Цифровой термостат — это устройство, которое коммутирует подключённую к нему нагрузку, например электрический обогреватель или холодильное оборудование для того, что бы удерживать температуру в заданных пользователем пределах.
Верхний и нижний пределы температуры задаются 3-мя кнопками на лицевой панели, текущая температура, измеряемая датчиком, выводится на 4-х разрядный 7-ми сегментный LED индикатор.
К устройству прилагается подробная инструкция (в архиве к статье), в ней перечислены все характеристики устройства, а так же описание работы с рисунками и графиками, способ подключения нагрузки, рекомендации по размещению датчика и т.д.
Схема устройства. Здесь, на рисунке, схема приведена для общего ознакомления и описания работы устройства. Я прикладываю исходник в формате SPlan 7.0, включающий в себя схему, а так же полный перечень всех использованных элементов на 2-х листах (от резисторов до самого корпуса устройства) с возможными вариантами замены.
Термостат собран на распространённом микроконтроллере PIC16F873, который тактируется кварцевым резонатором на 4 MHz. Датчик температуры — цифровой DS18B20. Вся информация о состоянии устройства выводится на 4-х разрядный 7-ми сегментный LED индикатор.
Кнопками задаются верхняя и нижняя граница температуры, которую должен поддерживать термостат. Минимальная разница между пределами температуры: 1 градус. Регулировка в пределах от — 50 до + 120 С. Если верхний предел выше нижнего, то термостат работает на повышение температуры (управляет грелкой), если наоборот — на понижение (управляет холодильником). Термостат сохраняет введённые границы температуры в энергонезависимой памяти. Особенностью схемы является использование выпрямительного моста UZ1 после разъёма питания. На разъём подаётся постоянный ток от блока питания, но благодаря выпрямительному мосту, можно не заботится о полярности напряжения. Так же здесь используется 2 разъёма под питание, которые дублируют друг-друга: клеммный и стандартный самый распространённый гнездовой со штырьком (2,1 Х 5.5 мм).
Программа к микроконтроллеру написана в MicroC 6.2.1.0. Прилагаются все файлы проекта, а так же скомпилированный HEX для заливки в контроллер. Фьюзы — на поле чертежа.
Печатная плата. В устройстве 2 печатных платы, обе — односторонние: плата термостата и плата индикатора. Для экономии места применялись элементы в SMD корпусах, типоразмеры приведены в перечне элементов. Платы в формате SprintLayout 4 прилагаются. Важное замечание — при монтаже силовые контакты реле соединяются с силовым разъёмом X3 для подключения нагрузки при помощи проводников сечением не менее 4 мм на ток до 30А. Об этом есть сноска на поле чертежа схемы, а на рисунке самой платы термостата (в формате SprintLayout 4) эти проводники изображены синим. Так же они приведены на фотографии платы.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| МК PIC 8-бит | PIC16F873 | 1 | ||||
| VT1 | Биполярный транзистор | BC817 | 1 | |||
| UZ1 | Диодный мост | DB101 | 1 | |||
| UZ2 | Линейный регулятор | L78L05 | 1 | |||
| VD2 | Диод | КД522А | 1 | |||
| С1 | Конденсатор | 0.33 мкФ | 1 | |||
| С2, С3 | Конденсатор | 15 пФ | 2 | |||
| С4, С5 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | |||
| R1-R6 | Резистор | 4.7 кОм | 6 | |||
| R7-R14 | Резистор | 200 Ом | 8 | |||
| KV1 | Реле | BS-901AS-12VDC | 1 | Реле на 12 В | ||
| Qz1 | Кварц | 4 МГц | 1 | |||
| SB1-SB3 | Кнопки | Без фикцации | 3 | |||
| HL1 | Семисегментный индикатор | CA56-12 | 1 | Общий анод | ||