logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Termostat do termy grzewczej

magik128 22 Sty 2008 18:16 26198 40
REKLAMA
  • Termostat do termy grzewczej

    Witam

    Swego czasu opracowałem projekt mikroprocesorowego sterownika termy grzewczej dla pewnego użytkownika

    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic900683.html

    Pech chciał że w ostatnim czasie padł mi fabryczny termostat w mojej termie i trzeba było szybko założyć coś nowego :) (Rozumiecie co oznacza brak ciepłej wody)

    Założenia:
    -Stabilizowanie temperatury wybranej przez użytkownika
    -Regulowana szerokość histerezy
    -Element wykonawczy triak lub przekaźnik
    -Urządzenie zabezpieczone przed ingerencją młodszego rodzeństwa ;)
    -Ustawienia niekasowane przy zaniku zasilania

    Wykonanie:
    Całość została wykonana szybko i z elementów z odzysku (nacisk rodziny na szybkość przywrócenia ciepłej wody :) ). Jako że fabryczny termostat padł na weekendzie, a do najbliższego elektronicznego mam około 30km układ był wykonany z tego co miałem na miejscu:
    Termostat do termy grzewczej

    Jako czujnika użyłem LM35. Zastosowałem uśrednianie wyników w czasie przybliżonym do jednego okresu sieci (aby zmniejszyć wpływ zakłóceń przydźwięku sieciowego). Czujnik został wysmarowany pastą termo przewodzącą i włożony do miedzianej rurki. Jako element wykonawczy użyłem przekaźnika 16A.

    Programowanie sterownika:
    Aby zaprogramować sterownika należy podczas jego włączenia do sieci trzymać przycisk menu (czerwony). Układ przechodzi wtedy do programowania temperatury nominalnej:
    Termostat do termy grzewczej

    Po jej ustawieniu naciskamy jeszcze raz przycisk menu, aby przejść do ustawienia szerokości histerezy:
    Termostat do termy grzewczej

    Aby zakończyć programowanie (parametryzowanie),należy jeszcze raz nacisnąć menu. Układ w tym momencie przejdzie do normalnej pracy
    Termostat do termy grzewczej

    Na LCD widzimy kolejno:
    -Napis praca! -oznacza że element wykonawczy jest załączony
    -Aktualną temperaturę
    -ustawienia temperatury nominalnej i histerezy

    Wszystkie ustawienia są zapisywane do pamięci EEPROM,tak więc przy zaniku zasilania nie są kasowane. Układ po powrocie zasilania kontynuuje swoją prace.



    A oto parę fotek mojego termostatu
    Termostat do termy grzewczej

    Termostat do termy grzewczej

    Termostat do termy grzewczej

    Co do estetyki...układy był robiony na prędce i z tego co znalazłem w domu...wiem że nie wygląda to cudnie,ale ważne że działa...Liczę na wyrozumiałość :)


    W załączniku schematy obu wersji (triak i przekaźnik),wsady do procesora i dla wersji z przekaźnikiem płytka drukowana (protel99se, obraz jpeg)

    Termostat do termy grzewczej


    Pozdrawiam
    Załączniki:
    • Termostat do termy grzewczej płytka 70x50mm.jpg (136.62 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
    • pcb.pdf (28.39 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
    • Termostat Uc.rar (255.74 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    magik128
    Poziom 22  
    Offline 
    magik128 napisał 654 postów o ocenie 27, pomógł 20 razy. Mieszka w mieście Okolice Stalowej Woli (Pniów). Jest z nami od 2003 roku.
  • REKLAMA
  • #2 4723661
    paBls16
    Poziom 12  
    Posty: 56
    Ocena: 1
    bardzo pomysłowe urządzenie . Siostra coś takiego chciała to może jej zrobię
  • #3 4723688
    Duch__
    Poziom 31  
    Posty: 2338
    Pomógł: 33
    Ocena: 1598
    Całkiem zgrabnie Ci to wyszło. W jaki sposób działa zabezpieczenie przed rodzeństwem??
  • #4 4723901
    Xaveri
    Poziom 17  
    Posty: 460
    Pomógł: 13
    Ocena: 77
    Zbiornik taki niezaizolowany - straty energii ogromne :/.
  • #5 4723926
    jarkem
    Poziom 16  
    Posty: 271
    Pomógł: 4
    Ocena: 7
    Histereza +/- 25 stopni przy aktualnej 23 (widać na fotografii)?? 50 stopni w histerezie to sporo... Ale skoro to ma praktyczne zastosowanie... Programowo ograniczyłbym jednak aż taką dużą histerezę... Ogólnie ok, choć oczywiście można mniejsze to wykonać i bezpieczniejsze - obudowa powinna być z większym IP, wg mnie:)
  • REKLAMA
  • #6 4723982
    mavin
    Poziom 13  
    Posty: 58
    Pomógł: 2
    Ocena: 2
    Xaveri napisał:
    Zbiornik taki niezaizolowany - straty energii ogromne :/.


    Przyjrzyj się dobrze. Zbiornik jest w izolacji z czarnej pianki!
    Jeśli chodzi o urządzonko to jest zapewne bardzo przydatne.

    Pozdrawiam!
  • #7 4724440
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Cytat:
    Zbiornik taki niezaizolowany - straty energii ogromne :/.


    Zbiornik jest tak jak wyżej kolega napisał w izolacji z pianki



    Cytat:
    W jaki sposób działa zabezpieczenie przed rodzeństwem??


    U młodszych to normalne jak widzą przycisk że trzeba go nacisnąć:) Przyciski działają tylko podczas parametryzowania (przy włączaniu do sieci). Przy normalnej pracy można je naciskać do woli,urządzenie nie zareaguje.



    Cytat:
    Histereza +/- 25 stopni przy aktualnej 23 (widać na fotografii)?? 50 stopni w histerezie to sporo... Ale skoro to ma praktyczne zastosowanie... Programowo ograniczyłbym jednak aż taką dużą histerezę...


    Ta histereza to tylko tak przykładowo, bo ta fotka była robiona gdy pisałem program. Normalnie pracuje teraz z histerezą +/- 5 stopni Celsjusza dla temperatury nominalnej 50 stopni (widać na fotkach termostatu na ścianie)
  • #8 4724525
    dzg4
    Poziom 31  
    Posty: 1687
    Pomógł: 129
    Ocena: 356
    Witam. Bardzo ładnie. Proponuję zastosować gasik na styki wykonawcze przekaźnika.
  • #9 4724549
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Niestety nie słyszałem nigdy o gasikach. Miałem bardzo małą styczność z przekaźnikami,a przyznam że martwi mnie możliwość zespawania się styków.Myślałem nawet żeby jakiegoś oleju nalać do przekaźnika (żeby gasił łuk powstający przy zmianie stanu),ale czy to jest ten właśnie gasik nie mam pojęcia...
  • #10 4724631
    zbyszekdor
    Poziom 11  
    Posty: 8
    Ocena: 3
    Zrobiłem coś podobnego, dodatkowo zabezpieczyłem grzałkę termicznym bezpiecznikiem który był już fabrycznie umieszczony w grzałce po prostu bezpiecznik-przekaźnik-bezpiecznik termiczny (chyba był 95 czy 98’C )–grzałka. Najpewniej polecam
  • #11 4724663
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Także mam fabryczny termik i jest on zainstalowany
  • #12 4724681
    dzg4
    Poziom 31  
    Posty: 1687
    Pomógł: 129
    Ocena: 356
    Tak to jest dokładnie gasik, i tu chodzi o powodowanie zakłóceń radioelektrycznych a może mniej o łuczek elektryczny. Styki przekaźnika są na to odporne.
  • #13 4724880
    pitersan15
    Poziom 12  
    Posty: 29
    Ocena: 13
    mavin napisał:
    Xaveri napisał:
    Zbiornik taki niezaizolowany - straty energii ogromne :/.


    Przyjrzyj się dobrze. Zbiornik jest w izolacji z czarnej pianki!
    Jeśli chodzi o urządzonko to jest zapewne bardzo przydatne.

    Pozdrawiam!



    Zaizolowany ale nie do końca u mnie poza pianką jest także owinięty dość grubą folią aluminiwą. A co do urzadzenia, bardzo dobrze wykonane i praktyczne.
    Pozdrawiam
  • #14 4724913
    Anaakin2004
    Poziom 13  
    Posty: 49
    Pomógł: 1
    Witam. jeśli autor chce pozbyć się przekaźnika - czyli części mechanicznych, według mnie najlepszym rozwiązaniem jest użycie tranzystora MOSFet-a, można bez trudu znaleźć o założonych parametrach pracy. Lub w przypadku pracy tylko z prądem zmiennym - Tyrystor.
  • REKLAMA
  • #15 4725076
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Oj ktoś chyba nie doczytał opisu... Zastosowałem przekaźnik bo to miałem akurat pod ręką na odpowiedni prąd.Jeżeli już to nie tyrystor tylko triak. Dla triaka też jest wersja przygotowana i załączona w załączniku.
  • #16 4725736
    TheWiktus
    Poziom 19  
    Posty: 378
    Pomógł: 9
    Ocena: 8
    Kolega Anaakin2004 lubi sobie komplikować życie jak widzę ,triak byłby chyba najlepszym wyjściem.
    Od siebie dodam ,że wymiana przekaźnika na triak bardzo podniosłaby niezawodność urządzenia.
  • #17 4725910
    datch
    Poziom 13  
    Posty: 70
    Pomógł: 2
    Ocena: 6
    Witam moim zdaniem urządzonko dobrze wykonane z wieloma możliwościami ustawień i w piwnicy chyba nikt się nie przyjmuje wyglądem wiec daje 5/5. A Panu 4 posty wyżej to chyba cos się pomyliło tu taj nie opisujemy swoich bolierow, jakie ta są super Ohhh Ahhh. Pozdrawiam.
  • #18 4726169
    lechoo
    Poziom 39  
    Posty: 5161
    Pomógł: 377
    Ocena: 546
    O przekaźniki nie ma co się martwić dopóki przełączają obciążenie rezystancyjne, a takim niewątpliwie jest grzałka.
  • #19 4726722
    Xaveri
    Poziom 17  
    Posty: 460
    Pomógł: 13
    Ocena: 77
    mavin napisał:
    Xaveri napisał:
    Zbiornik taki niezaizolowany - straty energii ogromne :/.


    Przyjrzyj się dobrze. Zbiornik jest w izolacji z czarnej pianki!
    Jeśli chodzi o urządzonko to jest zapewne bardzo przydatne.

    Pozdrawiam!


    Faktycznie :). Zmyliły mnie te "zgrzewy" na piance - wyglądają jak spawy...
  • #20 4726819
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Kolega Xaveri ma chyba jakiś problem z monitorem :) . Tam nie ma żadnych zgrzew tylko są miejsca w których poszczególne części płaszcza pianki się łączą.


    A tak na marginesie to jest termostat pierwotny. Jak tylko znajdę czas będę robił nowy,w którym temperaturę i histerezę będzie można powiązać z aktualną godziną. Będzie też czujnik na piecu, dzięki któremu układ będzie wiedział czy potrzebne jest wogóle dogrzewanie ( w mojej instalacji piec CO ogrzewa także wodę).Jako czujników będę używał DS18b20,poza tym będzie jeszcze sterowanie pompki obiegowej.

    Pozdrawiam
  • #21 4727101
    Xaveri
    Poziom 17  
    Posty: 460
    Pomógł: 13
    Ocena: 77
    magik128 napisał:
    Kolega Xaveri ma chyba jakiś problem z monitorem :) . Tam nie ma żadnych zgrzew tylko są miejsca w których poszczególne części płaszcza pianki się łączą.


    Kończmy już ten offtop... Jak pierwszy raz na to patrzyłem, to nie zauważyłem pianki - całość zbytnio przypomina mi mój zbiornik pomalowany na czarno stojący na ogrodzie i podgrzewający wode do podlewania pomidorków i takich tam... Sugestia była zbyt silna ;).
  • #22 4727163
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Oczywiście nie miałem zamiaru nikogo obrażać.Chciałem tylko w żartobliwy sposób zwrócić uwagę na te szczególiki. Jeżeli poczułeś się urażony to przepraszam...i obiecuje poprawę


    Koniec o zbiorniku...temat dotyczy sterownika
  • #23 4727787
    dezydery
    Poziom 15  
    Posty: 89
    Pomógł: 12
    Ocena: 2
    Witam
    Założenia co do pracy urządzenia są jak najbardziej słuszne, co do rozwiązania to:
    1.Zasilanie-klasyczne książkowe rozwiązanie dobrze działające na biurku,w warunkach rzeczywistych należy stosować odpowiednie dławiki na zasilaniu lub filtry emc, dobrze sprawdzają się dławiki serii blm firmy Murata.Dławiki ograniczą wnikanie zakłóceń poprzez zasilanie jak również zapobiegną nadmiernemu przenikaniu zakłóceń od procesora do sieci energetycznej.
    -należałoby zastosować szersze ścieżki zasilające procesor, tak aby ich impedancja była jak najmniejsza,a długość jak najkrótsza,
    -brak wylanej masy pod procesorem

    2. Czujnik temperatury
    -brak odpowiedniej filtracji zasilania
    - brak filtru na wyjściu przetwornika temperatury (należałoby zastosować prosty filtr RC z dość dużą stałą czasową, który w sposób znaczący zminimalizowałby wnikanie zakłóceń do przetwornika A/C)

    3.Wisząca noga resetu
    -chcąc mieć urządzenie odporne na zakłócenia należy koniecznie zastosować rezystor podciągający(kilka kOhm) pomimo że producent twierdzi iż takowy istnieje wewnątrz układu

    4.Układ gasikowy
    - styki należałoby zabezpieczyć szeregowo połączonym rezystorem kilka Ohmów i kondensatorem kilkadziesiąt nF
    -można pokusić się o zrównoleglenie styków warystorem

    Co do oprogramowania to nic nie wiadomo na temat konfiguracji watchdoga układu BOD, POR więc się nie wypowiadam.
    Proponuję potestować układ w warunkach silnych zakłóceń np podłączyć jego zasilanie w pobliżu starej lodówki,czy w pobliżu lutownicy transformatorowej którą będziemy szybko włączać i wyłączać, w pobliżu pracującej wiertarki,spawarki.Jak zachowa się układ gdy zbliżymy do niego dzwoniący telefon komórkowy, co wówczas pokaże miernik temperatury?

    Reasumując:
    - układ świetnie nada się do celów dydaktycznych
    -nie należy stosować rozwiązań z płytek testowych, devboardów do zadań ambitniejszych niż mruganie diodami led
    -w warunkach silnych zakłóceń układ może zaliczać częste "zwisy" których występowania autor może nie być świadomy w przypadku dobrze działającego watchdoga
    - w przypadku gdyby autor chciał skomercjalizować urządzenie to podczas testów kompatybilności elektromagnetycznej przy pierwszym lepszym strzale ESD procesor z dużym prawdopodobieństwem pójdzie w "zaświaty" i nawet watchdog mu nie pomoże.

    Pozdrawiam
  • REKLAMA
  • #24 4728512
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Aż miło było przeczytać:) a teraz jeszcze milej odpowiem na kilka zadanych mi pytań

    1.Zgadzam się z tymi dławikami (jedyny jaki zastosowałem to dławik dla napięcia odniesienia). Doskonale wiem żeby się przydały,lecz niestety czas montażu i ilość elementów miałem ograniczoną. Jednakże byłem świadom tych zakłóceń.Co do ścieżek i braku wylanej masy całkowicie się zgadzam.

    2.W miejscu w którym jest przylutowany przewód zasilający od czujnika jest kondensator 100nF. Co do obwodu RC na linii wyjściowej czujnika, to obawiam się że mógłby całkować sygnał.

    3.Co do resetu to sugerowałem się notą katalogową

    4.Styki wyjściowe ? Rezystor kilka Ω szeregowo.,a co ze stratami na nim?

    5. POR i BOD włączone.BOD ustawiony na 4V.

    6.Sprawdzałem telefonem kom podczas dzwonienia (nokia 6103).Procesor nie zawisł,wskazanie było stałe.Sprawdzałem jeżdżąc dokoła obudowy i trzymając antenę przy samym kablu w różnych miejscach. Zabawy z lutownicą transformatorową (taka sam procedura jak z telefonem,lutownica 100W) przy pracy ciągłej jak i "strzelaniu" nie wskazały żadnych zmian temp lub zwisu procesora. Co do "strzału" ESD nie mam pojęcia,ale z wielką chęcią bym się przekonał.

    Podsumowując, bardzo mnie cieszy że ktoś zadał te pytania (lub stwierdzenia).Jak widać jest jeszcze sporo osób z naprawdę dużą wiedzą na naszym forum.

    Pozdrawiam
  • #25 4733172
    dezydery
    Poziom 15  
    Posty: 89
    Pomógł: 12
    Ocena: 2
    Witam
    Jeśli chodzi o układ gasikowy to miałem na myśli szeregowe połączenie rezystora i kondensatora, taki dwójnik dołączamy równolegle do styków przekaźnika więcej można znaleźć tu:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic639040.html
    Jesli chodzio o filtr z pomiędzy czujnikiem a wejściem przetwornika A/C to szybkość zmian temperatury nie będzie większa niż 1°C/sekundę, więc filtr ze sporą stałą czasową(oczywiście w granicach rozsądku) odetnie nam szybkozmienne sygnały indukujące się na przewodach czujnika, może to tylko poprawić stabilność odczytu temperatury.Można też zaimplementować programowy filtr cyfrowy wewnątrz mikrokontrolera.
    Odnośnie sprawdzania odporności na zakłócenia to sposoby które podałem wzięte są z "palca" i są czysto amatorskie i najprostsze do przeprowadzenia, w praktyce podczas badania impulsy zakłócające są rzędu kilovoltów a czasy ich trwania rzędu pojedyńczych mikrosekund.Trudno jest więc zapewnić podobne warunki w domu, ale wstępną weryfikację można przeprowadzić.
    Poniżej zamieszczam przykład zasilacza który przeszedł testy na zaburzenia typu surge(strzał impulsów w linię zasilającą).Autorem rozwiązania jest kol Pitlab i prezentował je niegdyś na elektrodzie.
    Pozdrawiam i życzę udanych konstrukcji
    Załączniki:
    • surge.pdf (55.78 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
  • #26 4733661
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Wiem że prawdopodobnie układ nie przeszedłby żadnych prób EMC. Niemniej lutownica 100W w sąsiedztwie kilku cm daje jakieś porównanie. Co do filtrów cyfrowych,to jest zaimpletowany w programie filtr zaporowy 50Hz (przez uśrednianie w czasie jednego okresu sieci). Poza tym układ nie ma być do celowo sprzedawanym sterownikiem,ale tylko jakimś tymczasowym dla mnie rozwiązaniem.

    AAA co do starej lodówki, to jest ona aż takim źródłem zakłóceń? Przy lodówce prowadziłem wiele prób i to na gołej płytce (ujemne temp) i nigdy nie miałem problemów.

    Kolego Dezydery czy jesteś może w posiadaniu wiedzy,jak wyglądają testy na EMC? Jakie są impulsy wartości itp?

    Pozdrawiam
  • #27 4741392
    rave_drone
    Poziom 11  
    Posty: 8
    Takie prawdziwe testy, to jest ciężko wykonać w warunkach domowych

    http://www.krt.pwr.wroc.pl/pkem/lab4.php
    Jezeli chcesz to moge udostepnic na ten temat cala ksiazke, jest tam napisane jakimi impulsami testuje sie urzadzenie oraz jak bada sie jego emisyjnosc

    Tutaj zasady projektowania urzadzeń pod kątem kompatybinosci
    http://www.compliance-club.com/keith_armstrong.asp



    Znalazlem ta ksiazke:
    http://www.dbc.wroc.pl/dlibra/docmetadata?id=322&from=&dirids=1
  • #28 4746061
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Bardzo dziękuje koledze rave_drone za udostępnione źródła. Jest to bardzo ciekawy temat i z pewnością dokładnie go przestudiuję.
  • #29 4786337
    interside
    Poziom 14  
    Posty: 110
    Pomógł: 2
    Ocena: 22
    Witam
    Wykonałem Twój układ z zastosowaniem triaka niestety mocno sie grzeje (triak 16A) więc mam pytanie czy układ na przekaźniku 16A układ działa bezproblemowo? Zastanawiam sie nad zastosowaniem Przekaźnika http://www.piekarz.pl/index.php?page=offer&item=686 z cewka na 230V sterowania bezpośrednio z optotriaka, w ten sposób nie potrzebował bym napięcia 12V. grzałkę mam 1400W. Czy może lepiej zastosować mocniejszy triak?
  • #30 4790068
    magik128
    Poziom 22  
    Posty: 654
    Pomógł: 20
    Ocena: 27
    Co do triaka to nigdy nie stosowałem ich do tak dużych prądów.Ale przy dużym obciążeniu niezbędny jest radiator. Liczyłem że gdybym zastosował triak w swoim układzie,to musiałbym odprowadzić z niego jakieś 20W ciepła. Ja mam grzałkę 2000W i przekaźnik 16A działa bezproblemowo.

Podsumowanie tematu

✨ Dyskusja dotyczy mikroprocesorowego sterownika termostatu do termy grzewczej, zaprojektowanego jako szybkie zastępstwo po awarii fabrycznego termostatu. Urządzenie stabilizuje temperaturę wybraną przez użytkownika z regulowaną szerokością histerezy, wykorzystując element wykonawczy w postaci triaka lub przekaźnika. Zabezpieczenie przed nieautoryzowaną ingerencją (np. młodsze rodzeństwo) realizowane jest poprzez blokadę przycisków poza trybem parametryzacji przy włączaniu urządzenia. Dyskutowano o izolacji zbiornika (pianka i folia aluminiowa), optymalnej szerokości histerezy (zalecane ±5°C zamiast ±25°C), oraz o konieczności stosowania radiatorów przy triakach dużej mocy. Poruszono temat zabezpieczeń styków przekaźnika za pomocą gasików (układ RC równolegle do styków) w celu ograniczenia zakłóceń radiowych. Wskazano na możliwość zastosowania filtrów RC na wyjściu czujnika temperatury oraz cyfrowych filtrów programowych (np. filtr zaporowy 50 Hz). Omówiono odporność układu na zakłócenia elektromagnetyczne, testy EMC oraz sposoby ich przeprowadzania. Autor planuje rozwinięcie projektu o sterowanie czasowe i dodatkowe czujniki (DS18B20) oraz sterowanie pompą obiegową. Wskazano, że przekaźnik 16A działa bezproblemowo z grzałką 2000W, natomiast triak wymaga radiatora i może się mocno nagrzewać. Poruszono także kwestie dokładności nastaw temperatury i histerezy, z propozycją zwiększenia rozdzielczości do 0,2°C oraz zmiany charakterystyki histerezy na jednostronną. Użytkownicy pytali o oprogramowanie do edycji schematów (Protel 99 SE) oraz o dokumentację projektu, która jest dostępna w pierwszym poście tematu.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA