Термостат на мк своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 31.08.2024

Для сборки схемы термостата использовались такие детали, как: микроконтроллер Atmega8, цифровые датчики температуры DS18B20 и дисплей ЖКИ 2х16 знаков.

Программа для Atmega написана на ассемблере. В программе реализована поддержка шины 1wire для датчиков. Устройство не выполняет поиск или распознавание идентификационных номеров датчиков, каждый из них подключен к разному контакту микроконтроллера. Таким образом к контроллеру можно подключить только два термодатчика, но в данном проекте этого достаточно. Кроме того, это решение значительно упростило программу.

Функции цифрового термостата

Термостат может быть запрограммирован с 8 рабочими параметрами, это рабочий режим, имеется 5 режимов:

режим 1 – два независимых канала охлаждения
режим 2 – два независимых канала, один охлаждающий, один нагревательный
режим 3 – два независимых канала нагрева
режим 4 – один дифференциальный канал охлаждения
режим 5 – один дифференциальный канал нагрева

Пороговые значения температуры от T1 до T4 для включения или выключения выходов, в зависимости от режима работы. Ошибка I1, Ошибка I2, программирование выходное действие после отключения или выхода из строя датчика.

Подсветка дисплея также управляемая: включить подсветку, выключить подсветку, включить подсветку на 30 секунд после нажатия клавиши.

Параметры устанавливаются в меню, которое становится доступным после длительного удержания кнопки ввода. Во время нормальной работы на ЖК-дисплее отображается текущая температура и состояние выходов, а в режимах 4 и 5 также разница температур. Все параметры сохраняются в памяти EEPROM, поэтому они не теряются после сбоя питания.

Как выглядит алгоритм работы? Алгоритм просто сравнивает фактическую температуру с пороговыми значениями, установленными пользователем. При установке пороговых значений температуры программа следит за тем, чтобы:

диапазон датчиков не превышался
температура включения была выше температуры выключения (режим охлаждения) не менее чем на 0,5 C.

Все меню (8 параметров и возможность выхода из режима программирования) вместе с проверкой введенных параметров с учетом режима работы занимало больше места в памяти, чем основная программа. Основная программа – поддержка датчиков – считывание температуры, преобразование данных, отображение данных на дисплее. И соответствующее управление выходами с учетом: считываемой температуры, рабочего режима и заданных пользователем пороговых значений. Все это заняло 8 кБ памяти.

Конструкция и сборка

Регулятор температуры построен на односторонней плате размером 65 x 100 мм, разработана в EAGLE. Несколько элементов, например микроконтроллер, расположены под дисплеем.

Выходы термостата представляют собой два реле 250 В 16 А, поэтому можно легко подключить к ним потребители на приличную мощность. Всё питается от 12 В постоянного тока. Термостат уже долго работает без сбоев.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

С удовольствием собрал но где смотреть схему , прошивку .

Интересная конструкция! К сожалению у меня нет Eagle. не могли бы вы выложить схему в JPEG. GIF. BMP… в общем картинку. Спасибо!

На схеме показан второй вариант включения термодатчика, если он не захотел
работать по однопроводной шине (что встречается очень редко). Обратите
внимание, что подтягивающий резистор на 11 выводе должен быть именно 4,7кОм.
Уменьшение или увеличение может привести к нестабильной работе датчика в случае
включения по однопроводной схеме.

Индикатор можно применять как с общим анодом, так и с общим катодом - просто
разные прошивки.

"*" обозначены компоненты необходимые для защиты от статического
электричества, но их можно не устанавливать.

Управление:

Кнопками "+" и "-" устанавливают температуру включения нагрузки (на экране в
первом сегменте отобразится символ подчёркивания "_").
При одновременном нажатии обеих кнопок устройство переходит в режим изменения
гистерезиса (на экране в первом сегменте отобразится символ "d").
Длительное удержание одной из кнопок приводит к ускоренному перебору значений.
При отсутствии нажатий на кнопки в течении 5 секунд прибор переходит в режим
отображения измеренной температуры, при этом происходит запоминание изменённых
параметров в энергонезависимую память.

Индикация:

Обратите внимание на перемычки под резисторами в районе стабилитронов - они для
того, чтобы можно было не устанавливать резисторы, которые отвечают за защиту от
статического электричества (на схеме помечены звёздочкой).

Пример 1 (нагрев):

Установим температуру = 25,5°С, гистерезис (dT) = 1,2°С.
Текущая температура 20 градусов. (PD2 = 1, PD3 = 0, горит "точка").
Такое состояние будет сохранятся пока температура не достигнет Т уст. +
dТ = 26,7°С.
Когда температура достигнет 26,7°С состояние выводов поменяется (PD2 =
0, PD3 = 1, не горит "точка")
Такое состояние будет сохранятся пока температура не опустится до Т уст.
= 25,5°С.
Когда температура опустится до 25,5°С состояние выводов поменяется (PD2
= 1, PD3 = 0, горит "точка")
И так далее.

Пример 2 (охлаждение):

Установим температуру = -5,2°С, гистерезис (dT) = 1,5°С.
Текущая температура 20 градусов. (PD2 = 0, PD3 = 1, не горит "точка").
Такое состояние будет сохранятся пока температура не упадёт до Т уст. =
-5,2°С.
Когда температура упадёт до -5,2°С состояние выводов поменяется (PD2 =
1, PD3 = 0, горит "точка")
Такое состояние будет сохранятся пока температура не поднимется до Т
уст. + dТ = 6,7°С.
Когда температура поднимется до 6,7°С состояние выводов поменяется (PD2
= 0, PD3 = 1, не горит "точка")
И так далее.

Таким образом термостат можно применять для использования как в
нагревательных целях (тепловентилятор, обогревательный котёл, инкубатор и т.д.),
так и для охлаждения (холодильник, морозильник, и т.д.). А вот и фьюзы.

ВНИМАНИЕ в фьюзах ошибка исправлена, на фото выше все правильно!

Приводится принципиальная схема проверенного терморегулятора - термостата, работающего под управлением микроконтроллера. В архиве прилагаются прошивки и файл печатной платы.

Терморегуляторы применяются в теплицах, для подогрева полов, поддержания температуры воды и воздуха взаданных пределах. Несмотря на то, что имеются десятки простых схем, на операционном усилителе и паре транзисторов, для управления дорогостоящим оборудованием желательно использовать более серьёзные схемные решения, имеющие в своей основе констроллер и все необходимые алгоритмы защиты от нештатных ситуаций. Этот терморегулятор работает совместно с ЖКИ экраном. Принципиальная схема ниже (кликните, чтоб увеличить её).

Описание работы терморегулятора с ЖКИ экраном

Назначение датчиков. Датчик ROOM измеряет температуру в помещении. Датчик FLOOR измеряет температуру пола. Датчик ALARM измеряет температуру теплоносителя. Температура меряется 1 раз в секунду. Формат отображения: десятки, единицы. Десятые округляются. Если температура больше +99,5 градусов или меньше -9,5 градусов - на дисплее прочерки по данному каналу. В главном окне ЖКИ отображаются измеренные температуры и текущее состояние устройства.

В красной зоне на рисунке выводится температура нагревателя и его состояние. Если нагреватель включен, то отображается символ стрелки вверх, если выключен – символ отсутствует.

В синей зоне показания датчика, измеряющего температуру пола и состояние насоса, подающего теплоноситель в контур обогрева пола. Если насос включен, то отображается символ стрелки вверх, если выключен – символ отсутствует.

В зеленой зоне температура в помещении, состояние главного насоса котла и символ включения режима антифриза.

Установка чекбоксов в PonyProg

Режимы работы термостата

При снижении температуры датчика ROOM ниже заданной включается нагреватель (HEATER) и насос (MAIN_POMP). Когда температура поднимется выше заданной на величину гистерезиса для ROOM нагреватель выключится. MAIN_POMP продолжит свою работу на время задержки выключения насоса.

Если температура теплоносителя достигнет заданной для датчика ALARM нагреватель отключится, насос включится в работу и будет работать все время превышения температуры. Показания температуры датчика ALARM будут мигать. Включается звуковой сигнал, если он активирован для этого датчика. После того, как температура теплоносителя снизится ниже заданной на величину гистерезиса для ALARM термостат перейдет в нормальный режим работы. MAIN_POMP продолжит свою работу на время задержки выключения насоса.

Режим теплый пол. При снижении температуры датчика FLOOR ниже заданной включается POMP_FLOOR, HEATER. Когда температура поднимется выше заданной на величину гистерезиса для FLOOR - POMP_FLOOR и HEATER выключатся. При включенном режиме антифриз, заданная температура и гистерезис для FLOOR становятся равными заданным для режима антифриз.

Если вдруг в работе датчиков произойдёт сбой, то нагреватель выключается, состояние насоса не изменяется. На индикаторе вместо значений температуры прочерки для данного канала. Включится звуковой сигнал, если он активирован для данного датчика. Когда работа датчиков будет восстановлена - термостат продолжит свою работу. Звуковой сигнал включается, если он активирован для данного датчика. Пока существует нарушение, каждые 10 секунд раздается 4 коротких звуковых сигнала. При включении питания термостата раздается один короткий звуковой сигнал.

При активации любой кнопки загорается подсветка, если в течение 10 секунд не производить никаких действий - подсветка потухнет. В случае нештатной ситуации (например обрыв датчика) звучит звуковой сигнал, это настраивается в меню. Более подробная инструкция по управлению терморегулятором, а так-же прошивки ATMega8 находится в архиве. скачать Автор конструкции - Александрович.

С ранней весны и до середины лета — пора инкубаторов. Почти все, имеющие в своём подворье птиц пользуются инкубаторами. С ним удобно в любой период времени вывести необходимое количество любой породы птицы. Не надо ждать когда сядет на гнездо наседка.

Неотъемлемая часть любого инкубатора — это терморегулятор! От его надёжности и точности зависит и вывод птицы.

Необязательно использовать программируемый цифровой дорогой терморегулятор. Со своей задачей отлично справляется терморегулятор, предложенный в этой статье. Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора на одной простой и недорогой микросхеме К561ЛА7 предложена ниже.

Простая, потому что кучу транзисторов заменила одна микросхема.

Надёжная, потому что в схеме используются некоторые моменты:

На втором элементе DD1.2 собран формирователь импульсов для правильной работы тиристора.

Третий элемент DD1.3 — сумматор.

Четвёртый элемент DD1.4 — свободен и может использоваться (в крайнем случае) для замены одного из остальных элементов в случае его выхода из строя.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить её импортным аналогом CD4011B.

Ток потребления схемы по 9В — 5 мА, температура R13 примерно 60 — 70 гр. — это нормальный режим резистора.

Импульсы, поступающие на транзистор открывают его, что способствует в последствии открыванию тиристора.

Тиристор (Т122 или КУ202Н,М,Л) — мощный коммутирующий элемент схемы. Тиристор (если используется КУ202Н,М,Л) без радиатора способен коммутировать нагрузку до 300 Вт. Обычно это хватает. Если у вас нагрузка превышает данное значение, то тиристор необходимо поставить на радиатор. Максимальное значение 1000 Вт. А также можно установить более мощный тиристор — Т122.

Рассчитать нагрузку для инкубатора просто. Включаем нагреватели (лампы) через данный регулятор температуры на полную. И контролируем по термометру температуру. Даже на полную (лампочки не отключаются) температура в инкубаторе не должна подниматься выше 50 градусов.

Так как, в процессе эксплуатации нити ламп сильно провисают и перегорают. Есть опасность выхода из строя тиристора. Поэтому лампы рекомендуется соединять последовательно-параллельно, как указано на схеме, для большей продолжительности срока службы ламп и схемы.

Так как в инкубаторе очень высокая влажность на датчик температуры — терморезистор необходимо надеть кусочек трубочки и залить с двух сторон водостойким клеем или герметиком. Это лучше проделать несколько раз с периодом в несколько часов после высыхания. Торец терморезистора можно оставить на поверхности для большей чувствительности.

Схема универсальна к выбору терморезисторов. Номинал терморезистора подходит в широких пределах. Я пробовал от 1 кОма до 15 кОм, которые были у меня в наличии. Подойдут и другие. Правильный режим работы необходимо подобрать делителем на R2, R3. Подобрать R3 можно по таблице ниже.

Все материалы добавляются пользователями. При копировании необходимо указывать ссылку на источник.

Читайте также: