Оперативная регулировка гистерезиса в терморегуляторе

Универсальный регулируемый термостат с изменяемым гистерезисом

Данное устройство выполняет функцию цифрового термостата с возможностью настройки температуры, гистерезиса, а также выбора одного из двух режимов работы (нагрев/охлаждение). Может работать в местах, где необходимо поддерживать температуру на заданном уровне.

Основные характеристики термостата:

Кроме того, устройство имеет два светодиода красного и зеленого цвета, которые показывают состояние реле и правильную работу программы микроконтроллера. Благодаря использованию энергонезависимой памяти EEPROM, термостат запоминает последние настройки, что упрощает работу с устройством.

Программа микроконтроллера способна определить отсутствие или повреждение датчика DS18B20, с последующим выведением информации на дисплей и отключением реле.

Все устройство собрано на двух платах, соединенные между собой 3-проводной линией, что дает много возможностей при установке его в корпус. Термостат имеет встроенный блок питания, который вместе с несколькими внешними элементами стабилизирует и фильтрует напряжение для микроконтроллера.

Трансформатор TR1 понижает напряжение до значения 10 В, которое затем выпрямляется, фильтруется и стабилизируется. Исполнительная часть состоит из мощного реле и управляющего транзистора VT1. Диод VD2 защищает транзистор от всплесков ЭДС самоиндукции во время выключения реле.

На разъем X1 выведены: масса, напряжение питания VCC и сигнал базы транзистора (через токоограничивающий резистор R1).Разъем X2 датчика DS18B20 имеет напряжение питания, массу, и сигнальную линию, идущую к микроконтроллеру. По datasheet данная линия подтянута к питанию через резистор 4,7 к (R3).

Микросхема DD1 — это микроконтроллер Atmega8, который работает от внутреннего RC генератора на частоте 1 МГц. Конденсаторы С1 и С2 фильтруют напряжение питания микроконтроллера, а резисторы R1 и R2 ограничивают ток светодиодов HL2 и HL1.

LCD дисплей подключен к микроконтроллеру по 4-х разрядной шине. Потенциометр R5 регулирует контрастность дисплея. Работоспособность данного термостата протестирована в Proteus (ссылка на модель в конце статьи)

Управление термостатом

В настройки можно войти, удерживая нажатой кнопку [SA1] во время запуска устройства и в момент его работы. При входе в настройки, можно с помощью первых трех кнопок выбрать режим работы, температуру и гистерезис. Кнопка [SA1] переключает параметрs, кнопка [SA2] увеличивает значение на 0,5°C после однократного нажатия, и на 5°C при удержании, кнопка [SA3] работает аналогично в противоположную сторону.

Кнопка [SA4] позволяет выйти из меню с сохранением параметров в EEPROM микроконтроллера, а кнопка [SA5] — выход без сохранения (отмена). Зеленый светодиод информирует пользователя о корректной работе программы, а красный отражает состояние выхода. Если будет отключен или неисправен температурный датчик, то зеленый светодиод погаснет, а также отключатся реле и красный светодиод.

Читайте также:  Тепловоз тгм 4 регулировка концевиков на гидропередачи

Печатная плата, прошивка, модель в Proteus (38,2 KiB, скачано: 2 048)

Источник

Оперативная регулировка гистерезиса в терморегуляторе

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(200000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Оперативная регулировка гистерезиса в терморегуляторе

О доработке описанного в [1] термометра-термостата, заключавшейся во введении дополнительной кнопки для изменения заданного значения поддерживаемой температуры в сторону уменьшения, а не только увеличения, как было в исходном варианте, было рассказано в [2].


Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема доработанного терморегулятора изображена на рисунке. Кроме ранее имевшихся кнопок SB1 и SB2 и добавленной при предыдущей доработке кнопки SB3 с резистором R16, в нем установлены кнопка SB4 и резистор R17. Назначение кнопок теперь следующее:

Измененные значения параметров сохраняются в EEPROM микроконтроллера и переносятся из него в оперативную память при каждом включении питания прибора.

В приборе могут работать микроконтроллеры PIC16F84A или PIC16F628, но каждый по своей программе. Для микроконтроллера PIC16F628 кварцевый резонатор ZQ1 и конденсаторы С1, С2 не требуются. Его тактирование будет происходить от встроенного RC-генератора.

Программы для микроконтроллеров PIC16F84A и PIC16F628A доработанного термометра-термостата можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/06/hyst-term.zip.

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Источник

Как настроить терморегулятор?

Для этого вначале каждому пользователю стоит определится, какая температура воздуха будет для него комфортной. Тепловые ощущения каждого человека индивидуальны, как папиллярные линии кожи на пальцах его рук, и зависят от тепловых потерь помещения и его теплоинерционности.

Читайте также:  Шим на 555 таймере для регулировки тока для зарядного устройства

Самым доходчивым примером может послужить настройка терморегулятора электромеханического типа. После выбора температуры с помощью вращающегося колеса, клавиш и шкалы в работу вступает терморегулятор со своим датчиком. Последний отслеживает уровень температуры воздуха или пола и передает эту величину в виде сигнала на регулятор. А он, в свою очередь, по мере необходимости включает или выключает нагревательный прибор либо кабель. Цель — поддержание заданной температуры или ее допустимого диапазона.

Именно электромеханический (непрограммируемый) терморегулятор целесообразен, когда отапливаемое помещение имеет небольшой объем и затраты на энергоносители для него невелики. Поэтому экономический эффект от программирования режимов будет малозаметным. Электромеханические регуляторы — это простые, энергонезависимые устройства, самые доступные по стоимости. С другой стороны, они вносят большую инерционность в процесс регулирования. Для них достижение заданной температуры помещения занимает больше времени, чем у цифровых.

На самом деле все типы терморегуляторов оперируют с температурой уставки. При ее достижении нагревательный прибор отключается от цепи питания и включается только после падения этой величины на размер гистерезиса. Он четко определяет момент подачи питания на нагревательный прибор и ее снятия. Уставка терморегулятора зависит преимущественно от области его применения. Для теплых полов, конвекторов и инфракрасных нагревателей она лежит в диапазоне (0…60), промышленного применения и электрических котлов (-55…+125), систем оттаивания снега (-20…+10) º С. Отдельные технические решения касаются высокотемпературных процессов.

Гистерезис определяют как разность температур между включением и выключением обогревателя. Гистерезис может быть фиксированным или с возможностью изменения (регулируемым). В последнем случае минимально возможный гистерезис позволяет терморегулятору наиболее точно поддерживать температуру. Но при этом циклы включения / выключения нагревателя будут чередоваться очень часто. Если же гистерезис близок к максимальному значению — точность поддержания температуры снижается. Зато подача / отключение напряжения на теплый пол, конвектор или другой прибор будет происходить значительно реже. Это продлит срок эксплуатации терморегулятора и управляемого им обогревателя. Размер гистерезиса может быть 0,015 º С для терморегулятора в инкубатор, от 1 º С и более для систем микроклимата комфортного или производственного назначения, электрических котлов. Элементы программирования имеют терморегуляторы электрических котлов, где есть возможность настроить гистерезис в определенных границах.

Для терморегуляторов, работающих в режиме Охлаждение, нагрузка будет включаться при достижении температуры уставки и выключаться — при повышении ее на размер гистерезиса.

Дополнительные настройки для цифровых терморегуляторов

Для всех терморегуляторов этого типа доступна поправка, призванная скорректировать показания температуры на экране. Вторая группа поправок характерна только для регуляторов со встроенным датчиком температуры. В этом случае на точность показаний терморегулятора влияет его внутренний нагрев. Степень последнего существенно зависит от подсоединенной нагрузки. Поэтому нужно настроить терморегулятор путем внесения значения ее мощности в память устройства.

Читайте также:  Регулировка строчки швейной машины

Важно помнить следующее. Если при калибровке кратковременно отключится питание терморегулятора с последующим восстановлением, то отображенная на экране температура воздуха отличается от реальной на 10 – 12 º С (в большую сторону). Повторная корректировка произойдет через 50 минут.

Терморегуляторы цифрового типа, управляемые с помощью модуля WI-FI или клавишами имеют блокировку кнопок. Это предотвращает несанкционированную смену настроек режимов работы детьми (в домашних условиях) или при установке устройств управления в местах общего доступа (административные здания и т. д.). Причем настроить терморегулятор на поддержание этой защиты можно с помощью обычных или сенсорных кнопок или дистанционным методом — через компьютер или мобильные гаджеты с доступом в интернет.

При помощи некоторых моделей терморегуляторов можно настроить время (30 минут – 99 часов) задержки включения (подачи питания) отопительной системы или прибора. Какое то время в квартире / доме будут отсутствовать жильцы. Зная ориентировочно период своего возвращения, можно заранее прогреть комнаты для создания комфортных условий.

В приборах управления системами оттаивания снега и наледи имеются функции принудительного и последующего подогрева. Принудительный реализуется при ручном управлении системой оттайки. А последующий прогрев (постпрогрев) требуется для полного удаления осадков со всей площади поверхности, которую датчик осадков не контролирует.

Программируемые терморегуляторы

Отдельно стоит рассмотреть терморегуляторы-программаторы с возможностью введения расписания работы систем обогрева. В таких регуляторах реализовано программирование на неделю вперед. Т.е. каждый пользователь подбирает своему отоплению индивидуальный график эксплуатации, в полной мере соответствующий распорядку жизни человека и его семьи. При этом учитывается порядок чередования рабочих и выходных дней. Возможные режимы «Таймер», «Ручной» и «Отъезд».

Не менее полезными будут настройки проветривания помещения, когда терморегулятор самостоятельно определяет наличие открытого окна или двери и делает получасовой перерыв в работе системы отопления.

В программаторе terneo pro можно активировать предпрогрев для своевременного обеспечения комфорта в помещении. Регулятор анализирует среднюю продолжительность нагрева от экономной до комфортной температуры и откорректирует необходимое время подключения нагрузки.

Для оптимизации расходов на электроэнергию потребителю надо настроить сохранение в памяти терморегулятор графиков статистики энергопотребления (суточных, недельных, месячных или за год). Для части регуляторов доступен более упрощенный вариант — счетчик времени его работы с нагрузкой.

Источник

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Поделиться с друзьями
Настройки и регулировки