Termostat s ATtiny13

Účel tohoto projektu je poskytnúť zariadenie, ktoré by snímalo teplotu pomocou externej sondy a v závislosti od jej hodnôt by bolo spínané alebo rozspínané výstupné relé. Toľko jednoduchý popis funkcie. Výhodou tohoto zariadenia riadeného mikrokontrolérom je však jeho flexibilita nastavenia teplôt, pri ktorých dokáže zopnúť alebo vypnúť relé. Tým sa dá dosiahnúť rôzna hysterézia spínania.

Zariadenie obsahuje 2×7-segmentový displej, ktorý zobrazuje počas normálnej činnosti aktuálnu teplotu. V prípade, že je potrebné zmeniť niektorú z teplôt (T_on – teplota, pri ktorej sa výstup zopne, T_off – teplota, pri ktorej sa výstup rozopne), sú k dispozícií dva spínače, pomocou ktorých sa dajú tieto hodnoty nastaviť. Tlačidlo 1 slúži na prepínanie režimu programovania (aktuálna hodnota -> režim nastavenia T_on (indikovaný na displeji ako „on“) -> hodnota T_on -> režim nastavenia T_off (indikovaný na displeji ako „oF“) -> hodnota T_off -> aktuálna hodnota). Krok v uvedenej sekvencii sa zmení vždy po stlačení tlačidla 1. Tlačidlo 2 je funkčné v režimoch nastavenia teplôt, zobrazované hodnoty T_on a T_off. Po jeho stlačení sa zobrazovaná hodnota vždy zvýši o jedna. V prípade, že hodnota dosiahne 99, číslovanie začína opäť od nuly. Po prepnutí (tlačidlom 1) do ďalšieho stavu, posledná zobrazená hodnota je uložená do internej pamäti EEPROM.

Reálne použitie, pre ktoré bol navrhnutý tento obvod, je zapínanie/ vypínanie obehového čerpadla ústredného kúrenia. V tomto prípade, T_on > T_off, je čerpadlo po zapnutí vypnuté, ak aktuálna teplota je menšia ako T_off. V prípade, že teplota presiahne hodnotu nastavenú v T_on, čerpadlo sa zapne a beží, pokiaľ aktuálna teplota nedosiahne hodnotu T_off. Zapnutie výstupu je indikované rozsvietením segmentu desatinnej bodky pri jednotkovej číslici.

Popis zapojenia

Hlavnou časťou termostatu je mikrokontrolér Atmel ATtiny 13. Motiváciou pre použitie práve tohoto MCU bola jeho nízka cena. Aby bolo možné splniť všetky požiadavky (zobrazenie, programovanie a riadenie výstupu) sú využité všetky jeho I/O linky. V tomto zapojení je pin RESET nastavený ako výstup pre riadenie výstupného relé. Nevýhodou je, že nie je možné v tomto režime použiť bežné ISP programátory, po tejto zmene je obvod programovateľný iba v móde HVSP. Obvody Attiny a 74164 sú SMD, ostatné súčiastky sú v bežnom prevedení. Celé zapojenie je navrhnuté tak, aby bolo možné využiť ISP aj HVSP už v osadenom plošnom spoji.

Pre sondu je použitý obvod KTY, nie je priamo naletovaný na plošnom spoji, počíta sa s tým, že sonda bude namontovaná na meranom objekte. V tomto prípade bude potrebné sondu upraviť, napr. zaliať epoxidom do nejakej kovovej trubičky, ktorá môže byť potom priamo pripevnená na danom mieste merania. Priebeh meranej teploty je v programe aproximovaný lineárnou funkciou, AD prevod je 8-bitový. Bližšie údaje sú uvedené v prílohe.

V prílohe je schéma bez konektora pre programovanie a plošný spoj pre rôzne varianty integrovaných obvodov. Program a ďalšie parametre ostávajú pôvodné pre oba typy.

Technické údaje

Prílohy:

Thermostat