Inspirovaly Vás moje konstrukce?
Zde je můžete ukázat.

IMPULSNÍ EKVITERMNÍ TERMOSTAT

Jiří Pělucha
jiri.pelucha@seznam.cz

 vloženo:15.04.2016

   Narazil jsem na tento web, když jsem hledal schéma ekvitermního termostatu pro ovládání směšovacího ventilu. Jsou tady dvě krásně propracované verze na DIN lištu a do přístrojové krabice od Koposu. Ale protože jsem chtěl jako vždy maximálně využít šuplíkových zásob, udělal jsem si to složitější a vymyslel třetí variantu.

   Z vadného digitálního ukazatele jsem použil krabičku, kterou jsem zkrátil a čelní panel, který obsahuje 4 ledky, 4 tlačítka a 2 dvoumístné LED displeje. To znamenalo navrhnout plošné spoje pro elektroniku a pro relátka. Až po oživení jsem zjistil, že kontrolka chyby čidla je zbytečná, protože na displeji to uvidím. Potisk čelního panelu jsem zkusil vytisknout na tiskárně samolepících štítků, a myslím, že se to povedlo.

   Přístroj bude napájený ze zdroje 24V, který už mám v rozvaděči pro regulaci vytápění.
Na závěr musím pochválit autora těchto krásných stránek za propracované přístroje a skvělou komunikaci.
Jirka

 

 


Sestava modulů  T4DS ; T6DS ; LCDIP a další …

P. Schreier

vloženo:7.02.2015

   Vývoj a možnosti elektroniky jdou stále kupředu a věci, které byly pro mnohé skoro nemožné, se stávají dostupnými. Dříve se k zobrazení používaly digitrony a žárovky a dnes zase displeje různých tipů. Dříve se běžně používaly elektronky, pak tranzistory a dnes zase mikroprocesory. Ty (mimo jiné) nacházejí své uplatnění i v měřící a regulační technice. Účel tohoto článku není vyjmenovávat možnosti mikroprocesorů, ty budou „zasvěcení“ asi velmi dobře znát, ale podívat se na věc jakoby z jiné, „počáteční“ strany seznámení, pokud možno bez znalostí angličtiny a s „domácími“ možnostmi pro stavbu takového zařízení. Schválně ale zůstaneme u běžných součástí a nepůjdeme k novinkám. Řekneme, že existuje určitá komunita lidí (nadšenců, konstruktérů či amatérů), kteří prostě neumí napsat program do procesoru a přesto by rádi využili této techniky. Umí si nakreslit a vyrobit (nebo prostě koupit) plošný spoj a sestavit z něho modul nebo něco, co by obsahovalo procesor a zároveň by to splnilo jejich požadavky. Umí sestavit zařízení a zároveň chtějí při stavbě co nejvíce zvládnout svépomoci. Jak se ale domluvit s tím procesorem, zvlášť když jeden neumí psát program a učit se to znamená v této chvíli velkou časovou náročnost? A právě i na to jsem se chtěl zaměřit, je-li možné si něco takového vyrobit či sestavit v amatérských podmínkách, bez těchto znalostí. Díky internetu je přístupné mnoho zajímavých zapojení a stále je mnoho dobrých lidí, kteří dávají možnost druhým se zdokonalovat. Za to jim patří veliké díky. Také jsem hledal něco „potřebného“ a aby to dávalo smysl, když už se do toho pustím. Snad každý chce mít doma teplo a tak jsem hledal v oblasti „domácí“ měřící a regulační techniky. Narazil jsem na velmi kvalitní a opravdu zajímavé stránky. Už na první pohled mne zaujalo množství „potřebných“ zapojení a modulů a také styl a vysvětlení jejich funkcí. Rozhodl jsem se tedy pro několik modulů s teplotním čidlem Dallas DS18B20 a LCD displejem 2x16 znaků. Moduly jsou na stejném plošném spoji a stačí vlastně vyrobit jeden (např. T4DS) a změnou součástek vytvořit druhý (T6DS nebo LCDIP2DS). Podrobný popis se nachází na jejich domovských stránkách (http://s-o.webnode.cz/). Samozřejmě tyto řádky vznikly i s laskavým svolením majitele těchto stránek panem Slovákem a souvisejících stránek pic16fxx.sweb.cz panem Stroleným.
   Na rozdíl od původního zapojení jsem ale chtěl využít i „šuplíkový“ displej většího rozměru (to vyžadovalo nový plošný spoj) a také nějakou finální úpravu, aby nezůstalo jen u samotných modulů. Nakreslil jsem tedy ve Wordu plošný spoj. Ano ve Wordu … už jsem psal … v amatérských podmínkách a prakticky bez znalostí angličtiny. Word má skoro každý a dá se v něm velmi dobře i kreslit. Pravda má určitá omezení, ale jednoduchý plošný spoj (a nejen ten) zvládne výborně a dost rychle. Laicky řečeno, je to vlastně jen soustava čar a geometrických tvarů. Plošný spoj se kreslí ze strany součástek, které se také nakreslí (nebo se zkopírují z už používané „knihovny“) a pak už se jen kopíruje a otáčí a propojuje. Jistě, dá se použít třeba program Eagle, ale i ten má svá omezení (angličtina, rozměr PCB) nebo Design Spark a nebo úplně jiný. Prostě v této chvíli jsem dal přednost Wordu. Předlohu vytisknu na jakékoliv tiskárně s dostatečnou sytostí a nemusím se při tisku starat o rozměry desky. Co nakreslím, to vytisknu 1:1. Použitá zapojení jsem doplnil jen odporovým trimrem pro nastavení podsvícení displeje, jumperem pro jeho vypnutí a svorkama pro senzory a napájení. Na plošném spoji je i možnost osadit tlačítka a jiné součástky pro další aplikace. Ty se třeba pro teploměry nevyužívají. Plošný spoj s rozměrem 100x75 mm (např. u GME : 661-064 nebo 661-073 pro dva kusy modulů) nebo 100 x 150 mm (661-116 nebo 661-117 pro čtyři - „eventuelně dva“ kusy dvou-displejových modulů) jsem koupil s fotocitlivou vrstvou a finál vyrobil fotocestou za pomocí pauzovacího papíru a chloridu železitého. Na internetu je několik návodů jak na to. Stačí zadat do vyhledávače třeba tyto adresy:
www.mlab.cz/Articles/HowTo/How_to_make_PCB/DOC/HTML/How_to_make_PCB.cs.html
www.microdesignum.cz/clanky/Vyroba-plosnych-spoju.html
www.wagnerovi.cz/index.php/28-vsechnyclanky/Elektrotechnika/69-plosne-spoje-%E2%80%93-jak-to-delam-ja

Displej má (kromě rozměrů) i změnu umístění vývodů 15 a 16.

 

Předloha, osvitová komora, výroba a hotové PCB

   Jak už bylo napsáno (viz. www odkazy), pro zhotovení plošných spojů používá každý asi svou metodu výroby a všechny metody jsou něčím přitažlivé pro své uživatele. Z mé strany vytisknu předlohu dvakrát na pauzovací papír, vystřihnu a slepím vteřinovým lepidlem „přesně na sebe“. To proto, aby tmavé cesty spojů byly co nejvíce tmavé a ne průsvitné. Pak dám předlohu na cuprextit s fotocitlivou vrstvou (tiskem k mědi), zatížím plexisklem a dám do komory na osvícení (cca na 13 minut). Osvitovou komoru jsem zhotovil ze staré mikrovlné trouby a 125W výbojky. Následně dám PCB do vývojky (roztok hydroxidu sodného NaOH) a vyleptat (v chloridu železitém FeCl3). Po vyleptání nanesu na PCB vrstvu kalafuny jako ochranu před oxidací. Po zaschnutí mohu výsledek nařezat na požadovaný rozměr, vrtat a pájet (čím dříve, tím lépe). Pájíme standardní metodou, v mém případě obyčejnou trafo-pájkou. Pro tyto účely udělám jen delší hrot (z Cu vodiče 0,75mm2 a cca 14 ÷ 15 cm délky). Vím, že to není super metoda, ale výsledek je chvalitebný. Nakonec, vždycky je možné vyzkoušet i něco jiného … . Pro jistotu přikládám i pár fotek z přípravy a výroby plošných spojů.


předlohy na „pauzáku“


předloha (150x100) pod plexisklem


připraveno na osvit


osvitová komora


leptání


použití vývojky (čištění)



hotové PCB

 

Úprava elektrických schémat pro moduly s PIC16F88 a PIC16F1847



 

Testovací moduly pro teploměry – 100x38 (100x50) a 146x45 (150x100)

   Jako první (kromě nakreslení plošných spojů) jsem vyrobil dva „testovací“ moduly (PCB), jeden pro malý displej (EL1602A „HD44780“) a druhý pro velký displej (AC162E). Pro porovnání uvedu základní rozměry a parametry obou typů. (Některé ke koupi i zde: http://www.easyduino.cz/search-engine.htm?q=displej&qm=2 ).















Finální modul pro „teploměry“ (rozměr 50 x 75 pro jeden velký displej)




Pohled na sestavu desky s displejem (ze zadní strany, na součástky!)


Rozmístění součástek na plošném spoji (XLCD, D1 a TL jsou ze spodní strany)


Plošný spoj 100 x 75 mm (GME fotocuprextit - 661-073 nebo 661-064)

 

Programování (PIC16F88 ; PIC16F1847 a jiné)

   Pro programování jsem nešel nikam daleko. Chtěl jsem „jen“ zavézt program do procesoru. Nemám s tím velké zkušenosti, ale na stránkách (http://s-o.webnode.cz/) je doporučená další zajímavá adresa pic16fxx.sweb.cz a z ní jsem si vybral LPT_programátor_PIC (pravda pro starší PC, jako to moje) a program „WinPicprogrammer" (Wolfgang Buescher) + cz jazyk – „WinPicProg_cz". Vyrobil jsem jeden vzorek a zkusil naprogramovat PIC. Štěstí stálo při mně a tak se vše podařilo. Zde je pár fotek z mého snažení a pár důležitých informací ke stavbě přímo z domovských stránek. (PIC16F1847 jsem ale musel do knihovny programu doplnit sám).





„Přepínač XJ1 nastavíme do polohy 1-2, kdy je napájecí napětí +5V pro procesor spínané z počítače přes tranzistor. Poloha 2-3 slouží k trvalému napájení +5V pro procesor. Přepínač XJ2 v poloze 1-2 je pro programování procesorů PIC16F87x, kdy je zakončen vývod RB3 odporem na zem. V poloze 1-3 programuje procesory, které mají 8-vývodů např. PIC12F629. Pro procesory s 18-ti vývody je nastavení přepínače do libovolné polohy. Programátor připojíme na zdroj nestabilizovaného napětí (cca 17,5V) a LPT kabelem k PC. Pozor při vkládání součástky na správnou orientaci. (Pro PIC16F88-I/P … ).




 

Nastavení ovládacího programu
WinPic programmer (Wolfgang Buescher)

   Při použití obvodu 74LS06 v programátoru, provedeme nastavení programu podle následujícího popisu. Zvolíme si jazyk, připojíme programátor na paralelní port počítače a zapneme napájení. Vybereme port LPT1 nebo LPT2 a napíšeme adresu portu (378 pro LPT1 nebo 278 pro LPT2). Nastavíme typ rozhraní: Vlastní na LPT portu, definovaný souborem a provedeme výběr souboru: Bojan Dobaj Intf P16PRO.ini (procesory v pouzdru DIL8, 14 a 18 vývodů)¨


Nyní stiskneme tlačítko Inicializace. Pokud je správné propojení a nastavení programu, zobrazí se Inicializace PIC-Programátoru: Hotovo. Zvolíme typ součástky a můžeme přistoupit k programování (nebo ke kontrole).


Na záložce „Rozhraní“ (viz. níže) můžeme také vyzkoušet správnou funkci programátoru. Pod popisem "Test Rozhraní" zatrhneme jednotlivá napětí a kontrolujeme rozsvícení správné LED diody na programátoru. (Pak vypnout).




12.2.2011 - CZ překlad. Do programu se nabízí volně ke stažení opravený překlad češtiny WinPicProg cz pro verzi "29 may 2008" a novější (verzi programu zjistíte Help / About). Autor vylepšuje program a pro novější verze nemusí být vše přeloženo. Po stažení rozbalte soubor s češtinou a umístěte do adresáře c:\Program Files\WinPic\translations\. Spustíme program a v záložce "Options" je volba "Select Language" (vybraný jazyk) vybereme Czech. Doporučuje se program ukončit a znovu spustit, aby došlo k načtení češtiny do všech oken programu.

Pokud máme procesor (PIC16F88-I/P) správně vložený do patice načteme požadovaný „soubor.HEX“ a můžeme „Naprogramovat součástku“.






Průběh programování zobrazuje lišta ve spodní části programu a „mrkání“ LED diod programátoru (vše se také ukazuje v záložce „Zprávy“). Pokud se po skončení objeví hláška „Programování skončeno, žádná chyba“ znamená to, že je vše OK. Vytáhneme součástku a můžeme ji vložit do připravené aplikace. Pokud se objeví chyba, zkontrolujeme uchycení a zapojení procesoru v patici, nastavení programu, *.HEX soubor (jestli je určený pro použitý procesor, napájecí napětí a LPT kabel. Po té zkusíme naprogramovat procesor znovu. A nyní pár příkladů použití jednotlivých modulů v praxi.

 

Přístroj s modulem (teploměrem) T4DS – T6DS









Pro teploměr T4DS se používá PIC 16F88 (+ Q1)
Pro teploměr T6DS se používá PIC 16F1847 (- Q1)

 

Krabička

   Aby přístroj vypadal trochu profesionálně je vhodné, aby měl svůj kabátek. Ten jsem vytvořil z krabičky s rozměry 159 x 140 x 60 mm od firmy GME. Při výběru jsem zohledňoval velikost displeje, místo pro přívodní konektory (pokud možno šuplíkové), možnost dokoupení náhradního štítku (pokud bych stávající při úpravě krabičky znehodnotil) i průhledného (abych třeba nemusel dělat otvor pro displej – zatím jsem nevyužil), samozřejmě cenu a možnost použití i pro jiné aplikace. Bohužel se neustále zdražuje a tak jsou některé uvedené ceny (proti roku 2013) až o 37% vyšší. Iniciativě se ale meze nekladou a tak si to každý může udělat po svém, s vlastním designem a použitím. Ceny jsou z internetového obchodu firmy GME (2015).

Krabička U-KM60 622-954 1ks 82,- Kč
(Plexi štítek) KM60 FIL PR. 622-126 1ks 25,- Kč
Zdroj 5Vdc/1A ET328A 751-160 1ks 108,- Kč
Napájecí konektor K3716A 806-018 1ks 21,- Kč
(Napájecí konektor) DS-204B 806-304 1ks 5,60 Kč
Zásuvky pro senzory DIN 5P/ZP 807-008 6ks 11,70 Kč
Konektory pro senzory DIN 5P/VK 807-004 6ks 11,30 Kč

   Nejdříve si rozvrhneme umístění displeje a konektorů pro senzory. Pokud víme, že budeme dělat více „krabiček“, můžeme si udělat z plechu šablonu pro otvor a uchycení displeje. Podle možností a chuti, můžeme přidat (vyrobit) i okrasný (a ochranný) štítek před displej. Nezaškodí ani případný popis zařízení.
















 

 

Přístroj s modulem T6DS + LCDIP2DS

   Stejně jako u předchozích teploměrů využijeme stejné konstrukční díly i pro teploměr s info-panelem. To znamená krabičku, displej, konektory, napájecí zdroj, senzory (pozor u LCDIP2DS můžeme použít jen senzory s externím napájením = tři vodiče k senzoru) a PCB, které nebudeme řezat na polovinu, ale necháme rozměr 100 x 75 mm a trochu ořežeme „úhly“ v oblasti tlačítek. Další postup je velmi podobný předcházejícímu. Připravíme krabičku a v ní zhotovíme potřebné otvory. Osadíme PCB (T6DS nepotřebuje krystal Q1, C1 a C2) a naprogramujeme procesory. Ze zadní strany přišroubujeme (přes nožičky) plech pro uchycení na zeď (např. pozinkovaný plech, obarvený na černo). Můžeme se tedy podívat na několik obrázků z „procesu“ výroby.

















 

 

Přístroj s modulem 3 x T6DS + LCDIP2DS

   Pro měření v kotelně potřeboval kamarád teploměr pro více teplot. Podle toho, co všechno chtěl sledovat (kotel na tuhá paliva, plyn, elektrokotel, TUV, solár, venkovní a vnitřní teploty + rezerva) jsem mu navrhnul sestavu 4x T4DS. Nakonec ale zvítězila sestava 3x T6DS + LCDIP2DS. Tedy celkem 20 teplot + hodiny s datumem. (Pokud by se sestava využila jen pro teplotní měření jako 4x T6DS, tak 24 teplot). Tentokráte byl požadavek na konstrukci s malými displeji, takže nový PCB s rozměrem 160 x 100 mm. Osazení a oživení opět stejné jako předcházející.






Osazený PCB (GME: 661-117 nebo 661-063) jsem usadil do krabičky (627-002) s čelním panelem, který jsem vytvořil opět ve Wordu s pomocí barevného tisku a laminovací fólie. (Okýnka pro displeje předem vyříznout).





 

Senzory a ostatní.

   Pro snímání teplot jsou použité senzory Dallas DS18B20, které mají své výhody. Nemusí se kalibrovat. (V případě „nutnosti“ jen vybereme z více kusů ty se stejnou nebo velmi podobnou hodnotou, teplotou). Může se připojit více senzorů na jeden kabel (zkrátí se délka vedení). Externí nebo paralelní napájení (zmenší se počet vodičů). A cena, která je ale rozdílná. Můžeme použít zapouzdřené senzory od firmy Flajzar s délkou kabelu 2m (165,- Kč) nebo 5m (205,- Kč), koupit je na Ebay zapouzdřené (1x1m za 40Kč – 5x3m za 303Kč) nebo si je udělat podle potřeby z jednotlivých kusů např. od firmy TME (cca 25,- Kč/25ks) a nebo opět na Ebay za cca dvacku/10ks.




 

   Možnost použití takovýchto modulů je velká. Dají se využít pro orientační měření na kontrolu oteplení různých zařízení, jako jsou třeba chladiče, motory, výparníky atd. Senzory a teploměry jsou pro teploty -40 až 125°C, ale pozor na teplotní odolnost použitých přívodních vodičů k senzoru. Dají se použít na stálé měření teplot třeba v místnosti, v otopném systému, venku, ale třeba i k regulaci (LCDIP2DS je i zdvojený termostat se záznamem min. a max. teplot) a hlavně každý zde může využít své kreativity při stavbě a použití. No a pokud by někdo hledal více, stačí navštívit stránky http://s-o.webnode.cz/ nebo pic16fxx.sweb.cz a zkusit se poohlédnout po „něčem potřebnějším“.

   Na závěr bych chtěl říci, že celkový výsledek je opravdu přívětivý. Původním záměrem bylo zjistit, jestli může s mikroprocesory pracovat i člověk, který se v této technice nevyzná a to se povedlo. Ano, chce to i jisté množství umu a zručnosti a samozřejmě svou roli sehrál i kousek štěstí. Třeba když v programu „WIN PIC Programmer“ chyběla podpora pro PIC 16F1847 potřebný pro T6DS, kterou jsem vytvořil jaksi za pomocí intuice nebo když velký displej zobrazoval chybně znak „°C“, který zase pomohl napravit pan Slovák, za což velice moc děkuji a nebo když jsem v návalu radosti z funkčnosti modul chybně zapojil a výsledkem byly pouze „minimální“ ztráty. Vlastně to celé snažení odnesly „jen“ tři senzory, ale to už asi patří k experimentování s neznámem. Stejně tak se povedlo pracovat „jen“ s naším rodným jazykem bez znalosti toho anglického. I když je to v dnešní době spíše mínus, přesto takový výsledek hodnotím jako pozitivní. Ceny nakupovaných materiálů se zřejmě s léty a místy získávání budou lišit, ale i tak bylo vše výhodně dostupné. A nakonec odměnou byla (kromě hotových modulů) i radost při stavbě, překonávání obtíží a z výsledné funkčnosti sestavených zařízení. Takže všem velmi doporučuji.

PaS    2.2.2015

 

 


Termostat T15DS

 GeoMar

vloženo:5.02.2015


Celý článek.