Простой терморегулятор с ЖКИ

Простой терморегулятор с ЖКИ

Наш канал в YouTube

 

Предлагаемый вашему вниманию терморегулятор может найти различное применение там, где требуется поддержание температуры на определенном уровне или в заданном диапазоне температур. 

Терморегулятор имеет довольно простую схему, которая приведена на рис. 1. Он выполнен на микроконтроллере 16F676 и алфавитно-цифровом дисплее  WH-0802. Измерение температуры производится электронным цифровым датчиком DS18B20, работающим по шине 1-wire. Управление исполнительным устройством выполняет реле К1 через контакты К1.1 непосредственно или, при большой мощности исполнительного устройства, через дополнительное силовое реле (пускатель).

 

Рис. 1

 

Основой устройства является микроконтроллер 16F676. Он считывает по шине 1-wire значение температуры с датчика DS18B20, управляет алфавитно-цифровым дисплеем WH8002 и через транзисторный ключ VT1 КТ972 исполнительным реле К1. Тактирование микроконтроллера выполнено от внутреннего генератора, поэтому внешний кварцевый резонатор или RC-цепь не требуется. Резистором R6 устанавливается необходимая контрастность дисплея. Кнопки S1 и S2 служат для установки значений температуры включения/отключения. Блок питания построен по классической «трансформаторной» схеме. Конденсатор С3 необходимо разместить в непосредственной близости с выводами 1 и 14 питания микроконтроллера. Реле К1 питается от напряжения 12В, диод VD1 служит для подавления самоиндукции в момент коммутации реле.

Алгоритм работы терморегулятора в принципе ничем не отличается от других похожих устройств – электронный цифровой датчик контролирует температуру и если она становится равной значению отключения, то нагреватель отключается. Далее контролируется температура включения - при уменьшении температуры ниже заданного значения, нагреватель включается. Затем работа терморегулятора идет по замкнутому циклу.

Терморегулятор обеспечивает управление в следующем диапазоне температур:

Температура отключения (Т1) – 1…99 градусов (рис. 2)

Температура включения (Т2) - 0…98 градусов (рис. 3)

 

Рис. 2

 

Рис. 3

 

Помимо текущего значения температуры, на дисплее так же отображается состояние реле К1 (ВКЛ - ОТКЛ).

Терморегулятор имеет два режима работы – установки и управления. Режим установки предназначен для ввода значений температур (уставок) отключения и включения реле К1. Для входа в этот режим необходимо нажать и отпустить кнопку «Ввод». На дисплее появится приглашение к вводу температуры отключения реле Т1 (рис. 4)

 

 

Рис. 4

 

С помощью кнопки «Выбор» производится выбор необходимого значения уставки. При каждом нажатии на кнопку значение увеличивается на единицу. После достижения максимального значения (99 градусов) отсчет начинается сначала (с 0 градусов). Для ввода (записи) нужного значения необходимо нажать на кнопку «Ввод» - при этом значение температуры отключения Т1 будет записано в энергонезависимую память микроконтроллера (EEPROM) и появится приглашение для ввода температуры включения (Т2). Это значение устанавливаем аналогично предыдущему значению.

Установка температуры включения имеет один важный момент – в алгоритме реализована защита от ввода значения, превышающего или равного значению температуры отключения. Другими словами, если значение температуры отключения было выбрано, допустим, 25 градусов, то диапазон ввода температуры включения будет 0…24 градуса. Этим достигается как корректная работа терморегулятора в целом, так и обеспечение необходимого гистерезиса включения/отключения.

Версия прошивки 1.1. Эта прошивка, в отличии от версии 1.0, предполагает ввод двух программ уставок температур, которые переключаются через вход "Прог". от внешних устройств. Поясню, для чего это может быть нужно. Допустим, у вас данный терморегулятор зимой управляет системой электрического обогрева дачи. Когда в доме никого, нет никакого смысла греть помещение до комфортной температуры. Достаточно поддерживать там температуру в пределах 5-10 градусов. А вот за несколько часов перед приездом на дачу можно перевести терморегулятор в другой режим температурного регулирования, например, 20-22 градуса.

Естественно, возникает логичный вопрос – а как переключить терморегулятор в другой режим, если в доме никого нет? Действительно, самый оптимальный вариант применения терморегулятора с режимом переключения программ установок температуры – это его использование в составе различных устройств удаленного управления через GSM. Ссылки на некоторые подобные устройства приведены в конце этой статьи.

В версии 1.1, в связи с введением второй программы установок температуры, дополнен режим ввода параметров. Значения Т1 и Т2 определяют температуру отключения и включения реле для первой программы, Т3 и Т4 – соответственно температуру отключения и включения реле для второй программы. Алгоритм ввода установок температуры аналогичен предыдущей версии – значения Т1 – Т4 вводятся последовательно, одна за другой. На значение уставки температуры Т4 наложено такое же ограничение, как и на Т2 – т.е. она не может быть равной или больше Т3.

Переключение программ установок температуры, как уже отмечалось, осуществляется по входу "Прог". При высоком уровне на этом входе работает первая программа уставок (Т1 - Т2), при низком уровне – вторая программа (Т3 - Т4).  

Печатная плата терморегулятора разрабатывалась исходя из размеров стандартного корпуса под DIN-рейку. Размещение печатной платы в корпусе приведено на рис. 5:

 

Рис. 5

Хочу обратить ваше внимание на следующее.  Несмотря на то, что на дисплее с точностью +/- 1 градус отображается как положительная, так и отрицательная температура, корректная работа терморегулятора возможна только в диапазоне положительных температур (0…99 градусов). 

Учитывая, что термостат может использоваться как для управления нагревателем, так и для управления охладителем, дополнительно разработаны «инверсные» прошивки. Поэтому, в архиве находится четыре варианта прошивок:

• 1.0 - под нагреватель (Т1 - отключение, Т2 - включение)
• 1.0_inv под охладитель (Т1 - включение, Т2 - отключение)
• 1.1 - под нагреватель с 2 группами уставок (Т1, Т3 - отключение, Т2, Т4 - включение)
• 1.1_inv - под охладитель с 2 группами уставок (Т1, Т3 - включение, Т2, Т4 - отключение)

Версия 1.2. В архив добавлена новая версия прошивки термостата – 1.2. Эта прошивка объединяет в себе возможности версий 1.1 и 1.1_inv. Пользователь через меню самостоятельно может выбрать режим работы термостата – под нагреватель или охладитель. Выбор режима работы термостата производится аналогично вводу уставок температуры - после ввода уставок температуры Т1...Т4 необходимо кнопкой «Выбор» выбрать режим «Hot» (нагреватель) или «Frost» (охладитель). Кроме того, с целью поддержки индикаторов без «кириллического» знакогенератора, вывод информации реализован на латинском алфавите.  

 

 

Прошивка микроконтроллера, принципиальная схема, печатная плата, проект в Proteus

Обсудить на форуме

Устройство управления и контроля по GSM 

Управление нагрузками по ТФЛОП и GSM 

Управление нагрузками по радиоканалу

Категория: | Просмотров: 23028 | Добавил: Admin | Теги: термоконтроль, Терморегулятор, регулятор температуры | Рейтинг: 5.0/5 | - Оценить - Отлично Хорошо Неплохо Плохо Ужасно
Всего комментариев: 50

1 2 3 »

Порядок вывода комментариев: По умолчанию Сначала новые Сначала старые

50 Novichok   (21.11.2020 17:47) 0 Спам Здравствуйте! Есть необходимость применения термостата в работе без кнопок управления и индикатора. Где в прошивке можно задать температурный режим ? Спасибо!

49 murwiz   (24.10.2014 20:36) 1 Спам Уважаемый автор. Позволил себе покопаться в исходниках версии 1.1 и нашел ошибку - в строке 564 стоит GOTO    UST_2_MIN, а должно стоять GOTO    UST_4_MIN. И еще в подпрограмме Delay_100 есть команда CLRWDT, хотя сторожевой таймер выключен.

48 vir8181   (23.10.2013 01:31) 0 Спам Cкорее  не руссифицирован,так как на этом экране собирал другие устройства и тоже не все символы были русскими!

46 vir8181   (22.10.2013 14:20) 0 Спам Здравствуйте! Устройство заработало Просто было два датчика ds18b20 один исправный второй нет-перепутал только на индикаторе HD44780 16*2 где пишиться ОТКЛ в место буквы Л высвечивается цифра 7 а так все срабатывает на вкл и откл!

47 Admin   (22.10.2013 19:35) 0 Спам Скорее всего, там не цифра 7, а "нечто похожее на 7". Это происходит, если дисплей не руссифицирован, тогда вместо русских букв, аналогов которым нет в "латинице" (типа Б, Л, Щ, Ж и т.д), он отображает "кракозяблы". Если это так, аналогичная картина должна быть и с текстом ВКЛ. Обе прошивки из архива только что проверил, текст отображается правильно. Проверьте свой дисплей на совместимость с "кириллицей"

44 vir8181   (17.10.2013 11:37) 0 Спам Собрал устройство-ПОЧЕМЕ НЕ РАБОТАЕТ ДАТЧИК температуры показывает 85 градусов(датчик исправен) и на схеме 11 вывод куда идет?

45 Admin   (17.10.2013 18:16) 0 Спам Что датчик исправен - это точно? Проверялся на другом устройстве? Используется действительно датчик DS18B20, а не DS1820 или DS18S20? Подтягивающий резистор R4 исправен? Про вывод 11 (Упр) все есть в описании версии 1.1. Этот вход работает только с прошивкой 1.1 и предназначен для переключения на вторую программу установок температуры.

43 okzim   (01.07.2013 07:52) 0 Спам В Протеусе хорошо работает ,особенно на прошивке с форума 1_0_inv.Возник вопрос в схеме.вывод 11 16f676 в протеусе через выключатель подключаеться к минусу   . Для чего этот выключатель?Есть ли прошивка под охладитель?

38 neokit   (28.05.2013 14:36) 0 Спам А можно переделать прошивку так чтобы при достижении температуры например 25 градусов происходило включение нагрузки (например вентилятор), а при падении температуры например до 20 градусов выключение ? Так сказать нарушение алгоритма "Установка температуры включения имеет один важный момент – в алгоритме реализована защита от ввода этого значения, превышающего или равного значению температуры отключения. Другими словами, если значение температуры отключения было выбрано, допустим, 25 градусов, то диапазон ввода температуры включения будет 0…24 градуса." Просто нужен термостат который не греет а охлаждает, а нормальных схем не нашел зато понравилась ваша, но к сожалению паять умею а писать прошивки нет... Кстати ваша разработка "универсальный термометр" успешно работает без сбоев, спасибо.

39 Admin   (28.05.2013 20:27) 0 Спам А если просто проинвертировать выходной управляющий сигнал транзистором VT1 Тогда и прошивку менять не нужно, а реле будет работать "наоборот".

40 neokit   (28.05.2013 21:13) 0 Спам Нет ну так то оно так)) Только дисплей будет показывать откл при включённом вентиляторе и наоборот. А вот еслиб поправить это в прошивке... да и заодно сигнал управления транзистором проинвертировать... эх мечты

41 Admin   (28.05.2013 21:28) 0 Спам Создал ветку на форуме, продолжим обсуждение там. neokit, я поправил прошивку под "охлаждающий" вариант

42 neokit   (28.05.2013 22:03) 0 Спам Огромное спасибо

36 dimoniy_32   (20.05.2013 19:58) 0 Спам ОЧЕНЬ ХОЧЕТСЯ ПРОШИВКУ С ДЕСЯТЫМИ

37 Admin   (21.05.2013 18:50) 0 Спам Я ещё раз повторюсь - это устройство не планировалось для использования с инкубатором. А если так уж нужно добавить десятые доли градуса - могу скинуть исходники, дерзайте! Возможно, я и сам когда-нибудь сделаю это, но уж точно не в ближайшее время...

35 dimoniy_32   (19.05.2013 08:45) 0 Спам Да хотел для инкубатора, родители попросили собрать. Собрал вашу схемку и хотел ее использовать.

33 dimoniy_32   (16.05.2013 21:01) 0 Спам Уважаемый админ, а можно ли переделать прошивку чтобы были и десятые градусы? Собрал ваше устройство очень нравится, но десятых катастрофически не хватает.

34 Admin   (18.05.2013 19:09) 0 Спам Это потребует довольно серьезных изменений в программе - т.к. помимо показаний десятых градуса, ещё нужно их и устанавливать в качестве "граничных" значений. А для чего такая точность? Если для инкубатора - то это не совсем подходящая схема, данное устройство предназначено немного для других целей. Я дополнительно планирую здесь ввести только установку значений отрицательных температур.

1-10 11-20 21-30