Электросхемы в помощниках.
Приветствую Вас, Гость · RSS Суббота, 24.06.2017, 21:58












Главная » Файлы » AVR » AVR

Термостат для газового котла, плюс погодное регулирование.
18.03.2011, 19:15

Термостат  для газового котла,  плюс погодное регулирование.

Источник материала сайт http://c2.at.ua. 

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.

Кое-кто такой термостат уже собрал сам, но количество собранных самостоятельно схем, не ошибусь, если скажу что это  меньше 1-го% от всего количества реализуемых через торговлю, 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), из положительных моментов, есть и отрицательные: включение котла по команде термостата производится периодически, и при  некотором времени простоя  котла радиаторы становятся холодными, в такие периоды, например 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. Так вот,  схема  рассматриваемая в статье, как раз и предназначена для сглаживания этих пауз комфорта и  дискомфорта, с регулировкой циклов зависящих  от внешней температуры.

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 придумывать,  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 повышения 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.

Общем 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 от температуры и работу таймеров, на графике можно показать примерно так.

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.

 

Программно на МК  Atmega-8 реализовано.

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 1000мкф……

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

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.


FUSE которые соответствуют работе от внутреннего генератора 4MHz.

 

Немного пояснения, что отображает символами дисплей ЖКИ.

 


         

                     

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


   Варианты схемных решений.  

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

 


Вариант подключения схемы, если вы задумаете ее использовать со своим прежним термостатом

В этом случае используем прошивку версии 1.1

В этой схеме нужно добавить два резистора , 10 ком это подтяжка входа PD6 на общий питания, (резистор 1ком это просто страховка , так как если МК запрограммировать прошивкой V1.0 , МК может быть от этого не очень хорошо , так как в таком случае там   PD6  это выход термостата, который отсутствует в прошивке   V1.1)   


Схема 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.  


Обновление версия 1.3.

Добавлено два пункта пользовательского меню,

для изменения настроек термостатов.



Термостат помещение, диапазон установок от 10 °C до 32 °C

              Гистерезис от 0.2°C до 2.5 °C.

Термостат теплоносителя, диапазон установок от 20 °C до 80 °C

              Гистерезис от 0.5°C до 9.9 °C.

Схематически изменения смотрите схему, только на выводе 25 микроконтроллера (порт РС2) кнопка входа меню на общий…, и добавлены кнопки  + - через ограничительные резисторы (РВ1, РВ2).


фьюзы


Архив термостата регулятора версии 1.3

Обсуждение статьи в форуме


 Термостат для газового котла V-2 плюс П.Р.

 

 

Категория: AVR | Добавил: c2
Просмотров: 15766
Всего комментариев: 22
1  
Здравствуйте Сергей. Я собрал устройство, но никак не могу чтобы оптопара заработала, в протеусе проверял все работает, подключал светодиоды на выход термостата все работает, а транзисторный каскад отказывается работать и все. Я уже два дня мучаюсь, не считая мелких подходов в течении пол года. Помогите пожалуйста. Транзисторы ВС847С

2  
Оптотопара, транзисторы, там несложно диагностировать каждый элемент, на вход поступает лог. 1 (или 0) на выходе должно состояние изменится на лог. 0 (или 1). Оптрон в протеусе.
Другое дело если бы у вас работал оптрон, а на котел не поступали команды управления? тогда нужно было бы, просто поменять полярность проводов, идущих от оптрона к выводам котла для наружного термостата

3  
Здравствуйте Сергей. У меня опять непонятная ситуация, когда отпаиваешь 8 вывод контроллера термостат и транзистор работают правильно, подключаю 8 вывод, все гаснет. На этом выводе постоянно лог. 1 в не зависимости от состояния теплоносителя. Подскажите что это.

4  
Лог.1 это значит температура теплоносителя выше чем вы установилили уставку, о чем наверняка сигнализирует срелочка перед температурой теплоносителя, эта команда блокирует включение котла, все правильно.

5  
Сергей у меня температура теплоносителя установлена +32 градуса, а на дисплее + 24 и значек баттареи. При этом на 8 выходе Лог.1. Значение не меняется даже если температура теплоносителя превысила установленную. Подскажите пожалуйста.

6  
Судя по вашему вашему описанию , всё должно быть ОК.
Протеусом можете пользоваться, посмотрите как там должно реагировать. И хорошо, если бы вы выложили фото своего дисплея в том состоянии когда вы от него ожидаете что он должен работать....
Еще вариант, прошейте прошивкой V1.0, таким образом там будет исключена , неправильная первичная настройка (я с самого пользуюсь V1.0 , если все будет ОК тогда продолжим настройку с модифицированими прошивками..)

7  
Сергей, если не возражаете, то могу отправить вам фото устройства на эл. ящик. Если конечно вы сообщите. Здесь не совсем понимаю как выкладывать. А на счет прошить версией V1.0 попробую, тогда отпишусь.

8  
На дисплее с помощью символов полностью отражено, рабочее состояние программы
Их тут немного, поэтому приведу пример в картинках.

1) Программа находится в рабочем состоянии (без всяких блокировок, можно сказать дежурный режим). В этом состоянии только у таймера IC-1 происходит заряд конденсатора (наблюдаем на дисплее заряд в % ).


2) Комнатная температура опустилась ниже установленной пользователем, на котел подана команда ВКЛ.(одновременно отобр. символ стрелка и огонек, заряд конденсатора таймера обнуляется)


3) Температура теплоносителя достигла выше установленного пользователем порога, (отобр. символ стрелка и символ кружок, команды на котел не подаются таймеры не накапливают % ).


4) Температура на улице выше 19°С , для программы это уже летний режим…
Команды на ВКЛ. котла уже не будет, пока опять температура не опустится ниже 19°С (отобр. символ квадратик, таймеры не накапливают %).
Это так будет работать , если естественно в печатной плате нет ошибок монтажа (ой smile только сразу не зарекайтесь что у вас 100% косяка там нет, как заработет нормально тогда и вопрос этот снимем, а пока на это каждый раз обращаем внимание ....)
А фотки тут , вам непонятно как разместить потому что, сейчас это обсуждение ведется в коментариях, а обсуждения по идее лучше вести в форуме.
Если что, фото можете разместить в форуме на радиокоте, там тоже идет обсуждение http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=25&t=63456

9  
Сергей, спасибо Вам за терпение, к таким "умникам", как я. Я не увидел очевидного. ВСЕ РАБОТАЛО, РАБОТАЕТ И БУДЕТ РАБОТАТЬ. Нужно было датчик улицы поместить в лед, а у меня они все вместе в одном помещении. ЗАЧЕМ ТОПИТЬ ДОМ, ЕСЛИ ТЕМПЕРАТУРА НА УЛИЦЕ ВЫШЕ 19 ГРАДУСОВ. Надо в статье прям жирным красным по белому с нескольними восклицательными знаками это прописать. Как только я датчик охладил, я не мог в это поверить, что все это время, я "бился о стену", т.к все работает... Спасибо за Ваш труд, и советы.

10  
Не.... бился не головой об стену, а с програмным условием....
А вот когда наступает понимание применение устройства, вот так как сказано "ЗАЧЕМ ТОПИТЬ ДОМ, ЕСЛИ ТЕМПЕРАТУРА НА УЛИЦЕ ВЫШЕ 19 ГРАДУСОВ." Сразу все начинает работать :).
Все таки , если есть возможность сделать фото, пришли ссылку , интересно посмотреть кто как реализует это устройство.

11  
хорошо. Еще раз спасибо!

12  
Здравствуйте Сергей. Я отправил фото устройства на форум радокот. Скажите пожалуйста, как вы настроили сам котел на работу с термостатом, температура нагрева и как подсоединили датчик теплоносителя?

13  
Я с самого начала и по сей день пользуюсь прошивкой V-1 все установки я описал в статье (комнатная 23.3°C (гистерезис 0.3°C).... теплоноситель 37.0°C (гистерезис 4.0°C )за время эксплуатации котла так наигрался этими температурными установками , что сам себе сделал вывод нет никакой надобности эти настройки постоянно изменять) smile )
Датчик теплоносителя установлен (с помощью термопасты) на трубе возврата жидкости в котел .
Температура 37 это по моим условиям нормально, если бы я установил 70 то в таком случае датчик не будет принимать участия в работе отопления , если установить например 27 , то котел и 5 мин. не проработает , как поступит команда на ВЫКЛ.
Поставьте сначала у себя темпер. теплоносит. термостата на максимум , посмотрите на сколько прогревается обратка за полный цикл нагрева, допустим это будет 45°C , тогда поставьте себе 41°C с гистерезисом 3°C , это и будет примерно такая работа про что я и описывал в статье (это конечно если вы согласны с моей описанной методикой периодического включения отопления)
В общем не знаю это вы имели в виду задавая вопрос, описывайте подробней вопрос, а то я может не в ту степь комментарии пишу.
Ответ: Сергей , теперь видно нормальный рабочий режим


Осталось убедится что настройки которые заложены в программе, полезны для жителей дома biggrin
Но это конечно, такие выводы, за короткий срок эксплуатации схемы, появятся не сразу.

14  
да Сергей, согласен с вашей методикой, буду пробывать.

15  
Здравствуйте Сергей. В ходе работы устройства, было обнаружено непонятное явление, температура в помещении выставлена 23.3 с гистерезисом 0.3. Температура в помещении на индикаторе показывает 24.3 со значком домика, а (таймер на прогрев) срабатывает и отсчитывает положенное значение процентов. Скажите так и должно быть, что верхний предел по температуре в доме достигнут, а таймер все равно срабатывает.

16  
Так и есть, в статье этому посвящены вот эти строки
Quote
.............при некотором времени простоя котла радиаторы становятся холодными, в такие периоды, например моему организму не совсем комфортно, вероятная причина такого дискомфорта отсутствие инфракрасного излучения от батарей.........

За счет работы таймеров происходит переодический прогрев помещения
Quote
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.

17  
А что если таймеры будут работать только в пределах гистерезиса, но никак не выше установленного порога температуры помещения. Так будет более практично. Как считаете.

18  
Работа таймеров на температуру в помещении не имеет привязки, Таймеры взаимодействуют с уличным датчиком , и циклы таймеров полностью зависят от внешней температуры.
Скажите , а каким образом у вас
Quote
температура в помещении выставлена 23.3 с гистерезисом 0.3. Температура в помещении на индикаторе показывает 24.3 со значком домика
получился такой перегрев? на 1°С
Циклическое включение таймеров не должно так поднять температуру .....

19  
Максимальная температура устанавливаемая на котле 76 градусов, я поставил 73 и наступил термостат как вы советовали,
Может за счет высокой температуры котла и за небольшие интервалы рабыты по таймерам происходит систематический догрев помещения. И сегодня заметил, что датчик температуры теплоносителя сбрасывается т.е. на дисплее черточки, а через секунду значение температуры восстанавливается. Что это может быть?

20  
Приличная температура 76°С , это уж точно вы ds18b20 установили не на обратку , а на прямой выход нагрева, а прямой выход и так нормально контролируется автоматикой котла.
На диспле черточки, это значит переодически теряется связь с датчиком ( могут влиять какие либо элект. наводки на кабель датчика).
P.S. Серж пользуйтесь протеусом большую часть вопросов вы можете прояснить смоделировав свою комбинацию показаний.

21  
Здравствуйте Сергей. Хочу Вас попросить, сделайте пожалуйста отключение работы таймеров (на принципе срабатывания защиты теплоносителя, на выход 8 подается лог 1 и работа всех приостанавливается) при превышении установленного температурного порога датчика t в доме. А с понижением температуры ниже установленной работа таймеров возобновлялась, т.е. их прежней работы. Просто у меня дом небольшой и работа таймера с каждым разом повышает потихоньку температуру в доме, а она доходит до 25 с установленной максимальной 23.6. С уважением Сергей.

22  
Обсуждение в форуме http://c2.at.ua/forum/2-31-1#830

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Конструктор сайтов - uCoz
Copyright MyCorp © 2017