Терморегуляторы представляют собой класс оборудования, предназначенный для регулировки и поддержания температуры в контролируемом пространстве в заданных пределах. Они могут использоваться как в отопительных, так и охлаждающих устройствах. Это установки искусственного климата, системы обогрева, морозильное оборудование.

Механическое термореле

По принципу работы терморегуляторы разделяют на:

1. Механические:

• Биметаллические;
• Капиллярные.

1. Электронные:

• С механической установкой температуры;
• Программируемые.

Краткий обзор модуля

Терморегулятор W1209 – программируемое реле контроля температуры. Входящий в комплект поставки датчик работоспособен в диапазоне температур от -50°C до +110°C. Регулятор предназначен для работы с нагревательным и охладительным оборудованием мощностью до 1 кВА.

Терморегулятор W1209

Технические характеристики термостата w1209:

• Диапазон контролируемой температуры – -50°C – +110°C;
• Точность измерения в диапазоне от 9.9°С до 99,9°С – 0,1°С, сверх диапазона – 1°С;
• Точность управления в диапазоне от 9.9°С до 99,9°С – 0,1°С, сверх диапазона – 1 °С;
• Установка гистерезиса – от 0,1°С до 30°С;
• Напряжение питания – 12В;
• Ток потребления – 22-72 мА;
• Габаритные размеры – 48х40х14 мм;
• Вес – 20 г.;
• Допустимая температура работы – -10°C – +60°C.

Обратите внимание! Некоторые продавцы позиционируют данное устройство с наименованием xh w1209. Все устройства данного типа абсолютно идентичны.

Настройка и работа термостата

Установка программируемого терморегулятора W1209 заключается в подключении устройства к источнику стабилизированного питания, настройке датчика температуры и контролируемой цепи.

Важно! Принципиальный момент – устройство содержит в себе только «сухие» контакты реле, то есть коммутирует цепь и никакого питания в линию не выдает.

Как подключить электрический обогреватель

Для правильной эксплуатации устройства следует знать особенности его работы:

• Имеется возможность задержки включения от 0 до 10 минут;
• Схема обладает регулируемым гистерезисом. Гистерезис – это разница температур при включении и отключения. Данная функция важна для коммутации устройств нагрева или охлаждения, обладающих высокой инерционностью.

Дальнейшая настройка заключается в выборе необходимых параметров при помощи кнопок управления и светодиодного цифрового индикатора.

На рассматриваемый w1209 терморегулятор инструкция не дает подробное описание схемотехники, но энтузиастами составлена принципиальная электрическая схема w1209 с питанием dc 12 в, из которой понятно, что работой управляет программируемый микроконтроллер, включенный по типовой схеме.

Порядок настройки

Перед включением следует изучить руководство по эксплуатации.

Для управления настройками схема W 1209 предусматривает три кнопки:

• «Set»;

Все предусмотренные функции и возможности настраиваются путем нажатия на перечисленные кнопки.

Согласно инструкции к W1209, для изменения настроек необходимо войти в режим программирования. Для этого нажимают и удерживают в течение 5 секунд кнопку «Set». Когда на экране высветится номер пункта настройки, кнопку можно отпустить. Для перемещения по меню настроек используют кнопки «+» и «-».

Всего инструкция термостата W 1209 предусматривает от 6 до 8 позиций, в зависимости от текущей прошивки встроенного микроконтроллера:

• Р0 – переключение контроля нагрева или охлаждения;
• Р1 – регулировка диапазона гистерезиса;
• Р2 – изменение максимального предела контроля температуры;
• Р3 – изменение минимального предела контроля температуры;
• Р4 – коррекция температурной погрешности измерений;
• Р5 – программирование времени задержки включения;
• Р6 – тревога (не используется в большинстве прошивок);
• Р7 – принудительное выключение при достижении верхнего порога регулирования;
• Р8 – сброс к заводским установкам (работает не на всех прошивках).

По умолчанию, при входе в режим программирования устанавливается первый пункт меню – Р0.

Расположение клемм и элементов управления

Войдя в нужный пункт, при помощи кнопок «+» или «-» устанавливают необходимое значение параметра. Для выхода из режима программирования необходимо нажать и удерживать в течение 5 секунд кнопку «Set». Выход в режим работы с записью установок также происходит по прошествии 10 секунд, если за это время не была нажата ни одна кнопка.

Инструкция термореле w1209 dc 12 в информирует, что данное устройство имеет сигнализацию неправильной работы, что отображается на индикаторе:

• LLL – обрыв датчика температуры;
• 110 или HHH – короткое замыкание шлейфа датчика;
• 888 – неисправность датчика.

Кроме использования режима программирования, сброс к заводским настройкам можно произвести следующим образом:

1. Снять питание с регулятора;
2. Нажать одновременно кнопки «+» и «-»;
3. Включить питание.

Калибровка термореле W1209

Калибровка термореле осуществляется в режиме программирования в пункте меню Р4. Для калибровки нужно иметь образцовый термометр. Сравнивая показания эталона с показаниями конструкции, приводят их к одинаковым значениям манипуляциями кнопок «+» или «-». После выхода из настроек W1209 автоматически корректирует температуру измерений во всем диапазоне.

При отсутствии термометра можно воспользоваться известными значениями:

• Температура таяния снега – 0°С;
• Температура кипения воды – 100°С.

Важно! Для уменьшения погрешности в процессе калибровки требуется использовать дистиллированную воду.

Для бытового использования величина погрешности будет в допустимых пределах при калибровке при помощи кипяченой воды вместо дистиллированной.

Модернизация модуля термостата W1209 своими руками

Конструкция прибора дает широкие возможности для модернизации. Можно доработать устройство следующим образом:

• Поместить термореле в корпус;
• Удлинить шлейф термодатчика;
• Сменить версию прошивки.

Последний пункт возможно выполнить при наличии навыков работы с программируемыми контроллерами. Для этой цели используют USB программатор ST-Link V2. Необходимую версию прошивки можно скачать с официального сайта производителя контроллера. Переделка устройства путем смены прошивки на более новую позволяет ввести новые функции и улучшить эксплуатационные характеристики.

Вариант корпуса

Доработка шлейфа имеет смысл по причине малой длины штатного провода датчика (около 0.5 м).

Настройка корректора температуры

Настройка корректора температуры терморегулятора выполняется в ходе калибровки прибора. Суть корректора сводится к изменению измеренных значений в соответствии с реальными температурными показателями.

Видео

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.

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.

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)

Модернизация 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 устраняется установкой конденсатора емкостью ~0,1мкФ на общий провод. SMD конденсатор просто припаивается к пятачкам. Смотри фото.

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

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).

Признаюсь, что к такого рода устройствам отношусь скептически - привык работать с серьёзными многофункциональными приборами, поэтому буду очень критичным.

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 -50 ºС +110 ºС, чего вполне достаточно для бытового применения.

Красный светодиодный 3-х разрядный индикатор 22x10 мм показывает температуру до десятых долей градуса, температуру ниже -10 ºС (до -50 ºС) и выше 100 ºС (до 110 ºС) 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 2 ºС).

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 30 см (заявлено 50см), но при необходимости, его можно удлинить.

Настройка параметров с расшифровкой:

Температура уставки -50 ºС 110 ºС, по умолчанию 28 ºС

P1 - гистерезис переключения 0,1 - 15,0 ºС, по умолчанию 2,0 ºС. Несимметричный (в минус от уставки), позволяет снизить нагрузку на реле и исполнитель в ущерб точности поддержания температуры.

P2 - максимальная уставка температуры -45 ºС 110 ºС, по умолчанию 110 ºС. Позволяет сузить диапазон уставки сверху.

P3 - минимальная уставка температуры -50 ºС 105 ºС, по умолчанию -50 ºС. Позволяет сузить диапазон уставки снизу.

P4 - коррекция измеряемой температуры -7,0 ºС 7,0 ºС, по умолчанию 0,0 ºС. Позволяет проводить простейшую калибровку для повышения точности измерения (только сдвиг характеристики).

P5 - задержка срабатывания в минутах 0-10мин, по умолчанию - 0 мин. Иногда необходима для задержки срабатывания исполнителя, критично например для компрессора холодильника.

P6 ограничение отображаемой температуры сверху (перегрев) 0 ºС-110 ºС, 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 -50 ºС (или при отключении датчика) на индикаторе отображается LLL.

При температуре выше 110 ºС (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. .

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

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.

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

Теперь записываем новую прошивку.