Главная » Автоматика в быту
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Термостат для газового котла с погодным регулированием

К газовым котлам имеется много видов разных термостатов, разной ценовой категории за EUR, USD, RUB, UAH и если у таких термостатов добавляется хоть какой-то интеллект в байтах, то с каждым байтом оного, цена растет все более и более.

Возможно кто-то термостат уже собирал сам, но количество собранных самостоятельно схем, не ошибусь если скажу, что это меньше 1-го процента от всего количества реализуемых через торговлю. Но на самом деле тут не все так сложно. Я  также долго пользовался покупным термостатом LT-08. Но как пользователь, могу сказать (и не только я), помимо положительных моментов есть и отрицательные: включение котла по команде термостата производится периодически и при некотором времени простоя котла радиаторы становятся холодными. В такие периоды, моему организму не совсем комфортно, вероятная причина такого дискомфорта отсутствие инфракрасного излучения от батарей.

Так вот, после некоторой паузы простоя, и при понижении температуры термостат подает команду котлу на включение, котел начинает нагонять температуру до нужного уровня, это теперь уже скачок комфортности и получается весь отопительный сезон, состоит из таких температурных колебаний. Схема рассматриваемая в статье, как раз и предназначена для сглаживания этих пауз комфорта и дискомфорта, с регулировкой циклов зависящих от внешней температуры.

Ну и конечно дело тут не только, в каком либо навороченном термостате, первым делом жилое помещение должно быть нормально утеплено.

Также следует понимать, что жилое помещение очень инерционно на прогрев и остывание, и обычный выносной термостат как раз работает от крайней точки остывания, до крайней точки прогрева помещения, как раз в таком случае и наблюдаются длительные паузы простоя отопительного агрегата. Не считаю правильным такую экономию, если полдня не топить вообще, а потом нагонять температуру до уровня комфортной, как ни крути чтобы поддержать в помещении постоянную Х - температуру, нужно израсходовать N-е количество газа, которое можно израсходовать, протопив помещение, например два раза в сутки, или это же N-е количество газа расходовать за двадцать раз в сутки, я за второй способ.

Кто-то скажет, что тут еще придумаешь, да у меня котел и так микропроцессорный, да современные котлы в принципе для сегодняшнего дня полнофункциональны, и модернизировать там, что-либо пользователю - нечего. Но в первую очередь, производитель направляет большую часть функционала на безопасную работу и повышение КПД своего теплогенератора, за пользователями этих агрегатов только и остается выбор, какую температуру поддерживать в помещении. Вот тут можно и управлять своим агрегатом на свое усмотрение. Например, выбирать - топить постоянно, это будет полный комфорт, только на практике это получается накладно, или, исходя из реалий сегодняшнего дня (да и в ближайшем будущем)  приходится экономить, как я уже говорил топить  порционно, используя эту схему с привязкой к наружной температуре воздуха.

В некоторых котлах заложена именно такая функция, вариантов может быть несколько. Самый простой, это климат-менеджер. Но цена такого устройства, такова, что не каждый считает это полезное устройство нужным вообще.

Еще способ: переходник - адаптер, который подключается к основной плате котла, обмен данными по специальной программе, и к нему уже подключаются датчики. По внешнему виду платы видно, что собрать её можно и самому, одна микросхема и не большое количество обвязки, но вот что за микросхема, и чем она заряжена это секрет производителя, да и саму плату можно посмотреть только в каталоге, ведь из -за бугра пока ее привезут сюда, она, почему то равняется половину стоимости самого котла.

Вывод: во всяком случае, лучше уж с термостатом, чем без него, а если применять хитрый термостат, так это уж точно лучше.

Схема, которую я предлагаю вашему вниманию, я думаю понравится и любителям МК, и любителям логических элементов, в частности микросхемы 555, к которой можно применить N-е количество вариантов настройки.

Основной состав схемы это МК Atmega-8 в корпусе TQFP-32 ЖК-индикатор16х2 и микросхема 556 (предвижу, как уже кто-то затопал ногами, «Фи» скоро микросхеме 50 лет, а ей всё находят применение. А что поделаешь, если вещь сделана удачно, так почему бы ее не применять…. Да и вкус у каждого, например, до сих пор люди слушают аудио треки на лампах, и видят при этом превосходство такого звука над цифрой…)

Задача схемы следить за температурой в помещении датчик U-1, это просто термостат вых. РВ7 (ниже определенного значения температуры 23.3°C (гистерезис 0.3°C) всегда включит котел на обогрев).

Датчик U-2, по температуре наружного воздуха происходит периодическое включение котла, с изменяемыми периодами паузы и отдельно периоды включения котла, вот здесь и используется микросхема 556. Таймеры IC1, IC2.

В данной схеме роль этих таймеров очень важна, таймеры IC1, IC2 , определяют периоды включения котла и периоды пауз, если вы понимаете принцип работы таких таймеров (NE555) вам не составит труда подкорректировать работу схемы под свои условия эксплуатации, без вмешательства в программу МК, в настройке работы этих таймеров, вам помогут реализованные в МК два измерителя, которые в % соотношении наглядно отображают работу таймеров IC1, IC2.

Зависимость работы таймеров от температуры, на графике можно показать примерно так:

График зависимости работы таймеров от температуры

U-3 датчик, установлен на вводе теплоносителя в котел (обратка), при превышении температуры 37.0°C (гистерезис 4.0°C ) котел получит команду на отключение ( данные от U-3 имеют приоритет над IC2 и над данными от U-1.

Принципиальная схема термостата (нажмите для увеличения):

Принципиальная схема термостата

Реализовано на МК Atmega-8.

Соблюдение температурных заданий и заданных условий (приоритетов) работы.

Показания на ЖКИ от датчиков U-1, U-3 , с точностью до 0.1°C, показания датчика U-2 с точностью 1°C .
Распределение температурного диапазона на включение таймеров IC1, IC2. Отображение на ЖКИ в % соотношении, периода работы каждого из таймеров IC1, IC2.

Часть схемы с фоторезистором, вносит условие в работу МК день<-> ночь, это дает днем смещение температурного графика на 2°C по всему температурному диапазону (днем в сторону увеличения периода паузы IC1, и уменьшения периода включения таймера IC2).

Номиналы показание на схеме, цепи заряда конденсатора С-1 (таймер IC1) пауза от 30 минут до 240 минут.
Конденсатор С-2 (таймер IC2) период включения котла от 10 минут до 20 минут, как написано выше пользователь по своим условиям эксплуатации и своим расчетам может откорректировать эти периоды, заменив в линейке резисторов нужные номиналы (резисторы R1.1 – 1.9 и R2.1 – 2.9 перед монтажом на плату, стоит проверить по факту! на соответствие номинала).

Кстати, позволю себе заметить, что для реализации на практике таймером IC1, пауз  длительностью до 4 часов, в которых задействован непосредственно конденсатор С-1 емкостью 1000мкф., тут не весь ширпотреб можно для этого применить, вот на фото конденсатор который справа (был новый, не б/у), при длительной паузе заряжался только до 12% и все. Проверка измерителем емкости, такой брак у меня не выявляет, конденсатор  звонится как полноценный 1000 мкф.

Конденсаторы

Все производимые действия внутри и на выходе МК отображаются на ЖКИ определёнными знаками и символами.

ЖКИ дисплей

Эта схема поддержания и регулирования температуры, подключается в котле к клеммам наружного выносного термостата. Каждый котел предусматривает подключение такого термостата. При использовании такого типа регулирования, при положительных температурах котел не будет перерасходовать топливо на ненужный перегрев,  и будет работать экономичнее, и сгладит ощутимые перепады температуры в помещения, во время отопительного сезона.

Варианты схемных решений.
С имеющейся прошивкой, в схеме можно применить и МК Atmega-8 в корпусе DIP-28, работать устройство будет полнофункционально, только не будет возможности визуально наблюдать на экране ЖКИ время заряда С1 и С2 в % соотношении.

Если есть необходимость использования реле для управления котлом конечный каскад схемы будет выглядеть так:

Подключение реле к схеме

Устройство также может эксплуатироваться на один ЖКИ совместно с другими схемами. Управление этой функцией происходит с 1-й ноги МК (PD3) на ноль, отключается  инициализация активности ЖКИ (на печатной плате, для использования этой функции и согласования этой схемы с другими схемами, дополнительно установлены семь диодов 1n4148, если вам не требуется такое использование схемы, вместо этих диодов, просто установить перемычки). В это время все функции схемы, термостатов и погодного регулирования, продолжают работать в прежнем режиме.

Установки FUSE, которые соответствуют работе от внутреннего генератора 4MHz

Биты конфигурации МК

Что отображают символы ЖКИ:

Символы ЖКИ

Символы ЖКИ

И немного фотографий устройства:

1-211-9.jpg

1-211-10.jpg

1-211-11.jpg

Работу схемы можно протестировать в proteus'е.
Архив проекта: схема, прошивка, proteus, печатная плата.

При написании статьи использовались некоторые материалы с сайта http://c2.at.ua

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
МК AVR 8-бит
ATmega8
1 В корпусе TQFP-32Поиск в FivelВ блокнот
Программируемый таймер и осциллятор
NE556
1 Поиск в FivelВ блокнот
Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в FivelВ блокнот
Датчик температуры
DS18B20
3 Поиск в FivelВ блокнот
Биполярный транзистор
BC847
3 Поиск в FivelВ блокнот
Оптопара1 Или электромагнитное релеПоиск в FivelВ блокнот
Выпрямительный диод
1N4148
19 Поиск в FivelВ блокнот
С1 Электролитический конденсатор1000 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С2 Электролитический конденсатор330 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
Электролитический конденсатор100 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
Электролитический конденсатор470 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор0.01 мкФ4 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор0.1 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор1 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
FR1 Фоторезистор1 Поиск в FivelВ блокнот
R1.1 Резистор
330 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R1.2 Резистор
9.1 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1.3 Резистор
8 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1.4 Резистор
6.8 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1.5 Резистор
5.6 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1.6 Резистор
4.3 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1.7 Резистор
3.3 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1.8, R2.4 Резистор
2.2 МОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R1.9 Резистор
1.2 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.1 Резистор
220 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.2 Резистор
2.7 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.3 Резистор
2.4 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.5 Резистор
2 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.6 Подстроечный резистор1.8 МОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.7 Резистор
1.5 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.8 Резистор
1.3 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2.9 Резистор
1.1 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
4.7 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
6.8 кОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
10 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
27 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
470 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
680 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
Подстроечный резистор5 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
Подстроечный резистор220 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
LCD-дисплей16х21 Поиск в FivelВ блокнот
Разьем для подключения программатора1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

C@at Опубликована: 2011 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Котлы отопления, stropuva s40 в магазине TermoHeat.

Комментарии (13) | Я собрал (0) | Подписаться

0
SanyaSan142 #
Здравствуйте, Вы не могли бы поподробнее, с конкретными примерами описать алгоритм работы устройства, так как из предоставленного Вами графика, а также симуляции в Протеусе, мне многое неясно.

Заранее спасибо.

Ответить
0
Сергей #
Скажите пожалуйста, можно ли заменить фото резистор на фото диод, микросхему ne556 на две NE555, и как это отобразится на схеме и на работе?
У меня возникли трудности с их поиском.
Ответить
0
C@at #
Заменить фоторезистор на фотодиод, и 556 на 555 можно, полная совместимость.
Смысл, в работе датчика день-ночь, при изменения значения на порт РС4 , порога в 2.5V, ниже или выше, происходит изменение состояния
Ответить
0
Артем #
Интересное устройство! Респект за разработку!
Один вопрос. Почему применили аналоговый таймер?
Ведь можно без дополнительных компонентов конденсатора и микросхемы сделать ПРОГРАММНЫЙ таймер, в самом MCU. Причем, если немного мозг понасиловать, то можно сделать его калибрующимся и настраиваемым с меню с точностью вплоть до секунд.
Ответить
0
Сергей #
Скажите пожалуйста, какой верхний и нижний температурный пороги по воздуху в помещении. И возможно ли их менять?
Ответить
0
C@at #
Сообщение от Сергей
Скажите пожалуйста, какой верхний и нижний температурный пороги по воздуху в помещении. И возможно ли их менять?
В данный момент в прошивке это 22.3°C с гистерезисом 0,3°C.
Изменение порогов? Я уже как бывалый пользователь, который наигрался этими установками по большому счету могу сказать , эту функцию, я теперь не использую ваще, установил один раз и все.
Но если у вас будет желание это изменить, то можно.
Первый способ лечения, это установка места датчика .... располагая его на стене и двигая его вверх или низ (от пола до потолка), вы увидите, что у вас разница в слоях температуры от 2 до 8 градусов.
Так что тут опять же без услуг программиста решить можете сами, еще вариант , могу вынести эти значения порогов в ЕЕПРОМ, сами установите значения.
(по трудоемкости реализации, эти две процедуры для вас наверное будут раноценны)
Ответить
0
Сергей #
Как работают 3 датчика на одной, линии? Что может быть, если на индикаторе вместо показаний датчиков, стоят черточки?
Ответить
0
pshonia74 #
Датчики надо прошить на 9-12 битное разрешение, потом прошить номер отклика, иначе они одновременно будут отвечать после сброса
Ответить
0
Сергей #
Устройство я собрал, на индикаторе показания трех датчиков и таймеров. Начал проверять работу оптопары, и пусто. Начал проверять тестером напряжение, тоже ничего, показывает меньше одного вольта. Подскажите пожалуйста, где произвести контрольные замеры и какие они должны быть.
Ответить
0
pshonia74 #
Вопрос к автору C@at: скажите пожалуйста почему бы не избавиться от таймера ne555 и не сделать программно паузы, которые бы выставлялись в меню 4 кнопками. Датчики DS раскинуть на 3 линии МК и оставить на 9 бит, чтобы любой мог повторить и при необходимости заменить без прошивки DS .
Я собирал подобную конструкцию на ATmega8 LCD1602 часы реального времени DS1307 и 3 датчика DS18B20, деталей вообще минимум 8 резисторов 2 конденсатора. 12 менюшек программируются часы дни недели и часы когда и какая температура, а также наклон графика в зависимости от температуры на улице. Комнатный датчик делал 15 замеров в 1 минуту, а потом усредняет значение, уличный датчик задавал температуры на выходе из котла, (чем холоднее на улице тем выше т из котла до +80 градусов при -20)
А при 0 на улице примерно +52 включение или выключение котла происходило от в доме, и поддерживалось согласно времени суток как задали.
Люди на работе одна температура +17, а за 30 минут до прихода с работы +20, а на ночь +18 благодаря этому достигаются комфортные условия и экономия газа
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Радиореле 220В
Радиореле 220В
200 Вт усилитель класса D на IRS2092 DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
вверх