Miałem ostatnio potrzebę zrobić mały termostat, który będzie dość przyzwoicie trzymał temperaturę, a warunkiem było jej nie przekraczanie. Pomyślałem, że zanim go oddam to jeszcze go zdążę tu opisać... a i będzie kolejny przykład, że Attiny 13 potrafi więcej niż tylko miganie diodą
Było już wiele termostatów na elektrodzie, ale tak małego z regulacją grupową sobie nie przypominam. Generalnie zadanie można by w zasadzie wykonać na jednym wzmacniaczu operacyjnym tylko, że wtedy nie mógłbym liczyć na stabilność temperatury, która to bardzo skokowo by się zmieniała w okolicy tej potrzebnej. Jako że układ miał być tani i prosty padło na mój jakże ulubiony Attiny13
Żeby wiedzieć jaka jest aktualna temperatura trzeba sobie załatwić jakiś dokładny termometr gdyż ten układ tylko ją stabilizuje.
Co ten termostat może ?...
...może przede wszystkim stabilizować dość dokładnie temperaturę zwykłym termistorem NTC. Może też grzać na maksa albo chłodzić jeśli jest za gorąco. Wyjście dla grzałki zrealizowane jest na triaku natomiast chłodzenie na zwykłym przekaźniku, który może załączać wentylator. Można oczywiście z tej opcji zrezygnować i zostawić samo grzanie. Ważna kwestia - jak wprowadzić temperaturę do stabilizacji? - służy do tego przycisk funkcyjny, którego dłuższe przytrzymanie (2s) zapamiętuje aktualną temperaturę i ją właśnie będzie utrzymywał (nawet po wyłączeniu - zapisuje do EEPROM). Zapamiętanie temperatury sygnalizowane jest mignięciem zielonej diody na 0,5s. W trybie stabilizacji świeci cały czas zielona dioda i jeśli układ dogrzewa to żółta, a przy chłodzeniu - czerwona. Jeśłi temperatura jest taka jak zapamiętana to świeci tylko zielona dioda. Krótkie wciśnięcie powoduje wejście w tryb ręczny (gaśnie zielona dioda) i cykliczne przełączanie się między stałym grzaniem (świeci żółta), stałym chłodzeniem (świeci czerwona) i trybem auto czyli tym najważniejszym (świeci oczywiście dioda zielona) - funkcja prosta ale bardzo przydatna przy początkowym ustalaniu temperatury.
Trochę od środka...
Pomiar jak łatwo się domyśleć zrealizowany jest na wewnętrznym przetworniku analogowo-cyfrowym mikrokontrolera. Aby był jak najdokładniejszy wyciągana jest średnia z 64 pomiarów dzięki czemu w dość dużym stopniu można odsiać szumy (zrobiłem test na pojedynczym badaniu - ... hmm, jakość pomiaru dyskusyjna była). Chłodzenie załącza się gdy temperatura zmierzona przekroczy ustawioną o jedną jednostkę z 1024-ech czyli zapamiętana temperatura+1, natomiast wyłącza się gdy temperatury się zrównają. Aby wyeliminować stany przejściowe (1 jednostka to jednak niewiele i może skakać pomiędzy pomiarami) załączanie/wyłączanie przekaźnika zrobione jest z 0,5s opóźnieniem.
No i doszliśmy do najważniejszej opcji czyli grzania. Algorytm jest tak rozwiązany, że moc grzałki ograniczana jest w miarę wzrostu temperatury czyli czym bliżej do tej zapamiętanej tym mniej mocy podaje triak. Sterowanie oparte jest na wspomnianej na początku regulacji grupowej. Regulacja jest 10-o punktowa z przyrostem co 2 jednostki (z 1024-ech) czyli zaczyna się 20 jednostek przed zapamiętaną temperaturą i proporcjonalnie co dwie jednostki zmniejsza moc aż do zera. Z wartościami jak na schemacie spokojnie można stabilizować temperaturę od około 25 do 100 stopni.
Układ jak widać jest zasilany prosto z sieci i co ciekawego nie ma z nią synchronizacji(!) Zabieg może rzadko stosowany, ale jeśli można przez to uprościć układ to dlaczego nie... zastosowanie optotriaka z włączaniem w zerze zadba aby był pełen okres napięcia, a ustawiona częstotliwość przerwań w uC wystarczająco się synchronizuje. Nawet jak zgubi raz na jakiś czas impuls to przy grzałce jest to praktycznie nie istotne. Zresztą próby, które robiłem w pełni to potwierdziły nawet na zwykłej żarówce. Zła wiadomość jesli ktoś ma w domu w gniazdku 60Hz - oczywiście to żart
- w każdym razie przy tej częstotliwości układ się już może nie pozbierać do prawidłowego działania...
Źródła, które powstało w BASCOM nie udostępnię natomiast pliki bin i hex dla chętnych w załączniku. W nowym procku można nic nie przestawiać (zegar na 1,2MHz fusy bez zmian)
Koszt całości nie przekroczył 30zł nie licząc czasu poświęconego na napisanie programu.
UWAGA! W układzie występuje niebezpieczne wysokie napięcie. Należy zachować ostrożność przy uruchamianiu!
Zapraszam do komentowania. Na pytania w miarę możliwości odpowiem
.Cool? Ranking DIY
A w razie potrzeby obecny układ można uzyskać mostkiem do N na listwie.
