Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Czajnik sterowany mikrokontrolerem.

tomasga 14 Cze 2010 19:03 20003 40
  • Czajnik sterowany mikrokontrolerem.

    Witam
    Dziś chciałbym przedstawić moją modyfikację czajnika, z cyklu pomysły dziwne i takie sobie zwariowane. Powstała ona ponieważ orginalny termostat uległ uszkodzeniu. W sklepie sprzedawca stwierdził że termostat jest drogi i nie opłaca się go naprawiać. Celem było zbudowanie termostatu na mikrokontrolerze z wyświetlaczem temperatury, nie przekraczając budżetu 30zł. Chciałem się też czegoś nauczyć. Myślę że udało się to zrealizować.
    Jest to mój pierwszy program, nie licząc rzeczy typu "migająca dioda", i pewnie można było prościej. Przy programowaniu w bascomie korzystałem z książki Marcina Wiązanii i internetu.
    Tu pojawił się problem jak wykryć, że woda się gotuję. Zrealizowałem to poprzez badanie przyrostu temperatury powyżej wartości 90stopni. Jeśli temperatura nie rosła w określonym tempie, grzałka wyłączała się. Szybkość przyrostu zależy też od ilości wody i jest badana przy temperaturze poniżej 85 stopni.
    Koszt:
    Atmega8-4zł (już nie ma tak tanio)
    DS18B20-4zł
    Przekaźnik-6zł
    Transformator-9zł
    Drobnica-5zł
    Części kupowałem na Allegro.
    Parę obrazów za tysiąc słów.
    Czajnik sterowany mikrokontrolerem. Czajnik sterowany mikrokontrolerem. Czajnik sterowany mikrokontrolerem. Czajnik sterowany mikrokontrolerem.


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Relpol
  • #2 14 Cze 2010 20:27
    dominon
    Poziom 18  

    Całość wygląda estetycznie ale sam "pająk" już mniej. Zamiast przekaźnika można było użyć kombinacji triaka i opto-triaka. Dzięki czemu jeżeli czajnik ma dość dużą moc nie zewrze styków na stałe przy załączaniu przekaźnika. Jaką maksymalna obciążalność ma ten przekaźnik i jaka moc ma grzałka ??

  • #3 14 Cze 2010 21:08
    Galareta
    Poziom 21  

    po co tam DS?:) Taniej by wyszło najtańszy tranzystor jako termometr a dokładność podobna by była:)

  • #4 14 Cze 2010 21:11
    gts1991
    Użytkownik obserwowany

    dominon napisał:
    Całość wygląda estetycznie ale sam "pająk" już mniej. Zamiast przekaźnika można było użyć kombinacji triaka i opto-triaka. Dzięki czemu jeżeli czajnik ma dość dużą moc nie zewrze styków na stałe przy załączaniu przekaźnika. Jaką maksymalna obciążalność ma ten przekaźnik i jaka moc ma grzałka ??

    Faktycznie za jakiś czas będzie po przekaźniku taka grzałka ma P +\- 2KW gdzież
    2kW / 230V = 8.69A Wiec jakiś BTA16-600 ( 16A ) z radiatorem był by bardziej odpowiedni :)
    Gratuluje pomysłowości nawet nie źle wyszło :)

  • #5 14 Cze 2010 21:18
    Galareta
    Poziom 21  

    Co do przekaźnika ja mam w bojlerze Triak + przekaźnik:) załącza się triak i po paru ms przekaźnik:) Aktualnie już mało używane;) ale rok przechodziło przełączając 10x w ciągu dni albo więcej;) w udojni dla krów bojler 3kW + wymiennik ciepła z mleka więc sterownie musiało być bardziej skomplikowane aktualnie już grzałka nie grzeje prawie bo mleka więcej;)

    Ps. nie wiem czy to ma jakiś większy sens ale przekaźnik się nie grzeje a triak by się grzał i wydaje mi się ze styki są mniej przez to obciążone;)

  • Relpol
  • #6 14 Cze 2010 21:19
    rockykon
    Poziom 12  

    A można liczyć na podgląd programu? moim zdaniem super pomysł, sam chętnie bym coś takiego zrobił dla bajeru ...

  • #7 14 Cze 2010 21:32
    Ture11
    Poziom 35  

    Pomysłowa konstrukcja, świetnie się prezentuje!
    Tak się zastanawiam; czy nie dało się tego zrobić bez transformatora, który jest bardzo duży? Mam tu na myśli podłączenie atmegi przez opornik mocy - było tak rozwiązane gdzieś, chyba w Elektronice Dla Wszystkich...
    Tu co prawda są wyświetlacze o dużym poborze, ale może dałoby radę? A jak nie, to może zasilacz impulsowy? No i poza tym przekaźnik - z doświadczenia wiem, że potrafi się skleić - robiłem na przekaźniku silnik synchroniczny magnesowy (na naszym forum zwany silnikiem Adamsa, ale niewiele ma wspólnego) i oczywiście co chwila raptownie stawał wskutek podania napięcia stałego na elektromagnes (nie pytajcie, dlaczego robiłem to na przekaźniku, ale potem wprowadziłem tranzystor i mikrokontroler do układu - chyba z 5000 obr/min osiągało!).

    Poza tym co wymieniłem, to konstrukcja genialna, i przede wszystkim pomysłowa (mam 2 czajniki na zbyciu, teraz wiem, jak skończą!)

    Pozdrawiam.

  • #8 14 Cze 2010 21:42
    tomasga
    Poziom 12  

    Myślałem o triaku. Jednak w tym wypadku musiałbym pewnie zastosować niemały radiator w dodatku w urządzeniu które samo daje sporo ciepła.
    Grzałka ma 2kW. Przekaźnik teoretycznie ma 16A. Faktycznie z załączeniem może mieć ciężko. Styki w orginalnym termostacie też nie mają łatwego życia. Przetapiają się przez plastik i zostają zwarte na zawsze. Podoba mi się pomysł przekaźnik+ triak przy załączaniu. Kiedyś popróbuje.
    Płytkę musiałem podzielić na trzy, bo miejsca mało i sporo łuków. "Upaćkane" klejem i żywicą żeby zabezpieczyć przed wilgocią.
    Program jest w załączniku Program.zip.

  • #9 14 Cze 2010 21:43
    tzok
    Moderator Samochody

    Zastanawiałeś się jak działa oryginalny termostat? Mogłeś to wykorzystać...



    Jeśli nie wiesz to już wyjaśniam - w górnej części czajnika jest otwór przez który para z gotującej się wody jest wtłaczana pod ciśnieniem do rączki czajnika (dlatego czajnik nie wyłączy się gdy pokrywka będzie zdjęta/otwarta, tzn. w końcu się wyłączy bo jest dodatkowe zabezpieczenie termiczne grzałki) w której jest czujnik bimetalowy. Ujście pary jest na samym dole przy złączu grzałki.

  • #10 14 Cze 2010 22:38
    Duch__
    Poziom 31  

    Widzę po programie że zastosowałeś zabezpieczenie w przypadku problemów z czujnikiem. Gdzie zamontowałeś czujnik?

  • #12 15 Cze 2010 06:59
    tomasga
    Poziom 12  

    Czujnik jest w podstawie pod przyłączem sieciowym. Widać go na trzecim zdjęciu od lewej. Posmarowany pastą termoprzewodzącą. Początkowo chciałem go umieścić w rurce miedzianej (wcześniej został zeszlifowany na mniejszą średnicę), ale się rozmyśliłem.
    Wykrywając gotowanie przez parę musiałbym zrezygnować ze wskaźnika temperatury lub zastosować drugi czujnik.
    Wcześniej padło pytanie dlaczego zastosowałem ds'a. Tak mi było łatwiej.Nie musiałem kalibrować. Nie mam innego miernika temperatury.

  • #13 15 Cze 2010 08:54
    eDZio
    Poziom 16  

    Witam,
    mi w czajnikach brakuje zawsze jednej rzeczy, sygnału dźwiękowego.
    Zastosowana tu ATmega8 mogłaby się tym spokojnie zająć używając sprzętowego PWM.

  • #14 15 Cze 2010 12:53
    PO.
    Poziom 20  

    A możesz podać jakie przyrosty temp/czas empirycznie Ci wyszły jako odpowiednie?

  • #15 15 Cze 2010 16:00
    wyszkowskidaniel
    Poziom 13  

    Ja bym pomyślał nad lepszym zabezpieczeniem płytki pcb oraz całego obwodu gdyż zawsze jakaś para dostaje się do środka... na pcb pozostanie skroplina i syk... zastanawiam się czy też nie lepiej by było zastosować zasilanie bez transformatorowe, np. taki http://img142.imageshack.us/i/zasilaczbt2nh.jpg/ kondensator główny 1uF opornik 100ohm 2W no i potem jeszcze za mostkiem zenerka 12V i stabilizator 7805. Jakieś 100mA na pewno da się wycisnąć. :) projekt dość interesujący

  • #16 15 Cze 2010 16:14
    Ture11
    Poziom 35  

    eDZio napisał:
    Witam,
    mi w czajnikach brakuje zawsze jednej rzeczy, sygnału dźwiękowego.
    Zastosowana tu ATmega8 mogłaby się tym spokojnie zająć używając sprzętowego PWM.


    Z tego co zauważyłem to pokazany czajnik ma sygnał dźwiękowy, zarówno jako buzzer na płytce, jak i uwzględniony w programie napisanym w bascomie.
    Zaraz podłącze głośniki do komputera i spawdze, czy na filmie go słychać :-)

  • #17 15 Cze 2010 16:25
    michal-michalik
    Poziom 23  

    Słychać sygnał dźwiękowy przy załączaniu. I jest on także na sekundę przed wyłączeniem, mógłby być bardziej słyszalny, ale nie jest źle ;)

    Ktoś się posunie dalej i zainstaluje bardziej zaawansowane metody :D Mówię tu na przykład o odbiorniku bluetooth, albo czymś podobnym i będzie można zdalnie włączyć czajnik lub zaprogramować, że na m się włączy równo z budzikiem ;) (nie no już abstrakcja)

    Do autora to brawa. Uwielbiam projekty gdzie coś co się popsuło i jest to inspiracją dla takich właśnie działań;)

  • #18 15 Cze 2010 16:27
    djoy
    Poziom 15  

    Ciekawy pomysł, można by dodać nastawianie temperatury albo jakieś zdefiniowane nastawy np. do zaparzania herbaty zielonej...

  • #19 15 Cze 2010 20:08
    tomasga
    Poziom 12  

    To po kolei.
    -Przyrost temperatury jest liczony przez 11 sekund potem dzielony na 3. Wynik ma być osiągnięty w czasie 8 sekund. Pierwotnie było 7 sekund. Wartości początkowe były wybrane "na wyczucie" i poprawione w praktyce.
    -Płytki zasilacza i sterownika są w termokurczu i na końcach zalepione klejem na gorąco (rączka nie jest gorąca). Zostawiłem jeszcze złącze do programowania, bo to prototyp, gdyby nie to myślałem o zalaniu wszystkiego żywicą. Płytka wyświetlacza posmarowana jest klejem epoksydowym. Sama rączka jest również uszczelniona a kanały doprowadzające parę zatkane. W tym modelu nie było to wcale proste. Trochę pooglądałem czajniki w supermarketach i znalazłem parę innych które by się bardziej nadawały. Chodzi o modele z wyłącznikiem na dole. Tam wystarczy zatkać kanał a reszta jest monolitem.
    -Co do bluetootha. W pracy jeden kolega namawiał mnie, żeby można było uruchamiać przy pomocy telefonu . Pozdrawiam przy okazji.
    -Urządzenie jest zasilane z sieci. Nie przywiązywałem wagi do oszczędności, więc nie wygaszałem wyświetlacza. To akurat dało by się łatwo doprogramować. Usypiania całego układu jeszcze nie opanowałem. To mój pierwszy.

  • #20 15 Cze 2010 20:20
    pini0
    Poziom 14  

    Witam.
    Czy załączanie przekaźnika w zerze nadpalało by styki ??

  • #21 15 Cze 2010 20:22
    michal-michalik
    Poziom 23  

    pini0 napisał:
    Witam.
    Czy załączanie przekaźnika w zerze nadpalało by styki ??


    Nie, ale jest to trudne do wykonania...

  • #22 15 Cze 2010 21:50
    joozwa
    Poziom 31  

    Witam
    Również od dłuższego czasu noszę się z wykonaniem podobnego urządzenia. Z tym, że użyję chyba mniejszego mikrokontrolera (ATtiny2313 to moim zdaniem maksimum) + LM35, ew. dzielnik z termistorem i odczyt temperatury przez ADC. Zastosowana tu metoda rozpoznania kiedy woda się gotuje jest moim zdaniem najlepsza i też o niej myślałem. Chciałem zrealizować to poprzez regularne (co kilkanaście sekund) wykonywanie pomiarów temperatury i porównywanie wyniku każdego pomiaru z poprzednim (jeśli większy, gotujemy dalej, jeśli jednakowy, odcinamy grzałkę). Z tym, że przekaźnik (prądożerny) i wyświetlacz (bajer) pokazujący temperaturę są moim zdaniem zbędne i nawet przy multipleksowaniu wymuszają stosowanie zasilacza transformatorowego, podczas, gdy mikrokontroler+optotriak ZCD sterujący triakiem można by zasilać spokojnie z beztransformatorówki :) Problemem w zamkniętej obudowie czajnika rzeczywiście może być nagrzewający się triak, w którym może się tu wydzielać nawet kilkanaście W ciepła, ale sądzę, że konieczny radiator można wykonać i zamontować w taki sposób, że i tak zajmie mniej miejsca niż zasilacz transformatorowy i przekaźnik.
    Co do przełączania przekaźnika w zerze, to jest odwrotnie - przedłuża żywotność styków i warto tego próbować - problemem jest jednak długi (liczony w pojedynczych milisekundach) czas reakcji przekaźnika (zwłaszcza "puszczania" przy rozłączaniu).
    Pozdrawiam

  • #23 15 Cze 2010 21:54
    Ture11
    Poziom 35  

    joozwa napisał:
    ATtiny2313 to moim zdaniem maksimum) + LM35, ew. dzielnik z termistorem i odczyt temperatury przez ADC.
    Pozdrawiam


    Ech, attiny2313 chyba nie miały adc (?)

  • #24 15 Cze 2010 22:02
    michal-michalik
    Poziom 23  

    Ture11 napisał:
    joozwa napisał:
    ATtiny2313 to moim zdaniem maksimum) + LM35, ew. dzielnik z termistorem i odczyt temperatury przez ADC.
    Pozdrawiam


    Ech, attiny2313 chyba nie miały adc (?)


    Niestety nie miały, ale z racji tego, że potrzebujemy tylko jednego kanału spokojnie można zatrudnić komparator ;)

  • #25 15 Cze 2010 22:03
    joozwa
    Poziom 31  

    Ture11 napisał:
    Ech, attiny2313 chyba nie miały adc (?)


    Racja. Napisałem tak aby oddać skalę wielkości uC który planuję użyć. ADC mają za to np. ATtiny26 ... Idealnym do tego celu byłby ATtiny13, ale z Bascom'em przewiduję tu problemy. I to poważne :D
    michal-michalik, zgadza się, zestaw: komparator+napięcie odniesienia+czujnik to również może być dobre rozwiązanie, chociaż nie bardzo rozumiem, jak to tutaj miałoby działać...
    Pozdrawiam

  • #26 15 Cze 2010 22:56
    wonz
    Poziom 10  

    Mam attiny13 i żałuję, że kupiłem to badziewie. Mało miejsca na kod to nic, jest tylko 1 timer 8-bit, nie ma wejścia na rezonator. Ani to czasu odmierzyć, ani wysłać kodu rc5 zabardzo nie można. Ogólnie bieda, nie polecam.

  • #27 15 Cze 2010 23:04
    michal-michalik
    Poziom 23  

    wonz napisał:
    Mam attiny13 i żałuję, że kupiłem to badziewie. Mało miejsca na kod to nic, jest tylko 1 timer 8-bit, nie ma wejścia na rezonator. Ani to czasu odmierzyć, ani wysłać kodu rc5 zabardzo nie można. Ogólnie bieda, nie polecam.

    O kurcze a co ty chcesz na procku robić :?: Do obsługi wyświetlaczy kolorowych, obróbki dźwięku i obliczeń nie używa się porcesorów 8 bitowych. Bo nie bardzo rozumiem? Attiny13 ma po prostu inne zastosowania i już.

  • #28 16 Cze 2010 16:58
    piotrva
    Moderator na urlopie...

    Zanim kupisz procesor sięgnij do karty katalogowej, zwykle to pomaga. I tym określeniem badziewie nie odstraszysz ludzi, którzy wiedzą do czego stosuje się takie układy, to że Ty nie wiesz to inna sprawa.
    Jak chcesz się pobawić z uP to kub sobie atmega640/1280/2560 lub atmega32. (ja na swojej płytce testowej mam m1280, a na nowej specjalizowanej do obsługi modułu ethernet będzie m168), poza tym jak chcesz mały i bezproblemowy uP (za jaki zapewne uważałeś attiny13) to sprawdź at90s2313

    a teraz żeby nie robić off-topicu, do rzeczy
    projekt ciekawy i wykonany ok, ale mam parę pytań/sugestii:
    1. czy klej osłaniający ds18b20 się nie rozpuszcza Ci? (mnie się kiedyś rozpuszczał taki klej w temp ~100 °C)
    2. czy w przypadku takiego projektu do pomiaru temp. nie wystarczyłby termistor?
    3. idąc dalej tropem termistorów, można by z układu wyeliminować uP i podpiąć odpowiednio wysterowany tranzystor bezpośrednio do termistora i potem układu włączającego grzałkę

  • #29 16 Cze 2010 20:56
    konel83
    Poziom 15  

    Cytat:
    Celem było zbudowanie termostatu na mikrokontrolerze z wyświetlaczem temperatury
    Myślę że dlatego autor nie zastosował najbanalniejszego termostatu. A co do czajnika to niezły pomysł żeby się włączał razem z budzikiem... Mógłby jeszcze śniadanie przygotować ;D

  • #30 16 Cze 2010 22:55
    henry57
    Poziom 11  

    Do autora projektu. Czy możesz zamieścić schemat tego układu?.