Användarmanual STC v1.07

Transkript

1 Användarmanual STC v1.07 Mats Staffansson 2015 Senast uppdaterad

2 Index Index Översikt Varningar Använda STC Egenskaper Skärm och knappar Termostatläge och profiler Menyer Menyn Undermeny: profiler Undermeny: Inställningar Appendix Kopplingsschema Länkar

3 Översikt STC är ett projekt för att implementera en mjukvara (firmware) till den populära STC 1000 termostaten som är bättre lämpad för att kontrollera temperaturen vid jäsning. Projektet innefattar även en Arduino baserad mjukvara (sketch) för att enkelt och billigt kunna uppdatera firmwaren på STC Varningar Det finns flera olika hårdvaruversioner av STC 1000 (eller kanske snarare kloner), men bara en av dessa stöds av STC Kretskortet måste vara märkt med A400_P version: 1.0. Sedan tar jag inget som helst ansvar för funktion, eller eventuella skador som kan uppstå oavsett vad som orsakar dessa. Användning av STC sker helt på egen risk. Elkopplingar behövs utföras av behörig fackman.

4 Använda STC Egenskaper Upp till 6 profiler kan sparas med upp till 10 temperaturer/profil Varje temperatur i profilen kan hållas timmar (upp till ~41 dagar). Separata inställningar för fördröjning av tillslag för värme och kyl relä Konfigurerbar hysteres Möjlighet att rampa mellan temperaturerna i profilerna Möjlighet att använda en andra temperatursensor för att begränsa den yttre temperaturen Skärm och knappar Bild 1: Skärm och knappar Ovan visas en schematisk skiss av fronten på STC I grundläget (när enheten startas) visas aktuell temperatur på skärmen. LED 1 indikerar värme. När den blinkar är temperaturen för låg, men enheten väntar fortfarande på fördröjningen för värmereläet innan den kan börja värma. När fördröjningen har passerat så övergår den till fast sken och värmereläet blir aktivt. LED 2 är samma som ovan, fast för kyla. LED 3 lyser när en profil är aktiv (körs). LED 4 indikerar att temperatur från prob 2 visas på displayen. LED 5 betyder att värdet som visas på skärmen är en temperatur eller temperaturdifferens (och inte en tid, eller ett antal) Av/På knappen: Ett snabbt tryck när enheten är i grundläget (dvs när temperaturen visas och man alltså inte är inne i menyn), växlar mellan att visa värdet från prob 1 eller prob 2. Ett snabbt tryck när man är inne i menyn, går tillbaka ett steg/avbryter. Trycker man in knappen och håller den intryckt några sekunder i grundläget, så stängs enheten av och då visas Off

5 på skärmen. Den startas igen genom att åter hålla knappen intryckt några sekunder. Kördes en profil innan avstängning, så fortsätter den då från där den avslutades. Välj knappen: När enheten är i grundläget, så kommer man istället till menyn när man tycker på denna knapp. Man kan nagivera menyn man upp/ner knapparna och välja alternativet med att åter trycka på välj knappen. Man kan ångra/gå tillbaka genom att trycka på av/på knappen. Upp knappen: Om enheten är i grundläget, så visas aktuell setpoint (d.v.s. önskad temperatur) när knappen hålls intryckt. I menyn används knappen för att gå till nästa menyval eller öka värdet på en vald inställning. Ner knappen: Om enheten är i grundläget, så visas th (för thermostat) om enheten är i termostatläge, eller om enheten kör en profil så visas omvartannat vilken profil som körs, vilket steg i profilen och hur långt in i steget (timmar) den är, när knappen hålls intryckt. I menyn används knappen för att gå till föregående menyval eller minska värdet på en vald inställning. I grundläget kan man även trycka in upp och ner knappen samtidigt för att visa vilken version av STC som enheten är utrustad med. Termostatläge och profiler I grund och botten fungerar STC som en ren termostat. Den har en parameter SP (eng. setpoint, vilket skulle kunna motsvaras av önskevärde eller måltemperatur på svenska). Detta är den temperatur som STC alltid försöker sträva mot. Är det varmare än denna temperatur slås kylreläet på, kallare så slås värmereläet på. Det profilerna bidrar med är möjligheten att ställa in att vid vissa tidpunkter automatiskt uppdatera SP till önskat värde, istället för att man själv ska behöva manuellt ändra temperaturen.

6 Menyer Menyn När man trycker på välj knappen när enheten är i grundläget (temperatur visas), så kommer man till menyn. Menyn är uppdelad i två steg. När man först kommer in i menyn, kan man välja mellan följande alternativ: Menyval Beskrivning Pr0 Parametrar för profil 0 Pr1 Parametrar för profil 1 Pr2 Parametrar för profil 2 Pr3 Parametrar för profil 3 Pr4 Parametrar för profil 4 Pr5 Parametrar för profil 5 Set Inställningar Tabell 1: Meny val Undermeny: profiler Väljer man någon av profilerna (med välj knappen), kommer man till den profilens undermeny. Pr0 5 har följande alternativ i undermenyn: Undermenyval Beskrivning Värden SP0 Setpoint (måltemperatur) 0 40,0 till 140 C dh0 Steglängd för steg 0 0 till 999 timmar... Setpoint/steglängd x... dh8 Steglängd 8 0 till 999 timmar SP9 Setpoint 9 40,0 till 140 C Tabell 2: Undermenyval för profiler

7 Härifrån kan man alltså ställa in alla värden för hur profilen ska se ut. När man sedan startar profilen kommer SP0 först att användas och den temperaturen kommer att hållas i dh0 timmar (om inte rampning är påslaget, men mer om det senare). Efter det kommer SP1 att användas som önskevärde i dh1 timmar o.s.v. Profilen kommer att avslutas när ett steg med steglängd 0 påträffas, eller det sista steget i profilen nåtts. Notera att det inte finns någon parameter dh9, man kan säga att den är implicit 0. När profilen avslutas, övergår enheten automatiskt till termostatläge, med den senast kända setpoint som måltemperatur. T.ex. anta att dh6 är satt till 0. När profilen då kommer till steg 6, kommer den att övergå till termostatläge med SP6 som måltemperatur. Undermeny: Inställningar Set (inställningar) menyn har följande parameterar: Undermenyval Beskrivning Värden hy Hysteres (prob 1) 0.0 till 5,0 C hy2 Hysteres (prob 2) 0.0 till 25,0 C tc Temperaturkorrigering prob 1 5,0 till 5,0 C tc1 Temperaturkorrigering prob 2 5,0 till 5,0 C SA Temperatur larm 40,0 till 40,0 C SP Setpoint (måltemperatur) 40,0 till 140 C St Nuvarande profilsteg 0 till 8 dh Nuvarade steglängd 0 till 999 timmar cd Fördröjning kylrelä 0 till 60 minuter hd Fördröjning värmerelä 0 till 60 minuter rp Rampning 0 = av, 1 = på Pb2 Använd prob 2 för reglering 0 = av, 1 = på rn Starta/stoppa profilkörning 'Pr0' till 'Pr5' eller 'th' Tabell 3: Undermenyval för inställningar

8 Hysteres : Eftersom både värme och kyla kan användas för att nå önskad temperatur, så vill man undvika en ping pong effekt mellan dessa. D.v.s. att man värmer upp förbi måltemperaturen, vilket triggar kylning som kyler förbi måltemperaturen. Vi har två vapen mot detta, hysteres och fördröjning. Hystereses definerar ett temperaturintervall runt måltemperaturen ( SP ) där STC inte kommer att ändra tillstånd, d.v.s. hur mycket spel runt måltemperaturen vi kan tolerera. T.ex. säg att måltemperaturen är 18,0 C och vi har en hysteres på 0,5 C. Om den uppmätta temperaturen är säg 19,3 C (och vi antar att ev. fördröjning är passerad), så är skillnaden mellan 18,0 och 19,3 större än 0,5 (hy) och kylreläet slår till. Kylreläet kommer vara aktivt till måltemperaturen är nådd, när det inträffar slår reläet av. Under tiden det har tagit att nå måltemperaturen, kan man ha hunnit kyla ner den omgivande luften tillräckligt att temperaturen fortsätter sjunka, trots att reläet nu är inaktivt. Då kommer inte värmen att slås på förrän temperaturen understiger 17,5 C (d.v.s SP hy ). Hysteres 2 och Pb2 : Om Pb2 =1, så används även prob 2 i regleringingsalgoritmen och då används även hysteres 2. Tanken med detta är att sätta en begränsning på hur långt ifrån måltemperaturen ( SP ), som den omgivande temperaturen tillåts vara. Detta för att kunna minimera över/undersvängningar (att man kyler/värmer förbi måltemperaturen). T.ex. anta att Pb2 är satt till 1, hy2 är satt till 10,0 C och SP är 18,0 C. Om den uppmätta temperaturen (prob 1) är större än SP + hy (och vi bortser från ev. fördröjningar) kommer kylreläet slå till. Under tiden det tar att närma oss måltemperatur för prob 1 hinner den omgivande temperaturen sjunka så mycket att den blir lägre än 8,0 C (d.v.s. SP hy2 ). Då kommer kylreläet att slå från även om vi inte nått måltemperaturen för prob 1. Kylning kommer inte att tillåtas igen tills den omgivande temperaturen (alltså prob 2) har närmat sig måltemperaturen med hälften av hysteres 2, alltså SP hy2 * 0,5 eller 13,0 C i det här fallet. Det samma gäller naturligtvis även åt andra hållet (för värme då). Temperatur korrigering: Värdet på tc kommer läggas till det uppmätta värdet på prob 1, samt att värdet på tc2 kommer läggas till det uppmätta värdet på prob 2. Detta kan användas för att kalibrera proberna mot en referrenstermometer. Det är viktigt att man kalibrerar runt arbetspunkten, då denna typ av sensorer är relativt olinjära. Alltså, om man ska styra temperaturen för jäsning, är det vettigt att kalibrera vid t.ex. 16 C. Temperaturalarm : Om parametern SA är satt till ett värde större än 0.0 C, kommer ett alarm att ljuda om den uppmätta temperaturen på prob 1 skiljer sig från måltemperaturen ( SP ) med mer än SA. Detta kan vara till hjälp om man har för vana att glömma att ansluta proben till kärlet t.ex., eller om man har ett opålitligt kylskåp. Notera dock att om man kör profiler (särskilt utan rampning) att man sätter denna högt nog för att slippa falsklarm. T.ex. om man har en profil som hoppar från 18,0 C till 22,0 C, och SA är satt 2,0 C, kommer man garanterat att få ett larm. Om parametern är satt till ett värde mindre än 0.0 C kommer man istället att få ett larm om den uppmätta temperaturen INTE skiljer sig med mer än SA (eller snarare absolutbeloppet av SA ). Säg t.ex. att man sätter SA till 1,0 C och SP till 16,0 C, så länge den uppmätta temperaturen då ligger mellan 15,0 och 17,0 C kommer larmet ljuda. Det kan vara till nytta

9 om man t.ex. använder jäskylen för att kyla vörten den sista biten till rätt temperatur för att tillsätta jästen. Setpoint /måltemperatur: Detta är den temperatur som temostaten hela tiden försöker hålla, oavsett om man kör en profil eller inte. Om man kör en profil, kommer detta värde automatiskt att skrivas över av profilen under körning. Nuvarande profilsteg och steglängd : Dessa parameterar visar var man är i den nuvarande profilens körning (kan även visas när termostaten är i grundläge genom att hålla pil ner intryckt). Man kan dock i menyn även ändra på dessa och på så vis hoppa i den nuvarande profilkörningen. Notera dock att profilen vid körning uppdateras en gång per timme, så gör man ändringar till dessa parameterar, kan det dröja upp till en timme innan de får någon verkan. Parametrarna visas endast i menyn när en profil faktiskt körs. Man gör klokt i att låta dessa vara om man inte måste hoppa, då de är de variabler som direkt används i profilkörningen. Fördröjning för värme och kyl relä: Detta är den minsta tid som respektive relä garanteras vara avslaget efter att en värme eller kyl cykel avslutas. Endast ett relä är aktivt åt gången, när sedan måltemperatur är nådd (eller gräns för prob 2, om Pb2 =1), så deaktiveras reläet. Då initieras en nedräkning för vardera relä (med värden från dessa parametrar) och innan den har räknat ner kan inte en ny cykel påbörjas. Notera att vid uppstart initieras dessa räknare till 1 minut oavsett vilket värde man anger i parametrarna. Detta för att spara reläer / kompressor vid ev. strömavbrott. Dessa värden kan användas dels för att förhindra korta cykler av kompressorn (vilket förkortar dess livslängd), samt för att förhindra ping pong effekt mellan värme/kylning. Starta/stoppa profilkörning : Välj Pr0 Pr5 för att starta respektive profil från dess början. Välj th för att återgå till termostatläge (och stoppa ev. profil), notera att SP inte förändras av detta, utan kommer ha det värde som senast var aktuellt. Rampning och om hur profiler fungerar: När man startar en profil, läses SP0 in i SP, samt St (steg) och dh (steglängd, eller antal timmar in i steget) initieras till 0. Varje timme kontrolleras profilen man räknar då upp dh. Om dh nått dh0 när profilen kontrolleras, går man till nästa steg ( SP1 läses in i SP, St räknas upp och dh sätts till 0). Detta sker tills St är 9 eller en dhx med värde 0 påträffas. Det är alltså på så vis kan man kan hoppa i profilen, genom att manuellt sätta St och/eller dh. Om rampning är påslaget ( Rp =1), så kommer man vid varje timme att interpolera linjärt mellan måltemperaturerna.

10 Som exempel, anta att man har följande profil: x SP x dh x 0 16, , ,0 0 Tabell 4: Exempelprofil Dvs håll 16 grader i 18 timmar, 18 grader i 4 timmar, håll sedan 4 grader för alltid (termostat läge). Med rampning avslaget ( Rp =0), ser det ut så här: Bild 2: Profil med rampning avslaget

11 Om man slår på rampning ( Rp =1), kommer istället följande att bli resultatet: Bild 3: Profil med rampning påslaget Observera att det som visas är hur SP, alltså måltemperaturen, förändras med tiden, inte den faktiska (uppmätta) temperaturen (även om den i bästa fall bör följa kurvan ganska nära). Vill man med rampning påslaget hålla en konstant temperatur, måste man alltså infoga ett extra steg med samma måltemperatur som det föregående. Säg att man i ovanstående exempel vill hålla 18 grader i 4 timmar, då kan man t.ex. ändra profilen enligt följande: x SP x dh x 0 16, , , ,0 0 Tabell 5: Exempelprofil modifierad för rampning

12 Profilen med rampning bör läsas så här på ren svenska: Rampa från 16 grader ( SP0 ), över 14 timmar ( dh0 ), till 18 grader ( SP1 ). Rampa från 18 grader ( SP1 ), över 4 timmar ( dh1 ), till 18 grader ( SP2 ). Rampa från 18 grader ( SP2 ), över 4 timmar ( dh2 ), till 4 grader ( SP3 ). Håll 4 grader ( SP3 ) för evigt /tillsvidare ( dh3 ). Då kommer kurvan se ut så här: Bild 4: Profil modifierad för rampning För att enkelt kunna visualisera profilerna kan man använda sig av STC profil editorn, som återfinns här: Slutligen bör det nämnas att rampningen som mest kan linjärisera 64 punkter mellan stegen. Detta bör ha liten (eller ingen) praktiskt betydelse. Det som det innebär är att om man rampar över längre perioder (d.v.s. steglängder längre än 64 timmar), så kommer inte SP att uppdateras varje timme, utan då endast 64 gånger men med jämn spridning över intervallet. Linjäriseringen i profil editorn fungerar på samma vis som i STC 1000+, så den bör visa exakt vad som sker för givna parametrar. Därför kan den vara ett bra verktyg för att skapa sina profiler med.

13 Appendix Kopplingsschema Blå: Neutral Grön (egentligen gul/grön): skyddsjord Brun: 230V (fas) Bild 1: Kopplingschema STC 1000

14 Länkar STC projektet Profil editor Den stora STC tråden STC tråden på shbf a / Tips Tempprob 1 tejpas med fördel fast på utsidan av jäskärlet. Sedan tejpar man fast några lager isolering ovanpå detta (skumplast, bubbelplast eller liknande). Använder man tempprob 2 för att mäta (samt ev. begränsa) temperaturen i kylskåpet, kanske det kan vara en god idé att placera prob 2 i en buffert, t.ex. ett glas fyllt med sand. Om man använder en värmare, välj då en värmare med lagom effekt. Ca 20 40W kan vara rimligt. Var noggrann med att göra en elsäker installation och minimera ev. brandrisk (värmare med låg yteffekt, säkerhetsavstånd, överhettningsskydd et.c.). Använd fördröjningsparametrarna ( cd och hd ). Det kan det finnas anledning att sätta hd att vara längre än cd. 10 minuter för kyla och kanske 30 minuter för värme känns inte orimligt, men det beror naturligtvis på utrustningen och egna önskemål. Använd en hysteres som är rimlig. Det är ju naturligtvis en avvägning mellan hur ofta man vill tillåta kompressorn att slå av/på och hur mycket temperatursvängning man kan tillåta. 0,5 C kan väl i de flesta fall vara rimligt. Använd profileditorn, iaf till en början, det gör det lättare att förstå hur profilerna fungerar. Vilken prob är prob 1 och vilken är prob 2? Lättaste sättet att testa. Värm en prob mellan två fingrar, ändras temperaturen? Växla mellan att visa temperatur för prob 1 och prob 2 med ett snabbt tryck på av/på knappen. Hittar du buggar eller fel, i STC 1000+, profil editorn eller det här dokumentet, så rapportera gärna så detta kan förbättras. Frågor besvaras lämpligast via forum. Hittar du inte fel, utan bara är sjukt nöjd, så får du gärna påpeka det också :)