РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >

Теги статьи: Термостат

Термостат для управления мощным нагревателем

Автор: Shadows1994
Опубликовано 22.03.2023
Создано при помощи КотоРед.

Здравствуйте!

Может проект кому-то будет интересен. Я работаю вахтами на промысловых судах 6 через 6 месяцев. И так случилось, что на этот раз в моей каюте обогреватель был без термостата и работал на полную. В итоге получилась такая ситуация, что с ним ночью жарко, а без него холодно). Ещё в промысловом рейсе пришла идея сделать термостат, который бы контролировал температуру в каюте, а точнее в районе мооей кровати:З
 
Я задлся следующими требованиями к устройтву:
Устройство должно быть безопасным!  Поэтому была реализована стандартная защита плавким предохранителем. А так-же програмная защита от перегрева внутри корпуса (реле, силовые провода). По достижению температуры в 60(70, 80) градусов программа разомкнёт линию, на дисплее появится соответствующие сообщение с температурой реле, и после того как температура опустится на 5 градусов позволит пользователю продолжет работать после нажатия кнопки +. Я сначала думал реализовать автоматическое восстановление работы, но потом подумал, что это может быть не безопасно. 
 
Устройство должно иметь 2 типа регулировки. По минимальной температуре и максимальной. Тут всё просто. можно выставить температуру по достижении которой напряжение не будет подаваться на нагрузку, и температуру по достижении которой нагрузка будет снова подключена.
 
Устройство должно сохранять настройки в энергонезависимую память. Для установки максимальной температуры необходимо удерживать кнопку + в течении 1 секунды, после на дисплеи появится стрелочка указывающая на пункт который будет настраиваться. Кнопками + и - можно изменять значение. Для выхода из настройки нужно зажать кнопку -. После выхода из режима установи настройки не явно для пользователя сохранятся в энергонезависимую память. Для настройки нижнего порога температур всё наоборот. Зажать необходимо -, выставить температуру кнопками + и -, зажать + для выхода и сохранении настроек. 
 
Устройство должно иметь индикацию работы и текущего процесса.  Для этого используется световая индикация на лицевой панеле. Красный светодиод - нагрев, синий - ожидание. Так же на дисплеи будет анимация надписи Heating и Waiting. 
 
Устройство не должно ночью освещать всю комнату. Для этого светодиоды на лицевой панеле настроены лишь на 10% яркости, а подсветка дисплея автоматически выклчается через 30 секунд простоя. При взаимодействии с любой кнопкой подсветка сразу влючится.
 
Устройство должно быть простым в обращении. Включил и работает. Для этого на борту имеется свой блок питания, а на корпусе находится розетка.
 
Возможность отображения температуры внутри корпуса. Если нажать кнопку + три раза, то вместо анимации текущего процесса на дисплеи будет выводится параметр TRel, значение этого параметра будет температура с термистора реле. Для выхода из режима нужно 1 раз нажать +.
 
Учитывая всё это был выбран дисплей 16х2 и микроконтроллер Atmega 8. Он как раз соответствовал всём моим требованиям. Стоит отметить, что это моя первая работа с микроконтроллерами и прогаммированием. Это было очень интересно. До этого я лишь повторял чьи-то проекты.
 
О компанентах: 
МК - Atmega 8
Дисплей - HD44780
Диоды D1 и D2 - Обычные выпрямительные диоды типа 1N4001. (схема будет работать и без них).
Транзисторы Q1 и Q3 людые маломощные NPN транзисторы с Uб = 5V.
Датчик температуры DS18B20
Термистор 10kOm К.Ф.3050
Резисторы мощностью 0.25, можно меньше. Номиналы согласно схеме.
 
Схема.
Разводка печатной платы.
 
 
3D модель платы.
 
Подключение датчика температуры.
 
 
Фьюзы.
 
 
3D модель корпуса.
 
 
 
Фотки в сборе.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Важно: Термистор должен иметь следующие параметры - Сопротивление 10kOm К.Ф. 3950. Это распространённый термистор, Вы его легко найдёте. Если Вы хотите собрать схему без него, Вы можете заменить его на резистор с аналогичным сопротивлением. Помните это не безопасно.
Термостат рассчитан на работу с положительной температурой от 0 до 99 градусов цельсия.
В программе нет задержек (в ходе которой микроконтроллер "зависает), что должно повысить стабильность и скорость работы.
В Архиве проекта 3 прошивки, с ограничением температуры реле 60, 70, 80 градусов.
Все файлы проекта будут в архиве в т.ч. симуляция схемы в Proteus 8. В Архиве так-же есть прошивка под Atmega328P: 

Файлы:
Фото платы
Схема PDF
3D модель корпуса 2
Гербер платы
Архив проекта


Все вопросы в Форум.




Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F84 и датчике DS18B20.

Двухканальный термометр-термостат на ATmega8.

Умный термостат для дома

Самодельный утюг для лыж с электронным термостатом (ПИД регулятор)

Микроконтроллерный регулятор температуры бойлера.

Термостат для холодильника

Простой термостат с задержкой на ATTINY13 и DS18B20

Термостат на кремниевом терморезисторе серии KTY

Очень простой термостат для отопления.

Термостат радиатора-термометр-вольтметр-автомобиля

Двухзонный термоконтроль, "ТермоОпá". Для мягких электрических обогревателей.

Бюджетный термостат для газового котла.

Терморегулятор на термопаре К-типа

Автоматизация температурных режимов в процессе производства этилового спирта.

Термоконтроллер "Мурка"

Термостат для теплых полов.

Два терморегулятора.

GSM термостат + GSM сигнализация