
Witam
Tym razem przedstawiam mój prosty sterownik do pieca.
Prezentowany układ jest prostym sterownikiem centralnego ogrzewania, większość opcji została na stałe zaszyta w programie aby maksymalnie ułatwić obsługę nawet przez osoby starsze lub oporne na nowoczesne rozwiązania. Układ jest odpowiedzią na wielokrotne pytania odnośnie ulepszenia bądź modyfikacji
starego sterownika. Do prezentacji wskazań został wykorzystany trój-cyfrowy wyświetlacz LED, a dwie główne nastawy (temperatura na piecu i moc wentylatora/dmuchawy) zrealizowane są za pomocą zwykłych potencjometrów obrotowych. Sterownik pracuje w dwóch trybach (letnim i zimowym) pozwalając nastawić się albo na optymalizację pracy pompy tylko pod grzanie wody, albo na wykorzystanie w pełni ciepła zgromadzonego w piecu i bojlerze do ogrzewania domu zimą. Taki sposób sterowania sprawia że układ z powodzeniem pracuje w bardzo prostych instalacjach centralnego ogrzewania, gdzie mamy do czynienia z jedną pompką i brakiem jakichkolwiek zaworów trój-drogowych.
Schemat ideowy sterownika przedstawiony jest na rysunku poniżej. Sercem układu jest mikrokontroler U3 (ATMEGA8-PU), pracujący na wewnętrznym oscylatorze 8MHz. Rezystor R5 (10k) zapewnia poprawną polaryzację wejścia resetu a złącze PROG1 (AVRPROG) umożliwia zaprogramowanie mikrokontrolera. Kondensator C4 (100nF) filtruje wewnętrzne napięcie referencyjne dla przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC) wewnątrz mikrokontrolera U3. Komunikaty i zmierzone temperatury prezentowane są na trój-cyfrowym wyświetlaczu siedmio-segmentowym W1 (TOT-5362BMR-B), przystosowanym do multipleksowania. Rezystory R7 (330R), R8 (330R) oraz R10-R15 (330R) ograniczają prąd struktur LED wyświetlacza. Anody W1 sterowane są za pomocą tranzystorów T2-T4 (BC556), których prądy baz ograniczane są za pomocą rezystorów R2-R4 (3,3k). W układzie pracują dwa czujniki temperatury U2 (DS18B20) oraz U4 (DS18B20) pracujące na dwóch oddzielnych magistralach 1-Wire. Rezystory R6 (4,7k) oraz R9 (4,7k) zapewniaja prawidłowe podciąganie szyn danych obu magistral do +5V. Tranzystor T1 (BC556), którego prąd bazy ograniczany jest za pomocą R1 (3,3k), pracuje jako element wykonawczy dla brzęczyka piezo BZ1 (BUZZER), umożliwiając generację sygnałów dźwiękowych.

Potencjometry i przyciski kontrolujące pracę sterownika podłączone są do dwóch kanałów ADC w układzie U3. Elementy R16 (10k), R17 (910R) oraz P1 (10k) tworzą dzielnik i zapewniają poprawne napięcia na wejściu przetwornika w przedziale 0-2.56V. Dzięki takiej konstrukcji jeden kanał przetwornika pozwala obsłużyć zarówno potencjometr P1 jak i mikroprzycisk SW1 (uSw 6mm). Dzięki R17 napięcie na wejściu przetwornika podczas kręcenia potencjometrem zawsze jest większe od ok. 200mV, co pozwala wykryć przypadek wciśnięcia przycisku, które generuje napięcia bliskie 0V. Kondensator C7 (10nF) stanowi prosty filtr napięcia. W drugim kanale przetwornika elementy R20 (10k), R22 (910R), P1, C8 (10nF) i SW2 (uSw 6mm) działają analogicznie, dając drugi element regulacyjny i drugi przycisk.
Elementami wykonawczymi są triaki TR1 (BTA12-600B) i TR2 (BTA12-600B), których prąd bramek ograniczany jest rezystorami R18 (220R) i R21 (220R). Izolację optyczną zapewniają optotriaki OPT1 (MOC3041) i OPT2 (MOC3041), prąd ich diod ograniczany jest przez R19 (100R) i R23 (100R). Diody D1 (LED G) i D2 (LED G) pełnią rolę kontrolek zadziałania układów wykonawczych. Obwody zasilania zbudowane są w oparciu o stabilizator U1 (7805). Kondensatory C1 (100uF/35V), C2 (47uF/25V) oraz C3 (100nF) zapewniają filtrację zasilania i poprawną pracę stabilizatora. Złączem zasilającym jest GP1 (NS25-W2). Elementy J1 (JMP) i J2 (JMP) (nieużywane w podstawowej wersji sterownika) dają pole manewru do rozbudowy układu. Zworki te zostały podłączone do dwóch kolejnych kanałów ADC, co umożliwia zastosowanie podobnych układów jak w przypadku P1 i P2 (10k). Element J3 (JMP) jest dodany nadmiarowo, służy jako złącze masy, w przypadku gdyby piny MISO i SCK na złączu programującym były potrzebne do innego zastosowania.
Obsługa:
Sterownik został tak zaprojektowany aby nie posiadał skomplikowanej procedury ustawień. Nie ma żadnego menu w którym dokonujemy ustawień - większość z opcji została zaszyta na stałe w programie i nie ma konieczności dokonywać żadnych zmian. Podczas normalnej pracy na wyświetlaczu cały czas prezentowana jest temperatura na piecu. Krótkie naciśnięcie przycisku Bojler/Lato/Zima sprawi że będzie można sprawdzić temperaturę na bojlerze. Przytrzymanie tego przycisku przez kilka sekund przełącza tryb pracy pompy: Lato lub Zima.
- Lato (na wyświetlaczu U0) - w tym trybie praca pompy zależy od różnicy między temperaturą na bojlerze a temperaturą na piecu oraz od temperatury minimalnej. Pompa pracuje po przekroczeniu przez piec temperatury minimalnej PmpTmin (typowo 40 stopni) ale tylko w przypadku gdy temperatura na piecu jest większa od temperatury na bojlerze, co najmniej o wartość ustawionej histerezy PmpHistH (typowo 7 stopni). Pompa przestanie pracować gdy ta różnica temperatur będzie mniejsza niż druga histereza PmpHistL (typowo 3 stopnie), lub gdy temperatura na piecu spadnie o wartość PmpHistL poniżej temperatury minimalnej.
- Zima (na wyświetlaczu U1) - w tym trybie praca pompy zależy tylko od temperatury minimalnej. Pompa pracuje po przekroczeniu przez piec temperatury minimalnej PmpTmin (typowo 40 stopni), a przestanie pracować gdy temperatura na piecu spadnie o wartość PmpHistL (typowo 3 stopnie) poniżej temperatury minimalnej.
Za pomocą pokręteł Wentylator i Temperatura dokonujemy odpowiednio regulacji mocy dmuchawy (typowo 30-100%) oraz docelowej temperatury na piecu (typowo 45-90 stopni). Po przekręceniu któregokolwiek z pokręteł na wyświetlaczu pojawi się i będzie migać aktualnie ustawiana wartość. Po kilku sekundach bezczynności sterownik powróci do wyświetlania temperatury na piecu. Za pomocą przycisku Start/Stop sterujemy trybem pracy nadmuchu, który działa niezależnie od ustawienia pompy. Wentylator pracuje w jednym z 3 trybów pracy:
- Stop/Wyłączony (na wyświetlaczu C0) - w tym trybie nadmuch jest wyłączony i zablokowany. Sterownik nie może go uruchomić niezależnie od zmierzonych temperatur i innych jakie panują w układzie. Układ przechodzi do tego trybu po wystąpieniu alarmu lub ręcznym wyłączeniu.
- Stop/Oczekiwanie (na wyświetlaczu C1) - w tym trybie nadmuch jest wyłączony i oczekuje na możliwość automatycznego uruchomienia (przejścia do trybu Praca), co nastąpi gdy na piecu temperatura będzie większa od wartości TAutoS (typowo 50 stopni). Sterownik jest w tym trybie po włączeniu zasilania lub po wypaleniu się opału, gdy temperatura nie wzrasta przez czas IncrTTime (typowo 20 min).
- Praca (na wyświetlaczu C2) - w tym trybie wentylator pracuje na dwa sposoby: praca ciągła i przerywana. Gdy temperatura na piecu jest poniżej temperatury docelowej to dmuchawa pracuje ciągle, z ustawioną wcześniej mocą. Gdy piec osiągnął już żądaną temperaturę to dmuchawa pracuje w trybie przerywanym (przedmuch) na podstawie parametrów BlowDelay (typowo 20 min) i BlowWork (typowo 30 sekund), które oznaczają odpowiednio przerwę i czas pracy przedmuchu.
Działanie przycisku Start/Stop zależy od aktualnego stanu sterownika i trybu pracy nadmuchu. Krótkie naciśnięcie tego przycisku ma trojakie działanie. Jeśli sterownik jest w stanie alarmowym (przekroczenie 90 stopni) to sygnał dźwiękowy zostanie wyłączony. Jeśli nie ma alarmu i nadmuch jest w trybie Praca to dmuchawa zostanie zablokowana (dokładanie opału, na wyświetlaczu miga symbol X). Ponowne krótkie naciśnięcie przycisku Start/Stop przywróci normalną pracę (usunie blokadę) dmuchawy. W obu trybach Stop/... krótkie naciśnięcie przycisku Start/Stop wyświetli aktualny tryb pracy (C0 czy C1). Przytrzymanie tego przycisku przez kilka sekund pozwala przełączyć nadmuch do trybu Praca. Gdy aktualnie sterownik jest w tym trybie pracy, nastąpi jego wyłączenie i przejście do trybu Stop/Wyłączony.
Fotografie:





Strona domowa projektu: http://mirley.net/prosty_sterownik_co.html
Zapraszam do komentowania, krytykowania i zadawania pytań
Cool? Ranking DIY