, идет напрямую к тэну и через термореле к вентилятору.
По красному проводу запитывается вентилятор, подается фаза от управляющего реле, через конечник дверки.
Желтый это провод тэнов оттайки, подается фаза от реле таймера, через термореле.
Самый загадочный элемент "черный куб" с четырьмя проводами (синий, желтый и два коричневых). Он сочетает в себе два устройства: термо-выключатель для вентилятора, отключает его если сам нагреется примерно до 10 °C и термо-предохранитель тэнов - если по каким либо причинам они нагреется до 72 °C, то предохранитель сработает и потребуется замена "черного куба". Кто как только не называет эту деталь, как по мне больше подходит названиетермореле. В данном холодильнике это 20T80K.
Конечный выключатель дверцы, отключает вентилятор когда дверца открыта и подает сигнал в старый компьютер.

Штатные провода датчика были закреплены как говорится на века и я решил подключить новые датчики по ним: к двум белым - датчик регулировки температуры, а датчик тэнов по двум черным, сам датчик оттайки расположил рядом с термореле NoFrost. На соединениях проводов двойная термоусадка.

В ZL-6210A и ZL-630А не предусмотрена индикация и подключение положения дверки холодильника, как и во многих термостатах/терморегуляторах подобного исполнения .

Остальные узлы подключил по штатной проводке, как на показано следующей схеме:

Электросхема морозилки на ZL-630A. Оба датчика одним проводом подключены на клемму 12 - это общая для них клемма.

Настройка.

В настройке есть несколько основных параметра которые нужно поменять это температуры и гистерезис или как его еще называют температурная дельта. Что такое гистерезис проще понять на примере: я выставляю температуры -10 °C и гистерезис 10, термостат будет включать компрессор на 0 градусов и отключать на -20 градусов т.е. он отсчитывается и в плюс и в минус - так работает гистерезис в ZL-6210A. В ZL-630А по другому: выставленная температура -16°C, гистерезис 10, термостат включает компрессор на -6°C и отключает на -16°C.

В разных моделях алгоритмы работы могут отличается, а еще может быть разная прошивках одних и тех-же модулей.

Теперь к самой настройке.

Для входа в настройки нужно зажать кнопку ?P? на несколько секунд далее просят ввести пароль, вводится стрелками ??? и??? , сам пароль обычно 1111 или 0000 (указан в инструкции). Для подтверждения пароля нажать кнопку S, стрелками выбираются параметры, чтобы зайти в параметр нажать на S, меняются параметры стрелками, для выхода кнопка S. Чтобы сохранить параметры зажать кнопку P на несколько секунд. Если не трогать кнопки через 30 сек термостат вернется к начальному экрану не сохранив изменения.

Восстановление заводских настроек по умолчанию:

В комплекте с каждым модулем идет инструкция. Я попросил продавца выслать цифровой вариант для ZL-630A вот она:

Модуль термостата W1209 — это электронное устройство для поддержания заданной температуры с определенной точностью. Весьма полезная платка терморегулятора для строительства различных схем поддержания температуры (инкубаторы, теплые ящики, теплый пол, теплица и т.п.). Куплен был в магазине для проведения экспериментов и приобретения опыта в намерении дать мозги неудачно купленному нагревателю. Но сначала давайте его изучим и доработаем своими руками. Вещь стоит недорого и предоставляет свободу действий. Ниже представлен обзор модуля термореле W 1209, дана инструкция по программированию, представлена схема и вариант доработки термостата своими руками с фото и видео.

Обзор модуля термостата W 1209 и его доработка своими руками

Модуль приобрел по цене 110 рублей (2016 год) на Алиэкспресс по следующей ссылке. Пришел почти через два месяца в целости и сохранности. Смотрите фото.

Обзор модуля термостата W 1209

Размеры модуля следующие: 50x40x16 мм
Качественная машинная пайка, плата внешне чистая. После пристального осмотра плата чуть чуть попросила спирта на протирку.

Похоже в магазины идет один из вариантов модуля и не совсем удобный для встраивания. На плате размещены выступающие выше индикатора и кнопок элементы клемм, разъема и само реле. Причем реле только с одним контактом на замыкание. Кроме того продавец скромно обходит параметры коммутируемого напряжения и делает упор на ток. На реле указано напряжение коммутации 125 Вольт при токе 20А.

Термодатчик сопротивлением 10 кОм подключен к модулю через разъем. Термодатчик герметичный, что очень удобно. Кабель термодатчика можно удлинить, что тоже хорошо. Настройка модуля по ниже изложенной инструкции проблем не вызовет.

Порядок настройки и программирования модуля

При длительном нажатии на set модуль переходит в режим программирования параметров:

Проверял модуль в Оймяконе при -60?С на индикаторе отображается LLL.
Проверял модуль в сауне при 111?С на индикаторе отображается HHH.

Нашел в интернете схему модуля W1209

Ток потребления схемы в режиме отключенного реле ~20 мА, включенного ~70 мА (при питающем напряжении ~12 В). Теперь давайте доработаем модуль.

Модернизация и доработка модуля термостата W1209 своими руками

На плате вход RESET (4 pin контроллера) выведен на контакты для программирования и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи (реле то установлено на плате).

Это устранил установкой конденсатора емкостью ~0,1мкФ на общий провод. SMD конденсатор просто припаял к пятачкам. Смотри фото.

Доработал плату. Хочу сразу предупредить, что есть шанс повредить модуль. Работы провёл своими руками на свой страх и риск. Для устранения монтажных проблем с платы были выпаял: разъем термодатчика, клеммы и реле. К сожалению модуль собран на станке, а это значит, что детали плотно установлены в отверстиях платы. С помощью отсоса удалить весь припой невозможно. При демонтаже реле к сожалению повредил дорожки платы (восстановил проводниками).

Разъем датчика припаял с обратной стороны платы. Также с обратной стороны платы припаял клеммы. Смотри фото и видео.

В таком виде сверху платы не будет помех для встраивания модуля в устройство. Реле приобрёл в магазине по этой ссылке. Полезно проверить точность показаний, об этом читайте ниже.

Настройка корректора температуры

Настройку провёл для точности работы. Калибровка термостата. Есть два способа: измерить температуру тающего льда или снега это 0?С или измерить температуру кипящей воды это 100?С. Мой датчик показал +2?С в банке с мокрым снегом. Ввёл коррекцию — 2?С. Модуль стал показывать разумные 0?С.

Модуль термостата W1209 после доработки встроил в тепловентилятор. Который весьма успешно работает до сих пор, выполняя функцию поддержания температуры в помещении.

Основные достоинства модуля: полный комплект для установки, широкий диапазон настроек и возможность калибровки. А самое главное достоинство — его цена (наверное дешевле при таком функционале не бывает). Далее смотрите видео.

Продолжаем обзор схемы самодельного термостата для холодильника. В предыдущей статье была рассмотрена упрощенная схема термостата. Сейчас разберем второй ее вариант.

После проверки электросхемы на макетной плате, чувствовалась неудовлетворенность тем, что приходится применить целый корпус микросхемы ради использования одного инвертора. Конечно, возможно было заменить инвертор на транзистор, но хотелось обойтись двумя корпусами. Поэтому была применена электросхема, показанная на рис. 1.31.

Второй вариант самодельного термостата

В ней исключен инвертор, а управление ключами для RC-цепи паузы производится с выхода 14 разряда делителя DD1. Временные диаграммы работы двух соседних разрядов счетчика показаны на рис. 1.32а. Если делимая частота не изменяется, то интервалы срока tl, t2, t3, t4 одинаковы и равны половине периода импульсов младшего разряда счетчика.

При включении по предложенной схеме временная диаграмма будет примерно выглядеть, как на рис. 1.32б.

При появлении единицы на выходе 14 разряда счетчика (состояние 01) RC-генератор работает с включенными времязадающими элементами паузы — Rl, RЗ, Сl. Следующее состояние счетчика 10. Единица на выходе 15 разряда вкл времязадающие элементы работы — R2, С2 и в параллель R2 подключаются резисторы Rl, RЗ, R4.

Генератор работает с иной частотой и поэтому период срока tl не равен интервалу срока t2. При состоянии счетчика 11 — в параллель включаются времязадающие элементы и паузы и работы.

Причем, если при параллельном включении емкости Сl, С2 суммируются, то значения резисторов вычисляются по известной формуле и всегда будут меньше меньшего значения из-за в параллель включенных (при указанных на схеме номиналах разность между максимальным и минимальным влиянием на величина электроцепи работы составит 1 кОм).

Период срока t3 будет отличаться от интервала t2, но их сумма составит срок работы холодильника. Состояние 00 интересно тем, что значения емкостей С l, С2 не только суммируются между собой, но и с малыми величинами емкостей переходов открытых ключей в последовательном включении. То есть, суммарная емкость времязадающей электроцепи будет очень маленькой.

Даже с включенным в RC-цепь большим сопротивлением Rl + RЗ+ R4 частота генератора будет большой, а период срока t4 составит доли секунды (максимально — 0,8 с, минимально — 0,2 с). Момент t4 прибавляется к интервалу tl и составляет период паузы. Интервал работы, при указанных на схеме номиналах, равно 20…23 мин. момент паузы изменяется от 3 до 30 мин. Практически определено, что любой режим холодильника возможно задавать изменением только длительности паузы.

Если вам необходимы другие интервалы периода работы и паузы, то надо руководствоваться простым правилом. Для уменьшения влияния времязадающих цепей на расчетную частоту при их совместном включении следует в RC-цепи, подключенной к старшему разряду счетчика (вывод 5 микросхемы DD1), увеличивать номинал емкости. А в RС-цепи, подключенной к младшему разряду счетчика (вывод 4) — увеличивать номиналы резисторов.

Единица с выхода 15 разряда счетчика сквозь сопротивление R5 и ключ на транзисторе VT1 вкл промежуточное электрореле Kl. Промежуточное электрореле выбрано для того, чтобы уменьшить габариты блока питания. Для быстрого выхода холодильника на режим после размораживания, в разрыв базы транзистора возможно поставить тумблер. Один контакт тумблера пойдет на плюс питания, а второй на контакт 5 микросхемы DD1. Приблизительно через час непрерывной работы, холодильник наберет температуру и тумблер возможно переключить на режим регулирования температуры.

Примечание: в качестве альтернативного варианта можно применить ранее описываемый терморегулятор.

Детали самодельного термостата холодильника

Электрореле применено марки РЭС6 паспорт РФ0.452.145. Более мощное электрореле на 220 В может быть любым с контактами, выдерживающими коммутацию тока не менее 10 А. На рис. 1.33 дана топология платы со стороны печатных проводников, а на рис. 1.34 — вид со стороны установки элементов. Резисторы МЛТ0,125, R3 — СП00,5.

Конденсаторы: Cl — КМ5Б, С2 — К7317. Микросхему К561КТЗ возможно заменить без изменения печатной платы на К176КТ1. Электрореле Кl и емкость фильтра С3 расположены совместно с блоком питания.

тут, конечно же, радиолюбитель может собрать какой либо нестандартный термостат .

И дополнительно используется два термометра с точностью до 0.1°С.

Назначение термометров, информация о температуре окружающего воздуха.

Основные элементы схемы это; ЖКИ 16х2 на базе контроллера HD44780 или KS0006, МК ATmega8 с любой буквой и корпусе, внешний кварц 8 МГц, пьезодинамик с генератором.

FUSE. Схема МК работает с кварцем, на частоте 8MHz.

Принцип работы программы.

Термостат - датчик U -1 , имеет настраиваемый порог температуры и гистерезиса. Настройка производится из пользовательского меню, вход в меню происходит после нажатия кнопки Кн2, в этом же меню вводится вручную количество используемых датчиков DS18b20 (по умолчанию 3 шт.) , это такая необходимость, чтобы в случае ошибки определения температурных датчиков во время работы термостата, это обеспечивает управление компрессором только тем датчиком, который подключен для него при настройке схемы.

Например; если в меню выставлено кол. датчиков 3, а в наличии будет только два или один, в таком случае выход термостата отключается и звучит сигнал зуммера.

Поставите кол. датчиков 1, а на самом деле подключено три (два или один). термостат будет работать как и положено , зуммер не включится никак (только если кол. датч. ноль).

Установка кол датчиков в меню нужно для исключения ошибки при потере датчика, так как они находятся на одной линии, и определяются МК автоматически,

Не подключенные (или не обнаруженные программой) датчики сопровождается надписью error DS , при этом на табло в полях значений температуры вот такие символы: -:-; -:- .

Датчик U -2, U -3 , это дополнительные термометры, используются для отображения на ЖКИ температуры окружающего воздуха в помещении и улице.

Сигнальный выход РВ1 (15 нога МК) предназначен для подачи звукового сигнала в случае обрыва датчика(при неправильно выставленном в меню кол. датчиков, это тоже вызовет сигнал неисправности).

Исполнительный выход РС0 (23 нога МК) управляется термостатом U -1 , предназначен для управления компрессором холодильника. Выход РС2 (25 нога МК) это инверсия выхода РС0.

Исполнительный выход РС1 (24 нога МК) предназначен для подключения второго компрессора, отличие от выхода РС0 это 3-х секундная задержка на включение и выключение, ( в приведенной выше схеме, показано последовательное включение реле для одного компрессора) .

Исполнительный выход РС5 (28 нога МК) управляет вентилятором, предназначенным для смешивания воздушных потоков внутри холодильной камеры. Команда на включение вентилятора подается периодически на 10 секунд, пауза между включениями вентилятора, во время работы компрессора в активном состоянии 3 минуты, во время простоя компрессора пауза 8 минут.

Текущий в первой строке ЖКИ правая часть экрана, или более полный осуществляется по нажатию кнопки Кн1.

Первая строка это время текущее время работы компрессора в активном состоянии, вторая строка это время неактивности компрессора, то есть паузы.

Далее Кн2, просмотр общего (накопленного) времени работы компрессора в активном состоянии, и количество подачи команд на его включение. Переход в следующий пункт меню, где при желании можно обнулить эту статистику.

Читайте также: