Řídicí jednotka čerpadla TUV

Řídicí jednotku jsem navrhl a vyrobil pro ovládaní oběhového čerpadla topného okruhu 300l bojleru pro přípravu teplé užitkové vody (TUV), který se ohřívá topnou vodou z kotle U26 Herkules na tuhá paliva.

Kotel je provozován buď s ručním přikládáním při spalování dřeva, nebo jako automatický kotel na uhlí během trvalé topné sezóny. Řídicí jednotka (ŘJ) ST-37RS automatické sestavy pro kotel sice umožňuje řízení oběhového čerpadla TUV pomocí teplotní sondy, která se umísti do bojleru ale má určitá omezení, která mi nevyhovovala.
Při ručním zátopu v kotli bylo nutné v řídicí jednotce přepnout režim na letní (pro provoz pouze čerpadla TUV) a vypojovat konektory od motoru šnekového podavače paliva a vzduchového ventilátoru. Dále nebylo možné nastavit hysterezi mezi kotlem a bojlerem takže pokud kotel pomalu chladnul a teplota v bojleru a na kotli byla stejná oběhové čerpadlo pořád běželo a uměle udržovalo kotel teplý vodou z bojleru. Po vychladnutí kotle zase bylo nutné ŘJ vypnout, protože jinak po pár hodinách začala pískat, že nemůže nahřát kotel.
Zapojení nové řídici jednotky jsem nejprve odladil na zkušební desce s Arduinem Nano.

Moje řídicí jednotka čerpadla TUV je zcela samostatná a kontroluje jen teplotu v bojleru a kotli. V případě že je teplota v kotli dostatečná pro nahřátí vody v bojleru spustí se oběhové čerpadlo nezávisle na tom v jakém režimu je kotel. Jednotka je postavena na základě Arduina Mini Pro a k snímaní teploty jsem použil teplotní senzory KTY81/210. Senzor je umístěný do mosazné pochromované trubičky uřezané s teleskopické antény a zalepen silikonem.

Čerpadlo je spínáno pomocí triaku přes oddělovací optotriak se spínáním v nule. Zobrazení měřené teploty a komunikace s uživatelem je prostřednictvím dvouřádkového podsvíceného LCD displeje 2×16 znaků.

K ovládaní jsou použity čtyři tlačítka. Tlačítka jsou zapojena do odporového děliče, jehož hodnotu snímá přes analogový vstup procesor a podle hodnoty napětí vyhodnocuje stisknuté tlačítko.
V menu ŘJ se dá nastavit požadovaná teplota TUV, hystereze TUV, hystereze mezi kotlem a bojlerem, minimální teplota kotle, ruční režim provozu čerpadla a jas podsvícení LCD.  Hodnoty jsou ukládány do vnitřní EEPROM procesoru. Dále jsem do programu zabudoval ochrannou funkci proti přehřátí kotle v ručním režimu kdy při překročení teploty 90°C kotle se spustí čerpadlo TUV nezávisle na ostatních podmínkách, vypnutí nastaveno na 85°C.

Celou jednotku jsem zabudoval do vodotěsné průmyslové krabice IP65 U-01-53  z GME 150x150x60 mm.

Zdroj pro napájení je z USB nabíječky 5V/0,5A.

Distanční podložky a prodloužení tlačítek jsou vytisknuty na míru na 3D tiskárně. Čelní štítek je vytisknut na laserové tiskárně a zalaminován do folie.

Schéma:

Download:

Program pro Arduino zkompilován ve verzi 1.5.6-r2:
Jednotka_cerpadla_TUV2.ino
Program s přenosem dat do jednotky kotle pro Arduino zkompilován ve verzi 1.6.6:
Jednotka cerpadla TUV3.ino

EEPROMAnything.h

DPS Jednotka TUV Eagle 7.6.0