Как работает плата управления холодильника

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

Плата управления холодильника

Постараемся человеческим языком рассказать об устройстве платы управления холодильников.

«Разбор полетов» будем делать, основываясь на электроплате для холодильника Samsung SR-S24FTA. Плата исполнения и управления для холодильника состоит из трёх ключевых модулей (их ещё называют субмодулями, так как плату часто именуют «модулем управления»).

Основной модуль (main) содержит микропроцессор, который, в свою очередь, состоит из:

• ядра,
• постоянных запоминающих устройств (ПЗУ),
• устройств оперативной памяти (ОЗУ),
• таймеров,
• портов.

Модуль управляется кварцевым резонатором и схемой начального сброса. Питание обеспечивает линейный стабилизатор напряжения.

Панель управления (PANEL РСВ) — второй субмодуль. Здесь расположены управляющие кнопки и индикаторы-светодиоиды.

Субмодуль внешних устройств (SET). За что же он отвечает? За те самые внешние устройства. Их и рассмотрим, сгруппировав по назначению.

• motor — электродвигатели (мотор вентилятора испарителя, мотор ледогенератора, мотор измельчителя льда и пр.);
• ntc — термодатчики/терморизисторы, датчики контроля температуры (причем не только в самом холодильнике, но и на корпусе конденсатора, а также те, что мониторят температуру окружающей среды);
• valve — электромагнитные клапаны (ну, например, те, что работают в системе получения охлажденной питьевой воды);
• heater — нагреватели (важное звено в системе оттайки испарителя в холодильниках No Frost);
• fan — вентиляторы (ими оснащаются те же «ноуфростах»);
• s/w — устройства переключения (применяются для запуска каких-либо отдельных узлов, для контроля открытой дверки и т.п.);
• подсветка;
• инвертор электропитания лампочки;
• компрессор.

Мы рассмотрели вариант платы управления для «навороченного» холодильника. Модули для холодильников попроще отличаются от представленного тем, что на них отсутствует такое количество внешних устройств.

Например, плата исполнения для демократичных холодильников Indesit и Ariston также имеет три субмодуля:

1. модуль с процессорами,
2. модуль с импульсом блока питания,
3. субмодуль индикации (с кнопками управления).

Отметим, что оригинальные платы управления для холодильников поставляются целиком (по субмодулям производители их не продают).

Если Вы решили поменять плату холодильника самостоятельно, учтите, что платы продаются непрошитыми. Для нормального функционирования холодильника электронный модуль управления необходимо «прошить», то есть установить на него нужное программное обеспечение.

Источник

Перегорела плата в холодильнике

Каждый современный холодильник – это сложное с технической точки зрения устройство, где все элементы функционируют под постоянным управлением электроники. Регулирование температурного режима и отслеживание работоспособности главных узлов происходит посредством особенной платы. Она же позволяет оснастить этот кухонный прибор многочисленными полезными возможностями. Выход из строя этой важной платы приводит к тому, что устройство уже не способно выполнять свои непосредственные функции.

Функции электронного модуля

Модуль электронного управления холодильником можно назвать электронным «мозгом» или бортовым компьютером самого устройства. Небольшая плата контролирует работоспособность всего холодильника, а потому ее починка – один из наиболее серьезных ремонтов. У модуля электронного управления имеется несколько важных функций:

• регулирование температурного режима во всех камерах, включая камеры биофреш;
• отслеживание запуска и отключение компрессора в нужный момент;
• управление системой вентилирования;
• отображение данных на дисплее;
• контроль процесса размораживания и замораживания;
• отслеживание открытия и закрытия дверцы;
• управление системой освещения прибора.

Это лишь часть тех многочисленных функций холодильника, которые находятся под управлением электроники.

Почему плата не работает

Факт того, что электронная плата холодильника вышла из строя может быть незамеченным сразу, и большинству простых пользователей разобраться в этом очень сложно. К примеру, это может проявляться в неработоспособности компрессора, при этом сама деталь полностью исправная.

Может случиться и так, что агрегат вообще не будет проявлять никаких признаков жизни даже при подключении к электросети. При этом в камере может не только не быть холода, но и освещения при открытии дверцы. В этом случае можно смело говорить о выходе из строя электронной платы, но окончательно диагноз может поставить только мастер.

Плата холодильника может выйти из строя по нескольким причинам:

• ощутимые «скачки» напряжения в сети;
• влага, просочившаяся на поверхность модуля;
• неисправность или брак одного из элементов платы.

Прямую причину может выявить только специалист по холодильным установкам, который и дает заключение о том, что выгоднее – отремонтировать плату или же сразу произвести замену на новую. В любом случае, если модуль вышел из строя, ремонт необходимо производить немедленно, только в таком случае можно спасти прибор. При этом не рекомендуется делать это самостоятельно.

Ремонт или замена

О том, что электронный модуль холодильника вышел из строя сигнализируют даже индикаторы, которые могут вообще не гореть или мигать, но с перебоями. За ремонт плат управления возьмется не каждый мастер, ведь это непростое и трудоемкое занятие. Всегда проще взять и заменить эту деталь на новую, тогда не нужно переживать за успешный результат ремонта.

Но все же в определенных случаях можно отремонтировать модуль, к примеру, если он окислился, в этом случае необходимо произвести зачистку. Кстати, единственное, что может сделать пользователь устройства, так это почистить окислившиеся контакты, в противном случае, лучше не лезть в устройство, чтобы не усугубить ситуацию и не довести дело до дорогостоящего ремонта. И то чистку нужно делать очень аккуратно, чтобы не повредить остальные детали.

Починка платы чаще всего предполагает замену одного или нескольких элементов, вышедших из строя. Между элементами может наблюдаться обрыв цепи, устранить подобную проблему под силу опытному мастеру. Работы по ремонту или замене электронного модуля требуют не только профессионализма, но и определенных практических навыков. Обо всем этом подробнее можно прочитать на сайте сервисного центра «Николаев-Ремонт».

Сама плата стоит совсем недешево, при этом испортить ее неспециалисту очень просто. Поэтому прежде чем перейти к ремонту, нужно еще раз оценить собственные возможности и только тогда принять решение.

Советы

Домашний холодильник не так часто ломается, но если вовремя не вычислить проблему, она может обернуться массой неудобств. Любой бытовой прибор можно уберечь от поломок электронной части, для этого стоит прислушаться к советам от профессионалов:

• Прибор должен подключаться правильно, согласно инструкции.
• По возможности приобрести стабилизатор, способный сгладить нестабильную подачу напряжения в сети.
• Не устанавливать прибор во влажных помещениях и там, где наблюдаются низкие температуры.
• Своевременно заниматься профилактикой.

Но если все же плата вышла из строя, ремонт электронной составляющей холодильника должны осуществлять профессионалы, которые не будут подвергать технику опасности. Мастер своего дела сможет восстановить работоспособность агрегата и вернуть ему нормальное функционирование.

Источник