Valden热泵控制器v1开源分享

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资料介绍

PCB图如下：

成分

1206 10 欧姆	× 1
1206 100 欧姆	× 1
1206 120 欧姆	× 1
1206 1k	× 7
1206 10k	× 6
1206 100k	× 2
1206 22 欧姆	× 1
1206 2.2k	× 4
1206 470 欧姆	× 10
1206 0.01 uF	× 2
1206 0.1 uF	× 4
1206 1 uF	× 8
1206 10 uF	× 5
1206红色LED	× 2
1206绿色LED	× 1
1206 黄色 LED	× 11
ADM2587EBRWZ 模拟设备公司	× 1
74HC4067D,652 Nexperia 美国公司	× 1
74HC595D 东芝半导体和存储	× 3
ULN2003ANSR 德州仪器	× 2
LTV-817S-TA1 光宝	× 2
XH2.54-6P	× 4
XH2.54-3P	× 2
XH2.54-2P	× 1
6.35 刀片式端子（726386-2 或相同）	× 16
10nF HV-9.0x3.0（蓝色圆盘 2kV 高压帽）	× 1
22uf_16v D5.0xF2.0（电解）	× 1
*电阻网络4 DIP-1X5P-2.54 (4.7K)**	× 3
MMBT2222A onsemi / 仙童	× 1
LM7805CT 安森美半导体	× 1
SMIH-12VDC-SL-C	× 4
蜂鸣器-R9.0-2P-4.0	× 1
Arduino Pro Mini 328 - 5V/16MHz	× 1
电源，12v1.25A 70x30x40	× 1
DS18B20 美信集成	× 12
SCT-013-000	× 1

描述

Valden：热泵控制器 v1

Valden 热泵控制器是一个开源平台，用于精确控制热泵。该控制器可用于新建热泵 (HP) 的自动化、旧系统的维修控制器或制冷设备实验的控制系统。

更多详细信息、附录、微调选项、插图、缩写等，您可以在永久存储库中找到：https ://github.com/openhp/HeatPumpController/ 。

眼镜

- 12V 0.5A 直流电源，

- 230V 输出，

- 4 个 16A 继电器：压缩机、热循环泵 (CP) 或风扇、冷 CP 或风扇、曲轴箱加热器、

- 2 个输入：冷热侧制冷剂过压/欠压 NC 传感器，

- 多达 12 个温度 (T) 传感器，-55..+125 °C 范围，

- 支持电子膨胀阀 (EEV)，6 针 EEV 连接：4 * 线圈 + 2 * 12V，

- 需要加热时自动打开/关闭系统，

- 自动省电模式，

- 内置保护：冷启动、过热、短期断电、功率过载、接地回路冻结、压缩机防液体保护等，

- LED指示，

- 通过远程显示或本地串行（UART 5V）进行控制。

支持的制冷方案

- 带电子膨胀阀 (EEV) 的热泵 (HP)，

- 带毛细管或 TXV 的 HP，

- 仅 EEV 控制器。

支持的安装

- 室内：温度几乎稳定的房屋或技术建筑，

- 户外：考虑到恶劣的气候条件。经测试，室外 HP 安装温度低至 - 32 °C。

变更日志和历史

- 2018：PCB原型，首次实际安装，

- 2019：2层PCB、通孔元件、集成按键和显示器（公共接入）、

- 2019：控制器重新设计，考虑开发和操作经验，2层PCB，SMD，

- 2019-2021：安装、开发、测试、修订、重新设计（访问受限），

- 2021 年 2 月 6 日：产品在技术上完成并准备好供公众使用。文档和发布阶段。

获取您自己的 PCB 副本。集会。

- 下载 PCB Gerber 文件或在此处获取您自己的副本，

- 订购电子元件，见 BOM（材料清单）附录，

- 在这里焊接电子元件，组装说明。

固件上传

此过程与其他 Arduino 相同：

- 连接 USB-> UART 转换器，

- 启动 Arduino IDE，

- 下载并打开固件文件，

- 在工具菜单中选择板和 MCU（提示：我们使用的是带有 328p MCU 的“迷你”板），

- 按界面中的“上传”按钮和 Arduino 上的“重置”。

对于具有旧引导加载程序的 arduino，您需要对其进行更新。（工具-> 刻录引导加载程序）。

要成功编译，您必须安装“SoftwareSerial”、“OneWire”和“DallasTemperature”库（请参阅工具 -> 管理库）。

第一次无需任何调整就可以上传固件。将其视为商业闭源控制器，您无法在其中微调内部选项。其他任何手动配置也不需要，只需上传固件即可。您将看到错误 LED 指示并听到哔声，因为没有传感器连接到您的控制器。请按照以下步骤操作。

自测

QA 测试可用于测试组装板。

自检可帮助您检查继电器、指示灯、扬声器和温度传感器。

要运行自检：

- 在源代码标题中取消注释这 3 个定义，

```

//#define SELFTEST_RELAYS_LEDS_SPEAKER //扬声器和继电器 QA 测试，取消注释以启用

//#define SELFTEST_EEV //EEV QA 测试，取消注释以启用

//#define SELFTEST_T_SENSORS //温度传感器QA测试，取消注释启用

```

- 上传固件，

- 连接12V电源，

- 从 USB-UART 转换器断开 +5V 线。

要检查 EEV 连接，您可以使用步进电机。如果您正在测试真正的 EEV，它将在第一次“哔”之后关闭，在第二次“哔”之后部分打开。如果不是，请检查步进或 EEV 中心引脚是否连接到 +12V 并尝试交换线圈末端引脚（EEV1..EEV4）。

要检查温度传感器连接器，请压接一组传感器。将其一一插入所有传感器连接器，并在串行控制台中检查结果。

测试完成后，注释 3 自检定义。

选择您的安装方案并取消注释这些选项之一：

```

#define SETPOINT_THI //“暖地板”方案：“热入”（Thi）温度用作设定点

//#define SETPOINT_TS1 //“游泳池”或“水箱加热器”方案：“传感器 1”（Ts1）用作设定点，位于水箱中的某处

```

重新上传固件。您的控制器已准备好首次启动（接线后）。可能您永远不需要更改其他选项。

接线（永久控制器安装）。

这里没有关于选择正确位置以永久安装控制器的说明。这取决于。您正在构建您的系统，并且您更了解“在哪里”和“如何”。

假设您已将控制器安装到永久位置，下一步是接线。

尽管有很多端子，但接线非常简单。

相位（电缆中的第一根电线）：

- 将“电源入口”线连接到“相”端子之一，

- 将“压缩机”继电器输出连接到压缩机输入，

- 将“热 CP”继电器输出连接到热循环泵输入（如果您使用的是空气系统，则连接到室内机的风扇电源输入），

- 将“Cold CP”继电器输出连接到冷循环泵输入（或室外机的风扇电源输入），

- 使用压缩机加热器时：将“曲轴箱加热器”继电器输出连接到加热器电缆（强烈推荐用于室外安装和全年使用），

- 将电源线的所有第二根电线连接到板上的“中性”端子。

12V电源：

- 将第二个“相”和“中性”端子之一连接到 12V 电源的交流输入端，

- 将 12V 电源输出连接到 GND 和 12V

压接和插入低压连接器：

- 压接 SCT013 传感器线（该电路中唯一一种可互换线的低压设备），连接并安装在进相线上，

- 使用所需长度的电线将 RS485 压接到远程显示器（注意 A 连接到 A，B 连接到 B，GND 连接到 GND），

- 将 12V 和 GND 次级端子压接到远程显示器，

- 将 EEV 连接到 EEV 终端，

- 将所有 T 传感器安装在管道、绝缘管上，

- 压接 T 传感器阵列，您可以将每个阵列上的所有四根 GND 线压接到一个 GND 连接器引脚，或者在靠近传感器位置的某个位置进行 1 对 4 连接（+5V 线相同），

- 将 T 传感器阵列插入适当的终端（如果您不需要控制所有温度，请禁用并且不要安装不必要的传感器），

- 压接和插头压力传感器输出：将第 1 根电线压接至12V（端子右侧输出），将第 2 根冷侧电线压接到Pco（左），将第 2 根热侧电线压接到Phi（中）；如果您的系统中没有使用压力传感器，请使用假人。

您可能更喜欢使用端子和压接连接器来焊接电线。但是在这种情况下，如果您想更改某些内容，则很难拆卸系统。这是你的选择。

还有一个：记住！内有230V！不要在没有必要的情况下打开相位。

你有没有亲手接过230V？如果是的话——你知道的。如果没有 - 不要尝试。

还要记住在固定位置安装期间的动物和儿童。

控制与使用：串口控制台

这是上传固件后您将看到的热泵控制器的第一个界面（工具->串行监视器）。

控制台本身使用简单，有几个命令可用。输入命令，按“发送”。帮助和热键：

每 30 秒。（HUMAN_AUTOINFO选项）你会看到统计数据。例如，在您的压缩机启动后，您会看到如下内容：

在这个例子中，“热入”~30 °C，压缩机~80 °C 等等。热泵（HP，压缩机）开，热水泵开，冷水泵开。功耗980瓦。

缩写：参考主存储库。

此外，您将在串行控制台中看到诊断消息。

如果您使用的是串行控制台，请勿从 USB-UART 转换器连接 +5V 线。

控制与使用：遥控显示

这是最终用户控制热泵的一种方式。

最终用户不想知道太多关于制冷剂、蒸发、排放温度等的信息，所以这个显示器设计得尽可能简单。有关详细信息，请参阅远程显示页面。是的，这个显示器也是开放产品，有可用的 Gerber、PCB 和源代码。

控制和使用：服务显示

有一天，我意识到带有串行控制台的上网本是一种很好的诊断工具，但我想要一个紧凑的工具来从热泵中获取最大的可用信息。于是，这个“快速组装的服务展示”就出现了。它适用于任何地方，并且有一个好的移动电源，它可以工作 2-3 天，无需任何额外的电源。诊断显示器是从头开始构建的，这里没有 PCB 和外壳（也没有计划创建它），因为我不认为这个服务显示器是永久安装的设备。