niedziela, 16 listopada 2014

Sterownik pieca CO

Urządzenie powstało na potrzeby prostego sterowania pompą w układzie pieca CO opalanego węglem. Czujnik temperatury (DS18B20) zamontowany na rurze wylotowej z pieca mierzy temperaturę i w zależności od jej poziomu włącza bądź wyłącza pompę. Możliwa jest regulacja progu histerezy oraz czasów przerw między kolejnymi włączeniami pompy.

Od kilku lat urządzenie pracuje nieprzerwanie i bezawaryjnie spełniając wszystkie założenia. Ze względu na konstrukcję układu grzewczego w miejscu pracy sterownika, nie było konieczne stosowanie dodatkowych zabezpieczeń. Gdy pompa jest wyłączona obieg wody następuje samoczynnie za sprawą grawitacji. Zawór różnicowy (przykład) zamyka obieg grawitacyjny podczas włączenia pompy. Pompa jest dodatkowym elementem wspomagającym rozprowadzenie gorącej wody po całym obiekcie. Tak więc nawet całkowita awaria  sterownika (bądź zanik zasilania) nie powoduje niebezpiecznej sytuacji w układzie (projektując systemy w których parametrem krytycznym jest bezpieczeństwo bezwzględnie musimy brać pod uwagę takie rzeczy już na etapie wstępnych założeń).

Funkcjonalnie sterownik jest prostym urządzeniem pełniącym rolę termostatu połączonego z układem czasowym. Po przekroczeniu zadanej temperatury włącza się cykl pracy pompy, który polega na naprzemiennym jej załączaniu i wyłączaniu. Czasy te są także konfigurowane indywidualnie. Wykres temperatury na obiekicie przy takim sterowaniu prezentuje się następująco (Czujnik 2 - kolor czerwony):




Sterownik zbudowany w oparciu o mikrokontroler Atmega 32A. Elektronika umieszczona jest na dwóch płytkach PCB - płyta główna z uC oraz frontpanel sterujący z wyświetlaczem i klawiaturą. Dodatkowo na frontpanelu wyprowadzono złącze Kanda ISP do programatora. Obie płytki PCB połączono za pomocą taśmy ATA 40 wykorzystywanej do podłączania starszych dysków twardych w komputerach (należy zwrócić uwagę na wewnętrzne połączenie takiej taśmy, gdyż nie jest to typowy kabelek z końcówkami IDC). Płytki PCB zostały dokładnie dopasowane do obudowy (Z104). Ich projekt wykonano w oprogramowaniu Altium Designer 10 (pełen projekt do pobrania tutaj).














Urządzenie podczas uruchamiania i wstępnych testów:


Sterownik zamontowano w specjalnej szafce elektrycznej z szyną montażową DIN 35 mm.


Ze względu na polepszenie współpracy z bezprzewodowym wyświetlaczem temperatury opisywanym w innym temacie, powstała druga wersja oprogramowania, którego kod źródłowy można pobrać w serwisie bitbucket. Przy okazji urządzenie zostało wzbogacone o obsługę dodatkowego trybu zabezpieczającego. Możliwe jest skonfigurowanie progu temperaturowego powyżej którego pompa pracuje w trybie ciągłym. Umożliwia to szybsze obniżenie temperatury na kotle i niedopuszczenie do wrzenia wody.


W dalszej przyszłości (podczas modernizacji kotłowni) zaplanowana jest także kolejna wersja sterownika, która umożliwiać będzie dodatkowo sterowanie dmuchawą, bezprzewodową komunikację z regulatorem pokojowym, archiwizację pomiarów na karcie pamięci microSDHC oraz bezpośrednią wizualizację wyników na stronie www i obsługę za pomocą urządzenia z systemem Android.