Схема подключения терморегулятора w1 290. Простые терморегуляторы

Многим радиолюбителям известен так называемый "триггерный эффект" на пороге срабатывания термо-, фотореле, автоматического зарядного устройства и т.п. Устройство может сработать нормально десятки раз, но иногда бывает такой неприятный момент, когда исполнительное реле включится, сразу же выключится, опять включится и т.д. Такое явление может проявляться довольно длительное время - "подгорают" контакты реле, да и ресурс времени работы реле не безграничен. Если в схеме применены тиристоры, то при частом включении-выключении они могут греться и выходить из строя, а также давать помехи в питающую сеть. На рис.1 показана схема терморегулятора на реле, в котором такое вредное явление, как "триггерный эффект", отсутствует.

Предположим, что данный терморегулятор используют для регулировки температуры воздуха в инкубаторе. Если температура в инкубаторе ниже +38°С (выставляют переменным резистором R4), сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое и компаратор на DA1 находится в режиме положительного насыщения, транзисторы VT1 и VT2 открыты, реле К1 притянуто, и происходит нагревание воздуха в инкубаторе. При достижении в инкубаторе температуры +38°С сопротивление терморезистора R3 становится меньше и компаратор перебрасывается в состояние отрицательного насыщения (на выходе потенциал общего провода), закрываются транзисторы VT1 и VT2, реле К1 отпускает. В связи с тем, что последовательно с резистором R1 включен резистор R2, который шунтируется нормально замкнутыми контактами реле К1, реле включается при одной температуре, а выключается при другой, т.е. поддерживается температура в инкубаторе в пределах, например, +37,5...38°С. Необходимая разность температур обеспечивается подбором резистора R2. Таким образом, такое вредное явление, как "триггерный эффект", в данной схеме терморегулятора отсутствует. Напряжение срабатывания реле К1 должно быть не ниже 10 В, контакты реле должны выдерживать коммутируемый переменный ток и быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В. Печатная плата терморегулятора показана на рис.2.

На рис.3 показана схема терморегулятора с тиристором в силовой части, которая также свободна от явления "триггерного эффекта".

Предположим, что данный терморегулятор также используют для инкубатора, необходимая температура воздуха в нем должна быть в пределах +38...39°С (данный диапазон температур выставляют переменным резистором R4). На ОУ микросхемы DA1 выполнен двухпороговый компаратор. Если температура в инкубаторе ниже +38°С, сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое, и оба компаратора находятся в состоянии положительного насыщения (уровень лог."1" на их выходах). На логических элементах DD1.2, DD1.3 построен RS-триггер. Если температура воздуха в инкубаторе ниже +38°С, на входе S RS-триггера присутствует лог."0" (после инвертора DD1.1), на входе R - лог."1", триггер находится в "единичном" состоянии (лог."0" на его инверсном выходе 4 DD1.3). При этом транзистор VT1 закрыт, на управляющий электрод тиристора VS1 подается положительный потенциал относительно его катода, тиристор открыт, нагревательный элемент Rн включен. При достижении температуры воздуха в инкубаторе +38°С сопротивление терморезистора R3 уменьшается, компаратор на DA1.1 перебрасывается из состояния положительного насыщения в состояние отрицательного насыщения, на его выходе устанавливается лог."0", на входе S триггера - лог."1", но триггер остается в "единичном" состоянии, нагревательный элемент RH включен. Когда температура воздуха в инкубаторе достигнет значения +39°С, лог."0" появится и на выходе компаратора DA1.2, который по входу R RS-триггера установит его в "нулевое" состояние. При этом на выводе 4 DD1.3 появится лог."1", которая откроет транзистор VT1, на управляющем электроде тиристора VS1 установится низкий потенциал относительно его катода, тиристор закроется, и нагреватель отключится от питающей сети. Когда температура воздуха в инкубаторе станет ниже +39°С, но выше +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DA1.2, но лог."1" на входе R триггера не изменит его нулевого состояния, и нагреватель по-прежнему будет отключен. И только при понижении температуры воздуха в инкубаторе ниже +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DА 1.1, на вход S триггера поступит лог."0", который включит в работу нагреватель Rн. Таким образом, температура в инкубаторе поддерживается в пределах +38...+39°С (необходимую разность температур достигают подбором сопротивления резистора R2), и явление "триггерного эффекта" в данной схеме терморегулятора отсутствует. Печатная плата терморегулятора показана на рис.4.

При налаживании и эксплуатации устройства необходимо соблюдать осторожность и не касаться деталей, так как в схеме присутствует потенциал сети. Целесообразно для более точной и плавной регулировки температуры подобрать переменный резистор R4 (также и в схеме рис.1). Диоды VD1-VD4 можно исключить. В этом случае на нагревателе Rн будет только одна полуволна сетевого напряжения, т.е. при мощности 500 Вт на нагревателе будет выделяться 250 Вт, и значительно возрастет надежность и долговечность самого нагревателя. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 должно быть в пределах 13...16 В.

Радіоаматор №12, 2005г.

Список радиоэлементов

Есть такой недорогой китайский термостат W1209. Их в изрядном количестве продают разнообразные китайские магазины. Из плюсов — цена:). Остальное немножко недостатки, частично который можно исправить перепрограммированием набортного контроллера — STM8S003F3.

Термодатчиком работает терморезистор, штатная прошивка позволяет ввести только смещение показаний. Соответственно для такой штуки точность может быть не очень (как повезет). Однако, есть неплохой цифровой термодатчик DS18B20, который калибровки не требует(ну, условно). Берем такой датчик, немного модернизируем платку (снимается конденсатор С1 возле разъема датчика, резистор R2 заменяем на 4,7К). Новый датчик цепляем на разъем старого (там GND и DQ), питание берем с разъема программирования(квадратный пятак слева от индикатора). Плюс заливаем новую прошивку — оп, работает 🙂 Отмечу, оригинальная прошивка защищена от считывания, поэтому сохранить ее не удалось. Возврата к старому варианту не будет. Другим пользователям повезло больше, китайцы не закрыли от считывания, так что родная прошивка приложена ниже. Новая — умеет установить порог срабатывания реле и метод управления — реле работает если температура ниже заданной или если выше. Краткое нажатие кнопки SET позволяет установить порог, удержание SET — метод управления.

Что потребуется:
1) программатор ST-Link/V2. Или любая плата STM8 Discovery (там он есть встроеный, можно использовать). Стоимость на алиэкспресс в пределах 2..4$
2) софт для программатора
http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF260219# (драйвер)
http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC1807/SS1747/PF210568 (софт для программирования)
3) кусочек гребенки с шагом 2,54мм для программирования (можно без нее, просто проводочки впаять)
4) резистор типоразмера 0805 с номиналом 4,7КОм.
5) сам датчик DS18B20.

Производим модернизацию платы термометра согласно картинке

Берем программатор и соединяем его с разъемом программирования впаяным (или просто проводами). Обычно на программаторе подписано что и куда. Для моего варианта (как пример) см. картинку

Получаем что-то типа, как на картинке

Запускаем программу ST-Link Visual Programmer, выставляем параметры программирования

Чип изначально защищен от чтения/записи. Надо разблокировать:

1) +12в не подавать. питать от ст-линка.
2) запустить программатор.
3) не делая попытки записать, попробовать прочитать данные. (должна быть ошибка, по идее)
4) если таки да — закладка options (третья, там первая программа, вторая еепром, третья байты опций) переключиться на нее и сделать write page.
5) попробовать вычитать — если все нормально, чип начнет читаться нулями и перестанет совсем работать железка

После правильного подключения (можно посмотреть в ), мы переходим к установке температуры и прочих настроек.

В зависимости от того что нам нужно нагревать или охлаждать (при заданной температуре реле будет либо замыкать либо размыкать контакты), устанавливаем один из двух режимов: охлаждение или нагрев. Для этого нажимаем и удерживаем кнопку “SET” более двух секунд, на дисплее отобразится “Р0”, это означает, что мы зашли в программное меню. Кнопками “+” и “-” осуществляется навигация по программному меню, но в нашем случае мы находимся на нужном значении “Р0”, поэтому нажимаем еще раз кнопку “SET” и выбираем нужный режим: “С” это охлаждение, а “Н” нагрев.

Следующая настройка в меню “Р1” – гистерезис, это разница температур при которой включится или выключится термостат, (заводская настройка 2°C). Например, терморегулятор выставлен на отключение при +40°C, при достижении этой температуры реле разомкнется. А включится только тогда, когда температура опустится на выставленный гистерезис, то есть при +38°C.

Следующие два пункта меню:

• “Р2” верхний предел установки поддерживаемой температуры (заводская установка +110°C).
• “Р3” нижний предел установки поддерживаемой температуры (заводская установка -55°C). При достижении этих температур терморегулятор W1209 будет выключен.

Пункт меню “Р5” отвечает за задержку времени включения реле, можно выставить до 10 мин. (установка по умолчанию 0 мин).

Последний пункт “Р6” позволяет управлять защитой от перегрева. OFF –защита выключена, ON – защита включена.

Установка температуры: нажимаем кнопку “SET”, индикатор начнет моргать, кнопками “+” и “-” устанавливаем нужную температуру.

Для сброса на заводские настройки необходимо:

• отключить питание
• нажать и удерживать кнопки “+” и “-»
• подать питание на терморегулятор

На LED дисплее появится надпись “888”, после чего отобразится текущая температура.

Из этой статьи вы узнаете, что представляет собой устройство W1209, как оно работает, как его подключать.

Поставляется из Китая за 2-8 недель. Доставка бесплатная. Товар отгружается в течение 1 рабочего дня после получения оплаты. В комплекте с продуктом будет только плата, пакетик, микросхема и датчик.

Размер терморегулятора небольшой. Если его сравнивать со спичечным коробком, то он будет выглядеть даже меньше.

Самой заметной деталью изделия является цифровое табло, которое показывает температуру вплоть до одной десятой градуса. Также здесь есть три кнопки и слоты для подключения специальных проводов.

W1209 подключается очень просто. Даже обычный пользователь, который не имеет никакого представления об электричестве и принципах его работы, сможет это сделать самостоятельно и без всяких усилий. Чтобы подключить электронный термометр, необходимо найти специальное гнездо под правым шурупом, справа от дисплея.

Терморегулятор W1209 идеально подходит для регулирования температуры самодельного инкубатора. Купить его можно всего за 145 рублей на сайте Бангуд, перейдя по этой ссылке .

Схема подключения W1209

W1209 работает от постоянного тока — 12 вольт. Снизу представлена схема для подключения W1209. На центральном блоке расположены четыре слота. Левые два слота предназначены для подключения нагревательных элементов, правые два — для подключения энергии.

Согласно схеме, терморегулятор можно запитать от 220 вольт сети. Однако следующим элементом в этой цепи должен быть специальный трансформатор, который смог преобразовать 220 вольт в 12 вольт постоянного напряжения.

Слева от серого блока расположен нагревательный элемент (с двумя иероглифами), который можно подключить напрямую к W1209. В терморегуляторе размыкается контакт и нагреватель отключается.

Работа W1209 на примере подключения к инкубатору

Схема подключения терморегулятора здесь почти такая же, как и было описано выше, только к элементам нагревания добавляются еще: охлаждающий вентилятор, адаптер на 12 вольт, вентилятор, нагревательный элемент — лампочки накаливания.

На рисунке ниже показана схема, по которой подключается инкубатор. К термостату W1209 подключаются провода всех электрических приборов. Начнем с поступления переменного напряжения.

С правой стороны виден блок подключения термостата к сети постоянного напряжения 220 вольт. Однако он подключен не напрямую, а через 12-вольтный адаптер, преобразующий 220 в 12 вольт. Этот адаптер подключается к двум правым слотам — «минусу» и «плюсу».

К тому же на эти же провода подсоединен вентилятор на 12 вольт. К двум левым слотам подключаются лампы накаливания. Обратите внимание, что лампочки подключаются к сети напрямую без трансформаторов.

В самом термостате предусмотрен режим при котором в случае повышения нормальной температуры, цепь размыкается автоматически и лампочки гаснут. Сами лампы подключаются параллельно, чтобы можно было вкрутить более мощные лампочки накаливания и также они могли бы работать лишь на половину своих мощностей.

Температурный датчик W1209 сделан не самым лучшим образом, потому что длина его проводов не превышает 50 сантиметров. В большинстве случаев этого совсем недостаточно для корректной установки прибора, чтобы правильно измерять температуру.

Так как дисплей нам показывает лишь текущее значение температуры, пользователь захочет установить нужное для него значение. Как это сделать? Как говорилось выше, на терморегуляторе находятся еще три кнопки: «set», «plus’ и «minus».

Благодаря этим кнопкам, можно задавать необходимые параметры температуры. Делается это следующим образом — сначала нужно нажать на кнопку «сет», после чего при помощи кнопок «минус» и «плюс» задать необходимую температуру, при которой будет включаться реле. Собственно, за этими показателями и будет следить датчик.

Если температура будет ниже установленного значения, то контакты силовых клемм замкнутся. Термостат должен работать в паре с нагревателем или охладителем. Если зажать кнопку «сет» на пять и более секунд, то W1209 перейдет в режим настроек. Доступны следующие настройки:

P0 — выбор нагревателя или охладителя
P1 — гистерезис 0.1-15 °C, по умолчанию 2 °C
P2 — задание верхнего рабочего предела температуры по умолчанию 110°C
P3 — задание нижнего рабочего предела температуры по умолчанию -50°C
P4 — коррекция температуры -7 +7°C, по умолчанию 0
P5 — задержка включения/выключения реле 0-10 сек, по умолчанию 0
P6 — сигнал аварийного превышения температуры 0 +110 °C, по умолчанию выключен

Где Р — это программа, Н — это обогреватель (от английского heat, hot) и С — это охладитель (cool). Режим Р1 — это гистерезис, который удерживает колебание температуры в определенных пределах. Задается в настройках.

К сожалению, нельзя сделать так, чтобы все оборудование работало исключительно от адаптера в 12 вольт, потому что такого напряжения будет недостаточно для включения ламп накаливания.

Еще одним вариантом подключения терморегулятора является возможность его подключения не к постоянной сети напряжения (220 вольт), а к источнику питания напряжением 12 вольт, например, им может быть автомобильный аккумулятор.

На рисунке ниже изображена схема подключения аккумуляторной батареи к терморегулятору. Слева от w1209 находится нагревательный элемент, который работает на 12 вольт.

Итог

Терморегулятор W1209 является отличным изделием для использования регулировки температуры такого самодельного устройства, как инкубатор. Он отменно поддерживает оптимальную температуру.

В случае выхода из строя во время резкого скачка напряжения, его можно будет заменить на аналог. К тому же стоит он 140-150 рублей. W1209 — очень прост в использовании, даже самый начинающий пользователь без особых знаний принципов работы электрической цепи сможет его подключить и эффективно использовать.

Термостат W1209 — видео по тому, как использовать это устройство

Термостат - это управляющее устройство для поддержания определённой температуры с заданной точностью. Может быть полезен в различных системах автоматизации (холодильник, теплица, подогрев труб, бойлер, вентиляция, авто и т.д). Такой термостат тут не обозревали, тем интереснее будет его покрутить. Он был заказан с надежной, что на этот раз пришлют что-то путёвое. Признаюсь, что к такого рода устройствам отношусь скептически - привык работать с серьёзными многофункциональными приборами, поэтому буду очень критичным.

Прислали это







Размеры платы: 50x40x16мм
Качество изготовления приятно удивило, плата почти отмыта, монтаж аккуратный, все детали на месте.
Однако, конструкция неудобна для встраивания - индикатор и кнопки утоплены по отношению к реле и разъёмам. По уму, их надо было ставить на обратной стороне платы.

Диапазон уставки и отображения температур -50ºС +110ºС, чего вполне достаточно для бытового применения.
Красный светодиодный 3-х разрядный индикатор 22x10мм показывает температуру до десятых долей градуса, температуру ниже -10ºС (до -50ºС) и выше 100ºС (до 110ºС) отображает без десятичных долей, т.к. разрядов индикатора не хватает. Дискрета уставки задана по тому-же принципу.
Красный светодиод на плате просто дублирует включение реле.

3 кнопки управления: set, +, - .
set - выбирает режим уставки и настройки параметров
+ и - изменяют значение уставки и параметров
Кнопку + логичнее было поставить справа, а не в центре, т.к. в соответствии со здравым смыслом увеличение должно быть сверху или справа

В режиме C (охлаждение) работает так: пока температура ниже уставки, контакты реле разомкнуты, по достижении заданной температуры контакты реле замыкаются и остаются в таком положении до снижения температуры на величину установленного гистерезиса (по умолчанию на 2ºС).
В режиме H (нагрев) работает наоборот

Управляющее реле стоит на 12В с NO контактом, коммутирует ток до 20А (14VDC) и до 5А (250VAC)
Лучше-бы реле поставили с переключающим контактом и все 3 вывода вывели на разъём подключения, при этом немного расширяется сфера применения термостата

Термодатчик представляет собой термосопротивление 10кОм, герметично залитое в защитный металлический колпачок. Длина кабеля 30см (заявлено 50см), но при необходимости, его можно удлинить.

Настройка параметров с расшифровкой:
- Температура уставки -50ºС 110ºС, по умолчанию 28ºС
- P1 гистерезис переключения 0,1 - 15,0ºС, по умолчанию 2,0ºС
Несимметричный (в минус от уставки), позволяет снизить нагрузку на реле и исполнитель в ущерб точности поддержания температуры.
- P2 максимальная уставка температуры -45ºС 110ºС, по умолчанию 110ºС
Позволяет сузить диапазон уставки сверху
- P3 минимальная уставка температуры -50ºС 105ºС, по умолчанию -50ºС
Позволяет сузить диапазон уставки снизу
- P4 коррекция измеряемой температуры -7,0ºС 7,0ºС, по умолчанию 0,0ºС
Позволяет проводить простейшую калибровку для повышения точности измерения (только сдвиг характеристики).
- P5 задержка срабатывания в минутах 0-10мин, по умолчанию 0мин
Иногда необходима для задержки срабатывания исполнителя, критично например для компрессора холодильника.
- P6 ограничение отображаемой температуры сверху (перегрев) 0ºС-110ºС, по умолчанию OFF
Лучше без необходимости не трогать, т.к. при некорректной настройке дисплей будет постоянно отображать "---" в любом режиме и придётся скидывать настройки в состояние по умолчанию, для этого надо при очередном включении питания удерживать нажатыми кнопки + и -.
- Режим работы С (охладитель) либо H (нагреватель), по умолчанию С
Фактически просто инвертирует логику работы термостата.
Все настройки сохраняются после отключения питания.

Никаких дополнительных и хитрых настроек (ПИД, наклон, обработка, сигнализация) не обнаружено, но они простому пользователю и не нужны.
При температуре ниже -50ºС (или при отключении датчика) на индикаторе отображается LLL
При температуре выше 110ºС (или при замыкании датчика) на индикаторе отображается HHH

Интересная особенность - скорость обновления показаний температуры зависит от скорости изменения температуры. При быстрых изменениях температуры, индикатор обновляет показания 3 раза за секунду, при медленных изменениях - примерно в 10 раз медленнее, т.е. происходит цифровая фильтрация результата для повышения стабильности показаний.
Точность измерения заявлена 0,1ºС, но это просто невозможно для обычного нелинейного терморезистора без индивидуальной калибровки по множеству точек, которую 100% не делали, да и 10-bit ADC не позволяет такую роскошь. В лучшем случае можно рассчитывать на точность 1ºС

Реальная схема термостата


Управляющий контроллер STM8S003F3P6

Опорное напряжение на датчик температуры и питание контроллера - стабилизированные 5,0В на AMS1117 -5.0

Ток потребления термостата в режиме отключенного реле 19мА, включенного 68мА (при питающем напряжении 12,5В)
Напряжение питания ниже 12В подключать нежелательно, т.к. на реле подаётся напряжение на 1,5В меньше питающего. Лучше, чтобы оно было немного больше (13-14В)

Токоограничительные резисторы на индикатор стоят в цепи разрядов, а не сегментов - это приводит к изменению их яркости в зависимости от числа горящих сегментов. На нормальную работу не влияет, но в глаза бросается.

Вход RESET (4 pin) выведен на контакты для программирования, имеет только внутреннюю высокоомную подтяжку (0,1мА) и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи поблизости (даже от искры в собственном реле), либо при случайном касании контакта рукой.
Легко исправляется установкой блокирующего конденсатора 0,1мкФ на общий провод

Поверку и калибровку проводил классически на двух контрольных точках 0ºС и 100ºС
В воде с тающим льдом показал +1ºС




В кипящем чайнике температуру показал 101ºС


После ввода коррекции -1,0ºС, воду с тающим льдом показал -0,1 +0,1ºС, что меня вполне устроило




Кипящую воду стал показывать нормально 100ºС

Достоинства:
- Универсальность
- Датчик на разъёме в комплекте
- Возможность калибровки
- Малые габариты, масса и стоимость
Недостатки и особенности подробно указаны в статье.

Вывод: полезный и в принципе работающий очень недорогой прибор