Термостат для холодильника на микроконтроллере схема
Обновлено: 18.04.2024
Вот конструкция термостата для холодильника, который работает уже более 2 лет. А всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог – холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода – они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.
Схема термостата холодильника на МК
Фото оригинального термостата и самодельного
Для подключения потребовалось провести второй провод 220 В (взял от лампы освещения) для питания трансформатора.
Разъем, к которому подключен потенциометр – это одновременно разъем программирования ISP.
Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.
Термостат в настоящее время работает без проблем, и что главное – обошёлся по цене примерно в 10 раз меньше оригинального.
Трансформатор тут на 6 В. Был выбран такой, чтобы свести к минимуму потери на микросхеме 7805.
Реле здесь можно поставить и на 12 В. Если взять на него напряжение до стабилизатора. Чтобы снизить расходы, можно было бы создать блок питания бестрансформаторным, хотя найдутся сторонники и противники такого решения (электробезопастность). Еще одно сокращение расходов – это исключение микроконтроллера AVR. Есть термометры Даллас, которые могут работать тоже в режиме термостата.
Общая схема работы холодильного агрегата
Как известно, холодильные и морозильные камеры работают на фреоне. Пока это единственный газ, который не опасен и вследствие особенных свойств способен изменять агрегатное состояние. Продвигается по охлаждающей системе он с помощью мотора-компрессора. Сначала создается повышенное давление на задней стенке агрегата, в то время как на испарителе формируется пониженное. В итоге фреон, находящийся на задней части охладителя, сжижается, а на испарителе начинается испарение, что подтверждает схема холодильника, прилагающаяся к инструкции.
↑ Пишем холодильную программу для МК
Блок-схема работы основной части программы
Блок-схема работы программы в аварийном режиме
Данная подпрограмма является копией той, что работала на подносе в начале статьи, так что предыдущие труды прошли не зря.
Прошивка и исходники, как всегда, в подвале статьи! Что касается фьюзов, то они все сняты, кроме CKSEL1, т.е. микроконтроллер настроен на работу от внешнего кварца на 4 МГц.
Устройство прибора, регулирующего температуру
Термостат – достаточно простое устройство. Даже в современных холодильных камерах и холодильниках – это простая контактная группа. Ею управляет манометрический прибор с капиллярной трубкой, конец которой находится в камере и замеряет температуру. Сегодня существует два типа регуляторов температурного режима в холодильниках: механический и электронный.
Современный терморегулятор имеет два главных элемента. Это короб, в котором находятся управляющие и исполнительные механизмы, и вытянутый в трубочку, капилляр. Короб – это сильфон (герметично упакованная трубчатая пружина). От его герметичности зависит точность определяемых показателей. Сжимание и растягивание сильфона регулирует пружина, оптимизируя его с показателями давления. Современные механические терморегуляторы могут иметь несколько пружин. Это зависит от места назначения: холодильная камера или морозильная.
Более надежный и позволяющий плавно регулировать работу всей холодильной системы – электронный терморегулятор для холодильника. Цена этого устройства значительно выше механических и колеблется в пределах двух тысяч рублей (в то время как механический стоит до тысячи). В электронном термореле за чувствительность отвечает тиристор, иногда резистор.
Где найти термостат холодильника
Чтобы отремонтировать терморегулятор, сначала нужно определить его местонахождение. Расположение устройства зависит от модели рефрижератора.
Внутри
Терморегулятор находится в пластиковой коробке небольшого размера, которая размещена на одной из панелей при открытии холодильника. Для того чтобы увидеть как устроен термостат, необходимо открутить корпус.
Принцип един – устройство всегда располагается вместе с ручкой, отвечающей за переключение температур.
Снаружи
Что касается новых моделей, то в них терморегуляторы не располагаются в камере холодильника. Часто они находятся над дверью, однако могут быть и в другом месте.
Принцип работы устройства
Прямое назначение терморегулятора в холодильном агрегате – удержание заданного потребителем температурного режима. В компрессионных холодильных устройствах терморегулятор включает и выключает двигатель компрессора, а в абсорбционных – нагреватель. Устройство, регулирующее температуру в охлаждающих камерах, причисляется к манометрическим конструкциям. Это означает, что работа агрегата зависит от нестабильности давления его наполнителя (обычно газа) при колебании температуры.
Механический терморегулятор – это рычажное устройство, в котором есть силовой рычаг и контактная схема. Упругий элемент (трубчатый сильфон) терморегулирующей системы и пружина производят воздействие на силовой рычаг. Электрическую часть устройства от механической отделяет электроизолирующая прокладка.
Рабочие условия для фреона – концентрированный пар, давление которого зависит от температурных условий. В окончании трубки скапливается уже жидкий газ. Отрезок трубки, в которой происходит раздел парообразного фреона и жидкого, реагирует на колебания температуры. Именно этот отрезок находится в зоне охлаждения.
Местоположение терморегулятора
Регулятор температурного режима всегда связан с ручкой, переключающей температурные режимы. В моделях поколений прошлых лет термореле находится под пластиковой крышкой внутри холодильной камеры. Для его замены нужно плоской отверткой подцепить переключатель режимов, снять его, затем демонтировать пластиковую крышку.
В моделях последних лет из прилагаемой инструкции (схема холодильника) можно узнать, где находится терморегулятор в холодильнике. Чаще всего его размещают над дверцей. Чтобы до него добраться, нужно демонтировать переключатель режимов и пластиковую конструкцию, закрывающую термореле.
Вероятные проблемы
С терморегулятором может быть связано несколько поломок. Например, холодильник морозит, но очень слабо. В этом случае нужно попробовать настроить регулятор температуры или заменить его. Перед тем как проверить терморегулятор холодильника, нужно убедиться в том, что дверца закрывается достаточно плотно, и компрессор работает на заданной мощности.
Бывает, что аппарат стал протекать или компрессор работает без остановки. Не обязательно, что в каждом из этих случаев из строя выходит именно терморегулятор. Вполне вероятно, что причина может быть другая, но регулятор температуры нужно проверить в первую очередь.
↑ Изучение холодильного вопроса и временное решение
Разобрал я корпус термостата и давай изучать, как он должен работать. При понижении температуры, фреон в трубке термостата сжимается и начинает тянуть на себя контакты реле компрессора, от чего реле отщёлкивается и отключает компрессор. После повышения температуры происходит обратный процесс. Значит, мне следует подключить своё реле к контактам, вместо термостата.
Термостат холодильника
Еда начинает портиться! Звать мастера, чтобы он провозился с холодильником пару недель (а у меня в городе такие мастера и есть) — не вариант, что делать? Надо периодически выдёргивать вилку из розетки, имитируя работу термостата! Меня хватило на один день этого мазохизма, поэтому мне нужно удобное решение и собрал я за вечер обычный микроконтроллерный таймер-реле включения/выключения буквально на подносе и это не шутка.
Прототип терморегулятора холодильника
Работает! Его задача — тупо включать компрессор на 15 минут и выключать на 45. Питание взял от импульсника из сломанного DVD плеера, в нём удачно обнаружились два выхода 12 и 5 Вольт. Реле врезал в удлинитель и прижал всё колонками. Изящное временное решение вышло!
Как провести проверку терморегулятора самостоятельно
Способов, как проверить терморегулятор холодильника, несколько:
↑ Немного истории
Эта марка холодильников очень популярна в нашей стране. Практически единственный минус таких агрегатов – очень быстро становится неисправным терморегулятор (после 5-6 лет работы). Причина поломки – малый рабочий ресурс этого прибора, поставляемого немецкой компанией RANCO (5 лет). Нарушается в терморегуляторе герметичность сильфона, чувствительного к колебанию температуры.
Дефекты, указывающие на то, что неисправен именно терморегулятор холодильника:
Срочное исправление неисправностей
Поломка холодильника из-за выхода из строя терморегулятора, особенно в жаркое время года, смахивает на конец света. Пропадают продукты, нет возможности охладить напитки, может возникнуть протечка, которая повредит напольное покрытие. Естественно, необходимо вызывать мастера.
Нужно учесть, что срочный ремонт холодильников осуществляется всегда на дому. Но профессиональный мастер, имеющий большой опыт работы, по названным симптомам легко определит неисправность и придет на вызов с необходимым набором запасных частей.
Отрегулировать работу терморегулятора можно самостоятельно
Настройка терморегулятора холодильника – процесс трудоемкий и длительный. Затраченное время зависит от длительности циклов межу включением и отключением этого устройства. Если время ограничено, отладить терморегулятор можно с помощью замеров температуры в морозильной или холодильной камере. В этом случае нет необходимой поправки на температуру окружающей среды.
↑ Файлы
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
На этом всё. Благодарю за внимание!
И да прибудут с вами интересные статьи на Датагоре!
Принципиальные основы отладки терморегулятора
Регулировка заключается в натяжении или ослаблении силовой пружины. Для этого надо выяснить, где находится винт силовой пружины, в каком направлении поворот ослабит температуру, а в каком увеличит для конкретной модели холодильника. Обычно вращение винта на пружине по часовой стрелке повышает температуру, а против часовой – понижает (один оборот приблизительно равен 5-6 °С).
Перед началом работы нужно вытащить прокладку между сильфоном и стенкой камеры (после окончания регулировки прокладка должна вернуться точно на место). Затем измеряется температура на полке испарителя при запущенном моторе-компрессоре и среднем температурном режиме. Спустя 3-3,5 часа снова замеряется температура. После сравнения начальной и конечной температур необходимо расслабить или затянуть силовую пружину (предварительно отключив холодильник от электрической сети).
Камрад, рассмотри датагорские рекомендации
🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать
Опробовано в лаборатории редакции или читателями.
↑ Немного истории
Описание
- Схема на микроконтроллере PIC16F1847 (88, 628A)
- Датчики температуры DS18B20 на шине 1-Wire DALLAS
- Питание датчиков как внешнее, так и паразитное
- Возможность выставления верхнего и нижнего предела температуры отдельно для каждого датчика
- Трехразрядный светодиодный дисплей с мультиплексным управлением (общие аноды)
- Управление 3 кнопками: TlS-левая, TlM-средняя, TLP-правая
- Выходы: B4 — нагрев, A1 — охлаждение, A3 – ошибка датчика
Похожие материалы:
Дорогие друзья!
Если у Вас есть желание поделится своими разработками, присылайте их мне на почту
Материал должен состоять из названия, схемы, описания с указанием имени автора, прошивки (если есть) и фото внешнего вида разработанного устройства.
Интересные разработки поощряются материально!
Здравствуй Гость, как Вы видите еще никто не оставил свой комментарий, будьте первым, поделитесь мнением о материале выше.
Введение
DHT11 – это датчик температуры и влажности воздух, который использует один провод для передачи 40 бит данных. Первые 16 бит – это целая и дробная части значения влажности, следующие 16 бит – целая и дробная части значения температуры, и последние 8 бит – это контрольная сумма.
Чтобы DHT11 и микроконтроллер начали общаться друг с другом, их необходимо засинхронизировать. Чтобы засинхронизировать их, микроконтроллер посылает сигнал старта, который представляет собой импульс длительностью 20 мкс на выводе данных. После импульса, микроконтроллер ждет получения данных. В программе мы должны изменить направление вывода данных. Вы можете прочитать подробности о DHT11 в техническом описании. У вас может быть датчик, как в 4-выводном, так и в 3-выводном корпусе; но мы используем 3-выводную версию. Между этими версиями нет никакой разницы, а дополнительный вывод ни к чему не подключен.
Датчик температуры и относительной влажности воздуха DHT11
Общее понятие о температурных регуляторах
Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.
В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:
В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:
- Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
- Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
- Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.
Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.
Конструкция и сборка
Регулятор температуры построен на односторонней плате размером 65 x 100 мм, разработана в EAGLE. Несколько элементов, например микроконтроллер, расположены под дисплеем.
Выходы термостата представляют собой два реле 250 В 16 А, поэтому можно легко подключить к ним потребители на приличную мощность. Всё питается от 12 В постоянного тока. Термостат уже долго работает без сбоев.
↑ Пишем холодильную программу для МК
Блок-схема работы основной части программы
Блок-схема работы программы в аварийном режиме
Данная подпрограмма является копией той, что работала на подносе в начале статьи, так что предыдущие труды прошли не зря.
Прошивка и исходники, как всегда, в подвале статьи! Что касается фьюзов, то они все сняты, кроме CKSEL1, т.е. микроконтроллер настроен на работу от внешнего кварца на 4 МГц.
Выходы
Внимание: выходы никоим образом не защищены и могут быть нагружены максимальным током до 20 мА.
В4 – отопление
- B4 = 1, когда хотя бы один датчик имеет температуру = его верхнего предела
А1 – охлаждение
- A1 = 1, когда хотя бы один датчик имеет температуру => его верхнего предела
- A1 = 0, когда все датчики имеют температуру =
Для автоматического поддержания температурного режима можно создать терморегулятор своими руками. Качественная самоделка будет выполнять свои функции не хуже, чем фабричный аналог. После тщательного изучения процесса сборки модернизация и ремонт не вызовут затруднений.
Понятие о температурных регуляторах
Изделия этой категории применяют для решения разных задач. По соответствующей настройке температурного порога подают питание (отключают):
- отопление в погребе;
- нагрев паяльной станции;
- циркуляционный насос котла.
Из приведенных примеров понятны базовые требования к точности, которую должна обеспечить подходящая схема терморегулятора. В некоторых ситуациях необходимо поддержание заданного уровня не ниже, чем ±1C°. Для контроля рабочих параметров нужна оперативная индикация. Существенное значение имеют нагрузочные способности.
Перечисленные особенности поясняют назначение типовых функциональных узлов:
- значение температуры фиксируют специализированным датчиком (резистором, термопарой);
- показания анализирует микроконтроллер или другое устройство;
- исполнительный сигнал поступает на электронный (механический) переключатель.
К сведению. Кроме рассмотренных частей, схема термореле может содержать дополнительные компоненты для подачи питания на электронагреватель, другую мощную нагрузку.
Принцип работы
Любая схема термостата действует на одинаковых принципах. Информация о температуре сравнивается с установленным значением. Пересечение определенного уровня активизирует исполнительное устройство для коррекции контролируемого параметра нужным образом.
Виды
В простейшем варианте (реле холодильника) применяют механический переключатель. Для более точной регулировки (обороты двигателя) используют не только микроэлектронику, но и специализированное программное обеспечение.
Терморегулятор на трех элементах
Чтобы сделать простой терморегулятор своими руками схема для блока питания персонального компьютера подходит лучше других вариантов.
Термистором измеряют температуру в контрольной точке. Потенциометром устанавливают оптимальное значение для включения вентилятора. Изменять обороты данная схема не способна. Подключает индуктивную нагрузку MOSFET транзистор. Допустимо применение аналога с подходящими силовыми характеристиками.
Терморегуляторы для котлов отопления
Регулятор температуры своими руками можно сделать в рамках проекта модернизации старого котла. Не имеет значения вид топлива, хотя проще обеспечить хороший результат с применением газового оборудования.
Цифровой терморегулятор
В этом примере разработчики создавали устройство поддержания температурного режима в хранилище фруктов (овощей). Для анализа поступающих данных выбрана микросхема со следующими блоками:
- таймеры;
- генератор;
- два компаратора;
- модули обмена, сравнения и передачи данных.
При соответствующем положении переключателей светодиодная матрица показывает актуальное значение температуры или контрольный уровень. Кнопками в пошаговом режиме устанавливают нужный порог срабатывания.
Самодельный регулятор температуры
Создать функциональный термостат своими руками не слишком сложно. Тем не менее, надо реалистично оценивать собственные возможности. Следующие инструкции помогут принять правильное решение.
Простейшая схема
Чтобы исключить лишние трудности, применяют схему с блоком питания без трансформатора. Для выпрямления питающего напряжения используют обычный диодный мост. Необходимый уровень постоянной составляющей поддерживают стабилитроном. Конденсатором устраняют броски.
Типовой делитель подойдет для контроля напряжения. В одном плече устанавливают резистор, который реагирует на изменение температуры. Для управления исполнительным устройством подойдет реле.
Прибор для помещения
Это устройство можно использовать для поддержания температурного режима в мини-теплице, другом ограниченном объеме. Основной элемент – микросхема операционного усилителя, которая включена в режиме сравнения напряжений. Точную и грубую настройку порога срабатывания выполняют с помощью резисторов R5 и R4, соответственно.
На микросхеме LM 311
Этот вариант предназначен для подключения электрических теплых полов, других мощных нагрузок. Следует обратить внимание на повышенную надежность изделия, которая обеспечена гальванической развязкой цепей со слабыми и сильными токами.
Необходимые материалы и инструменты
В некоторых ситуациях понадобятся навыки изготовления сложной печатной платы. Простейшие схемы собирают за несколько минут с применением паяльника и технологии навесного монтажа. До выполнения рабочих операций необходимо приобрести:
- комплектующие детали;
- расходные материалы;
- измерительную аппаратуру.
Список покупок составляют на основе выбранной электрической схемы. Для защиты устройства от неблагоприятных внешних воздействий и улучшения внешнего вида создают соответствующий корпус.
Достоинства и недостатки
Плюсы и минусы отдельных схем оценивают с учетом реальных условий эксплуатации. Иногда выгодно затратить время и деньги на стадии реализации идеи с целью продления срока службы готового изделия. Нет смысла создавать самоделку, если фабричный аналог с официальными гарантиями стоит дешевле.
Как грамотно установить
Чтобы продлить срок службы терморегулятора, пользуются следующими рекомендациями:
Как отремонтировать
Самодельный термодатчик своими руками восстановить нетрудно, так как известна технология проверки (настройки). Инструкции по ремонту фабричных изделий можно найти на официальном сайте производителя.
Видео
Читайте также: