Простые терморегуляторы. Как довести до ума многофункциональный терморегулятор W1209 за час Схема подключения терморегулятора w1 290

Модуль термостата W1209 - это электронное устройство для поддержания заданной температуры с определенной точностью. Весьма полезная платка терморегулятора для строительства различных схем поддержания температуры (инкубаторы, теплые ящики, теплый пол, теплица и т.п.). Куплен был в магазине для проведения экспериментов и приобретения опыта в намерении дать мозги неудачно купленному нагревателю. Но сначала давайте его изучим и доработаем своими руками. Вещь стоит недорого и предоставляет свободу действий. Ниже представлен обзор модуля термореле W 1209, дана инструкция по программированию, представлена схема и вариант доработки термостата своими руками с фото и видео.

Обзор модуля термостата W 1209 и его доработка своими руками

Модуль приобретен по цене 110 рублей (2016 год) на Алиэкспресс по следующей ссылке . Пришел почти через два месяца в целости и сохранности. Смотрите фото.
Размеры модуля следующие: 50x40x16 мм
Качественная машинная пайка, плата внешне чистая, но после пристального осмотра чуть чуть попросила спирта на протирку. Похоже в магазины идет один из вариантов модуля и не совсем удобный для встраивания. На плате размещены выступающие выше индикатора и кнопок элементы клемм, разъема и само реле, причем реле только с одним контактом на замыкание. Кроме того продавец скромно обходит параметры коммутируемого напряжения и делает упор на ток. На реле указано напряжение коммутации 125 Вольт при токе 20А. Модуль позволяет поддерживать необходимую температуру в диапазоне от -50ºС +110ºС. Можете смело покупать модуль и как термометр для бани или котла.
На плате модуля размещен светодиодный трехразрядный индикатор размером 22×10 мм, что дает возможнось отображать температуру десятых долей градуса, а в диапазоне ниже -10ºС и выше 100ºС температура отображается только целыми числами. На плате установлен красный светодиод для сигнализации включения реле. Модуль настраивается при помощи трех кнопок: set, +, - .

Кнопка set - выбирает режим настройки параметров
Кнопки + и - изменяют цифровые уставки и задаваемые параметры
Модуль можно настроить на один из режимов работы — охлаждение или нагрев.

В режиме «охлаждение» реле в модуле выключено, пока температура ниже заданного значения, при достижении заданной температуры реле включится и останется включенным до снижения температуры на величину заданного гистерезиса (а гистерезис настраивается!).

В режиме «нагрев» модуль работает в обратном порядке

Термодатчик сопротивлением 10 кОм подключен к модулю через разъем. Термодатчик герметичный, что очень удобно. Кабель термодатчика можно удлинить, что тоже хорошо.

Горит светодиод включения реле

Порядок настройки модуля

При кратковременном нажатии на кнопку set индикатор начинает мигать показывая заданную температуру контроля, температуру можно изменить кнопками + и -. При отсутствии нажатий модуль возвращается в режим показа текущей температуры. Смотрите видео.

При длительном нажатии на set модуль переходит в режим программирования параметров:

Р0 режим «С» охлаждение и режим «Н» нагрев.
- P1 режим задания уставки (гистерезиса) работы термостата от 0,1 до 15ºС, по умолчанию 2ºС.
Уставка несимметричная.
- P2 режим задания максимального значения температуры от -45ºС до 110ºС (лучше не менять).
- P3 режим задания минимального значения температуры от -50ºС 105ºС (лучше не менять).
- P4 коррекция показаний модуля от -7,0ºС до 7,0ºС, очень удобно проводить простейшую калибровку для точности работы.
- P5 задержка срабатывания 0-10 мин, оставьте по умолчанию 0, чтобы не страдать при проверке работы встроенного модуля.
- P6 ограничение на отображение максимальной температуры, оставьте OFF.
Модуль сохранит все настройки даже при отключении питания.

Настройка заданной температуры

Р0 выбор режима работы

Режим С W1209 — охлаждение

Режим Н W1209 — нагрев

Р1 режим задания гистерезиса

P2 и P3 режимы ограничения

P4 режим коррекции WD1209

Коррекция показаний WD1209

Р5 режим задания задержки

Р6 режим ограничения max температуры

Проверял модуль в Оймяконе при -60ºС на индикаторе отображается LLL.
Проверял модуль в сауне при 111ºС на индикаторе отображается HHH.

Нашел в интернете схему модуля W1209

Контакты программирования

Конденсатор установлен

Дорабатываем плату. Хочу сразу предупредить, что есть шанс повредить модуль. Работы проводим своими руками на свой страх и риск. Для устранения монтажных проблем с платы были выпаяны: разъем термодатчика, клеммы и реле. К сожалению модуль собран на станке, а это значит, что детали плотно установлены в отверстиях платы. С помощью отсоса удалить весь припой невозможно. При демонтаже реле были повреждены дорожки платы (восстановлены проводниками). Разъем датчика припаивается с обратной стороны платы. Также с обратной стороны платы припаиваются клеммы. Смотри фото и видео. К дорожкам клемм контактов реле припаиваются проводники от дорожек питания катушки реле. Реле подключено другое типа «С» с перекидными контактами. Катушка реле подключается к модулю двумя удлиняющими проводниками через клеммы. В таком виде сверху платы не будет помех для встраивания модуля в устройство. Реле можно приобрести в магазине по этой

Настраиваем термостат

Если есть подозрение, что модуль врет. Проводим калибровку термостата. Есть два способа: измерить температуру тающего льда или снега это 0ºС или измерить температуру кипящей воды это 100ºС. Мой датчик показал +2ºС в банке с мокрым снегом. Была введена коррекция — 2ºС. Стал показывать разумные 0ºС.

Модуль термостата W1209 после доработки был встроен в тепловентилятор и весьма успешно работает до сих пор, выполняя функцию поддержания температуры в помещении.

Основные достоинства модуля: полный комплект для установки, широкий диапазон настроек, возможность калибровки и самое главное достоинство — его цена (наверное дешевле при таком функционале не бывает).

Для тех кому требуется уже готовое к применению решение может приобрести собранную конструкцию с питанием от сети 220 Вольт и мощным реле управления, вот ссылка

Термостат W1209 представляет собой электронное устройство, основной задачей которого является контроль температуры и её удержание в определённых значениях. Используются подобные реле в устройствах для поддержания постоянной температуры: инкубаторах, тёплых полах, оранжереях и теплицах.

Программируемый терморегулятор w1209 обладает таким немаловажным качеством, как низкая стоимость, на настоящее время это самое дешёвое устройство из присутствующих на рынке. Цена этого устройства находится в пределах 150-300 рублей.

Краткий обзор модуля

Цифровой двухпороговый и двухрежимный – бескорпусный термостат W1209. Габаритные размеры этого устройства составляют 4,8х4х1,4 см. Это небольшая плата с разъёмом на замыкание, клеммником, кнопками программирования, дисплеем и индикатором включения. Основными достоинствами этого устройства являются:

• компактность – прибор имеет небольшие размеры;
• универсальность – этот терморегулятор можно применять в различных условиях, он терпимо относится к низким и высоким температурам, имеет достаточно широкий диапазон настроек;
• наличие в комплекте термодатчика, установленного на разъёме, что достаточно удобно в ряде случаев;
• устройство калибруется, это дает возможность использовать его при достаточно точном определении параметров.

Основой W1209 является контроллер STM8S003F3P6, задача которого состоит в анализе измеренной термодатчиком температуры, сравнении её с пороговыми значениями, установленными настройками. При несоответствии контроллер включает нагрузку на потребителя тока, который выводит температурный диапазон на запрограммированные значения.

Технические характеристики для столь недорогого прибора также впечатляют:

• диапазон управления температурой: -50°C …110°C;
• точность измерения: 0,1°C (исключение температуры ниже 10 и выше 100°C, в этом диапазоне только целые числа);
• точность контроля 0,1°C (исключение температуры ниже 10 и выше 100°C, в этом диапазоне только целые числа);
• гистерезис 0,1…15°C, его точность – 0,1°C;
• питание 12В, ток нагрузки 5А при 220В и 15А при 14В постоянного тока;
• термодатчик типа NTC 10K 0.5%, длина кабеля – 0,3 м;
• энергопотребление – 65 mA;
• подключение нагрузки через одноканальное реле.

Дополнительно необходимо отметить, что термодатчик имеет степень водозащиты и может работать при относительной влажности до 85%. Заданная температура показана на трехразрядном LED-дисплее. Питание w1209 dc 12 в производится от сети постоянного тока в 12-14В, силой 15А.

Пользователями отмечается достаточно высокое качество изготовления и пропайки этих устройств, в то же время нарекания вызывает короткий провод термодатчика – всего 30 см.

Важно! От влаги защищен термостатический датчик, сама плата термореле корпуса не имеет, по этой причине установка её в местах с повышенной влажностью приведет к выходу её из строя.

Настройка и работа термостата

Настройка термореле производится при помощи трех кнопок, расположенных под дисплеем. Это клавиши: «SET», «+» и «–». «SET» отвечает за выбор режима настройки управления, плюс и минус отвечают за увеличение или уменьшение значений настраиваемых параметров. При этом настраивается один из двух основных режимов работы: это или нагревание, либо охлаждение термодатчика.

При температуре в рамках запрограммированной в меню прибора реле отключено, включение происходит при её снижении или повышении ниже запрограммированного гистерезиса. В этот момент реле включается и остаётся в таком состоянии до изменения температуры до уровня, установленного в настройках прибора.

При работе в режиме нагрева датчик реагирует на снижение температуры. Микроконтроллер отмечает снижение температуры на датчике, ниже определённого параметра, размыкает контакт реле и подаёт нагрузку на сигнализатор. Если он, в свою очередь, подключён к нагревательному элементу, то температура на датчике поднимается. Контроллер при анализе информации с датчика отмечает этот параметр и его совпадение с заданным. После чего отключает сигнализатор, снижая нагрузку. Этот же процесс, но в обратном порядке используется в режиме охлаждения.

Контроллер получает информацию от датчика, разъем для него расположен на основной плате устройства. Сам термодатчик с герметичным влагонепроницаемым корпусом NTC 10K с сопротивлением 10 кОм подключается проводом через разъем на плате. Недостатком является лишь небольшая длина кабеля – всего 30 см, но при необходимости провод можно заменить на более длинный. Схема устройства приведена ниже.

Важно! Настройка параметров сохраняется даже при кратковременном нажатии на клавишу SET, поэтому нужно быть крайне внимательным при работе с управлением термореле.

Порядок настройки

Настройка осуществляется при помощи клавиш управления. Так, при одномоментном нажатии кнопки «SET» начинает мигать индикатор, на дисплей выводятся текущие параметры настройки модуля. В этот момент можно изменить значения, оперируя клавишами плюс и минус. При отсутствии действий на кнопках управления датчик возвращается в рабочий режим, нужно отметить что изменения, внесённые перед отключением меню, сохраняются в памяти чипа реле W1209.

Долговременное нажатие на «SET» приведёт к запуску режима программирования и установки параметров. Инструкция предлагает подробное описание всех рабочих режимов прибора, а также основные значения, на которые рассчитано устройство, но продублируем информацию тут. При этом на дисплее появляется меню параметров:

• P0 – основные режимы термореле: нагрев или охлаждение, литеры С и Н, по умолчанию установлено охлаждение;
• P1 – смена гистеризиса: от 0,1 до 15, по умолчанию 2;
• P2 – предельная положительная температура, по умолчанию 110 ºС;
• P3 – предельная отрицательная температура, -50 ºС;
• P4 – коррекция: -7,0 и 7,0ºС, точная калибровка температурного диапазона;
• P5 – задержка времени включения и отключения термостата, до 10 мин., по умолчанию 0;
• P6 – предельная температура отключения, защита от перегрева устройства, по умолчанию отключена – OFF.

Вся информация запоминается в контроллере платы, и настройки сохраняются даже при кратковременном отключении терморегулятора от источника тока.

Сброс до заводских настроек осуществляется одновременным нажатием клавиш SET, плюса и минуса в течение некоторого времени.

Калибровка термореле W1209

Ее можно произвести по двум известным точкам: это температура таянья льда – 0ºС и температура кипения воды – 100ºС. Стоит отметить, что последний параметр не является постоянным и зависит от давления воздуха и его разрежённости, в высокогорье этот метод не подойдёт.

Калибровка, поверка W1209, настройка его в домашних условиях производятся достаточно просто. Датчик опускается в ёмкость с тающим льдом или снегом, на термореле включается режим настройки. Далее настраиваем меню P4, после чего нужно повторить действия на второй контрольной точке в 100 градусов Цельсия. В этом случае можно быть уверенным, что датчик показывает сравнительно точную температуру.

Доработка терморегулятора W1209

Ввиду компактности на основной плате терморегулятора вход RESET, четвертая клемма контроллера, выведена на контакты для программирования. Это приводит к тому, что время от времени искра сбивает установленные значения настройки контроллера. Этот недостаток устраняется монтажом SMD конденсатора 0,1 мкФ на общий кабель.

Несмотря на сравнительно низкую цену, терморегулятор XH-W1209 представляет собой эффективный и компактный прибор для автоматического контроля над соблюдением температурного режима. Ввиду технических и эксплуатационных характеристик, его можно применять как для различного рода технических устройств, так и напрямую для контроля температуры в мини-саунах и банях.

Видео

Есть такой недорогой китайский термостат W1209. Их в изрядном количестве продают разнообразные китайские магазины. Из плюсов — цена:). Остальное немножко недостатки, частично который можно исправить перепрограммированием набортного контроллера — STM8S003F3.

Термодатчиком работает терморезистор, штатная прошивка позволяет ввести только смещение показаний. Соответственно для такой штуки точность может быть не очень (как повезет). Однако, есть неплохой цифровой термодатчик DS18B20, который калибровки не требует(ну, условно). Берем такой датчик, немного модернизируем платку (снимается конденсатор С1 возле разъема датчика, резистор R2 заменяем на 4,7К). Новый датчик цепляем на разъем старого (там GND и DQ), питание берем с разъема программирования(квадратный пятак слева от индикатора). Плюс заливаем новую прошивку — оп, работает 🙂 Отмечу, оригинальная прошивка защищена от считывания, поэтому сохранить ее не удалось. Возврата к старому варианту не будет. Другим пользователям повезло больше, китайцы не закрыли от считывания, так что родная прошивка приложена ниже. Новая — умеет установить порог срабатывания реле и метод управления — реле работает если температура ниже заданной или если выше. Краткое нажатие кнопки SET позволяет установить порог, удержание SET — метод управления.

Что потребуется:
1) программатор ST-Link/V2. Или любая плата STM8 Discovery (там он есть встроеный, можно использовать). Стоимость на алиэкспресс в пределах 2..4$
2) софт для программатора
http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF260219# (драйвер)
http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC1807/SS1747/PF210568 (софт для программирования)
3) кусочек гребенки с шагом 2,54мм для программирования (можно без нее, просто проводочки впаять)
4) резистор типоразмера 0805 с номиналом 4,7КОм.
5) сам датчик DS18B20.

Производим модернизацию платы термометра согласно картинке

Берем программатор и соединяем его с разъемом программирования впаяным (или просто проводами). Обычно на программаторе подписано что и куда. Для моего варианта (как пример) см. картинку

Получаем что-то типа, как на картинке

Запускаем программу ST-Link Visual Programmer, выставляем параметры программирования

Чип изначально защищен от чтения/записи. Надо разблокировать:

1) +12в не подавать. питать от ст-линка.
2) запустить программатор.
3) не делая попытки записать, попробовать прочитать данные. (должна быть ошибка, по идее)
4) если таки да — закладка options (третья, там первая программа, вторая еепром, третья байты опций) переключиться на нее и сделать write page.
5) попробовать вычитать — если все нормально, чип начнет читаться нулями и перестанет совсем работать железка

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.

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). Такой термостат тут не обозревали, тем интереснее будет его покрутить. Он был заказан с надежной, что на этот раз пришлют что-то путёвое. Признаюсь, что к такого рода устройствам отношусь скептически - привык работать с серьёзными многофункциональными приборами, поэтому буду очень критичным.

Прислали это







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 -50ºС +110ºС, чего вполне достаточно для бытового применения.
Красный светодиодный 3-х разрядный индикатор 22x10мм показывает температуру до десятых долей градуса, температуру ниже -10ºС (до -50ºС) и выше 100ºС (до 110ºС) 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 2ºС).
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 30см (заявлено 50см), но при необходимости, его можно удлинить.

Настройка параметров с расшифровкой:
- Температура уставки -50ºС 110ºС, по умолчанию 28ºС
- P1 гистерезис переключения 0,1 - 15,0ºС, по умолчанию 2,0ºС
Несимметричный (в минус от уставки), позволяет снизить нагрузку на реле и исполнитель в ущерб точности поддержания температуры.
- P2 максимальная уставка температуры -45ºС 110ºС, по умолчанию 110ºС
Позволяет сузить диапазон уставки сверху
- P3 минимальная уставка температуры -50ºС 105ºС, по умолчанию -50ºС
Позволяет сузить диапазон уставки снизу
- P4 коррекция измеряемой температуры -7,0ºС 7,0ºС, по умолчанию 0,0ºС
Позволяет проводить простейшую калибровку для повышения точности измерения (только сдвиг характеристики).
- P5 задержка срабатывания в минутах 0-10мин, по умолчанию 0мин
Иногда необходима для задержки срабатывания исполнителя, критично например для компрессора холодильника.
- P6 ограничение отображаемой температуры сверху (перегрев) 0ºС-110ºС, 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 -50ºС (или при отключении датчика) на индикаторе отображается LLL
При температуре выше 110ºС (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.
Точность измерения заявлена 0,1ºС, но это просто невозможно для обычного нелинейного терморезистора без индивидуальной калибровки по множеству точек, которую 100% не делали, да и 10-bit ADC не позволяет такую роскошь. В лучшем случае можно рассчитывать на точность 1ºС

Реальная схема термостата


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 0ºС и 100ºС
В воде с тающим льдом показал +1ºС




В кипящем чайнике температуру показал 101ºС


После ввода коррекции -1,0ºС, воду с тающим льдом показал -0,1 +0,1ºС, что меня вполне устроило




Кипящую воду стал показывать нормально 100ºС

Достоинства:
- Универсальность
- Датчик на разъёме в комплекте
- Возможность калибровки
- Малые габариты, масса и стоимость
Недостатки и особенности подробно указаны в статье.

Вывод: полезный и в принципе работающий очень недорогой прибор