Fűtés szabályozása PIC 16F870-es kontrollerrel

Módosítva: 2007.04.28.

Magyar menüvezérelt (hd44780 LCD 2x16), gáz fogyasztásra optimalizált kazánvíz és lakáshőfok szabályzó thermo computer!!!

A szabályzót eredetileg egy ÉTI-15 TROPUS típusu kazánhoz (fűtési rendszerhez) fejlesztettem ki, természetesen adaptálható a szabályzó bármilyen rendszerhez ahol a gázt és a keringetést villamosan vezérelni lehet. A kazánban eredetileg csak egy mechanikus bimetalos vízhőmérsékletre reagáló gázkapcsoló (folyamatos őrlánggal) és egy keringető szivattyú (kalor) volt.

A kazán rendszere:

Kétkörös vízrendszer. A két kőr között ellenáramú, duplacsöves hőcserélő (kazánon belül). A primerkőr a fűtővíz köre, a secunder kör a melegvíz (csapi melegvíz, fürdővíz) köre.A kalor a primer körbe van beépítve. A primerkörön a ki és a bemenő csövön egy-egy golyóscap valamint a kazán felöl a csapok előt egy söntölő ági golyóscsap van beépítve (lásd az előlapi sémát). Feledatuk a hőcserélőben folyamatosan járatni kell a primerköri vizet ha melegvízre (fürdővízre) szükség van (a kazán egyszerre látja el a fűtést és a melegvíz szolgáltatást). A csapokkal lehet fűtés nélküli melegíz ellátást is biztosítani (helybe kell forgatni a primervizet). A ki és bejövő csapok állásának mindig ellentétesnek kell lenniük a söntölőági csap állásával. A kazán nem alkalmas fürdésnél és fűtésél egyszerre a két feladat ellátására ezért a csapokat folyamatosan kezelni kell.

Ez így nem szabályzott a lakáshőmérsékletre és nem használta ki a kazánban rejlő lehetőségeket!

Az átalakítás:

A legfontosabb feladat, hogy a gázt vezérelni lehessen! A mechanikus szabályzó után sorba építettem egy villamos mágnesszelepet amivel a gázt ki és bekapcsolni lehet (a mechanikus szabályzót max értékre állítva fedővédelemként működik). A golyóscsapok maradtak (egyenlőre). A többit a computer elintézi....

A billentyüzet és a kapcsolási séma A körökben (230V, GÁZ, KALOR) szineknek megfelelő ledekkel (a gáz piros villogó LED). Az ábra sajnos rossz, a söntölő ág a kalor után van közvetlenül (a csapok előtt)!

	Analóg és digitális rész valamint a billentyűzet és program letöltő modul (PonyProg2000). A kijelző 2x16 karakteres lcd44780-as modul (háttér világítással).
Program letöltő software (PonyProg2000) Figyelem! Letöltés csak bekapcsolt szabályzóval lehetséges (egyébként a PIC károsodhat)!!!

Megvalósított funkciók ( Firmware V1.5 (PIC 16F870) ):

Egyébb szolgáltatások:

Támogatott kontroller: PIC 16F870 !

- Gázláng ellenőrzés (gyújtástól számítva 90s mulva nem lehet a víz hőmérséklete a "Hidegvíz" szintje alatt). Hiba esetén leállít mindent és hibajelzést ad (szöveg+hangjelés).

- Gáz gorskikapcsolás védelem (5 s)

- Definíciós értékek a belső eepromba tárolódnak (Hidegvíz, Lakáshőfok , Fűtővízhőfok, Fürdővizhőfok, Mosdóvízhőfok, Mosogatóvízhőfok, Lakáshőfokdelta, Vizhőfokdelta, Automata kikeringtetés) ezért táp kimaradás esetén sem törlődnek.

- Feszültség kimaradás után a Fűtés funkciót fojtatja a többinél Stop funkcióba lép át.

- Automatikus melegvíz kikeringtetés (ki/be kapcsolható). Kikeringteti a kazánból (a "Hidegviz" szintjéig) az egyébként nem hasznosuló melegvizeket (lásd a diagrammot).

- Kézi kikeringtetés. Kikapcsolt automata kikeringtetésnél fürdés programból fűtés programba való közvetlen átlépéssel (Fürdés->Fűtés) meleg lakás esetén is kikeringteti a már felfűtött vizet. Fürdés -> Stop -> Fűtés esetén nincs kikeringtetés.

- A három csap állásának folyamatos helyes pozíció kijelzése a kijelzőn.

- Folyamatos (minden funkcióban) kazánvízhőfok, lakáshőfok, csap állás és érvényes funkció kijelzés az LCD-n.

- LCD háttér világítás vezérlés (utolsó gobnyomástól számítva 3s-ig világít, hibaüzenet esetén folyamatos világítás és hangjelzés)

- Beépített hanggenerátor a külömbözö jelzéseknek (piezó hangszórós)

- Menü beragadás védelem (10s)

- Stop funkciónál tételes beállítási lehetőség (összes definíciós értékek végigjárása), a többi funkciónál helyzetérzékegy beállítások!

- ...

A jenlenlegi Firmware-vel szinte teljesen tele van a kontroller (PIC 16F870), de PIC 16F873, PIC 16F876 alkalmazásával (láb és funkció kompadtibilis, de a RAM kezelés miatt a Firmware-t módosítani kell) félig illetve negyedig volna! Szóval van lehetőség a funkciók bőséges bővítésére!

Építési információk:

Négy, jol elkülöníthető fődarabbol áll a szabályzó kialakítása:

- analógrész mely helyet ad a tápegységnek (szabályozatlan 11V, stabilizált 8V, stabilizált 5V), 2 db. PT100-ADC fokozat, 2 db. relé kimenet, 1 db LCD világításmeghajtás. A táptranszformátor egy ~8V-os csengőreductor. Fontos, hogy a LM324-es trimmerjei többfordulatos, precíziós trimmerek legyenek a finom hőmérsékleti kalibráció miatt! Valamint az egész PT100-ADC fokozatot árnyékoljuk el a külvilágtól (érzékeny a brumra)! Mind a víz, mind a lakáshőfok érzékelője PT100-as thermoellenállás.

- digitálisrész mely helyet ad a kontrollernek, piezo végfok hangszóróva és a billentyűzet, PonyProg, ADC csatlakozóknak és itt található az órajel kristály (10 MHz) is.A PIC-et feltétlen foglalatba szereljük!

- billentyűzet. Nyákba ültethető gombok (8 db.)és LED-ek (3 db.), nyákkal odahuzatva a kifúrt és öntapadós papirfóliával leragasztott előlaphoz.

A fóliára nyomtatóval nyomtattam a gombokat és a feliratokat, átlátszó műanyag védőfóliával leragasztottam a kopásállóság növelése miatt. A LED-ek helyeit lyukasztóval kilyukasztottam. A kész fóliát felragasztottam a kifurt előlapra. A beültetett nyomógomb (és LED) nyákot távtartóval odahuzattam a lyukon keresztül az előlaphoz úgy, hogy a gombok hozzá érjenek a fóliához hátulról. Így a fóliát megyomva mint egy "fóliabillentyűzetet" működteti a nyomógombokat. A gomb testének is át kell férnie az alumínium előlapon!

- A kijelző hd44780-as LCD modul háttér világítással (PIC vezérli). A kivágott előlaphoz szintén távtartóval odahuzatva (ne feszüljön az LCD)! A hd44780 (LCD leírása) megtalálható a Digitális Nagy CD #2-n (a koplett felylesztőrendszerrel együtt)!

Komplett nyákot direkt nem közlök két okból is:

- a kapcsolások nagyon egyszerűek és a felhasznált alkatrészek (pl relék) a beszerzésétől függően külömbözhetnek,

- ez a technika azért feltételezi, legalább az önálló NYÁK tervezésének képességét is.

Fejlesztő rendszer (Firmware):

Firmvare V1.6 (zip)