Схема. Термометр-термостат для дома

      За основу этого прибора взят термометр с функцией термостата, описанный в статье [1]. Его возможности расширены введением второго датчика температуры. Новая управляющая программа написана на языке BASIC с помощью компилятора MikroBasic V5, последнюю версию которого можно всегда найти на Интернет странице www.mikroe.com/zip/mikrobasic/

      В приборе применены интегральные датчики температуры DS1820, способные работать в интервале -55 до +125 °С. Один из них измеряет температуру воздуха на улице, а другой — в помещении Именно по показаниям внутреннего термометра выполняется функция термостата. При достижении заранее установленных пороговых значений температуры воздуха в помещении прибор включает и отключает летом вентилятор, зимой — обогреватель.

Основные технические характеристики
Абсолютная погрешность измерения температуры, не более, °С ……………..0,5
Число контролируемых объектов ……………….. …..2
Минимальная поддерживаемая температура, °С………….0
Максимальная поддерживаемая температура, °С ……+100
Шаг установки поддерживаемой температуры, °С………1
Коммутируемая нагрузка … .активная
Мощность нагрузки, кВт, не более……………………2,2

      Схема термометра-термостата изображена на рис. 1. Он построен на базе микроконтроллера PIC16F876A (DD1), в программную память которого необходимо загрузить коды из файла thrm_876Ak.hex, приложенного к статье. Температура, измеренная датчиками ВК1 и ВК2, отображается на табло (две строки по 16 символов) ЖКИ SC1602NSLB(HG1).

      Кнопка SB1 предназначена для приведения прибора в исходное состояние с перезапуском программы микроконтроллера. Кнопки SB2, SB3, SB4 и SB5 служат для просмотра и установки режимов работы термостата. Хранящиеся в энергонезависимой памяти пороговые значения температуры при просмотре не искажаются. Исполнительным устройством управляет реле К1. Срабатывание реле дублируется включением светодиода HL1.

      Питается прибор переменным напряжением 9 В от понижающего трансформатора. Потребляемый ток не превышает 100 мА. Напряжение 5 В для питания датчиков, микроконтроллера и ЖКИ стабилизировано микросхемой DA1.

      Термометр-термостат собран на двух печатных платах: основной — размерами 100×90 мм (рис. 2) и дополнительной — размерами 90×25 мм (рис. 3), на которой размещены кнопки управления. Дополнительную плату устанавливают над основной на резьбовых втулках. Аналогичным образом над основной платой крепят вспомогательную из нефольгированного стеклотекстолита, а на ней — ЖКИ. Общий вид устройства в сборе (без корпуса) показан на рис. 4.

      Реле К1 — Е-15 CORMANO 12V DC, 10А 250V АС Его можно заменить бесконтактным узлом, описанным в [2]. Ток нагрузки интегрального стабилизатора DA1 очень мал (основные потребители — реле и подсветка индикатора — подключены к выпрямителю до стабилизатора). Поэтому вместо микросхемы 7805 можно применить менее мощную 78L05, учтя различия в назначении их выводов.

      В качестве HG1 допустимо использовать любой ЖКИ с двумя строками по 16 символов, имеющий контроллер, совместимый с HD44780. Подборкой резистора R16 добиваются нужной яркости подсветки табло, а подстроечным резистором R15 — наилучшей контрастности изображения.
      Диодный мост PB106L можно заменить четырьмя диодами 1N4007, а датчики температуры DS1820 — аналогичными DS18S20.

      При включении питания термометра-термостата программа микроконтроллера выполняет инициализацию всех узлов прибора. В верхней строке табло ЖКИ выводятся название и номер версии программы, а в нижней — сообщение о чтении сохраненных в энергонезависимой памяти микроконтроллера параметров (рис. 5). По завершении этой операции выводятся значения параметров — температурные пороги срабатывания и отпускания реле К1 (рис. 6). Однако при первом включении прибора, когда пороги еще не заданы, индикатор принимает вид, показанный на рис. 7. Затем термометр переходит в рабочий режим, в котором на ЖКИ отображаются текущие значения температуры наружного (outdoor) и внутреннего (indoor) воздуха (рис. 8). Чтобы в рабочем режиме просмотреть установленные значения порогов, нажимают на кнопку SB2. Изображения, показанные на рис. 6 и 7, будут выведены повторно.

      Во время присутствия значений порогов на ЖКИ можно перейти в режим их установки и изменения. Для этого необходимо нажать на кнопку SB4 и удерживать ее до появления меню, показанного на рис. 9. В нем под надписями Ts1 и Ts2 находятся значения соответственно температуры срабатывания и температуры отпускания реле К1 (при установленной перемычке S2 и снятых перемычках S1 и S3). По умолчанию (при первом входе в этот режим) — 30 °С и 28 °С Чтобы записать их в EEPROM микроконтроллера, следует кратковременно нажать на кнопку SB5. В верхней строке индикатора появится сообщение о том, что идет запись, а в нижней — поочередно сообщения об успешной записи первого и второго значения (рис. 10). После этого термометр-термостат переходит в рабочий режим.

      Для того чтобы изменить ранее установленные пороги, необходимо после вызова на экран меню (см. рис. 9) задать нажатиями на кнопки SB3 (больше) и SB4 (меньше) нужное значение порога Ts2. Учтите, что изменяться будет число в позициях, отведенных порогу Ts1, и лишь после нажатия на кнопку SB2 оно займет свое место. Далее с помощью кнопок SB3 и SB4 устанавливаем новое значение порога Ts1, на этот раз непосредственно на отведенном ему месте. Остается, нажав на кнопку SB5, занести обновленные значения порогов в EEPROM.

      Учтите, что в связи с особенностями программы фактическая температура отпускания реле К1 будет на полградуса ниже заданной. Если пороги Ts1 и Ts2 установлены одинаковыми, то срабатывать реле станет при установленном значении температуры, а отпускать якорь — при ее уменьшении на 0,5 °С.

      Если, сняв перемычку S2, установить S1, то реле будет работать без гистерезиса, срабатывая при превышении температуры Ts1 и отпуская якорь ниже ее. При наличии перемычки S3 и отсутствии остальных реле сработает, когда температура упадет ниже Ts2, и отпустит якорь, когда она превысит этот порог.

Прилагаемые файлы:    15_53_36__20_08_2010.zip

ЛИТЕРАТУРА
1 Самохин И. Цифровой термометр с функцией управления термостатом. — Радио, 2007, № 7, с. 35, 36; 2008, № 9, с. 36.
2. Красносельский Д. Термостат-хронометр для детского питания. — Радио, 2007, № 5, с. 38—40.

«Радио» №7 2010г.
М. ТКАЧУК, г. Алматы, Казахстан

Похожие статьи:
Двухканальный термометр-термостат