Kuivanapitolämmittimen ohjelmistoversio 2.0

Kuivanapitolämmittimen uusi 2.x ohjelmisto tuo mukanaan paljon uudistuksia. Lisääntyneiden ominaisuuksien myötä myös asetusten teko on hieman monimutkaisempaa ja ohjelmassa on todennäköisesti alkuun myös bugeja. Jos et nimenomaisesti tarvitse jotakin 2.x version ominaisuutta, suosittelen toistaiseksi käyttämään 1.x sarjan ohjelmistoa.

Jos olet päätynyt tälle sivulle linkin tai hakukoneen avulla, tutustu ensin kuivanapitolämmittimen pääsivuun.

• Ohjaa lämmitintä releen avulla
• Näyttää sekä sisä- että ulkolämpötilan ja ohjausreleen tilan
  
• Pitää sisätilan halutun verran ulkolämpötilaa lämpimämpänä, lämpötilaero aseteltavissa
• Säädettävä hystereesi
• Säädettävät sisälämpötilan ylä- ja alarajat jota kylmemmäksi sisätilaa ei päästetä ja jota kuumemmaksi sitä ei lämmitetä
• Säädettävä ulkolämpötilan alaraja jota kylmemmässä lämmitys sammutetaan kokonaan (vaihtoehtoinen em. sisälämpötilan alaraja-asetukselle)
  
• Tuntilaskurit kokonaisajalle ja ajalle jonka lämmitin päällä, voi käyttää kulutuksen seurantaan
• Releen kytkentäkertojen lukumäärän näyttö
• Termistorien resistanssi / lämpötila vastaavuus valittavissa joko kiinteän taulukon mukaan 10k, beta 3950 taikka aseteltavien r25 ja beta arvojen mukaan laskemalla, sisä- ja ulkoanturille erikseen
• Tuki Bosch BME280 lämpötila-, ilmanpaine-, ja ilmankosteusanturille.
• Lämmittimen ohjaus sisäilman kosteuden perusteella. Suhteellisen kosteuden yläraja ja hystereesi aseteltavissa.
• Minimi / maksimi arvojen muisti sisälämpätilalle, ulkolämpötilalle ja ilmankosteudelle
• Ilmankosteuden näyttö jos Bosch BME280 anturi käytössä
• Käyttöliittymän kieli valittavissa suomi tai englanti

Lähdekoodi ja käännetty binääri

Ohjelman rakenne

Ohjelman rakennetta on hieman muokattu 1.x versioon nähden. Toimintoja on hajautettu eri lähdetiedostoihin.

ntc_temperature.c

7seg_display.c

temp_controler_v20.c

Bosch BME280 lämpötila-, ilmanpaine-, ja ilmankosteusanturin kytkentä

Bosch BME280 anturi tukee kahta väylävaihtoehtoa, SPI ja I²C. Kuivanapitolämmittimessä käytetään I²C väylää. Se on saatavilla OPT merkitystä 4-piikkisestä liittimestä X6. Anturia ei voi kuitenkaan kytkeä aivan suoraan, sillä kuivanapitolämmittimessä käytetään 5 V käyttöjännitettä ja BME280 anturille suurin sallittu on 3,6 V. Helpoimmalla pääsee kun hankkii piirikortin jossa on itse anturin lisäksi jänniteregulaattori ja I²C väylän tasonmuunninkytkentä. BME280 on LGA-tyyppisessä kotolossa jota on hankala juottaa käsin, joten valmiin piirikortin hankinta on tässäkin mielessä järkevä valinta. Alla esimerkkikuva eBaystä hankitusta anturikortista jossa on regulaattori ja tasonmuunnin (oikean puoleisen kuvan kaksi mikropiiriä). Useimmiten korteista joissa on enemmän kuin 4 pinniä puuttuu nuo tarvittavat jännitemuunnospiirit. Kannattaa myös ostaessa lukea kuvaus tarkasti ja varmistaa että kortilla todellakin on BME280 eikä BMP280 anturi. Jälkimmäisessä ei ole kosteusmittausta, ainaostaan lämpötila ja ilmanpaine.

Liittimen X6 pinnijärjestys on seuraava: 1. SDA 2. GND 3. SCL ja 4. +5V. Nämä pitäisi kytkeä vastaaviin pinneihin anturikortilla, tarkista kytkentä anturikortin ohjeista. Kuivanapitolämmittimen firmwaressa anturin I²C osoitteeksi on asetettu 0x76. Se tuntuisi olevan ainakin useimmissa anturikorteissa vakiona, joissakin korteissa osoite saattaa olla valittavissa myös toiseen vaihtoehtoon, 0x77. Tämä mahdollistaisi kahden anturin kytkemisen yhtä aikaa, mutta ainakaan toistaiseksi sitä ei ole firmwaressa tuettuna.

Kun laitteeseen kytketään sähköt, ohjelma tutkii onko BME280 anturi kytketty. Jos on, niin sisälämpötila otetaan BME anturilta eikä termistoria käytetä. Tällöin riittää siis pelkkä ulkolämpötilan termistori. Lisäksi laitteen valikkorakenteeseen ilmaantuu alempana esitetyssä tilakaaviossa vihreällä taustalla olevat valikot. Voit asettaa kosteudelle ylärajan. Jos sisäilmankosteus nousee tätä korkeammaksi, niin lämmitys kytkeytyy päälle. Kosteuden mukaan tapahtuvan lämmityksen kytkennän hystereesin voi säätää erikseen. Lämmitin kytketään päälle kun kumpi tahansa ohjausehdoista täyttyy (sisä- ja ulkolämpötilan erotus pienempi kuin asetus tai sisäilman kosteusprosentti suurempi kuin asetus).

Ohjelmisto toimii sisäisesti prosenttiyksikön kymmenesosan tarkkuudella, mutta näytöllä kosteus esitetään vain yhden prosenttiyksikön tarkkuudella. BME280 anturin suhteellisen kosteuden tarkkuus on +/- 3% lämpötilassa +25ºC. Tarkempia tietoja anturin tarkkuudesta saa anturin datalehdestä.

Termistorien r25 ja beta arvojen asetukset ja termistorien kalibrointi

Olen huomannut että osa eBay:ssä myytävistä termistoreista ei noudata r25 = 10 kohm, beta = 3950 taulukon arvoja. Erityisesti jotkut kahden metrin kaapelilla varustetut termistorit tuntuvat olevan selkeästi erilaisia, tuntuisi että niissä on käytetty jotain muuta kuin nimellisesti 3950 betan termistoria. Yhden metrin kaapelilla olevat ovat kaikki olleet varsin hyvin kohdallaan.

Firmwaresta 2.0 lähtien sekä sisä- että ulkolämpötilan termistorille voi erikseen valita käytetäänkö lämpötilakonversioon taulukoituja arvoja 10k, 3950 termistorille vaiko valikon kautta syötettyjä r25 ja beta arvoja. Kuinka sitten määrittää r25 ja beta arvot jos lämpötila tuntuu näyttävän väärin? Määrittämiseen tarvitsee vain mitata termistorin resistanssi kahdessa eri tunnetussa lämpötilassa. Tarvitset siis yleismittarin ja mieluusti lisäksi riittävän tarkan lämpömittarin referenssiksi. Kyseiset kaksi lämpötilaa olisi hyvä olla riittävän kaukana toisistaan, ja lisäksi sellaisella lämpötila-alueella joita loppusovelluksessa käytetään. Toinen näistä voi hyvin olla jäävesi; se kun on hyvinkin lähelle 0ºC. Toinen lämpötila voi olla vaikkapa huoneenlämpö. Kannattaa mitata sekä sisä- että ulkoanturin resistanssit samalla kertaa, anturit toisiinsa kiinni teipattuina. Tällöin niistä saadaan keskenään varsin hyvin yhtä pitävät. Nollan lähellä tarkkuuden on syytä olla melko hyvin kohdallaan jos lämmittimellä on tarkoitus ehkäistä putkien jäätyminen. Tässäkin mielessä jäävesi on varsin sopiva valinta toiseksi kalibrointipisteeksi. Kiehuvan veden 100ºC on turhan kaukana sovellusalueelta, ja siellä NTC termistorien resistanssi on jo varsin pieni.

Kun olet saanut mitattua resistanssit kahdessa eri lämpötilassa, syötä ne tähän kaavakkeeseen T1, T2, R1 ja R2 kenttiin. Calculate nappia painamalla saat R25 ja beta arvot, jotka voit syöttää kuivanapitolämmittimeen valikon avulla. Firmwaressa käytetyt lämpötilan laskentakaavat on myös tuolta samaiselta nettisivulta otettu.

Käyttöliittymä