Как настроить китайский терморегулятор

Обзор цифрового модуля терморегулятора W1209

Цифровой недорогой китайский модуль терморегулятора W1209 пользуется популярностью из за своей простоты, но многофункциональности и привлекательной цены.

Он может использоваться как для инкубатора (в режиме «нагрев»), так и для вентилятора (в режиме «охлаждение»).

Его можно также использовать для контроля и поддержания температурного режима двигателя в автомобиле или салоне авто, подключив к его контактам электровентилятор. Подойдёт он для охлаждения системного блока компьютера или например, пристроить для морозильника, водных резервуаров, распаровщика, промышленного оборудования, теплого пола, плинтуса или потолка и многих других систем нагрева или охлаждения с регулируемой температурой.

Для модуля можно также недорого купить разборный прозрачный корпус.

Стоит отметить, что для работы с модулем не нужно использовать дополнительный термометр — он отображает реальное значение температуры в зоне датчика. С модулем в комплекте поставляется водонепроницаемый датчик температуры (NTC 10K 0,5%).

СХЕМА МОДУЛЯ W1209

В схеме используется 3-х разрядный 7-сегментный светодиодный дисплей 2381AS (общий катод).

Для правильной и долговременной работы терморегулятора необходимо подать стабилизированное питание +12 вольт. Модуль сохраняет работоспособность при снижении питания до 10В. На его плате установлен стабилизатор на 5В (м/с AMS1117).

На плате модуля стоит реле, которое коммутирует нагрузку с напряжением до 220В, ток до 10А.

Технические характеристики W1209:

• Диапазон регулирования температуры: — 50 … + 110 ° C
• Разрешение: от 9.9 до 99,9 ; 0,1 ° С ; 1 ° С
• Точность измерения: 0,1 ° С
• Точность управления: 0.1 ° C
• Точность (Гистерезис): от 0,1 до 30° С
• Частота обновления температуры: 0,5 сек.
• Питание: + 12 В (стабилизированное!)
• Измерительные входы: NTC (10K 0,5%)
• Выход: контакты реле 14В до 20А, 125В до 20А, 220В до 10А.

Эксплуатационные требования:

• Температура среды: -10 … + 60 ℃
• Влажность 20% … 85%
• Потребляемая мощность:
• Ток: 22мА (при отключенном реле)… 72mA (при включенном реле)
• Размер: 48 (Д) х 40 (Ш) х 14 (В) мм
• Общий вес: 20 г

Установка температуры

Кратковременно нажать кнопку «SET» и затем кнопками «+» и «-» установить значение поддерживаемой температуры. Нажать опять «set» и терморегулятор запомнит значение и перейдёт в режим поддержания заданной температуры.

Режим программирования

Для того, чтобы войти в меню программирования нажмите и держите кнопку «SET» (около 5 секунд). Вы войдете в меню основных настроек. Для переключения режимов P0 … P8 нажмите + или -. Для изменения режимов P0 … P8 нажмите кнопку «SET», затем + или -. Долгое нажатие SET (около 5 сек) или в течении 10 секунд если ни одна кнопка не нажата произойдет запоминание и выход из меню.

Меню настройки (в скобках значения по умолчанию)

Модули выпускаются с двумя версиями прошивок:

Меню для новой прошивки

• Р0 — Охлаждение / Нагрев — С / Н (С)
• P1 — настройки гистерезиса — 0,1 — 30 (2)
• Р2 — установка верхнего предела +110 ° C (110)
• Р3 — установка нижнего предела — 50 ° C (-50)
• Р4 — Температурная коррекция погрешности -7 … +7 ° C (0)
• Р5 — Задержка времени начала включения — 0 … 600 сек (0)
• P6 — Сигнал тревоги (данная функция не используется)
• P7 — Верхний порог температуры сигнализации — 0 …110° C (ВЫКЛ) (принудительное выключение реле, на экране загораются чёрточки —)
• P8 — Сброс на заводские настройки — С/Н (при переключении параметра все настройки сбрасываются)

Меню для старой прошивки

• Р0 — Охлаждение / Нагрев — С / Н (С)
• P1 — настройки гистерезиса — 0,1 — 15 (2)
• Р2 — установка верхнего предела +110 ° C (110)
• Р3 — установка нижнего предела — 50 ° C (-50)
• Р4 — Температурная коррекция погрешности -7 … +7 ℃ (0)
• Р5 — Задержка времени начала включения — 0 … 10 Минут (0)
• P6 — Верхний порог температуры сигнализации — 0 …110 ℃ (ВЫКЛ) (принудительное выключение реле, на экране загораются чёрточки —)

Неисправности модуля

Если на дисплее: L L L — обрыв температурного датчика;

Н Н Н или 110 — замыкание температурного датчика;

888 — на дисплее с новой прошивкой означает неисправность датчика (обрыв или замыкание).

Перезагрузка. Если модуль «завис», дисплей не светится или модуль ведёт себя неадекватно, а питание на модуль (DC 12 В) поступает, нужно сделать перезапуск модуля и вернуть все настройки к заводским значениям. Для этого выключаем питание модуля, нажимаем кнопки «+» и «-» одновременно и затем подаём питание на модуль.

Доработка модуля

На плате вход RESET (4 pin контроллера) выведен на контакты для программирования и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи от реле или по питанию. Модернизация заключается в установке конденсатора ёмкостью 0,1 мкФ на общий провод (-).

Перепрошивка модуля W1209

Бывает модуль начинает чудить, глючить и т.п. Для перепрошивки модуля нам потребуется:

1. USB программатор ST-Link V2. Стоимость такого программатора на алиэкспресс около 200 руб.
2. Софт для программатора на офсайте:
   http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC1807/SS1747/PF210568 (драйвер и софт для программирования). Внизу ссылка. (Для скачивания нужно заполнить таблицу и email придет ссылка).
3. Гребенка с шагом 2,54 мм для программирования (можно и без неё, но тогда для программирования используем проводки).

Шаг 1. Программатор соединяем с разъемом программирования на плате W1209. На программаторе подписано:

• GND
• RESET
• SWIM
• +5V

Шаг 2. Запускаем программу ST-Link Visual Programmer, выставляем параметры программирования:

Шаг 3. +12в на плату не подавать! Питать от ST-Link. Присоединить программатор в USB.

Шаг 4. Попробовать прочитать данные. Если вышла ошибка — чип защищен от чтения/записи. Надо разблокировать: закладка options , первая — программа, вторая — еепром, третья — байты опций (нам нужна внизу третья), переключиться на нее и сделать write page.

Внимание! Сейчас старая прошивка СТЕРТА!

Попробовать вычитать — если все нормально, чип начнет читаться нулями.

Шаг 5. Теперь записываем новую прошивку. Файл — открыть — выбираем old_termo.hex, распакованный из архива (взят с комментариев пользователей). Нажимаем — Program — All Tabs.

Рекомендация

Для надёжной долговременной работы терморегулятора при нагрузке более 300Вт лучше использовать мощное промежуточное реле или симистор.

Вариант установки модуля в коробку из под автоматов.

Готовый вид. Для программирования нужно открыть крышку.

Можно купить модуль в магазинах из Китая. Доставка около 1-3 мес. Можно купить модуль на сайте «Мастерок» проверенный, доставка около недели.

Усилители

Доступ к кодам программирования терморегулятора осуществляется при постоянном нажатии на кнопку Set в течение 5 сек. После этого высвечивается P0, далее перебором + или — выбираем номер параметра.

Выбор параметра для изменения осуществляется кнопкой Set, изменение + или -, запись в память кнопка Set.

P0 — выбор нагревателя или охладителя. H — нагрев С — охлаждение. То есть, если нужно при снижении температуры ниже заданной включать нагреватель выбираем H, если при превышении установленной температуры нужно включать охладитель выбираем С
P1 — гистерезис (0.1-15 °C, по умолчанию 2 °C) 0,1 . Гистерезис — это разница между температурой включения и выключения. То есть если установлена температура работы терморегулятора 4 °C и гистерезис = 0,5 °C, режим нагрева Н, то при температуре 4,5 °C терморегулятор будет выключать нагрев, а при температуре 3,5 °C выключать.
P2 — задание верхнего рабочего предела температуры (по умолчанию 110°C) . Это просто верхняя граница перебора температур при настройке в пользовательском режиме. Её нужно устанавливать больше температуры, на которую настроен терморегулятор. Например, при настройке терморегулятора на рабочую температуру 4 °C, параметр P2 устанавливается например 10 °C
P3 — задание нижнего рабочего предела температуры (по умолчанию -50°C) . Это нижняя граница перебора температур при настройке в пользовательском режиме. Её нужно устанавливать меньше температуры, на которую настроен терморегулятор. Например, при настройке терморегулятора на рабочую температуру 4 °C, параметр P3 устанавливается например 0 °C
P4 — коррекция температуры (-7 +7°C, по умолчанию 0) 0.

Электронный термостат W1209

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 22×10мм 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
www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/DM00024550.pdf
Опорное напряжение на датчик температуры и питание контроллера — стабилизированные 5,0В на AMS1117 -5.0
www.ams-semitech.com/attachments/File/AMS1117_20120314.pdf

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.

Модуль термостата W1209 и его доработка

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 приобрел по цене 110 рублей (2016 год) на Алиэкспресс по следующей ссылке. Пришел почти через два месяца в целости и сохранности. Смотрите фото.

Обзор модуля термостата W 1209

Размеры модуля следующие: 50x40x16 мм
Качественная машинная пайка, плата внешне чистая. После пристального осмотра плата 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. Это дает возможность отображать температуру десятых долей градуса. 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. Настройка модуля по ниже изложенной инструкции проблем не вызовет.

Порядок настройки и программирования 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.

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.

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

Ток потребления схемы в режиме отключенного реле

20 мА, включенного

70 мА (при питающем напряжении

12 В). Теперь давайте доработаем модуль.

Модернизация и доработка модуля термостата W1209 своими руками

На плате вход RESET (4 pin контроллера) выведен на контакты для программирования и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи (реле то установлено на плате).

Это устранил установкой конденсатора емкостью

0,1мкФ на общий провод. SMD конденсатор просто припаял к пятачкам. Смотри фото.

Доработал плату. Хочу сразу предупредить, что есть шанс повредить модуль. Работы провёл своими руками на свой страх и риск. Для устранения монтажных проблем с платы были выпаял: 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 к сожалению повредил дорожки платы (восстановил проводниками).

Разъем датчика припаял с обратной стороны платы. Также с обратной стороны платы припаял клеммы. Смотри фото и видео.

К дорожкам клемм контактов реле припаял проводники от дорожек питания катушки реле. Реле подключил другое типа «С» с перекидными контактами. Катушку реле подключил к модулю двумя удлиняющими проводниками через клеммы.

В таком виде сверху платы не будет помех для встраивания модуля в устройство. Реле приобрёл в магазине по этой ссылке. Полезно проверить точность показаний, об этом читайте ниже.

Настройка корректора температуры

Настройку провёл для точности работы. Калибровка 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. Ввёл коррекцию — 2ºС. Модуль стал показывать разумные 0ºС.

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

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