Универсальный регулируемый термостат с изменяемым гистерезисом

Данное устройство выполняет функцию цифрового термостата с возможностью настройки температуры, гистерезиса, а также выбора одного из двух режимов работы (нагрев/охлаждение). Может работать в местах, где необходимо поддерживать температуру на заданном уровне.

Основные характеристики термостата:

• Диапазон измерения и регулирования температуры: -50 C…+120 C
• Изменение настройки с шагом 0,5°C или 5°C
• Диапазон гистерезиса: 1…10°C
• Работа в режиме нагрева или в режиме охлаждения
• Управление нагрузкой посредством силового реле
• Отображение информации с помощью LCD 16X2
• Светодиодная индикация состояния реле

Благодаря применению температурного датчика DS18B20, мы можем контролировать температуру в широком диапазоне от -50°C до +120°C. Термостат может работать в режиме нагрева или охлаждения, которые в удобном виде можно переключить в настройках. Термостат оснащен LCD дисплеем 16×2, что дает возможность постоянно контролировать текущую, минимальную и максимальную температуру.

Кроме того, устройство имеет два светодиода красного и зеленого цвета, которые показывают состояние реле и правильную работу программы микроконтроллера. Благодаря использованию энергонезависимой памяти EEPROM, термостат запоминает последние настройки, что упрощает работу с устройством.

Программа микроконтроллера способна определить отсутствие или повреждение датчика DS18B20, с последующим выведением информации на дисплей и отключением реле.

Все устройство собрано на двух платах, соединенные между собой 3-проводной линией, что дает много возможностей при установке его в корпус. Термостат имеет встроенный блок питания, который вместе с несколькими внешними элементами стабилизирует и фильтрует напряжение для микроконтроллера.

Трансформатор TR1 понижает напряжение до значения 10 В, которое затем выпрямляется, фильтруется и стабилизируется. Исполнительная часть состоит из мощного реле и управляющего транзистора VT1. Диод VD2 защищает транзистор от всплесков ЭДС самоиндукции во время выключения реле.

На разъем X1 выведены: масса, напряжение питания VCC и сигнал базы транзистора (через токоограничивающий резистор R1).Разъем X2 датчика DS18B20 имеет напряжение питания, массу, и сигнальную линию, идущую к микроконтроллеру. По datasheet данная линия подтянута к питанию через резистор 4,7 к (R3).

Микросхема DD1 — это микроконтроллер Atmega8, который работает от внутреннего RC генератора на частоте 1 МГц. Конденсаторы С1 и С2 фильтруют напряжение питания микроконтроллера, а резисторы R1 и R2 ограничивают ток светодиодов HL2 и HL1.

LCD дисплей подключен к микроконтроллеру по 4-х разрядной шине. Потенциометр R5 регулирует контрастность дисплея. Работоспособность данного термостата протестирована в Proteus (ссылка на модель в конце статьи)

Управление термостатом

В настройки можно войти, удерживая нажатой кнопку [SA1] во время запуска устройства и в момент его работы. При входе в настройки, можно с помощью первых трех кнопок выбрать режим работы, температуру и гистерезис. Кнопка [SA1] переключает параметрs, кнопка [SA2] увеличивает значение на 0,5°C после однократного нажатия, и на 5°C при удержании, кнопка [SA3] работает аналогично в противоположную сторону.

Кнопка [SA4] позволяет выйти из меню с сохранением параметров в EEPROM микроконтроллера, а кнопка [SA5] — выход без сохранения (отмена). Зеленый светодиод информирует пользователя о корректной работе программы, а красный отражает состояние выхода. Если будет отключен или неисправен температурный датчик, то зеленый светодиод погаснет, а также отключатся реле и красный светодиод.

Печатная плата, прошивка, модель в Proteus (38,2 KiB, скачано: 3 079)