Sterownik mieszacza
Zadanie
Celem jaki postawiłem sobie do zrealizowania w ramach tego projektu była realizacja sprawnego mieszacza wody w centralnym ogrzewaniu. Na wstępie jestem wszystkim winny wyjaśnienie czym własciwie jest mieszacz i do czego jest potrzebny. Schematycznie działanie urządzenia jest przedstawione na rysunku obok. Idea jest bardzo prosta, zgodnie z nazwą polega ona na zmieszaniu dwóch strumieni wody- zimnej i cieplej - w celu uzyskania pośredniej temperatury.
Uklady mieszacza są często pomijane w konstrukcji instalacji grzejnikowego CO, nie jest to jednak rozwiazanie optymalne. Układ taki ma jednak szczególne zastosowanie w przypadku ogrzewania podłogowego, przy którym jest niezbędny. Koniczność mieszania wody w tym przypadku wynika z faktu, że temperatura cieczy grzewczej w podłodze nie moze przekraczać 323K, w przypadku projektowanego układu jest to wartość niższa - 318K. Wynika ona z zastosowania w instalacji elektrozaworów przystosowanych do pracy ponizej tej temperatury. Temperatura w kotle musi być wyższa ze względu na występowanie tzw. "roszenia" powodującego korozje. Dodatkowo praca pieca wiąże się ze słyszalnym szumem, więc w przypadku nagrzewania go do 360K i późniejszym mieszaniu czynnika grzewczego zminiejszając częstotliwość włączania kotła zwiększymy komfort mieszkania.
Powyższe problemy można rozwiązać w sposób czysto mechaniczny, stosując zawór termostatyczny. Jego działanie powoduje jednak duże fluktuacje temperatury, de facto uniemożliwiając jej precyzyjne ustawienie. Dokładna regulacja temperatury czynnika grzewczego umożliwia zmniejszenie kosztów ogrzewania poprzez zmniejszenie temperatury cieczy grzewczej przy wysokich temperaturach na zewnątrz. Podnoszenie natomiast zgodnie z koniecznością przy temperaturach niskich.
Realizacja w układzie CO
Początkowo skłanialem się ku realizacji mieszania wody za pomocą dwóch zaworów sterowanych silnikami krokowymi. Rozwiązanie to wiązało się jednak z pewnymi trudnościami mechanicznymi- przełożenia z silników na zawory. Połączenie to musialby być bezawaryjne, mechaniczna część zadania wymagała by przerowadzenia testów sprawności i awaryjności. Dlatego mając na celu osiągnięcie urządzenia bezpiecznego dla instalacji, oraz nie mnożenie dodatkowych problemów postanowiłem wykorzystać rozwiązanie profesjonalne w postaci zaworu trójdrogowego.
Do zaworu tego podłączamy zródła wody ciepłej, zimnej i wyjście. Dostępne są dwie najbardziej popularne wersje takich zaworów. W ostatecznie przeze mnie zastosowanym zawór otwiera żródła proporcjonalnie do przyłożonego napięcia sterującego od 0 do 10V. Zawor zasilany jest oddzielnie napieciem stalym o wartosci 24V.
Sterownik
Kluczowymi dla pracy sterownika są czujniki temperatury, w układzie stosuję czujniki ds18b20 podłączone do wspólnej magstrali. Sercem układu jest mikrokontroler klasy AVR - AtMega8L. Komunikacje z urzytkownikiem zapewnia cztero przyciskowa klawiatura, oraz wyświetlacze. Układ przygotowany został do pracy zarówno z dwucyfrowym wyświetlaczem diodowym, jak i monochromatycznym graficznym wyświetlaczem LCD ze sterownikiem PCD 8544. Wyswietlacze takie stosowane były np.w telefonach Nokia 3310.
Program sterujący w równych odstępach czasu mierzy temperature na wyjściu, oraz porównuje ją z ustawioną temperaturą dla zmieszanej wody. W przypadku niezgodnosci wiekszej niz 0.5K ponownie ustawia proporcje mieszania wody ciepłej i zimnej na podstawie bieżących pomiarów ich temperatury. Po odczekaniu czasu związanego z bezwładnością ponawia pomiar temperatury wody zmieszanej.
Proba wzmacniania sygnalu z nozki PB1 (OCR1A), na której napiecie jest regulowane za pomoca PWM, nie powiodla sie. Sygnal z nozki jest przekazywany na uklad ze wzmacniaczem operacyjnym ua741, wymagajacym zasilania symetrycznego. Schemat ukladu wzmacniajacego znajduje sie ponizej.
Po przeprowadzeniu testow w instalacji CO, wyregulowaniu wartosci zwiazanych z oczekiwaniem na stabilizacje uklad pracuje sprawnie. Czas ustabilizowania temperatury wyjscia po dokonani zmiany jej ustawienia o 15K wynosi okolo 3 minut. Dodatkowo sterownik reaguje na spadek temperatury na kotle ponizej 313K zamykajac pobor cieplej wody do czasu podgrzania kotla. Podobnie reaguje w przypadku przekroczenia granicznej temperatury 318K, bledu w obsludze czujnikow lub w sytuacji tzw. cieplego powrotu. Za pomoca przyciskow mozemy nie tylko ustawic rzadana temperature, ktora przechowywana jest w pamieci EPROM, ale rowniez zmienic informacje prezentowane na ekranie lcd. Oczywiscie w przypadku programu dzialajacego w oparciu o wyswietlacz ledowy znaczenie klawiszy jest inne.
Efekty pracy
programy na mikrokontroler pobrać można ze strony:
http://studenci.fuw.edu.pl/~mstol/mieszacz
[/img]Cool? Ranking DIY
(pozatym nie widziałem sterowników mieszaczy, ale może zaglądam rzadko)
, wyciska się sok a nie guzik 
..