Главная » Автоматика в быту
Призовой фонд
на май 2017 г.
1. Тестер компонентов MG328
Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 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 электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Радиореле 220В
Радиореле 220В
DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
вверх