Владимир Макаров

Комнатный термостат.

Согласитесь, что комфорт во многом зависит от температуры в доме. В настоящее время технологические решения систем отопления частного дома практически полностью соответствуют потребительским потребностям жильцов. Однако, автоматический котел, работающий на природном газе, как правило, имеет внутренний термостат, который позволяет поддерживать необходимую температуру… в трубах отопления. Для поддержания комфортной температуры внутри помещений приходится вручную увеличивать или уменьшать температуру теплоносителя в трубах либо с помощью вентилей, регулируя поток, либо с помощью термостатов, каким либо образом связанных с трубой или теплоносителем. Для автоматического поддержания температуры внутри помещения производители котлов рекомендуют использовать КОМНАТНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ, устанавливаемые внутри отапливаемого помещения. Комнатные термостаты представлены на рынке достаточно широким ассортиментом. А в котлах, как правило, предусмотрены контакты для подключения комнатных термостатов.

В данной статье предлагается решение для самостоятельного изготовления комнатного термостата для системы отопления частного дома (Рисунок 1).

Рисунок 1.
Комнатный термостат.

Описание устройства

Электрическая принципиальная схема устройства показана на Рисунке 2.

Рисунок 2.
Схема электрическая принципиальная.

Температура помещения измеряется датчиком на микросхеме U2 (DS18B20). Датчиком управляет микроконтроллер U1 ATmega8. Взаимодействие микроконтроллера с датчиком температуры осуществляется через порт PB1 в однопроводном режиме.
Измеренное значение температуры отображается на трехразрядном семи-сегментном индикаторе DS1 (3361BS c общим анодом). На светодиоде VD1 «Измерение» отображается ход измерения: одна вспышка – один цикл обращения к датчику температуры. На сегменты индикатора и светодиод питание подается через токоограничивающие резисторы R1…R9.
После получения очередного значения температуры T0 оно сравнивается с граничным Tмакс.
Если текущее значение температуры превышает установленное граничное значение (T0 > Tмакс), то на выход PC3 подается логический «0», транзистор VT1 (IFR540N) закрывается, реле К1.1 обесточивается, контакты K1.2 находятся в состоянии указанном на схеме, между контактами XP6 обрыв цепи. Исполнительное устройство (циркуляционный насос или котел), подключенное через контакты XP6, выключается.
Если текущее значение температуры меньше установленного граничного значения на 1 градус (!) (T0 < Tмакс-1), то на выход PC3 подается логическая «1», транзистор VT1 открывается, реле К1.1 срабатывает, контакты K1.2 замыкают цепь между контактами XP6. Исполнительное устройство, подключенное через контакты XP6, включается.
Кнопками S2, S3, S4 устанавливается граничное значение температуры.
Выключатель S1 замыкает контакты разъема XP6, блокирует работу устройства и разрешает работу исполнительного устройства в штатном режиме.
Цепочка R10,C6 осуществляет начальный сброс микроконтроллера при включении устройства.
Через разъем XP5 осуществляется внутрисхемное программирование микроконтроллера программатором по интерфейсу ISP.
Устройство питается от источника постоянного тока с напряжением 5В. Конденсаторы C3 и C2 обеспечивают соответственно дополнительное сглаживание пульсаций напряжения и защиту микроконтроллера от импульсных помех.

Конструкция устройства

Устройство собрано в корпусе сдвоенного автоматического выключателя (автомата), устанавливаемого на DIN-рейку. Приобретайте самый дешевый автомат, т.к. практически все детали из него будут извлечены: необходим только корпус и одна пара контактов для подключения силового исполнительного устройства. Внешний вид устройства показан на рисунке 3.

Рисунок 3.
Внешний вид устройства.

Рисунок 4.
Размещение печатных плат в корпусе устройства.

Датчик температуры размещен в корпусе телефонной розетки. Штатный разъем розетки RJ11 используется для подключения кабеля, соединяющего датчик с микроконтроллером. Размещение микросхемы U1 DS18B20 и резистора R11 (в черном термоусадочном кембрике) показано на рисунке 5. Датчик вынесен в отапливаемое помещение на расстояние 5м от устройства.

Рисунок 5.
Размещение датчика температуры в корпусе.

Макеты печатных плат устройства и пульта управления показаны на рисунках 6 и 7.

Рисунок 6.
Макет печатной платы устройства.

Рисунок 7.
Макет печатной платы пульта управления и индикации.

Архив
Thermona.c – исходный текст программы на Си
Thermona.hex – файл прошивки
Thermona.dch – схема электрическая принципиальная устройства в DipTrace
Thermona.dip – макет печатной платы устройства в DipTrace
ThermonaControl.dip - макет печатной платы пульта управления и индикации в DipTrace


Архив для статьи