Термостат для тёплого пола на МК за пару вечеров

Автор: Интель Энвидиевич
Опубликовано 04.01.2021
Создано при помощи КотоРед.

Добрый день.

 Предлагаю очередную версию простого самодельного контроллера (термостата) для электрического тёплого пола, который можно собрать при наличии деталей за пару вечеров.

Краткое описание конструкции.

    Устройство базируется на моём любимом микроконтроллере (МК) ATiny13 в паре с термодатчиком DS1621 и собрано на трёх платах (односторонний текстолит 1.5 мм). На первой размещены: классический блок питания с гасящим конденсатором на 12В, миниатюрное силовое реле, колодка для подключения к сети 220В и греющего кабеля, приборы защиты (плавкий предохранитель, термопредохранитель, варистор). На второй: линейный стабилизатор для МК, сам МК, кнопка управления SB1, светодиодный индикатор состояния. На третьей плате находится термодатчик с обвязкой. Плата термодатчика заключена в термоусадку, залита эпоксидной смолой и связана с МК самодельным экранированным проводом - 4 жилы любимого МГТФ сечением 0,14 мм2 в оплётке, сверху ПВХ трубка. Экран соединён с проводником РЕ.
   Платы скреплены между собой стойками DI5M 3x10 и прикручены посредством стоек DA5M 3x5 к металлической рамке от телевизионной розетки Lezard 701-0303-129, в корпусе которой просверлено отверстие для светодиода (шаблон прилагается).
   Аппарат рассчитан на подключение к трёхпроводной сети 220В (не путать с трехфазной!), имеющей фазный провод (L), нулевой (N) и защитного заземления (РЕ).

Описание работы.

    После подачи напряжения питания устройство переходит в режим ожидания, о чём сигнализирует постоянно горящий красный светодиод. Для перехода в рабочий режим нужно нажать и удерживать в течение нескольких секунд кнопку SB1 (время нажатия можно изменить в прошивке). В рабочем режиме зажигается зелёный индикатор, МК читает значение текущей температуры из термодатчика и сравнивает его (значение) с минимальной и максимальной уставками (уставки так же можно изменить в прошивке). Если t менее минимальной уставки включается подогрев. Включение подогрева индицируется миганием зелёного светодиода. При достижении максимальной t подогрев отключается. Далее цикл повторяется. Чтение значений t из датчика в рабочем режиме производится каждую минуту.
    Для перевода в режим ожидания снова нужно нажать и удерживать кнопку SB1.
  

   При переходе в рабочий режим запускается таймер автовыключения, который переводит прибор в режим ожидания после окончания выдержки. Время выдержки можно изменить в прошивке.
   

На случай выхода из строя термодатчика предусмотрен "аварийный" рабочий режим: в этом режиме включение/отключение подогрева осуществляется по времени. Первый час после перехода в рабочий режим подогрев включен постоянно, последующие часы - периодически. Периоды включения подогрева в таком режиме могут меняться в прошивке. Индикация состояния при этом аналогична индикации в при нормальной работе, но производится жёлтым (оранжевым) цветом индикатора.

Параметры для моего случая:
-время автоотключения 12 часов
-максимальная уставка t 300
-минимальная уставка t 280
-время удержания кнопки SB1 5 сек.

Программная часть.

    Программа написана на ассемблере в среде AVRStudio 4.19 (исходник с комментариями прилагается). В общих чертах программа представляет собой блок начальной инициализации МК и термодатчика, основная программа (бесконечный цикл в котором опрашивается термодатчик в нужный момент) и прерывание от таймера (в прерывании вызываются обработчик кнопки, таймер автоотключения, подпрограмма мигания светодиода). Шина I2C реализована программно (в виде подпрограмм START, STOP, READ и т.д.).
     Т.к. в МК используются все ножки, то первая заливка прошивки возможна по SPI, а последующиетольковысоковольтным программатором.

Рекомендации.

    Силовые дорожки на плате 01 желательно усилить проводом. Пайку предохранителей осуществлять с отводом тепла пинцетом. Длина кабеля к термодатчику не желательна более 1,5 м, при этом можно уменьшить резисторы подтяжки на плате термодатчика до 1-1,5к, экранирование обязательно.
   

И не забывайте об осторожности в обращении с электроприборами: схема не имеет гальванической развязки с сетью, а значит находится под потенциалом!

Ссылка на файлы в ЯД - плата в спринт (я делал вариант 1), исходник для желающих, прошивка:

https://yadi.sk/d/mT_3G40RtJGWVw

Всем удачи!

Файлы:
Прошивка

Все вопросы в Форум.