Mikroprocesorowy regulatorJ E K T Y
P R O temperatury
Mikroprocesorowy
regulator temperatury,
część 2
AVT-843
W drugiej cz�ści artykułu
prezentujemy szczeg�łowy opis
obsługi mikroprocesorowego
regulatora temperatury oraz
spos�b jego montału
i uruchomienia.
rownik przeprogramuje termostat
na temperatur� odpowiadającą te-
Jak juł wspomniano, regulator mu czasowi i zaświeci si� odpo-
umołliwia zaprogramowanie wiednia dioda.
trzech r�łnych wartości tempera- Czasy tp, t1 i t2 nie muszą byĘ
tury, w trzech niezalełnych stre- zaprogramowane rosnąco. Mołna
fach czasowych. Wyobra�my sobie na przykład zaprogramowaĘ nast�-
tarcz� zegara 24-godzinnego (rys. pującą sekwencj�: tp=18:30 t1=
9). Na tej tarczy zaznaczamy 8:00 t2=21:30. Trzeba tylko pa-
dowolne trzy czasy: tp, t1 i t2 mi�taĘ, jaka wartośĘ temperatury
(muszą byĘ r�łne). Czas tp jest odpowiada danej fazie regulacji.
umownym czasem początkowym. Czerwona dioda �PROGRAM�
Kałdemu z tych czas�w przypo- sygnalizuje uruchomienie progra-
rządkowana jest odpowiednia tem- mu regulacji. Jełeli program nie
peratura: Tp, T1 i T2 (nie muszą jest uruchomiony w momencie,
byĘ r�łne). gdy zegar wskazuje kt�rąś z za-
Jełeli zaprogramowane są cza- programowanych nastaw czasu,
sy i temperatury, ustawiony i uru- termostat nie zostanie przeprogra-
chomiony jest zegar oraz wyko- mowany i regulator pozostanie
nane polecenie startu programu, w poprzedniej fazie regulacji. Po-
to rozpoczyna si� proces regulacji nowne uruchomienie programu
temperatury. Kiedy czas wskazy- zmieni t� sytuacj� dopiero
wany przez zegar jest r�wny np. w chwili wskazania przez zegar
czasowi t1, to sterownik zaprogra- nast�pnego zaprogramowanego
muje rejestry TH i TL termostatu czasu.
na podstawie temperatury T1 tak, W trakcie normalnej pracy
jak zostało to opisane powyłej świeci si� kt�raś z zielonych diod
(histereza 1oC). Zaświeci si� wte- �tp�, �t1� lub �t2� oraz czerwona
dy dioda sygnalizacji �t1�. Tem- dioda �PROGRAM�. Na ekranie
peratura T1 (faza T1) b�dzie usta- wyświetlacza pokazywany jest
wiana do momentu, kiedy czas czas biełący i temperatura otocze-
wskazywany przez zegar nie b�- nia. Nastawy termostatu mołna
dzie r�wny nast�pnemu zaprogra- odczytaĘ poprzez wywołanie fun-
mowanemu czasowi. Wtedy ste- kcji �ODCZYT TERMOSTATU�.
Elektronika Praktyczna 1/2000
75
Mikroprocesorowy regulator temperatury
1/16duty, 5x7 dot matrix, I/D - Odczyt termostatu. Funkcja ta
faza Tp
increment, cursor off, display on, umołliwia odczyt zaprogramo-
blink off, display shift. wanych temperatur termostatu.
Program sterujący został na- Mołna ją wykorzystywaĘ do
0:00
pisany tak, łeby maksymalnie sprawdzenia nastaw po funkcji
Tp T1
ułatwiĘ obsług� urządzenia. PROGRAMOWANIE TERMO-
tp t1
18:00 6:00 W tym celu na ekranie wyświet- STATU lub prawidłowości dzia-
lacza wyświetlane są symbole łania programu regulacji.
klawiszy i działanie jakie powo- Wr�Ęmy do wybierania funk-
T2
t2 dują. W przypadku złołonych cji. Klawiszami + i - wybieramy
12:00
faza T2
funkcji, w kt�rych ustawianych łądaną funkcj�. Klawisz ACC po-
faza T1
jest duło parametr�w, takie roz- woduje rozpocz�cie wykonywa-
wiązanie, niejako prowadzące za nia funkcji, kt�rej nazwa wy-
Rys. 9. Fazy pracy regulatora.
r�k�, zwalnia od pami�tania zna- świetlana jest na ekranie w dol-
czenia klawiszy w konkretnym nym wierszu. Klawisz ESC powo-
Jełeli chcemy wprowadziĘ na ja- kontekście. duje wyjście z trybu wyboru fun-
kiś czas inną temperatur� nił to kcji i powr�t do wyświetlania
wynika z programu, to naleły wy- Obsługa regulatora temperatury i czasu (jełeli został
wołaĘ funkcj� �STOP PROGRA- Po włączeniu zasilania w g�r- ustawiony funkcją ustawianie
MU�. Nast�pnie za pomocą fun- nym wierszu wyświetlacza poja- czasu).
kcji �PROGRAMOWANIE TERMO- wia si� napis: Po włączeniu zasilania pierw-
STATU� mołna ustawiĘ dowolne temperatura: +19.5oC szą funkcją, kt�rą naleły wywo-
wartości TH i TL. Przytoczona wartośĘ tempera- łaĘ, jest funkcja ustawianie czasu.
tury jest przykładowa, bo sterow- Po jej wywołaniu na ekranie
Program sterujący nik pokałe rzeczywistą tempera- pojawia si�:
Program regulatora został napi- tur� otoczenia. W dolnym wierszu ustaw minuty:<00>
sany w j�zyku C i skompilowany wyświetlane b�dą na przemian (+,- zmiana ACC o.k)
za pomocą kompilatora firmy (co 2s) komunikaty: Kursor wyświetlacza ustawiony
KEIL. Zajmuje ok. 8kB pami�ci Zegar nie ustawiony jest na jednostki minut. Klawisza-
EPROM (mieści si� w pami�ci oraz mi + i - naleły ustawiĘ łądaną
2764). Naciśnij ACC wartośĘ. Jednostki ustawiają si�
Licznik T2 pracuje w trybie Po naciśni�ciu klawisza ACC modulo 9. Po ustawieniu jednos-
przeładowania (reload mode) i ge- urządzenie przejdzie w tryb wy- tek naciskamy klawisz ACC. Kur-
neruje przerwanie co 10ms. Jest boru funkcji i na ekranie pojawi sor przestawia si� na dziesiątki
taktowany sygnałem o cz�stotli- si�: minut. Klawiszami + i - ustawia
wości rezonatora kwarcowego po- (+,-)zmiana,(ESC)wyj si� dziesiątki minut modulo 5.
dzielonej przez 12. Mimo pozor- Ustaw. czasu ->(ACC)<- Naciśni�cie klawisza ACC powo-
nego podobie�stwa, działanie Do wyboru mamy nast�pujące duje wyświetlenie:
i sterowanie licznika T2 jest zu- funkcje: minuty [27]
pełnie inne nił w mikrokontrole- - Ustawianie czasu. Funkcja ta ACC-ok ESC korekcja
rze 8052. Procedura obsługi prze- ustawia zegar programatora. Naciśni�cie klawisza ESC po-
rwania od licznika T2 realizuje - Program regulacji. Najbardziej woduje powr�t do ustawiania mi-
funkcj� zegara czasu rzeczywiste- złołona i rozbudowana ze nut. Klawisz ACC powoduje wy-
go, sprawdza uruchomienie i dzia- wszystkich funkcji. Umołliwia świetlenie na ekranie:
łanie programu regulacji oraz ob- zaprogramowanie stref czaso- ustaw godziny:<00>
sługuje klawiatur�. wych i przypisanych im tempe- (+,- zmiana ACC o.k)
Licznik T1 pracuje w trybie 1 ratur. Jednostki godzin ustawia si�
i jest wykorzystywany do odlicza- - Start programu. Powoduje roz- analogicznie jak jednostki minut
nia op��nie�. Jest on r�wnieł jak pocz�cie wykonywania progra- (modulo 9). Jednostki godzin
licznik T2 taktowany sygnałem mu regulacji. ustawia si� modulo 2. WidaĘ, łe
o cz�stotliwości rezonatora mikro- - Stop programu. Powoduje za- mołliwe jest np. ustawienie jed-
kontrolera podzielonej przez 12. trzymanie programu regulacji. nostek na wartośĘ 9 i dziesiątek
Licznik generuje przerwanie co - Programowanie termostatu. Fun- na wartośĘ 2. Wychodzi z tego
1ms. Mołna wi�c odmierzaĘ czas kcja ta programuje układ absurdalna wartośĘ godziny 29.
z rozdzielczością 1ms. W tym DS1620. Jełeli nie jest urucho- Jest to pewna niedogodnośĘ ta-
przypadku działanie i sterowanie miony program regulacji sterow- kiego systemu ustawiania liczb.
licznikiem jest dokładnie takie jak nika, to mołliwe jest ustawienie Ma on za to taką zalet�, łe
w 8051. termostatu na dowolną tempera- mołna ustawiĘ szybko dwoma
Wyświetlacz LCD jest sterowa- tur�. Jełeli jest uruchomiony klawiszami dowolną liczb�. Aby
ny poprzez 4-bitową magistral� program regulacji, to o określo- wyeliminowaĘ przedstawioną wy-
danych. Po sygnale RESET wyko- nej porze ustawiona przez t� łej sytuacj� (wartośĘ godzin
nywana jest inicjalizacja progra- funkcj� wartośĘ temperatury zo- wi�ksza nił 23), funkcja koryguje
mowa, kt�ra ustawia nast�pujące stanie przyj�ta przez program zbyt dułą wartośĘ godzin do
parametry wyświetlacza: DL=4bit, regulacji. wartości 23.
Elektronika Praktyczna 1/2000
76
Mikroprocesorowy regulator temperatury
Po ustawieniu i naciśni�ciu kla- Temp dodatnia? czasu (w tym przypadku do
wisza ACC na ekranie pojawia si�: [T] (+,-,ACC) ustawiania t2). Ustawienie
godzina[23] Ustawianie temperatury odby- wszystkich trzech czas�w i tem-
ACC-ok ESC-korekcja wa si� tak samo jak w przypadku peratur ko�czy wykonywanie tej
Klawisz ESC powoduje powr�t funkcji programowania termosta- funkcji.
do ustawiania godzin. Klawisz tu. Najpierw naleły ustawiĘ znak Z funkcją PROGRAM REGULA-
ACC powoduje wyświetlenie: temperatury naciskając + lub - , CJI związane są dwie nast�pne
czas:23:17;00 a nast�pnie jej wartośĘ (patrz fun- funkcje: start programu i stop pro-
dowolny klaw.-start kcja programowanie termostatu): gramu.
Przyciśni�cie dowolnego klawi- ustaw Tp:<+00> Funkcja start programu powo-
sza powoduje uruchomienie zega- (+,- zmiana ACC o.k) duje rozpocz�cie wykonywania
ra i automatyczne przejście do Po ustawieniu temperatury programu regulacji określonego
poziomu wyświetlania temperatu- i naciśni�ciu ACC: w funkcji program regulacji. Jełeli
ry i czasu. Po ustawieniu zegara tp 18;21 na ekranie w trybie wyboru fun-
w dolnym wierszu przestaje cyk- Tp +19oC ESC-kor. kcji wybierzemy:
licznie migaĘ komunikat : Naciśni�cie ESC powoduje po- (+,-)zmiana,(ESC)wyj
Zegar nie ustawiony wr�t do ustawiania czasu tp, Start progr. ->(ACC)<-
Naciśnij ACC a nast�pnie temperatury Tp. Na- i naciśniemy ACC, to nastąpi wyj-
i jest wyświetlany czas: ciśni�cie ACC powoduje przejście ście do poziomu wyświetlania
czas:23:17;01 (ACC) do ustawiania czasu t1 i tempe- czasu i temperatury oraz zacznie
Naciśni�cie klawisza ACC po- ratury T1. Nastawy te programuje si� wykonywaĘ program regulacji.
woduje ponowne wejście do po- si� tak samo jak w przypadku tp Sygnalizowane jest to czerwoną
ziomu wyboru funkcji. i Tp. Analogicznie teł post�puje diodą LED �PROGRAM�. Wywo-
Kolejną funkcj� realizuje pro- si� przy ustawianiu t2 i T2. Przy łanie funkcji start programu przed
gram regulacji. Wywołuje si� go ustawianiu czas�w naleły pami�- ustawieniem parametr�w progra-
z poziomu wyboru funkcji przez taĘ o tym, łe ustawiane wartości mu funkcją program regulacji po-
naciśni�cie ACC, gdy wyświetlana czas�w nie mogą byĘ takie same woduje wyświetlenie komunikatu:
jest informacja: (nie dotyczy to temperatur). Jełeli Nastawy regulacji
(+,-)zmiana,(ESC)wyj np. czas t1 jest taki sam jak t2, nie określone (ACC)
Program reg.->(ACC)<- to funkcja sygnalizuje błąd: Po naciśni�ciu klawisza ACC
Pojawia si� wtedy: t2=t1 błąd!!! (ACC) nast�puje wyjście do poziomu
ustaw tp (ACC) Po naciśni�ciu ACC nast�puje wyświetlania czasu i temperatu-
Po wciśni�ciu ACC: powr�t do ostatnio ustawianego ry. Jełeli zostaną ustawione pa-
ustaw minuty:<00>
(+,- zmiana ACC o.k)
Minuty czasu tp ustawia si�
tak samo jak w funkcji ustawiania
czasu (zegara): najpierw jednostki,
potem dziesiątki. Po przyciśni�ciu
ACC pojawia si�:
minuty [21]
ACC-ok ESC-korekcja
Tak jak w ustawianiu czasu,
ESC powoduje powr�t do usta-
wiania minut, a ACC przejście do
ustawiania godzin:
ustaw godziny:<00>
(+,- zmiana ACC o.k)
Godziny czasu tp ustawia si�
analogicznie jak w funkcji usta-
wiania zegara.
Po naciśni�ciu ACC:
godzina[18]
ACC-ok ESC-korekcja
ESC powoduje powr�t do usta-
wiania godzin. Po naciśni�ciu
ACC:
tp 18:21
ustaw temp.Tp (ACC)
Przyciśni�cie ACC powoduje
przejście do ustawiania tempera-
tury Tp. Temperatura ta zostanie
zaprogramowana, kiedy zegar
Rys. 10. Połączenia międzymodułowe.
wskałe czas tp:
Elektronika Praktyczna 1/2000
77
Mikroprocesorowy regulator temperatury
rametry regulacji, a nie jest usta- g�rnej. Po przyciśni�ciu ACC po- jest za pomocą dwu kątownik�w
wiony zegar, to po wywołaniu jawi si�: radiator układu L200. Na tylnej
funkcji start programu nie zapali ustaw td:<+00> płytce obudowy umieszczone zo-
si� LED �PROGRAM� i program (+,- zmiana ACC o.k) stały: gniazda bezpiecznik�w B1
nie zostanie uruchomiony. Po Ustawianie temperatury jak dla i B2, gniazdo sieciowe (obw�d
ustawieniu zegara naleły ponow- tg. Po ustawieniu i naciśni�ciu optotriaka), złącze śrubowe do
nie wywołaĘ start programu ACC odpowiadająca jej wartośĘ podłączenia akumulatora oraz złą-
i program zacznie si� wykonywaĘ jest wysyłana do DS1620 z kodem cze szufladowe łe�skie do pod-
prawidłowo. 02h, a na ekranie pojawiają si� łączenia układu DS1620. Jest oczy-
Wywołanie funkcji stop pro- ustawione wartości np.: wiste, łe temperatura w zamkni�-
gramu powoduje zatrzymanie wy- tg:+19.0oC tej obudowie, w kt�rej znajduje
konywania programu regulacji td:+12.0oC si� radiator układu L200, trans-
(gaśnie LED �PROGRAM�). Wy- Przyciśni�cie dowolnego klawi- formator itp., b�dzie wyłsza od
wołanie tej funkcji z poziomu wy- sza ko�czy funkcj� i nast�puje temperatury otoczenia. Z tego po-
boru funkcji: powr�t do poziomu wyboru fun- wodu układ termostatu musi byĘ
(+,-)zmiana (ESC)wyj kcji. Zaprogramowane temperatu- umieszczony na zewnątrz obudo-
Stop progr. ->(ACC)<- ry mołna odczytaĘ za pomocą wy. Poniewał sygnały sterujące
Funkcja programowanie termo- funkcji odczyt termostatu. układem DS1620 mają poziom
statu jest wywołana, kiedy na Wywołanie tej funkcji nast�pu- TTL, to kabel łączący nie mołe
ekranie jest: je po naciśni�ciu klawisza ACC, byĘ dowolnie długi (najlepiej ok.
(+,-)zmiana,(ESC)wyj kiedy na wyświetlaczu jest: 0,5m).
Prog.termost.->(ACC)<- (+,-)zmiana,(ESC)wyj Wszystkie moduły połączone
i zostanie naciśni�ty ACC. Na ek- Odczyt termo.->(ACC)<- są ze sobą za pomocą złącz
ranie pojawia si� wtedy: Pojawi si� wtedy informacja zaciskanych na kabel oraz złącz
tg dodatnia ? o nastawach: śrubowych. Wyjątkiem jest tutaj
[T] (+,-,ACC) tg:+19.0oC wyświetlacz LCD, kt�ry jest na
Jak widaĘ wybierany jest tutaj td:+12.0oC stałe przylutowany do płytki kla-
znak temperatury g�rnej termosta- Przyciśni�cie dowolnego klawi- wiszy.
tu. Przyciskanie klawiszy + lub - sza ko�czy funkcj� i nast�puje po- Uruchamianie rozpoczynamy
powoduje cykliczne przełączanie wr�t do poziomu wyboru funkcji. oczywiście od płytki zasilacza.
[T] lub [N]. Ustawienie [N] po- Uwaga! W funkcjach ustawia- Po podłączeniu napi�cia prze-
woduje, łe b�dzie ustawiana tem- nie czasu, program regulacji i pro- miennego z transformatora trzeba
peratura ujemna. Po przyciśni�ciu gramowanie termostatu mołna sprawdziĘ napi�cie na wyjściu
ACC: wyjśĘ z funkcji w dowolnym mo- układu L200 i za pomocą poten-
ustaw tg:<+00> mencie przez przyciśni�cie klawi- cjometru Pot1 płytki zasilacza
(+,- zmiana ACC o.k) sza ESC. Wyjątkiem jest sytuacja, ustawiĘ odpowiednią jego war-
Kursor wyświetlacza ustawiony kiedy działanie tego klawisza jest tośĘ (ok. 14,5V). Nast�pnie po
jest na jednostki temperatury. Po opisane na ekranie (do korekcji sprawdzeniu napi�Ę na złączach
ich ustawieniu klawiszami + lub ustawie�). ZS1 i ZS4 mołna połączyĘ zasi-
- i przyciśni�ciu ACC kursor usta- lacz z płytką bazową sterownika.
wia si� na dziesiątki temperatury. Budowa urządzenia W złączach płytki bazowej raczej
Maksymalna wartośĘ dodatniej Montał rozpoczynamy od zlu- nie powinno byĘ w tym momen-
temperatury, kt�rą mołna ustawiĘ towania wszystkich płytek. Na cie modułu 535. Po sprawdzeniu
to +99oC. Minimalna wartośĘ tem- płytce klawiszy potencjometr Pot1 napi�cia +5V mołna włołyĘ mo-
peratury ujemnej to -55oC. Przy i złącze Zl1 lutuje si� od strony duł 535 z zaprogramowaną pa-
ustawianiu temperatur ujemnych element�w, natomiast diody LED mi�cią oraz połączyĘ płytk� ba-
mołna ustawiĘ -59oC. Funkcja Dtp, Dt1, Dt2 i Dprog oraz kla- zową z płytką klawiszy i ukła-
koryguje t� wartośĘ do -55oC wisze SW1-SW4 od strony ście- dem termostatu, tak jak jest to
(minimalna wartośĘ DS1620). łek. Tak zmontowaną płytk� moł- pokazane na rys. 10.
Mołna ustawiaĘ temperatur� z roz- na przymocowaĘ do płytki czoło- Uwaga! Istnieje niebezpiecze�-
dzielczością do 1oC, bez mołli- wej obudowy za pomocą czterech stwo odwrotnego zainstalowania
wości ustawiania 0,5oC. Po usta- wkr�t�w M2,5 oraz tulejek dys- minimodułu 535, co spowoduje
wieniu znaku i wartości tempera- tansowych o długości 5mm. jego zniszczenie. Przy wkładaniu
tury przeliczana jest ona na war- Wcześniej naleły oczywiście wy- trzeba zwr�ciĘ uwag� na napi�cia
tośĘ akceptowaną przez DS1620 wierciĘ w odpowiednim miejscu zasilające. Połączenia obwodu op-
(temperatury ujemne w kodzie otwory na diody i klawisze. Na- totriaka (złącze ZS3) naleły wy-
U2) i wysyłana do układu z ko- st�pnie wycinamy otw�r i mocu- konaĘ przewodami o odpowied-
dem 01h. jemy wyświetlacz LCD. Płytka niej izolacji.
Po przyciśni�ciu ACC pojawia czołowa obudowy, z zamocowany-
si�: mi wyświetlaczem i płytką klawi- Na płytce zasilacza (obw�d
td dodatnia ? szy, stanowi mechaniczną całośĘ optotriaka) i w obwodach stero-
[T] (+,-,ACC) połączoną z resztą układu za po- wania zewn�trznym elementem
Ustawianie znaku odbywa si� mocą złącza ZL1 płytki klawiszy. wykonawczym wyst�puje napi�-
analogicznie jak dla temperatury Do płytki zasilacza przykr�cony cie o wartości niebezpiecznej dla
Elektronika Praktyczna 1/2000
78
Mikroprocesorowy regulator temperatury
łycia. Przy uruchamianiu i tes- a tempertury troch� powyłej tem- Przedstawione tutaj urządzenie
towaniu tych obwod�w naleły peratury otoczenia. Nast�pnie uru- zostało zaprojektowane z myślą
zachowaĘ dułą ostrołnośĘ i po- chamiamy funkcj� �Start progra- o ogrzewaniu elektrycznym. Grzej-
st�powaĘ zgodnie z zasadami mu� i powinna si� zapaliĘ dioda niki powinny mieĘ odpowiednią
pracy z urządzeniami zasilanymi �Program�. Jełeli czas biełący moc i małą bezwładnośĘ cieplną.
napi�ciem z sieci energetycznej. b�dzie r�wny np. tp, to zapala si� Mołna teł spr�bowaĘ sterowaĘ
dioda tp. Jełeli wyświetlana tem- pompą wodną w instalacji CO.
Po połączeniu wszystkich ele- peratura otoczenia jest niłsza od Jednak w tym przypadku koniecz-
ment�w i włączeniu zasilania na Tp, to w gniazdku sterującym po- ne mołe okazaĘ si� zastosowanie
wyświetlaczu w g�rnym wierszu winno byĘ napi�cie 220V. Wystar- algorytm�w sterowania innymi pa-
pojawi si� wartośĘ zmierzonej czy teraz nieznacznie ogrzaĘ układ rametrami instalacji grzewczej (ste-
temperatury, a w dolnym wierszu DS1620 tak, aby temperatura wy- rowanie kotła).
napis: �zegar nie ustawiony�,�na- świetlana była wyłsza od Tp. Tomasz Jabłoński, AVT
cisnij (ACC)�. Post�pując tak, jak W gniazdku powinno zniknąĘ na- [e-mail]
to opisano w punkcie obsługa re- pi�cie. Analogicznie sprawdzamy
gulatora, ustawiamy czas oraz sygnalizacj� pozostałych czas�w Wzory płytek drukowanych w for-
wszystkie nastawy funkcji �Pro- i regulacj� temperatury w danych macie PDF są dost�pne w Internecie
gram regulacji�. Czasy tp, t1 i t2 zakresach czasowych. pod adresem: http://www.ep.com.pl/
podczas sprawdzania najlepiej Po tych czynnościach spraw- pcb.html oraz na płycie CD-EP01/
ustawiĘ blisko czasu biełącego, dzamy pozostałe funkcje. 2000 w katalogu PCB.
Elektronika Praktyczna 1/2000
79