Плата Народного Контроллера теплового насоса

Открытый проект платы теплового насоса.

На плате:

• Разъемы для установки Arduino DUE R3
• Проводная сеть (W5500) для доступа к контроллеру через интернет
• Две раздельные линии для цифровых датчиков температуры DS18B20, одна из которых может быть 2-х проводной.
• Разъем для micro SD карты
• Флеш-память для веб морды
• Память 128кбайт для настроек и лога
• Часы с батарейкой CR2032
• Опора точного напряжения для аналоговых входов (нужно переключить режим на Arduino DUE)
• Подключение символьного дисплея LCD 16x2-20x4, доступен также графический Nextion.
• ЭРВ с униполярной катушкой
• 2 входа токовая петля 4-20мА
• 4 аналоговых входа с делителем напряжения
• 6 цифровых полностью изолированных входов с раздельным подключением изолированного источника напряжения.
• 2 аналоговых выхода 0-10V
• Выход на платы реле (до 12 реле)
• 1 высокоскоростной ШИМ
• 2 изолированных DC выхода
• 4 сериал порта
• 2 шины I2C
• 6 неизолированных многоцелевых (включая ШИМ) входов-выходов.
• Зуммер на 12V
• Разъем для 4-х кнопок.

Размер 176x120 мм, Arduino DUE выступает на 16 мм.

Гербер и BOM файл здесь: https://github.com/vad7/ControlHeatPump

Полная и более новая версия прошивки тут: https://github.com/vad7/Control

Там же можно скачать исходник базовой прошивки.

По вопросам прошивки - обращаться на v1708800-blog@yahoo.com

Прошивка Народного Контроллера ТН

В этом сообщении будут указаны все доработки прошивки НК, которых нет в выложенной прошивке на публичный репозиторий гитхаба.

Полная и более новая версия прошивки тут: https://github.com/vad7/Control

Из последних изменений - 

Основная - добавлен резервный котел, который может быть электро, газовым, топливным и т.д.

Так же есть возможность управлять и снимать инфу с котла у которого есть порт Openterm / Ebus / Navien через адаптеры Ectocontrol.

Городить свой адаптер посчитал излишним, тем более, что адаптеры Ectocontrol стоят вменяемых денег.

Еще есть вариант управлять резервным котлом с помощью реле или Модбас реле.

Смысл такой - если ТН выпадает в ошибку подряд несколько раз, то переключаемся на заданный профиль, в котором прописан нагрев резервным котлом.

Так же можно греть ГВС только резервным котлом, или переключаться на нагрев им ночью/днем.

Базовое переключение на резервный котел и обратно на ТН через 3-х ходовой кран.

Через веб можно настроить, чтобы выводилась другая схема (картинка) при работе резервного котла:

Актуальная версия 1.203 от 25.11.2025.

• Управления дополнительным солнечным подкачивающим инвертором (через реле).
  
• Подсчет потребления по дневному/ночному тарифу раздельно, опциональное.
  
• Управление котлом - электрическим или газовым. Управление через адаптер EctoControl-Opentherm / Ebus / Navien. Связь с адаптером по шине RS485. Можно также управлять через реле или Modbus реле. Возможность настроить раздельные цели для котла и ТН
  
• Динамические картинки на схеме.
• Поддержка символьного дисплея 20x4 символов (LCD2004), может работать совместно с Nextion.
• ТН Воздух-Вода - полная поддержка, разморозка, установка оборотов компрессора и ЭРВ.
• Ежесуточные реле - переключение по температуре и по ночному тарифу
• Дамп ячеек Modbus, загрузка файла дампа в устройство Modbus
• Частотник Vacon: управление вентилятором, настройка мощности, контроль температуры, авто-сброс ошибки связи
• Дисплей Nextion: описание ошибки ТН текстом на главном экране
• Исправление множества ошибок в функциях: EEV, WR, Vacon, COP, Pumps, web
• Корректировка ЭРВ при переходе отопление-бойлер
• Опция включения циркуляционного насоса ГВС по расписанию
• Возможность изменять аварийные границы датчиков температур через веб
• Ограничение оборотов компрессора по времени
• ГВС: использовать только тэн во время "расписание только для тэна"
• Не считать статистику с меткой "во время работы" в переходных моментах бойлер-отопление и при возврате масла
• Статистика - отдельно считается тэн бойлера
• Пересоздание stats файлов при ошибке последовательности или длине=0
• Исправление работы насосов в паузе
• Исправление синхронизации времени, запрет смены часов во время работы ТН
  
• Исправление скролбара в веб
  
• Опция запрещать смену конкретного расписания
• Исправление безопасного доступа через веб, из-за кэширования он не работал адекватно
  
• Опция продолжения отопления после нагрева бойлера, если внутри гистерезиса
• Отображение на веб о включении суточных реле
• Корректировка минимальной мощности ваттроутера в зависимости текущей мощности с MPPT
• Поддержка двунаправленного электро-счетчика DDS238-2 ZN/S
• Настройки насосов отопления и дополнительного тэна перенесены в профили
• Новый режим работы дополнительного тэна на выходе ТН - интеллектуальный, теперь их три: по дому, по улице, интеллектуально
• Температура цели бойлера на схеме
• Корректировка датчиков WiFi (esp8266)
• Нагрев бойлера во время отсутствия электричества, если есть солнце
• Перенос настройки выключения насоса после останова компрессора в профили, отдельная задача по управлению насосами, чтобы была возможность контроля температур цели.
• Автопереключение режима работы - Отопление / Охлаждение
• Возможность использовать несколько периодов включения одного и того же ежесуточного реле.
• Возможность задать дополнительно любой датчик температуры как цель отопления. Расписание по часам контроля этих датчиков для каждого профиля.
• Догрев бойлера тэном во время паузы компрессора и низкой температуры или когда не смог нагреть с первого раза
• Управление теплым полом по датчикам теплого пола. Два режима - по превышению на заданную дельту целевой температуры или по целевой температуре датчика.
• Старт нагрева по минимальной температуре подачи.
• Максимальная температура цели для принудительного останова цикла нагрева, если по другим датчикам еще нужно греть.
• Поддержка частотников Danfoss VLT, Danfoss Micro Drive FC-51.

За прошивкой и доработками обращайтесь на почту v1708800-blog@yahoo.com или в комментарии.

Подключение 3-х фазного частотника к однофазному генератору

Для частного хозяйства в качестве резервного питания оптимальным, с точки зрения финансов и удобств, является однофазный генератор или инвертор.
Так же это позволяет не беспокоиться о балансировки нагрузки, да и полностью ее невозможно добиться.
Единственная проблема, если установлен 3-х фазный тепловой насос либо какой другой трехфазный потребитель.
Есть разные способы запитки 3-х фазного потребителя от однофазной сети, ниже схема при применении частотного привода и повышающего трансформатора 220 -> 380V.
Это позволяет не вмешиваться в схему частотника.

Базовая плата и плата реле для Arduino DUE Core

Arduino DUE, имеющая на борту 32-битный ARM микроконтроллер Atmel SAM3X8E, достаточно мощное железо для использования его мозгом автоматизации чего-либо.

Единственное, не хватает "материнской" платы, куда можно вставить DUE и использовать этот бутерброд в виде готового устройства автоматизации.

Недавно обнаружил, что выпускается мини плата (приблизительно в 2 раза меньше стандартной DUE) c контроллером SAM3X8E.
Так как для меня итоговый размер плат критичен, то решил использовать ее.
В итоге этот бутерброд можно использовать для управления тепловым насосом с помощью прошивки народного контроллера, а так же для чего угодно, так как все основные интерфейсы микроконтроллера выведены, включая сеть на плате W5500.
Плата разработана для минимального использования паяльника - максимально используются дешевые готовые китайские платы расширения.

Китайские герметичные датчики температуры DS18B20 в трубках

В связи с неадекватной реакцией на изменение температуры вскрыл один герметичный датчик температуры DS18B20.

Датчик был залит твердым компаундом, сначала попробовал строительным феном, но без результата - пришлось пилить.

Подключаемся к автомобильной шине K-Line

К контроллеру теплового насоса нужно было подключать радио-датчики, приемный модуль которых работает по авто шине K-Line на скорости 115200 бод.
Пришлось ваять адаптер - конвертер уровней.

Тепловой насос и его контроллер

Решил я себе для отопления дома поставить тепловой насос (ТН) в качестве основного источника тепла, вместо электрокотла.
Задача была уменьшить расходы на отопление в будущем и разгрузить электросеть.

У фирмы Energylex был приобретен ТН в сборе, пробурены скважины и подключено все это дело в существующую систему отопления с теплым полом, фанкойлами и оставшимися от старого котла батареями отопления.

Как оказалось впоследствии, модель и поставщик ТН был выбран не удачно, ТН не выдавал заявленные характеристики. Так же им не удобно было пользоваться из-за особенностей встроенного контроллера. Внутри был установлен контроллер Digimark, который не работал как заявлено и постоянно выпадал в ошибку. Функцию плавного изменения оборотов компрессора, как в последствии оказалось он тоже не поддерживал, хотя такая функция значилась в характеристиках.

В итоге этот контроллер был снят и установлен "Народный контроллер теплового насоса" (НК).
Это проект контроллера теплового насоса с открытым исходным кодом, в качестве мозгов, которого, выступает Arduino DUE.
Пришлось принять активное участие в доработке программы под свои и чужие нужды.