Электронный термостат W1209. Простые терморегуляторы Схема подключения терморегулятора w1 290

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

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Терморегулятор схема №1
DA1	Микросхема	К157УД2	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ3102В	1			В блокнот
VT2, VT3	Биполярный транзистор	КТ817Г	2			В блокнот
VD1-VD5	Диод	КД209В	5			В блокнот
VD6	Стабилитрон	Д814Д	1			В блокнот
C1	Конденсатор	22 пФ	1			В блокнот
C2		100 мкФ 50 В	1			В блокнот
C3	Электролитический конденсатор	470 мкФ 16 В	1			В блокнот
C4	Конденсатор	0.1 мкФ	1			В блокнот
R1, R5	Резистор	5.1 кОм	2			В блокнот
R2	Резистор	68 Ом	1	Подбирается для разности температур		В блокнот
R3	Терморезистор	6.8 кОм	1			В блокнот
R4	Переменный резистор	22 кОм	1			В блокнот
R6	Резистор	10 кОм	1			В блокнот
R7	Резистор	30 кОм	1			В блокнот
R8	Резистор	560 Ом	1	Подбирается при настройте блока питания		В блокнот
T1	Трансформатор	Вых 12-15В 5Вт	1			В блокнот
FU1	Предохранитель	0.5 А	1			В блокнот
K1	Реле	Не ниже 10 В	1			В блокнот
	Выключатель		1			В блокнот
	Терморегулятор схема №2
DA1	Микросхема	К157УД2	1			В блокнот
DD1	Микросхема	К561ЛА7	1	К176ЛА7		В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ605БМ	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	КТ817Г	1			В блокнот
VS1	Тиристор	Т122-25	1			В блокнот
VD1-VD4	Диод	КД203Д	4			В блокнот
VD5-VD8	Диод	КД209В	4			В блокнот
VD9	Стабилитрон	Д814Д	1			В блокнот
C1, C2	Конденсатор	22 пФ	2			В блокнот
C3	Электролитический конденсатор	100 мкФ 50 В	1			В блокнот
C4	Электролитический конденсатор	470 мкФ 16 В	1			В блокнот
C5	Конденсатор	0.1 мкФ	1			В блокнот
R1, R5	Резистор

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

Для изготовления самодельного инкубатора мне было необходимо приобрести регулятор температуры. Требования к нему были такие- маленькие габариты, небольшая стоимость, питание от 12 В постоянного тока, мощное исполнительное реле (чтобы выдерживал значительную нагрузку), индикация показаний, настройка параметров кнопками управления, точность измерения температуры и поддержания заданных параметров ну и конечно надежность.

На просторах интернета попался мне такой приборчик- . Отзывы о нем удовлетворяли моим требованиям. Пришел ко мне с сайта Алиэкспресс. Применить этот регулятор можно во многих местах- электрическое отопление, инкубаторы, холодильники сушильные шкафы, системы нагрева воды, защита электрооборудования, замер температуры охлаждающей жидкости автомобиля с последующим включением вентилятора теплицы, бани, теплые полы, обогрев труб, и т.д… Сам регулятор состоит из электронной платы с установленными 3 кнопки управления: SET Кнопка SETслужит для выбора режима и установки параметров а кнопками и непосредственно можно изменить данные программируемых параметров. ЛЕД индикатор имеет три разряда. Сам измеритель температуры устроен на базе термометра, установленного в чехол, имеет длину провода 30 см.

Пределы регулирования лежат в зоне от -50.0 до 110.0 градусов. Можно подключить нагрузки до 15 А (при 12 В постоянного тока) и до 5 А (при питании нагрузки от 220 В сети)

Питается прибор от 12 -14 В постоянного тока. Точность измерения находится в пределах 0.1 Цельсия. Ток потребления регулятора-35 мА при работе реле: 65 мА. В моей статье я расскажу как настроить и немного апгрейдить данный термостат.

Процесс настройки терморегулятора W1209 показан в видео:

Перечень инструментов и материалов
-нож или ножницы;
-отвертка;
-паяльник;
-тестер;
-пластиковая трубка от ушных палочек или стержня авторучки;
-неисправные светодиод диаметром 5 мм-4 штуки;
-пластиковые стойки-4 шт;
-соединительные провода;
-адаптер питания на 12 В;
-шурупы;
-пластмассовая коробочка из под шурупов с прозрачной крышкой;
-самоклеющаяся пленка.

Шаг первый. Изготовление корпуса.

Недостатком платы является то, что-она не подходит для установки в корпус, кнопки и индикатор расположены внизу относительно реле и клемм.

Умельцы по разному располагают плату этого регулятора- кто вырезает окошки в корпусе для индикаторов, реле,разъемов, некоторые перепаивают кнопки и индикатор, затем монтируют их отдельно Но я решил установить плату в прозрачном корпусе, подошла коробка из под шурупов.

Сначала захотел выкрасить ее предварительно заклеив окно для экрана ЛЕД индикатора. Но затем передумал и решил обтянуть пленкой самоклейкой (остались куски от ремонта). Вышло быстро и на мой взгляд вроде неплохо. После делаем окно в пленке для экрана светодиодного индикатора и просверливаем проходы для кнопок

Шаг второй. Установка электронной платы терморегулятора.

Плату терморегулятора установил на стойках из пластмассовой трубки (от шариковой авторучки) как можно ближе к верхней крышке. Изготавлиаем толкатели кнопок из пластмассовой трубочки от ватных палочек или же от стержня шариковой авторучки. Затем на одном конце трубочки увеличиваем диаметр теплым паяльником и надеваем на кнопки. Трубочка села плотно так как расширилась паяльником на конус.

После закрываем верхнюю крышку и на выступающие толкатели вставляем неисправные светодиоды,предварительно откусив часть ножек-они будут являться самими кнопками.

На плате имеется светодиод для контроля работы реле. Его плохо было видно из под крышки я наклеил на него прозрачную часть сгоревшего светодиода, стало намного ярче.

Шаг третий. Проверка и настройка регулятора.

Подключил для питания терморегулятора адаптер на 12 В (можно использовать любой источник питания на 12 В и ток от 0,1 А). Сравнил показания температуры с эталонным электронным термометром,в результате они оказались одинаковыми.

Настроить регулятор несложно. Чтобы войти в режим программирования надо нажимать и держать 6 секунд кнопку SET, после настраивать кнопками. Для сохранения настройки нажимать и удерживать кнопку SET, или же не трогать кнопки 10 секунд. Все установки терморегулятора останутся в энергонезависимой памяти контроллера и после отключения питания прибора.

Режимы настройки.
P0 режим охладителя или нагревателя C/H
P1 настройка гистерезиса 0.1-15 градусов (разница в режиме переключения реле)
P2 установка верхнего рабочего предела температуры
P3 установка нижнего рабочего предела температуры
P4 подстройка температуры
P5 задержка включения реле (0-10 сек.,)
P6 аварийное превышение температуры. Режим Р4 служит для подстройки показаний по образцовому прибору.

На этом все доделки и переделки закончены. В результате, смонтировав плату в коробку мы защитили прибор от попадания влаги, механических повреждений на электронику и не допустили воздействие электротоком людей. После переделки можно использовать терморегулятор по прямому назначению.

В общем и целом это неплохой недорогой прибор (100р.) с большими возможностями в сфере применения.

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.

Термостат W1209 представляет собой электронное устройство, основной задачей которого является контроль температуры и её удержание в определённых значениях. Используются подобные реле в устройствах для поддержания постоянной температуры: инкубаторах, тёплых полах, оранжереях и теплицах.

Программируемый терморегулятор w1209 обладает таким немаловажным качеством, как низкая стоимость, на настоящее время это самое дешёвое устройство из присутствующих на рынке. Цена этого устройства находится в пределах 150-300 рублей.

Краткий обзор модуля

Цифровой двухпороговый и двухрежимный – бескорпусный термостат W1209. Габаритные размеры этого устройства составляют 4,8х4х1,4 см. Это небольшая плата с разъёмом на замыкание, клеммником, кнопками программирования, дисплеем и индикатором включения. Основными достоинствами этого устройства являются:

• компактность – прибор имеет небольшие размеры;
• универсальность – этот терморегулятор можно применять в различных условиях, он терпимо относится к низким и высоким температурам, имеет достаточно широкий диапазон настроек;
• наличие в комплекте термодатчика, установленного на разъёме, что достаточно удобно в ряде случаев;
• устройство калибруется, это дает возможность использовать его при достаточно точном определении параметров.

Основой W1209 является контроллер STM8S003F3P6, задача которого состоит в анализе измеренной термодатчиком температуры, сравнении её с пороговыми значениями, установленными настройками. При несоответствии контроллер включает нагрузку на потребителя тока, который выводит температурный диапазон на запрограммированные значения.

Технические характеристики для столь недорогого прибора также впечатляют:

• диапазон управления температурой: -50°C …110°C;
• точность измерения: 0,1°C (исключение температуры ниже 10 и выше 100°C, в этом диапазоне только целые числа);
• точность контроля 0,1°C (исключение температуры ниже 10 и выше 100°C, в этом диапазоне только целые числа);
• гистерезис 0,1…15°C, его точность – 0,1°C;
• питание 12В, ток нагрузки 5А при 220В и 15А при 14В постоянного тока;
• термодатчик типа NTC 10K 0.5%, длина кабеля – 0,3 м;
• энергопотребление – 65 mA;
• подключение нагрузки через одноканальное реле.

Дополнительно необходимо отметить, что термодатчик имеет степень водозащиты и может работать при относительной влажности до 85%. Заданная температура показана на трехразрядном LED-дисплее. Питание w1209 dc 12 в производится от сети постоянного тока в 12-14В, силой 15А.

Пользователями отмечается достаточно высокое качество изготовления и пропайки этих устройств, в то же время нарекания вызывает короткий провод термодатчика – всего 30 см.

Важно! От влаги защищен термостатический датчик, сама плата термореле корпуса не имеет, по этой причине установка её в местах с повышенной влажностью приведет к выходу её из строя.

Настройка и работа термостата

Настройка термореле производится при помощи трех кнопок, расположенных под дисплеем. Это клавиши: «SET», «+» и «–». «SET» отвечает за выбор режима настройки управления, плюс и минус отвечают за увеличение или уменьшение значений настраиваемых параметров. При этом настраивается один из двух основных режимов работы: это или нагревание, либо охлаждение термодатчика.

При температуре в рамках запрограммированной в меню прибора реле отключено, включение происходит при её снижении или повышении ниже запрограммированного гистерезиса. В этот момент реле включается и остаётся в таком состоянии до изменения температуры до уровня, установленного в настройках прибора.

При работе в режиме нагрева датчик реагирует на снижение температуры. Микроконтроллер отмечает снижение температуры на датчике, ниже определённого параметра, размыкает контакт реле и подаёт нагрузку на сигнализатор. Если он, в свою очередь, подключён к нагревательному элементу, то температура на датчике поднимается. Контроллер при анализе информации с датчика отмечает этот параметр и его совпадение с заданным. После чего отключает сигнализатор, снижая нагрузку. Этот же процесс, но в обратном порядке используется в режиме охлаждения.

Контроллер получает информацию от датчика, разъем для него расположен на основной плате устройства. Сам термодатчик с герметичным влагонепроницаемым корпусом NTC 10K с сопротивлением 10 кОм подключается проводом через разъем на плате. Недостатком является лишь небольшая длина кабеля – всего 30 см, но при необходимости провод можно заменить на более длинный. Схема устройства приведена ниже.

Важно! Настройка параметров сохраняется даже при кратковременном нажатии на клавишу SET, поэтому нужно быть крайне внимательным при работе с управлением термореле.

Порядок настройки

Настройка осуществляется при помощи клавиш управления. Так, при одномоментном нажатии кнопки «SET» начинает мигать индикатор, на дисплей выводятся текущие параметры настройки модуля. В этот момент можно изменить значения, оперируя клавишами плюс и минус. При отсутствии действий на кнопках управления датчик возвращается в рабочий режим, нужно отметить что изменения, внесённые перед отключением меню, сохраняются в памяти чипа реле W1209.

Долговременное нажатие на «SET» приведёт к запуску режима программирования и установки параметров. Инструкция предлагает подробное описание всех рабочих режимов прибора, а также основные значения, на которые рассчитано устройство, но продублируем информацию тут. При этом на дисплее появляется меню параметров:

• P0 – основные режимы термореле: нагрев или охлаждение, литеры С и Н, по умолчанию установлено охлаждение;
• P1 – смена гистеризиса: от 0,1 до 15, по умолчанию 2;
• P2 – предельная положительная температура, по умолчанию 110 ºС;
• P3 – предельная отрицательная температура, -50 ºС;
• P4 – коррекция: -7,0 и 7,0ºС, точная калибровка температурного диапазона;
• P5 – задержка времени включения и отключения термостата, до 10 мин., по умолчанию 0;
• P6 – предельная температура отключения, защита от перегрева устройства, по умолчанию отключена – OFF.

Вся информация запоминается в контроллере платы, и настройки сохраняются даже при кратковременном отключении терморегулятора от источника тока.

Сброс до заводских настроек осуществляется одновременным нажатием клавиш SET, плюса и минуса в течение некоторого времени.

Калибровка термореле W1209

Ее можно произвести по двум известным точкам: это температура таянья льда – 0ºС и температура кипения воды – 100ºС. Стоит отметить, что последний параметр не является постоянным и зависит от давления воздуха и его разрежённости, в высокогорье этот метод не подойдёт.

Калибровка, поверка W1209, настройка его в домашних условиях производятся достаточно просто. Датчик опускается в ёмкость с тающим льдом или снегом, на термореле включается режим настройки. Далее настраиваем меню P4, после чего нужно повторить действия на второй контрольной точке в 100 градусов Цельсия. В этом случае можно быть уверенным, что датчик показывает сравнительно точную температуру.

Доработка терморегулятора W1209

Ввиду компактности на основной плате терморегулятора вход RESET, четвертая клемма контроллера, выведена на контакты для программирования. Это приводит к тому, что время от времени искра сбивает установленные значения настройки контроллера. Этот недостаток устраняется монтажом SMD конденсатора 0,1 мкФ на общий кабель.

Несмотря на сравнительно низкую цену, терморегулятор XH-W1209 представляет собой эффективный и компактный прибор для автоматического контроля над соблюдением температурного режима. Ввиду технических и эксплуатационных характеристик, его можно применять как для различного рода технических устройств, так и напрямую для контроля температуры в мини-саунах и банях.

Видео