Parametry regulátoru:

Schéma regulátoru:

Jádrem regulátoru je mikroprocesor AVR ATmega8, který se stará o nastavení, obsluhu algoritmu regulátoru a zobrazení naměřených teplot na displeji. Regulátor se skládá ze dvou desek plošných spojů, které jsou navzájem spojené pomocí hřebínků.

První část obsahuje LCD displej, tlačítko pro ovládání a světelnou indikaci sepnutí regulátoru pomocí LED.

Druhá část (základna) obsahuje samotné jádro regulátoru tvořené mikroprocesorem ATmega8, který je taktován interním oscilátorem s frekvencí 1 MHz. Dále zde jsou všechny nezbytné součásti pro správný chod mikroprocesoru. Jako zdroj referenčního napětí pro A/D převodník mikroprocesoru je použita externí reference LM385 s nominální hodnotou napětí 1,223 V. 

Jak již bylo řečeno, pro snímání teploty se používají přesná teplotní čidla typu LM35 u nichž se mění velikost napětí na výstupu v poměru 1 °C = 10 mV. Výstup regulátoru je spínán pomocí výkonového relé s maximálním proudovým odběrem 5 - 8 A (dle typu relé).

Regulátor je napájen ze síťového napětí ~230V, které je pomocí transformátoru sníženo na 6 V, usměrněno a dále stabilizováno na velikost 5 V. 

Ovládání regulátoru:

Celý regulátor je ovládán pomocí jednoho tlačítka. Nastavení se provádí různou délkou stisku dle následujícího obrázku:

Při krátkém stisku se nám v základním režimu pouze podsvítí LCD displej na dobu 10 sekund. Poté automaticky zhasne. Chceme-li se dostat do MENU, musíme tlačítko zmáčknout a držet déle než dvě vteřiny. Pomocí krátkých stisků lze rolovat mezi jednotlivými položkami MENU. Pro potvrzení vybrané položky opět stiskneme tlačítko na delší dobu. Krátkými stisky tlačítka nastavíme požadovanou hodnotu a dlouhým stiskem opět potvrdíme správnost nastavení. Po správném nastavení a potvrzení volby se nám na displeji zobrazí nápis OK.

Velmi dlouhým stiskem tlačítka lze také vypnout celý displej (v rámci úspor energie) a v případě potřeby znovu dlouhým stiskem tlačítka zapnout.

Popis jednotlivých parametrů:

• DIFERENCE

Slouží pro nastavení velikosti rozdílu mezi teplotami, při kterých má sepnout výstup. Pokud tedy bude vyšší teplota větší o nastavenou diferenci, sepne nám výstupní výkonové relé. Minimální diference se u regulace vzduchotechniky v místnosti doporučuje nastavit minimálně na 0,5 °C. Pro regulaci v topných systémech je ideální nastavit rozdíl na 10 °C.

• HYSTEREZE

Slouží pro nastavení rozdílu mezi teplotami, při kterých má výstup vypnout. Pokud nic nenastavíme, vypne nám regulátor, pokud budou obě snímané teploty stejné. Tento případ by však nemusel nikdy nastat, proto se doporučuje nastavit hysterezi alespoň na 0,2 °C u vzduchotechniky a 2 °C v topných systémech. Nastavením tohoto parametru zvýšíme účinnost regulace.

• MAXIMÁLNÍ TEPLOTA

Pokud bude v místnosti vyšší teplota než požadovaná (nastavená) uživatelem, regulátor nebude reagovat na změny teplot mezi nízkou a vysokou teplotou. Nastavení maximální teploty pomocí jednoho tlačítka je vzhledem ke svému rozsahu trochu odlišné. Krátkým stiskem tlačítka nastavujeme teplotu po desetinách stupně. Delším stiskem tlačítka se tato teplota inkrementuje o desítky stupňů. Potvrzení volby nastavené teploty probíhá velmi dlouhým stiskem tlačítka (>4 s).

• AUTOMATICKÁ KALIBRACE

Automatická kalibrace slouží k eliminaci chyb (různé délky přívodních vodičů, tolerance použitých součástek). Pokud budeme chtít kalibrovat čidla, připojíme je k regulátoru a přiložíme k sobě. Necháme nějakou dobu ustálit teploty a poté potvrdíme volbu Akal. v MENU. Pak lze již čidla umístit na stanovené místo a začít používat regulátor. 

Algoritmus regulátoru:

• Teplota spodní: TepS
• Teplota horní: TepH
• Diference: Dif
• Hystereze: Hys
• Max. teplota: MaxT

 

Algoritmus funguje pouze za podmínky, že TepS < MaxT.

Teplota dole v místnosti (zásobník TUV) tedy musí být menší než stanovená (teplota nahoře v místnosti, na solárním panelu).

• Spínání relé: TepH - dif >= TepS
• Vypínání relé: TepS + hys >= TepH

 

Příklad:

TepS = 20 °C, dif = 0.5 °C, hys = 0,2 °C

Regulátor sepne ventilátor, pokud TepH >= 20,5 °C (TepS + dif = 20 + 0,5 °C)

Regulátor vypne ventilátor, pokud TepH <= 20,2 °C (TepS + hys = 20 + 0,2 °C)

Zapojení regulátoru:

Regulátor se zapojuje podle následujícího obrázku. Na horní svorkovnici se připojují teplotní čidla typu LM35. Čidlo vlevo snímá teplotu dole v místnosti (zásobník TUV) a čidlo vpravo snímá teplotu nahoře v místnosti (solární kolektor).

Silová část regulátoru se připojuje přes svorkovnice na spodní straně regulátoru. První dvě svorkovnice směrem od transformátoru dolů slouží pro napájení řídicí elektroniky regulátoru. Řídicí elektronika transformátoru je jištěna 1 A radiální pojistkou.

Třetí svorkovnice slouží jako přívod spínaného napětí pro relé. Zde můžeme připojit jakékoli externí napětí s maximální velikostí do 300 V. Požadujeme-li spínat síťové napětí (~230 V), propojíme tento přívod s napájecím napětím.

Do posledních dvou svorkovnic připojíme spínaný výstup. V případě externího spínaného napětí využijeme pouze svorku L-výstup. Pracovní nula (N) je na DPS propojena s N pro napájení elektroniky.

Závěr:

Při konstrukci regulátoru se pracuje s nebezpečným síťovým napětím. Regulátor by proto měla zapojovat pouze osoba s platnou elektrotechnickou kvalifikací, danou zákony ČR. Popisovaná konstrukce je pouze informativní a autor článku ani správce webu nenesou žádnou odpovědnost za případné ujmy na zdraví či majetku.

Více informací včetně možnosti objednat regulátor: www.pazi.webovka.eu/Regulace/Regulace.htm