Блоки управления холодильником своими руками

Терморегулятор в холодильник, вторая жизнь на электронике. Не NoFrost

У знакомых вышел из строя холодильник Samsung с Nofrost, перестала работать холодильная камера. Приехали холодильщики, сказали вышел из строя модуль электроники, что ремонт будет стоить очень дорого и нет смысла. Я вспомнил про старый проект управления компрессором холодильника и предложил починить своими силами. Перед сборкой и проектировкой схемы я начал изучать холодильник, сначала модуль проверил частично, потом по холодильнику датчики температуры, вентилятор, нагреватели и клапан холодильной камеры. Вот в последнем и была проблема, шлейф окислился и пропал контакт, после очистки холодильник заработал. Нужда в новом модуле отпала, да и не до конца продуман он был, не понятно осталось по какому принципу внутри клапан работает.
Проект этот дело будущего, поэтому я решил просто поделиться проектом терморегулятора для самых простых однокомпрессорных холодильников или морозилок.

Схема терморегулятора в холодильник. Не NoFrost

На схеме представлен обычный компаратор. Резистор R2 и терморезистор R6 создают делитель на инвертируещем входе операционного усилителя, напряжение которого сравнивается с опорным напряжением неинвертируещего входа. Это напряжение устанавливается делителем R1 R4 R5, R4 нужен для регулировки небольшого диапазона температур в холодильнике, примерно +7-0C. Так же включена небольшая обратная связь для экономии ресурсов компрессора, включение компрессора будет немного замедлено.
Лампа X1 это реле которое ставится в разрыв фазового провода компрессора
R6 это термистор 10К который при 0C имеет сопротивление 33к
Питается все от источника опорного напряжения 12В созданное на U2 R9 R10 R12 C1. D2-D5 C2 C3 R11 это блок питания на гасящем конденсаторе

Схема подойдет для любого холодильника, где стоят механические и электронные терморегуляторы.

Сама печатная плата со схемой устанавливается около компрессора, термопара хорошо изолируется, так как схема гальванически связанна с сетью 220В, устанавливается внутри холодильной камеры

Скачать печатную плату терморегулятора в холодильник
Прочитайте Получить пароль от архива

На этом можно остановится, потому что больше нечего рассказать о этом терморегуляторе
С ув. Admin-чек

Источник

Микроконтроллер управляет холодильником

В статье анализируется возможность перевода аналогового управления 2-х камерным холодильником на цифровой с использованием контроллера ATTiny2313 и программной среды CodeVisionAVR ver.3.12 Advanced ©Copyright 1998-2014. Licensend: Raham Snd Team.

Где то в средине лета 201х года, уже точно не помню, заглянув в холодильник обнаружил, что в холодильной камере теплее чем в квартире. Что неисправно – двигатель или компрессор холодильной камеры, термореле или что другое? Требовался специалист по ремонту. Но телефон не отвечал. По адресу нашёл мастерскую с вывеской «РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКОВ». На двери её висел большой амбарный замок.

После семейного совета, подсчитав затраты, пришли к выводу что новый холодильник не потянем, придётся разбираться самому.

Предполагаю, что неисправно термореле. Вытаскиваю из холодильника термореле холодильной камеры, пытаюсь понять, как оно работает, вывинчиваю какой то винтик, оттуда как чёрт из табакерки выскакивают пружинки, винтики и термореле разваливается на отдельные элементы. Пытаюсь всё собрать, но ничего не получается. Осталась, на момент написания статьи, часть, представленная на рисунке, ниже:

Полая трубка, подсоединённая к камере. Похоже на барометр. Наверное, в камере и трубке газ, под действием температуры происходит расширение газа, камера увеличивается в размере и давит на контакт, включающий двигатель компрессора. Следовательно, с электрической точки нужен контакт, включающий и выключающий двигатель компрессора холодильной камеры.

Выключаю холодильник, нахожу провода подходящие к термореле, замыкаю их, включаю холодильник. Холодильная камера заработала и через час там была Антарктида! Но теперь что, дежурить у холодильника и каждые 15 минут включать камеру на 5 минут и выключать на 10 – экспериментально найденный тогда режим.

Замеряю ток потребляемый двигателем компрессора – 750 мА при напряжении

230В. Нужно устройство способное управлять силовым ключом

230В с током не менее 1А. Это может быть реле или ключ на тиристоре или симисторе. Реле исключается сразу, как элемент, контакты которого будут работать на индуктивную нагрузку обмоток двигателя, будут искрить при размыкании и быстро подгорят. Остаётся тиристор или симистор, но потребуется гальваническая развязка.

Но чем заменить термодатчик?

А что если продублировать ручное управление автоматическим, ведь вручную удалось выйти на рабочую температуру внутри камеры и поддерживать её. На Рис., ниже представлен примерный график работы холодильной камеры при управлением временем заморозки/разморозки.

Синие импульсы – время включение двигателя компрессора на охлаждение. Пусть начальная температура холодильной камеры равна комнатной

25°C. При включении компрессора температура начинает падать с некоторой скоростью dT1, например -1°C /мин. Пусть длительность импульса равна 5-и минутам. В течении этого времени температура внутри камеры опустится до 20 градусов. По окончании импульса выключается двигатель компрессора, температура начинает подниматься с некоторой скоростью dT2, например +0,3°C/мин.

Следовательно, за оставшееся время цикла в 10 минут температура поднимется на 3 градуса. За 5 циклов температура в камере достигает +12°C, устройство управления уменьшает длительность импульса и наступает равновесный режим, когда охлаждение равно нагреву и температура колеблется в диапазоне 12±2 градуса и данный режим приближен к заводскому варианту с терморегулятором.

Выбором скважности возможен выход на любую температуру в некотором диапазоне. (Одной из важнейших величин в импульсной технике является скважность S. Скважность S характеризует прямоугольный импульс, и определяет то, во сколько раз период импульса T больше его длительности t1. Так, меандр, например, имеет скважность равную 2, поскольку длительность импульса в такой последовательности равна половине его периода: S=T/t1=2.)

На Рис., ниже приведена принципиальная схема устройства и алгоритм его работы.

принципиальная схема устройства

алгоритм работы устройства

Опишем его работу опираясь на приведённые рисунки. Схема состоит из следующих элементов: силового ключа Т1 (симистор Т112-10 на 10А и напряжением до 1600В) управляющего двигателем компрессора холодильной камеры, микросхемы MC1 (MOC3061, управление от ТТЛ и гальваническое разделение сигнала управления от силовой части), транзистора КТ315В использующего как буферный элемент для обеспечения необходимого тока для светодиода входной части MOC3061, схемы управления на базе контроллера ATTiny2313, реализующей алгоритм (см. рис. выше) красных светодиодов LED1± LED4 отображающих двоичный код задания длительности импульса работы холодильной камеры в минутах, жёлтых светодиодов LED5± LED8 отображающих двоичный код задания длительности паузы работы холодильной камеры в минутах, ряд 6-и микровыключателей S1 с фиксацией в одном корпусе для задания длительности импульса/паузы. LED9 белого цвета (нарисован красным) отображает команду на включение двигателя компрессора. С1 и С2 блокировочные конденсаторы предотвращающие сброс контроллера при включении мощной индуктивной нагрузки ( двигатель компрессора). Питание Vcc +5V от адаптера мобильного телефона.

При подаче питания происходит внутренний сброс контроллера или кратковременного замыкания контактов 9-10 или 11-12 на «землю» — внешний сброс. При этом начинает работать подпрограмма тестирования (в алгоритме не показана) зажигая поочерёдно красные и жёлтые светодиоды. По окончании тестирования происходит чтение кода микропереключателя определяющего длительность включения двигателя компрессора в минутах. Длительность паузы определяется 15-Tα, где Tα — длительность импульса. Т.е. весь цикл равен 15 минутам. По истечении цикла он повторяется. Красные светодиоды отображают оставшееся время импульса, жёлтые оставшееся время паузы. Импульс управления UPR формируется на PB6 МК поджигая светодиод MOC3061 через буфер КТ315В. Свет светодиода падает на фотодиод внутреннего симистора, последний открывается и через сопротивление R12 в 200 Ом открывает силовой ключ Т112-10.

По окончании импульса канал PB6 обнуляется и силовой ключ закрывается прерывая питание двигателя компрессора.

Внешний вид платы управления

Устройство в работе

Прибор зафиксирован термоклеем на верхней крышке холодильника. Задание на переключателе 4 минуты. Красные светодиоды показывают цифру 3 в двоичном коде, одна минута холода уже отработана. Длительность паузы 8+3=11, данный код показывают жёлтые светодиоды. В левом нижнем углу горит белый светодиод сигнализирующий о подаче команды на включение двигателя компрессора.

Симистор укреплён небольшим радиатором из алюминиевого листа. Верхний разъём +5В чёрный шнур слева, нижний

220В уходит оранжево-белым проводом внутрь отсека реле.

В приложении 1, ниже приведена программа управлением холодильной камерой, написанная и отлаженная в программной среде CodeVisionAVR ver.3.12.

Печатная плата

Программа управления холодильной камерой

/*****************************************************
Chip type : ATtiny2313
AVR Core Clock frequency: 4,000000 MHz
Memory model : Tiny
External RAM size : 0
Data Stack size : 32
*****************************************************/
#include
#include
#define t delay_ms(1000)
#define T delay_ms(60000)

char Impuls,Pausa;
#pragma used+
//диагностика схемы
void diagn(void)
<
if (!PIND.0)//индикация 0-го разряда задания
if (!PIND.1)//индикация 1-го разряда задания
if (!PINA.1)//индикация 2-го разряда задания
if (!PINA.0)//индикация 3-го разряда задания

PORTB.3=0; t; PORTB.3=1;//индикация 0-го разряда задания паузы
PORTB.2=0; t; PORTB.2=1;//индикация 1-го разряда задания паузы
PORTB.1=0; t; PORTB.1=1;//индикация 2-го разряда задания паузы
PORTB.0=0; t; PORTB.0=1;//индикация 3-го разряда задания паузы

PORTB.6=1; t; PORTB.6=0;//индикация включения холодильника
>
void InicPort(void)
<
//ИницПорта А — все входы с подтягивающими резисторами
DDRA=0;PORTA=7;//Приём информации с кодового выключателя(PA0,PA1),RESET-PA2
//ИницПорта D — входы с подтягивающими резисторами
DDRD.0=DDRD.1=0;PORTD.0=PORTD.1=1;//Приём информации с кодового выключателя(PD0,PD1)
//ИницПорта D — активные входы — управление индикацией «ЗАДАНИЕ»
DDRD.2=DDRD.3=DDRD.4=DDRD.5=PORTD.2=PORTD.3=PORTD.4=PORTD.5=1;
//ИницПорта B — активные входы — управление индикацией «ПАУЗА» и откл компрессора
DDRB.0=DDRB.1=DDRB.2=DDRB.3=DDRB.6=1;PORTB.0=PORTB.1=PORTB.2=PORTB.3=1;PORTB.6=0;
>
//считывание задания и первоначальный вывод на индикатор величины ИМПУЛЬСА и ПАУЗЫ
void Read_I_P(void)
<
if (!PIND.0) else
if (!PIND.1) else
if (!PINA.1) else
if (!PINA.0) else
Pausa=15-Impuls;
if(Pausa&1)PORTB.3=0; else PORTB.3=1;
if(Pausa&2)PORTB.2=0; else PORTB.2=1;
if(Pausa&4)PORTB.1=0; else PORTB.1=1;
if(Pausa&8)PORTB.0=0; else PORTB.0=1;
>
//Считывание текущего значения импульса с выводом на индикатор
void Read_I(void)
<
if(Impuls&1)PORTD.2=0; else PORTD.2=1;
if(Impuls&2)PORTD.3=0; else PORTD.3=1;
if(Impuls&4)PORTD.4=0; else PORTD.4=1;
if(Impuls&8)PORTD.5=0; else PORTD.5=1;

>
//Считывание текущего значения паузы с выводом на индикатор
void Read_P(void)
<
if(Pausa&1)PORTB.3=0; else PORTB.3=1;
if(Pausa&2)PORTB.2=0; else PORTB.2=1;
if(Pausa&4)PORTB.1=0; else PORTB.1=1;
if(Pausa&8)PORTB.0=0; else PORTB.0=1;
>
#pragma used-
void main(void)
<
InicPort();
diagn();
while (1)
<
Read_I_P();
m1:
if(Impuls)
<
PORTB.6=1;//включение компрессора на время 1мин * Impuls
T;//задержка 1 мин
Impuls—;
Read_I();
goto m1;
>
else
<
PORTB.6=0;//выключение компрессора
m2:
T;//задержка 1 мин
Pausa—;
Read_P();
if(Pausa)goto m2;
>
>
>

Выводы

Устройство устойчиво работает на протяжении нескольких лет, обеспечивая качественным холодом продукты, находящиеся в холодильной камере. Морозильная камера работает на заводской схеме управления.

При изменении температуры наружного воздуха происходит корректировка задания переключателем S1, обычно летом на +1 единицу младшего разряда, зимой на -1.

Примерно раз в квартал происходит мягкая разморозка холодильной камеры путём установки задания S1 на 2 минуты, паузы соответственно на 15-2=13 мин., после чего выставляется задание импульса в 4±1 мин до следующей разморозки.

Автор:Владимир Шишмаков, август 2020г.

Источник

САМОДЕЛЬНЫЙ ТЕРМОСТАТ К ХОЛОДИЛЬНИКУ

Вот конструкция термостата для холодильника, который работает уже более 2 лет. А всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог — холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода — они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.

Схема термостата холодильника на МК

Фото оригинального термостата и самодельного

Для подключения потребовалось провести второй провод 220 В (взял от лампы освещения) для питания трансформатора.
Разъем, к которому подключен потенциометр — это одновременно разъем программирования ISP.

Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.

Термостат в настоящее время работает без проблем, и что главное — обошёлся по цене примерно в 10 раз меньше оригинального.

Трансформатор тут на 6 В. Был выбран такой, чтобы свести к минимуму потери на микросхеме 7805.

Реле здесь можно поставить и на 12 В. Если взять на него напряжение до стабилизатора. Чтобы снизить расходы, можно было бы создать блок питания бестрансформаторным, хотя найдутся сторонники и противники такого решения (электробезопастность). Еще одно сокращение расходов — это исключение микроконтроллера AVR. Есть термометры Даллас, которые могут работать тоже в режиме термостата.

Источник