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.
Термостат - это управляющее устройство для поддержания определённой температуры с заданной точностью. Может быть полезен в различных системах автоматизации (холодильник, теплица, подогрев труб, бойлер, вентиляция, авто и т.д).
Признаюсь, что к такого рода устройствам отношусь скептически - привык работать с серьёзными многофункциональными приборами, поэтому буду очень критичным.
Размеры платы: 50x40x16мм.
Качество изготовления приятно удивило, плата почти отмыта, монтаж аккуратный, все детали на месте.
Однако, конструкция неудобна для встраивания - индикатор и кнопки утоплены по отношению к реле и разъёмам. По уму, их надо было ставить на обратной стороне платы.
Диапазон уставки и отображения температур -50 ºС +110 ºС, чего вполне достаточно для бытового применения.
Красный светодиодный 3-х разрядный индикатор 22x10 мм показывает температуру до десятых долей градуса, температуру ниже -10 ºС (до -50 ºС) и выше 100 ºС (до 110 ºС) отображает без десятичных долей, т.к. разрядов индикатора не хватает. Дискрета уставки задана по тому же принципу.
Красный светодиод на плате просто дублирует включение реле.
3 кнопки управления: set, +, - . set - выбирает режим уставки и настройки параметров, + и - изменяют значение уставки и параметров.
Кнопку + логичнее было поставить справа, а не в центре, т.к. в соответствии со здравым смыслом увеличение должно быть сверху или справа.
В режиме C (охлаждение) работает так: пока температура ниже уставки, контакты реле разомкнуты, по достижении заданной температуры контакты реле замыкаются и остаются в таком положении до снижения температуры на величину установленного гистерезиса (по умолчанию на 2 ºС).
В режиме H (нагрев) работает наоборот.
Управляющее реле стоит на 12В с NO контактом, коммутирует ток до 20А (14VDC) и до 5А (250VAC).
Лучше бы реле поставили с переключающим контактом и все 3 вывода вывели на разъём подключения, при этом немного расширяется сфера применения термостата.
Термодатчик представляет собой термосопротивление 10кОм, герметично залитое в защитный металлический колпачок. Длина кабеля 30 см (заявлено 50см), но при необходимости, его можно удлинить.
Настройка параметров с расшифровкой:
Температура уставки -50 ºС 110 ºС, по умолчанию 28 ºС
P1 - гистерезис переключения 0,1 - 15,0 ºС, по умолчанию 2,0 ºС. Несимметричный (в минус от уставки), позволяет снизить нагрузку на реле и исполнитель в ущерб точности поддержания температуры.
P2 - максимальная уставка температуры -45 ºС 110 ºС, по умолчанию 110 ºС. Позволяет сузить диапазон уставки сверху.
P3 - минимальная уставка температуры -50 ºС 105 ºС, по умолчанию -50 ºС. Позволяет сузить диапазон уставки снизу.
P4 - коррекция измеряемой температуры -7,0 ºС 7,0 ºС, по умолчанию 0,0 ºС. Позволяет проводить простейшую калибровку для повышения точности измерения (только сдвиг характеристики).
P5 - задержка срабатывания в минутах 0-10мин, по умолчанию - 0 мин. Иногда необходима для задержки срабатывания исполнителя, критично например для компрессора холодильника.
P6 ограничение отображаемой температуры сверху (перегрев) 0 ºС-110 ºС, по умолчанию OFF. Лучше без необходимости не трогать, т.к. при некорректной настройке дисплей будет постоянно отображать "---" в любом режиме и придётся скидывать настройки в состояние по умолчанию, для этого надо при очередном включении питания удерживать нажатыми кнопки + и -.
Режим работы С (охладитель) либо H (нагреватель), по умолчанию С. Фактически просто инвертирует логику работы термостата.
Все настройки сохраняются после отключения питания. Никаких дополнительных и хитрых настроек (ПИД, наклон, обработка, сигнализация) не обнаружено, но они простому пользователю и не нужны.
При температуре ниже -50 ºС (или при отключении датчика) на индикаторе отображается LLL.
При температуре выше 110 ºС (или при замыкании датчика) на индикаторе отображается HHH.
Интересная особенность - скорость обновления показаний температуры зависит от скорости изменения температуры. При быстрых изменениях температуры, индикатор обновляет показания 3 раза за секунду, при медленных изменениях - примерно в 10 раз медленнее, т.е. происходит цифровая фильтрация результата для повышения стабильности показаний. .
Управляющий контроллер - STM8S003F3P6. Опорное напряжение на датчик температуры и питание контроллера - стабилизированные 5,0В на AMS1117 -5.0. Ток потребления термостата в режиме отключенного реле 19мА, включенного 68мА (при питающем напряжении 12,5В).
Напряжение питания ниже 12В подключать нежелательно, т.к. на реле подаётся напряжение на 1,5В меньше питающего. Лучше, чтобы оно было немного больше (13-14В) Токоограничительные резисторы на индикатор стоят в цепи разрядов, а не сегментов - это приводит к изменению их яркости в зависимости от числа горящих сегментов. На нормальную работу не влияет, но в глаза бросается.
Вход RESET (4 pin) выведен на контакты для программирования, имеет только внутреннюю высокоомную подтяжку (0,1мА) и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи поблизости (даже от искры в собственном реле), либо при случайном касании контакта рукой.
Легко исправляется установкой блокирующего конденсатора 0,1мкФ на общий провод.
Поверку и калибровку проводил классически на двух контрольных точках 0 ºС и 100 ºС В воде с тающим льдом показал +1 ºС
Терморегуляторы представляют собой класс оборудования, предназначенный для регулировки и поддержания температуры в контролируемом пространстве в заданных пределах. Они могут использоваться как в отопительных, так и охлаждающих устройствах. Это установки искусственного климата, системы обогрева, морозильное оборудование.
Механическое термореле
По принципу работы терморегуляторы разделяют на:
- Механические:
- Биметаллические;
- Капиллярные.
- Электронные:
- С механической установкой температуры;
- Программируемые.
Краткий обзор модуля
Терморегулятор W1209 – программируемое реле контроля температуры. Входящий в комплект поставки датчик работоспособен в диапазоне температур от -50°C до +110°C. Регулятор предназначен для работы с нагревательным и охладительным оборудованием мощностью до 1 кВА.
Терморегулятор W1209
Технические характеристики термостата w1209:
- Диапазон контролируемой температуры – -50°C – +110°C;
- Точность измерения в диапазоне от 9.9°С до 99,9°С – 0,1°С, сверх диапазона – 1°С;
- Точность управления в диапазоне от 9.9°С до 99,9°С – 0,1°С, сверх диапазона – 1 °С;
- Установка гистерезиса – от 0,1°С до 30°С;
- Напряжение питания – 12В;
- Ток потребления – 22-72 мА;
- Габаритные размеры – 48х40х14 мм;
- Вес – 20 г.;
- Допустимая температура работы – -10°C – +60°C.
Обратите внимание! Некоторые продавцы позиционируют данное устройство с наименованием xh w1209. Все устройства данного типа абсолютно идентичны.
Настройка и работа термостата
Установка программируемого терморегулятора W1209 заключается в подключении устройства к источнику стабилизированного питания, настройке датчика температуры и контролируемой цепи.
Важно! Принципиальный момент – устройство содержит в себе только «сухие» контакты реле, то есть коммутирует цепь и никакого питания в линию не выдает.
Как подключить электрический обогреватель
Для правильной эксплуатации устройства следует знать особенности его работы:
- Имеется возможность задержки включения от 0 до 10 минут;
- Схема обладает регулируемым гистерезисом. Гистерезис – это разница температур при включении и отключения. Данная функция важна для коммутации устройств нагрева или охлаждения, обладающих высокой инерционностью.
Дальнейшая настройка заключается в выборе необходимых параметров при помощи кнопок управления и светодиодного цифрового индикатора.
На рассматриваемый w1209 терморегулятор инструкция не дает подробное описание схемотехники, но энтузиастами составлена принципиальная электрическая схема w1209 с питанием dc 12 в, из которой понятно, что работой управляет программируемый микроконтроллер, включенный по типовой схеме.
Порядок настройки
Перед включением следует изучить руководство по эксплуатации.
Для управления настройками схема W 1209 предусматривает три кнопки:
- «Set»;
Все предусмотренные функции и возможности настраиваются путем нажатия на перечисленные кнопки.
Согласно инструкции к W1209, для изменения настроек необходимо войти в режим программирования. Для этого нажимают и удерживают в течение 5 секунд кнопку «Set». Когда на экране высветится номер пункта настройки, кнопку можно отпустить. Для перемещения по меню настроек используют кнопки «+» и «-».
Всего инструкция термостата W 1209 предусматривает от 6 до 8 позиций, в зависимости от текущей прошивки встроенного микроконтроллера:
- Р0 – переключение контроля нагрева или охлаждения;
- Р1 – регулировка диапазона гистерезиса;
- Р2 – изменение максимального предела контроля температуры;
- Р3 – изменение минимального предела контроля температуры;
- Р4 – коррекция температурной погрешности измерений;
- Р5 – программирование времени задержки включения;
- Р6 – тревога (не используется в большинстве прошивок);
- Р7 – принудительное выключение при достижении верхнего порога регулирования;
- Р8 – сброс к заводским установкам (работает не на всех прошивках).
По умолчанию, при входе в режим программирования устанавливается первый пункт меню – Р0.
Расположение клемм и элементов управления
Войдя в нужный пункт, при помощи кнопок «+» или «-» устанавливают необходимое значение параметра. Для выхода из режима программирования необходимо нажать и удерживать в течение 5 секунд кнопку «Set». Выход в режим работы с записью установок также происходит по прошествии 10 секунд, если за это время не была нажата ни одна кнопка.
Инструкция термореле w1209 dc 12 в информирует, что данное устройство имеет сигнализацию неправильной работы, что отображается на индикаторе:
- LLL – обрыв датчика температуры;
- 110 или HHH – короткое замыкание шлейфа датчика;
- 888 – неисправность датчика.
Кроме использования режима программирования, сброс к заводским настройкам можно произвести следующим образом:
- Снять питание с регулятора;
- Нажать одновременно кнопки «+» и «-»;
- Включить питание.
Калибровка термореле W1209
Калибровка термореле осуществляется в режиме программирования в пункте меню Р4. Для калибровки нужно иметь образцовый термометр. Сравнивая показания эталона с показаниями конструкции, приводят их к одинаковым значениям манипуляциями кнопок «+» или «-». После выхода из настроек W1209 автоматически корректирует температуру измерений во всем диапазоне.
При отсутствии термометра можно воспользоваться известными значениями:
- Температура таяния снега – 0°С;
- Температура кипения воды – 100°С.
Важно! Для уменьшения погрешности в процессе калибровки требуется использовать дистиллированную воду.
Для бытового использования величина погрешности будет в допустимых пределах при калибровке при помощи кипяченой воды вместо дистиллированной.
Модернизация модуля термостата W1209 своими руками
Конструкция прибора дает широкие возможности для модернизации. Можно доработать устройство следующим образом:
- Поместить термореле в корпус;
- Удлинить шлейф термодатчика;
- Сменить версию прошивки.
Последний пункт возможно выполнить при наличии навыков работы с программируемыми контроллерами. Для этой цели используют USB программатор ST-Link V2. Необходимую версию прошивки можно скачать с официального сайта производителя контроллера. Переделка устройства путем смены прошивки на более новую позволяет ввести новые функции и улучшить эксплуатационные характеристики.
Вариант корпуса
Доработка шлейфа имеет смысл по причине малой длины штатного провода датчика (около 0.5 м).
Настройка корректора температуры
Настройка корректора температуры терморегулятора выполняется в ходе калибровки прибора. Суть корректора сводится к изменению измеренных значений в соответствии с реальными температурными показателями.
Видео
Из этой статьи вы узнаете, что представляет собой устройство W1209, как оно работает, как его подключать.
Поставляется из Китая за 2-8 недель. Доставка бесплатная. Товар отгружается в течение 1 рабочего дня после получения оплаты. В комплекте с продуктом будет только плата, пакетик, микросхема и датчик.
Размер терморегулятора небольшой. Если его сравнивать со спичечным коробком, то он будет выглядеть даже меньше.
Самой заметной деталью изделия является цифровое табло, которое показывает температуру вплоть до одной десятой градуса. Также здесь есть три кнопки и слоты для подключения специальных проводов.
W1209 подключается очень просто. Даже обычный пользователь, который не имеет никакого представления об электричестве и принципах его работы, сможет это сделать самостоятельно и без всяких усилий. Чтобы подключить электронный термометр, необходимо найти специальное гнездо под правым шурупом, справа от дисплея.
Терморегулятор W1209 идеально подходит для регулирования температуры самодельного инкубатора. Купить его можно всего за 145 рублей на сайте Бангуд, перейдя по этой ссылке .
Схема подключения W1209
W1209 работает от постоянного тока — 12 вольт. Снизу представлена схема для подключения W1209. На центральном блоке расположены четыре слота. Левые два слота предназначены для подключения нагревательных элементов, правые два — для подключения энергии.
Согласно схеме, терморегулятор можно запитать от 220 вольт сети. Однако следующим элементом в этой цепи должен быть специальный трансформатор, который смог преобразовать 220 вольт в 12 вольт постоянного напряжения.
Слева от серого блока расположен нагревательный элемент (с двумя иероглифами), который можно подключить напрямую к W1209. В терморегуляторе размыкается контакт и нагреватель отключается.
Работа W1209 на примере подключения к инкубатору
Схема подключения терморегулятора здесь почти такая же, как и было описано выше, только к элементам нагревания добавляются еще: охлаждающий вентилятор, адаптер на 12 вольт, вентилятор, нагревательный элемент — лампочки накаливания.
На рисунке ниже показана схема, по которой подключается инкубатор. К термостату W1209 подключаются провода всех электрических приборов. Начнем с поступления переменного напряжения.
С правой стороны виден блок подключения термостата к сети постоянного напряжения 220 вольт. Однако он подключен не напрямую, а через 12-вольтный адаптер, преобразующий 220 в 12 вольт. Этот адаптер подключается к двум правым слотам — «минусу» и «плюсу».
К тому же на эти же провода подсоединен вентилятор на 12 вольт. К двум левым слотам подключаются лампы накаливания. Обратите внимание, что лампочки подключаются к сети напрямую без трансформаторов.
В самом термостате предусмотрен режим при котором в случае повышения нормальной температуры, цепь размыкается автоматически и лампочки гаснут. Сами лампы подключаются параллельно, чтобы можно было вкрутить более мощные лампочки накаливания и также они могли бы работать лишь на половину своих мощностей.
Температурный датчик W1209 сделан не самым лучшим образом, потому что длина его проводов не превышает 50 сантиметров. В большинстве случаев этого совсем недостаточно для корректной установки прибора, чтобы правильно измерять температуру.
Так как дисплей нам показывает лишь текущее значение температуры, пользователь захочет установить нужное для него значение. Как это сделать? Как говорилось выше, на терморегуляторе находятся еще три кнопки: «set», «plus’ и «minus».
Благодаря этим кнопкам, можно задавать необходимые параметры температуры. Делается это следующим образом — сначала нужно нажать на кнопку «сет», после чего при помощи кнопок «минус» и «плюс» задать необходимую температуру, при которой будет включаться реле. Собственно, за этими показателями и будет следить датчик.
Если температура будет ниже установленного значения, то контакты силовых клемм замкнутся. Термостат должен работать в паре с нагревателем или охладителем. Если зажать кнопку «сет» на пять и более секунд, то W1209 перейдет в режим настроек. Доступны следующие настройки:
P0 — выбор нагревателя или охладителя
P1 — гистерезис 0.1-15 °C, по умолчанию 2 °C
P2 — задание верхнего рабочего предела температуры по умолчанию 110°C
P3 — задание нижнего рабочего предела температуры по умолчанию -50°C
P4 — коррекция температуры -7 +7°C, по умолчанию 0
P5 — задержка включения/выключения реле 0-10 сек, по умолчанию 0
P6 — сигнал аварийного превышения температуры 0 +110 °C, по умолчанию выключен
Где Р — это программа, Н — это обогреватель (от английского heat, hot) и С — это охладитель (cool). Режим Р1 — это гистерезис, который удерживает колебание температуры в определенных пределах. Задается в настройках.
К сожалению, нельзя сделать так, чтобы все оборудование работало исключительно от адаптера в 12 вольт, потому что такого напряжения будет недостаточно для включения ламп накаливания.
Еще одним вариантом подключения терморегулятора является возможность его подключения не к постоянной сети напряжения (220 вольт), а к источнику питания напряжением 12 вольт, например, им может быть автомобильный аккумулятор.
На рисунке ниже изображена схема подключения аккумуляторной батареи к терморегулятору. Слева от w1209 находится нагревательный элемент, который работает на 12 вольт.
Итог
Терморегулятор W1209 является отличным изделием для использования регулировки температуры такого самодельного устройства, как инкубатор. Он отменно поддерживает оптимальную температуру.
В случае выхода из строя во время резкого скачка напряжения, его можно будет заменить на аналог. К тому же стоит он 140-150 рублей. W1209 — очень прост в использовании, даже самый начинающий пользователь без особых знаний принципов работы электрической цепи сможет его подключить и эффективно использовать.
Термостат W1209 — видео по тому, как использовать это устройство
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.