СХЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛЯТОРОВ Существует большое количество электрических принципиальных схем, которые могут поддерживать желаемую заданную температуру с точностью до 0,0000033 °С. Эти схемы включают коррекцию при отклонении от установленного значения температуры, пропорциональное, интегральное и дифференциальное регулирование. В регуляторе для электроплиток (рис. 1.1) используется позистор (терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления или ТКС) типа К600А фирмы Allied Electronics, встроенный в кухонную плиту, чтобы поддерживать идеальную температуру варки. Потенциометром можно регулировать запуск семисторного регулятора и, соответственно, включение или выключение нагревательного элемента. Устройство предназначено для работы в электрической сети с напряжением 115 В. При включении устройства в сеть напряжением 220 В необходимо использовать другой питающий трансформатор и семистор. 
Таймер LM122 производства компании National используется как дозирующий терморегулятор с оптической развязкой и синхронизацией при прохождении питающего напряжения через нуль. Установкой резистора R2 (рис. 1.2) задается регулируемая позистором R1 температура. Тиристор Q2 подбирается из расчета подключаемой нагрузки по мощности и напряжению. Диод D3 определен для напряжения 200 В. Резисторы R12, R13 и диод D2 реализуют управление тиристором при прохождении питающего напряжения через нуль.
Простая схема (рис. 1.3) с переключателем при переходе питающего напряжения через нуль на микросхеме СА3059 позволяет регулировать включение и выключение тиристора, который управляет катушкой нагревательного элемента или реле для управления электро- или газовой печью. Переключение тиристора происходит при малых токах.
Устройство (рис. 1.4) обеспечивает пропорциональное регулирование температуры небольшой маломощной печи с точностью до 1 °С относительно температуры, заданной с помощью потенциометра. В схеме используется стабилизатор напряжения 823В, который питается, как и печь, от того же источника напряжением 28 В. Для задания величины температуры должен использоваться 10-оборотный проволочный потенциометр. Мощный транзистор Qi работает в режиме насыщения или близко к этому режиму, однако радиатор для охлаждения транзистора не требуется.
Для управления семистором при переходе питающего напряжения через нуль используется переключатель на микросхеме SN72440 от фирмы Texas Instruments.
Температура по шкале Фаренгейта. Для перевода температуры из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия нужно от исходного числа отнять 32 и умножить результат на 5/9/ Позистор RV1 (рис. 1.7) и комбинация из переменного и постоянного резисторов образуют делитель напряжения, поступающего с 10-вольтового диода Зенера (стабилитрона). Напряжение с делителя подается на однопереходный транзистор. Во время положительной полуволны напряжения сети на конденсаторе возникает напряжение пилообразной формы, амплитуда которого зависит от температуры и установки сопротивления на потенциометре номиналом 5 кОм.
Простой регулятор (рис. 1.8), содержащий измерительный мост с термистором и два операционных усилителя, регулирует температуру с очень высокой точностью (до 0,001 °С) и большим динамическим диапазоном, что необходимо при быстрых изменениях условий окружающей среды.
Устройство (рис.
Представленная простая схема (рис. 1.10) регистрирует разницу температур двух объектов, нуждающихся в использовании регулятора. Например, для включения вентиляторов, выключения нагревателя или для управления клапанами смесителей воды. Два недорогих кремниевых диода 1N4001, установленные в мост сопротивлений, используются как датчики. Температура пропорциональна напряжению между измерительным и опорным диодом, которое подается на выводы 2 и 3 операционного усилителя МС1791. Так как при разнице температур с выхода моста поступает только примерно 2 мВ/°С, то необходим операционный усилитель с высоким усилением. Если для нагрузки требуется более 10 мА, то необходим буферный транзистор. Рисунок 1.10 Схема терморегулятора с измерительным диодом При падении температуры ниже установленного значения разность напряжений, на измерительном мосте с терморезистором, регистрируется дифференциальным операционным усилителем, который открывает буферный усилитель на транзисторе Q1 (рис.
Схема (рис. 1.12) осуществляет линейное регулирование температуры с точностью до 0,001 °С, с высокой мощностью и высокой эффективностью. Источник опорного напряжения на микросхеме AD580 питает мостовую схему преобразователя температуры, в которой платиновый измерительный резистор (PLATINUM SENSOR) работает в качестве датчика.
Узел управления мощного транзисторного ключа (рис. 1.13) для нагрева инструментов мощностью 150 Вт использует отвод на нагревательном элементе, чтобы принудить переключатель на транзисторе Q3 и усилитель на транзисторе Q2 достичь насыщения и установить малую рассеиваемую мощность. Когда на вход транзистора Qi поступает положительное напряжение, транзистор Qi открывается и приводит транзисторы Q2 и Q3 в открытое состояние.
Операционный усилитель СА3080А производства фирмы RCA (рис. 1.14) включает вместе термопару с переключателем, срабатывающем при проходе питающего напряжения через нуль и выполненным на микросхеме СА3079, который служит как триггер для симистора с нагрузкой переменного напряжения. Симистор нужно подбирать Под регулируемую нагрузку. Напряжение питания для операционного усилителя некритично.
При использовании фазового управления симистором ток нагрева сокращается постепенно, если происходит приближение к установленной температуре, что предотвращает большое отклонение от установленного значения.
Пропорциональный терморегулятор (рис.
Регулятор (рис. 1.17) поддерживает температуру печи или ванны с высокой стабильностью на уровне 37,5 °С. Рассогласование измерительного моста регистрируется измерительным операционным усилителем AD605 с высоким коэффициентом подавления синфазной составляющей, низким дрейфом и симметричными входами. Составной транзистор с объединенными коллекторами (пара Дарлингтона) осуществляет усиление тока нагревательного элемента. Транзисторный ключ (PASS TRANSISTOR) должен принимать всю мощность, которая не подводится к нагревательному элементу. Чтобы справляться с этим, большая схема следящей системы подключается между точками «А” и «В», чтобы установить постоянно 3 В на транзисторе без учета напряжения, требуемого для нагревательного элемента. Выходной сигнал операционного усилителя 741 сравнивается в микросхеме AD301A с напряжением пилообразной формы, синхронным с напряжением сети частотой 400 Гц.
Принципиальная схема терморегулятора, срабатывающего при проходе напряжения сети через нуль (ZERO-POINT SWITCH) (рис. 1.18), устраняет электромагнитные помехи, которые возникают при фазовом управлении нагрузкой. Для точного регулирования температуры электронагревательного прибора используется пропорциональное включение/выключение семистора. Схема, справа от штриховой линии, представляет собой переключатель, срабатывающий при проходе через нуль питающего напряжения, который включает симистор почти непосредственно после прохода через нуль каждой полуволны напряжения сети. Сопротивление резистора R7 устанавливается таким, чтобы измерительный мост в регуляторе был уравновешен для желаемой температуры.
Схема устройства (рис. 1.19) позволяет оператору устанавливать верхние и нижние границы температуры для регулятора, что бывает необходимо при продолжительных тепловых испытаниях свойств материала.
Пара преобразователей температуры LX5700 от фирмы National (рис. 1.20) выдает выходное напряжение, которое пропорционально разнице температуры между обоими преобразователями и используется для измерения градиента температуры в таких процессах, как, например, распознавание отказа вентилятора охлаждения, распознавание движения охлаждающего масла, а также для наблюдения за другими явлениями в охлаждающих системах. С измерительным преобразователем, находящимся в горячей среде (вне охлаждающей жидкости или в покоящемся воздухе более 2 мин), 50-омный потенциометр должен устанавливаться таким образом, чтобы выход выключался. Тогда как с преобразователем в прохладной среде (в жидкости или в подвижном воздухе продолжительностью 30 сек) должно находиться положение, при котором выход включается. Эти установки перекрываются между собой, но окончательная установка между тем дает в итоге достаточно стабильный режим.
В схеме (рис. 1.21) используется высокоскоростной изолированный усилитель AD261K для высокоточного регулирования температуры лабораторной печи. Многодиапазонный мост содержит датчики с сопротивлением от 10 Ом до 1 мОм с делителями Кельвина—Варлея (Kelvin-Varley), которые используются для предварительного выбора точки управления. Выбор точки правления осуществляется с помощью переключателя на 4 положения. Для питания моста допускается применение неинвертирующего стабилизируемого усилителя AD741J, не допускающего синфазной погрешности напряжения. Пассивный фильтр на 60 Гц подавляет помехи на входе усилителя AD261K, который питает транзистор 2N2222A. Далее питание поступает на пару Дарлингтона и подводится 30 В к нагревательному элементу.
Измерительный мост (рис.
Схема регулятора (рис. 1.23) добавляет множество стадий опережающего сигнала к нормально усиленному выходу температурного датчика LX5700 от фирмы National, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать измерительные задержки.
Схема (рис. 1.24) используется для регулирования температуры в установке промышленного отопления, работающей на газе и обладающей высокой тепловой мощностью. Когда операционный усилитель-компаратор AD3H переключается при требуемой температуре, то запускается одновйбратор 555, выходной сигнал которого открывает транзисторный ключ, а следовательно, включает газовый вентиль и зажигает горелку отопительной системы. По истечении одиночного импульса горелка выключается, несмотря на состояние выхода операционного усилителя. Постоянная времени таймера 555 компенсирует задержки в системе, при которой нагрев выключается, прежде чем датчик AD590 достигает точки переключения.
Все компоненты терморегулятора находятся на корпусе кварцевого резонатора (рис. 1.25), таким образом, максимальная рассеиваемая мощность резисторов 2 Вт служит для того, чтобы поддерживать температуру в кварце. Позистор имеет при комнатной температуре сопротивление около 1 кОм. Типы транзистора некритичны, но должны иметь низкие токи утечки. Ток позистора примерно от 1 мА должен быть гораздо больше, чем ток базы 0,1 мА транзистора Q1. Если в качестве Q2 выбрать кремниевый транзистор, то нужно повысить 150-омное сопротивление до 680 Ом.
В мостовой схеме регулятора (рис. 1.26) используется платиновый датчик. Сигнал с моста снимается операционным усилителем AD301, который включен как дифференциальный усилитель-компаратор. В холодном состоянии сопротивление датчика менее 500 Ом, при этом выход операционного усилителя приходит в насыщение и дает положительный сигнал на выходе, который открывает мощный транзистор и нагревательный элемент начинает греться. По мере нагревания элемента растет и сопротивление датчика, которое возвращает мост в состояние уравновешивания, и нагрев выключается. Точность достигает 0,01 °С.
Адрес администрации сайта: [email protected]
|
дают напряжение на выводах А и В, которое пропорционально разнице температуры. Потенциометром регулируется ток смещения, который соответствует предварительно устанавливаемой области смещения температуры. Низкое выходное напряжение моста усиливается операционным усилителем MCI741 производства фирмы Motorola до 30 В при изменении напряжения на входе на 0,3 мВ. Буферный транзистор добавлен для подключения нагрузки с помощью реле.
Когда амплитуда этого напряжения достигает отпирающего напряжения однопереходного транзистора, он включает тиристор, который и подает напряжение на нагрузку. Во время отрицательной полуволны переменного напряжения тиристор выключается. Если температура печи низка, то тиристор открывается в полуволне раньше и производит больший нагрев. Если предварительно установленная температура достигнута, то тиристор открывается позже и производит меньший нагрев. Схема разработана для использования в устройствах с температурой окружающей среды 100 °F.
1.9) состоит из симистора и микросхемы, которая включает в себя источник питания постоянного тока, детектор перехода питающего напряжения через нуль, дифференциальный усилитель, генератор пилообразного напряжения и выходной усилитель. Устройство обеспечивает синхронное включение и выключение омической нагрузки. Управляющий сигнал получается при сравнении напряжения, получаемого от чувствительного к температуре измерительного моста из резисторов R4 и R5 и резистора с отрицательным температурным коэффициентом R6, а также резисторов R9 и R10 в другой цепи. Все необходимые функции реализованы в микросхеме ТСА280А фирмы Milliard. Показанные значения действительны для симистора с током управляющего электрода 100 мА, для другого симистора значения номиналов резисторов Rd, Rg и конденсатора С1 должны изменяться. Пределы пропорционального регулирования могут устанавливаться с помощью изменения значения резистора R12. При проходе через нуль напряжения сети симистор будет переключаться. Период колебаний пилообразной формы составляет примерно 30 сек и может устанавливаться изменением емкости конденсатора С2.
1.11) и усилитель мощности на транзисторе Q2. Рассеиваемая мощность транзистора Q2 и его нагрузки резистора R11 обогревают термостат. Терморезистор R4 (1D53 или 1D053 от фирмы National Lead) имеет номинальное сопротивление 3600 Ом при 50 °С. Делитель напряжения Rl—R2 уменьшает входной уровень напряжения до необходимого значения и способствует тому, что терморезистор работает при малых токах, обеспечивающих малый разогрев. Все цепи моста, за исключением резистора R7, предназначенного для точной регулировки температуры, находятся в конструкции термостата.
Операционный усилитель AD504 усиливает выходной сигнал моста и управляет транзистором 2N2907, который, в свою очередь, управляет синхронизируемым с частотой 60 Гц генератором на однопереходном транзисторе. Этот генератор питает управляющий электрод тиристора через развязывающий трансформатор. Предварительная установка способствует тому, что тиристор включается в различных точках переменного напряжения, что необходимо для точной регулировки нагревателя. Возможный недостаток — возникновение помех высокой частоты, т. к. тиристор переключается посреди синусоиды.
Ток коллектора транзистора Q2 и базовый ток транзистора Q3 определяются резистором R2. Падение напряжения на резисторе R2 пропорционально напряжению питания, так что управляющий ток обладает оптимальным уровнем для транзистора Q3 при большом диапазоне напряжения.
Сопротивление резистора R2 (рис. 1.15) регулируется так, чтобы транзистор Q1 при желаемой температуре был закрыт, тогда генератор коротких импульсов на транзисторе Q2 не функционирует и таким образом симистор больше не открывается. Если температура понижается, то сопротивление датчика RT увеличивается и транзистор Q1 открывается. Конденсатор С1 начинает заряжаться до напряжения открывания транзистора Q2, который лавинообразно открывается, формируя мощный короткий импульс, выполняющий включение симистора. Чем больше открывается транзистор Q1, тем быстрее заряжается емкость С1 и симистор в каждой полуволне переключается раньше и, вместе с тем, в нагрузке возникает большая мощность. Пунктирной линией представлена альтернативная схема для регулирования двигателя с постоянной нагрузкой, например с вентилятором. Для работы схемы в режиме охлаждения резисторы R2 и RT нужно поменять местами.
1.16) использующий микросхему LM3911 от фирмы National, устанавливает постоянную температуру кварцевого термостата на уровне 75 °С с точностью ±0,1 °С и улучшает стабильность кварцевого генератора, который часто используется в синтезаторах и цифровых счетчиках. Отношение импульс/пауза прямоугольного импульса на выходе (отношение времени включения/выключения) изменяется в зависимости от температурного датчика в ИС и напряжения на инверсном входе микросхемы. Изменения продолжительности включения микросхемы изменяют усредненный ток включения нагревательного элемента термостата таким образом, что температура приводится к заданной величине. Частота прямоугольного импульса на выходе ИС определяется резистором R4 и конденсатором С1. Оптрон 4N30 открывает мощный составной транзистор, у которого в цепи коллектора имеется нагревательный элемент. Во время подачи положительного прямоугольного импульса на базу транзисторного ключа последний переходит в режим насыщения и подключает нагрузку, а при окончании импульса отключает ее.
Микросхема AD301A работает как широтно-импульсный модулятор, включающий транзисторный ключ 2N2219—2N6246. Ключ предоставляет управляемую мощность конденсатору емкостью 1000 мкФ и транзисторному ключу (PASS TRANSISTOR) терморегулятора.
Если температура превышена, то сопротивление позистора RT уменьшается и открывается транзистор Q2, который включает управляющий электрод тиристора Q3. Тиристор Q3 включается и замыкает накоротко сигнал управляющего электрода’ симистора Q4 и нагрузка отключается. Если температура понижается, то транзистор Q2 закрывается, тиристор Q3 отключается, а к нагрузке поступает полная мощность. Пропорционального управления достигают подачей пилообразного напряжения, формируемого транзистором Q1, через резистор R3 на цепь измерительного моста, причем период пилообразного сигнала — это сразу 12 циклов частоты сети. От 1 до 12 этих циклов могут вставляться в нагрузку и, таким образом, мощность может модулироваться от 0—100% с шагом 8 %.
Конструкция переключателя дает возможность для выбора способов управления: от ручного до полностью автоматизированных циклов. С помощью контактов реле К3 управляют двигателем. Когда реле включено, двигатель вращается в прямом направлении с целью повышения температуры. Для понижения температуры направление вращения двигателя меняется на противоположное. Условие переключения реле К3 зависит от того, какое из ограничительных реле было включено последним, К\ или К2. Схема управления проверяет выход программатора температуры. Этот входной сигнал постоянного тока будет уменьшен резисторами и R2 максимально на 5 В и усилен повторителем напряжения А3. Сигнал сравнивается в компараторах напряжения Aj и А2 с непрерывно изменяющимся эталонным напряжением от 0 до 5 В. Пороги компараторов предварительно устанавливаются 10-оборотными потенциометрами R3 и R4. Транзистор Qi закрыт, если сигнал на входе ниже опорного сигнала. Если входной сигнал превосходит опорный сигнал, то транзистор Qi отрывается и возбуждает катушку реле К, верхнего предельного значения.
20 Схема детектора температур
1.22) образуется позистором (резистором с положительным температурным коэффициентом) и резисторами Rx R4, R5, Re. Сигнал, снимаемый с моста, усиливается микросхемой СА3046, которая в одном корпусе содержит 2 спаренных транзистора и один отдельный выходной транзистор. Положительная обратная связь через резистор R7 предотвращает пульсации, если достигнута точка переключения. Резистором R5 устанавливается точная температура переключения. Если температура опускается ниже установленного значения, то реле RLA включается. Для противоположной функции должны меняться местами только позистор и Rj. Значение резистора Rj выбирается так, чтобы приблизительно достичь желаемой точки регулировки.
Коэффициент усиления по постоянному напряжению операционного усилителя LM216 будет установлен на значение, равное 10, с помощью резисторов с сопротивлением 10 и 100 мОм, что дает в итоге 1 В/°С на выходе операционного усилителя. Выход операционного усилителя активирует оптрон, который управляет обычным терморегулятором.
Позистор, включенный во времязадающую цепь одновибратора’555, компенсирует изменения постоянной времени таймера из-за изменений температуры окружающей среды. При включении питания во время процесса запуска системы сигнал, формируемый операционным усилителем AD741, минует таймер и включает нагрев отопительной системы, при этом схема имеет одно устойчивое состояние.
Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора
ТЕРМОРЕГУЛЯТОР СВОИМИ РУКАМИ
С ранней весны и до середины лета — пора инкубаторов.
Почти все, имеющие в своём подворье птиц пользуются инкубаторами. С ним удобно в любой период времени вывести необходимое количество любой породы птицы. Не надо ждать когда сядет на гнездо наседка.
Неотъемлемая часть любого инкубатора — это терморегулятор! От его надёжности и точности зависит и вывод птицы.
Необязательно использовать программируемый цифровой дорогой терморегулятор. Со своей задачей отлично справляется терморегулятор, предложенный в этой статье. Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора на одной простой и недорогой микросхеме К561ЛА7 предложена ниже.
Простая, потому что кучу транзисторов заменила одна микросхема.
Надёжная, потому что в схеме используются некоторые моменты:
- Для падения напряжения с 220В до 9В используется резистор, а не конденсатор (как часто бывает в других схемах). Он намного надёжнее.
- Лампы включены последовательно-параллельно, что тоже надёжнее чем просто параллельное включение.
- При плохом контакте переменного резистора «температура» произойдёт отключение ламп, а не наоборот.
- Микросхема К561ЛА7 (как показала практика) более надёжная чем ОУ или PIC.
На первом элементе DD1.1 собран пороговый элемент, который меняет с 1 на 0 свое положение на выходе при заданной температуре. Регулятором «Температура» меняется этот порог.
На втором элементе DD1.2 собран формирователь импульсов для правильной работы тиристора.
Третий элемент DD1.3 — сумматор.
Четвёртый элемент DD1.4 — свободен и может использоваться (в крайнем случае) для замены одного из остальных элементов в случае его выхода из строя.
Микросхему К561ЛА7 можно заменить её импортным аналогом CD4011B.
Ток потребления схемы по 9В — 5 мА, температура R13 примерно 60 — 70 гр. — это нормальный режим резистора.
Импульсы, поступающие на транзистор открывают его, что способствует в последствии открыванию тиристора.
Тиристор (Т122 или КУ202Н,М,Л) — мощный коммутирующий элемент схемы. Тиристор (если используется КУ202Н,М,Л) без радиатора способен коммутировать нагрузку до 300 Вт. Обычно это хватает. Если у вас нагрузка превышает данное значение, то тиристор необходимо поставить на радиатор. Максимальное значение 1000 Вт. А также можно установить более мощный тиристор — Т122.
Рассчитать нагрузку для инкубатора просто. Включаем нагреватели (лампы) через данный регулятор температуры на полную. И контролируем по термометру температуру. Даже на полную (лампочки не отключаются) температура в инкубаторе не должна подниматься выше 50 градусов.
Так как, в процессе эксплуатации нити ламп сильно провисают и перегорают. Есть опасность выхода из строя тиристора. Поэтому лампы рекомендуется соединять последовательно-параллельно, как указано на схеме, для большей продолжительности срока службы ламп и схемы.
Так как в инкубаторе очень высокая влажность на датчик температуры — терморезистор необходимо надеть кусочек трубочки и залить с двух сторон водостойким клеем или герметиком.
Это лучше проделать несколько раз с периодом в несколько часов после высыхания. Торец терморезистора можно оставить на поверхности для большей чувствительности.
Схема универсальна к выбору терморезисторов. Номинал терморезистора подходит в широких пределах. Я пробовал от 1 кОма до 15 кОм, которые были у меня в наличии. Подойдут и другие. Правильный режим работы необходимо подобрать делителем на R2, R3. Подобрать R3 можно по таблице ниже.
Терморезистор | R3 |
1 kОм | 2,7 кОм |
2 кОм | 4,3 кОм |
3,6 кОм | 7,5 кОм |
10 кОм | 10 кОм |
| 15 кОм | 15 кОм |
Следует учитывать: чем больше сопротивление терморезистора или больше сопротивление R1 — R5, тем меньше диапазон регулирования переменными резисторами.
Можно использовать терморезисторы как с отрицательным, так и с положительным ТКС. С отрицательным ТКС, как сейчас на схеме, а с положительным терморезистор следует установить в низ делителя (например, в разрыв между R3 и R4).
Схема терморегулятора построена на логической микросхеме, а между уровнями логической 0 и 1 есть неопределенное состояние (см. рис), поэтому в данной схеме есть определенный гистерезис (запаздывание между включением и отключением).
Гистерезис очень сильно зависит от типа применяемого терморезистора.
Если Вам ненужно быстрое реагирование схемы на температуру, используйте терморезистор в металлическом корпусе. Типа MMT-4. Гистерезис в данном случае 2,5 — 3 гр.
Если нужна быстрая реакция схемы на температуру, то используйте терморезисторы в неметаллическом корпусе. Гистерезис 0,1 — 0,5 гр. Лампочки включаются и отключаются в несколько раз чаще.
Таблица напряжений по постоянному току микросхемы К561ЛА7
(измеряется цифровым мультиметром в рабочей схеме)
№ вывода | Нагреватель выкл / включен |
1, 2 | 4,3 / 5,5 |
3 | 0,2 / 8,9 |
4 | 3,8 / 8,9 |
5, 6 | 4,1 / 0 |
| 7 | 0 |
8 | 7 / 8,9 |
9 | 0,2 / 8,9 |
10 | ~ |
12, 13 | 0 |
| 14 | 9 / 7,5 |
Фото собранной платы
Примечание: маркировка некоторых деталей согласно схемы изменилась.
Фото печатной платы
Благодаря использованию резистора (R13, а не конденсатора) для понижения напряжения, стабилизации и фильтрации питающего микросхему напряжения, а также других «фишек» данная схема терморегулятора используется в инкубаторе более 10 лет и не разу не подвела!
А. Зотов. Волгоградская обл.
P.S. Если Вы решили сделать вышеизложенный терморегулятор, но у вас нет платы или некоторых эл. компонентов, то Вы можете приобрести у нас НАБОР ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ СБОРКИ ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА ДЛЯ ИНКУБАТОРА.
Фото готовой платы, собранной из набора
Вы можете купить готовый цифровой модуль терморегулятора со встроенным цифровым термометром в нашем магазине.
Наш «Магазин Мастера«
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Изготовление домашнего инкубатора, режимы инкубации, отбраковка яиц.
- Вторая жизнь старого электросчётчика
- Стирка ультразвуком! Схема. Принцип работы.
Перед тем как делать инкубатор, нужно сначала определиться с размерами.
Сколько яиц будет в нём выводиться. Для инкубатора с несколькими лотками, обязательно необходимо установить вентилятор, для перемешивания в нём воздуха. Тем самым будет обеспечивание одинаковой температуры во всем объёме инкубатора. Подробнее…
Старые индукционные бытовые электросчётчики счётчики больше не нужны – они уже не обеспечивают точность учёта и заменяются электронными. Их судьба – помойка или полка в гараже, «на всякий случай». Мы попробуем дать вторую жизнь трудяге.
Я предлагаю сделать в прочном и лёгком корпусе счётчика переносную лампу.
Подробнее…
Внедрение передовых энергосберегающих технологий выдвинуло на передовые рубежи прогресса новое устройство бытового назначения — ультразвуковое стирающее устройство. Подробнее…
Популярность: 165 904 просм.
Простой терморегулятор со светодиодной индикацией на LM35. Схема
Это простой в создании и эксплуатации терморегулятор можно использовать для регулировки температуры в жилых и хозяйственных помещениях, снабженных электрическим отоплением.
Диапазон регулируемой температуры данного терморегулятора составляет 0…+150°C. В качестве исполнительного устройства использовано электромагнитное реле. В дополнении ко всему, устройство сигнализирует свечением светодиодов о нормальной, слишком низкой и слишком высокой температуре.
В качестве датчика температуры выбрана интегральная микросхема LM35. Напряжение на выводе 2 микросхемы LM35 линейно пропорционально измеренной температуре и составляет 10 мВ на 1°C. Для примера: при температуре 20°C напряжение будет составлять 200 мВ, а при температуре 5°C — 50 мВ.
Данное напряжение с выхода датчика поступает на вход двух операционных усилителей (LM358) подключенных в режиме оконного компаратора напряжения.
Сопротивление потенциометров R1, R3 и R4 и постоянных резисторов R2, R5, R6 определяют площадь и положение “окна”. Если температура LM35, а, следовательно, и температура окружающей среды находится в принятых границах, то на обоих выходах операционных усилителей будет высокий уровень.
На выходе логического элемента DD2.1 микросхемы 4011 (4 элемента «2И-НЕ») будет низкое состояние, которое после инвертирования элементом DD2.2 вызовет включение зеленого светодиода – HL2.
Если температура окружающей среды падает ниже уровня заданного делителем напряжения R2, R3, R6, R4, R5, R1, то на выходе DD2.2 появится низкий уровень, что соответственно вызовет отключение зеленого светодиода, и включение желтого светодиода HL1. Красный светодиод D1 будет сигнализировать о повышении температуры выше заданного уровня.
Терморегулятор собран на односторонней печатной плате. Питание осуществляется от блока питания на 12 вольт. После сборки необходимо установить диапазон максимальной и минимальной температуры с помощью R4, R1 и R3.
С помощью перемычки можно выбрать, при какой температуре будет активировано реле.
Магнитный держатель печатной платы
Прочная металлическая основа с порошковым покрытием, четыре гибкие руч…
Скачать рисунок печатной платы (34,5 KiB, скачано: 1 144)
Простой термостат для холодильникаСвоими рукамиХотите сделать точный электронный термостат для вашего холодильника? Схема твердотельного термостата, описанная в этой статье, удивит вас своей «крутой» производительностью. Введение Устройство, однажды построенное и интегрированное с любым соответствующим устройством, мгновенно начнет демонстрировать улучшенный контроль системы, экономя электроэнергию, а также увеличит срок службы прибора.Обычные холодильные термостаты являются дорогостоящими и не очень точными. Более того, они подвержены износу и поэтому не постоянны. Здесь обсуждается простой и эффективный электронный рефрижераторный термостат. Описание схемы На диаграмме показана простая схема, построенная вокруг IC 741, которая в основном сконфигурирована как компаратор напряжения. Здесь используется трансформатор с меньшим потреблением энергии, чтобы сделать схему компактной и твердотельной. Как только сборка завершена, настройка схемы очень проста и выполняется со следующими пунктами: ПОМНИТЕ ВНЕШНЮЮ ЦЕПЬ НА ОСНОВЕ ПОТЕНЦИАЛА ПОСТОЯННОГО ИСТОЧНИКА, ОСТОРОЖНО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНЫ, ЧТОБЫ ПРОТИВ ИСПЫТАНИЙ И ПРОЦЕДУР УСТАНОВКИ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕРЕВЯННОГО ПЛАНКА ИЛИ ЛЮБОГО ДРУГОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПО ВАШЕЙ НОГЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ СТРОГО; ТАКЖЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ИЗОЛИРОВАНЫ ВБЛИЗИ ВБЛИЗИ ПЛОЩАДКИ. Как настроить этот электронный термостат холодильного контураВам понадобится образец источника тепла, точно отрегулированный до желаемого порогового уровня отсечки цепи термостата. Список деталей R2 = Предустановка 10KR3, R9 = 56 OHM / 1watt С1 = 105 / 400В С2 = 100uF / 25V Z1 = 12 В, 1 Вт стабилитрон *вариант через оптопару, добавлен выключатель и диодный мост в блок питанания Как создать автоматическую цепь контроллера температуры холодильника Идея этой схемы была предложена мне одним из острых читателей этого блога г-ном Густаво. Введение Г-н Густаво не совсем понял эту идею, и он попросил меня разработать схему термостата холодильника, которая могла бы ощущать холодные температуры внутри холодильника, а не горячие температуры в задней части холодильника. IC 741 был сфальсифицирован в стандартном режиме компаратора, а также в качестве схемы без инвертирующего усилителя.
Регулирование RP1, RP2 может быть заданными точками контроля температуры, 555 временной схемой инвертирования схем Шмитта с использованием реле для достижения автоматического управления. |
Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.
Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.
При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.
В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.
На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:
В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.
Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.
Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.
Для таких применений устройство становится важной частью системы, без которой прибор может достичь и начать работать в экстремальных условиях и в конечном итоге получить повреждение.
Схема может легко заменить обычные низкотехнологичные конструкции, и, кроме того, она намного дешевле по сравнению с ними.
Я опубликовал одну подобную схему автоматического термостата холодильника, однако схема была предназначена для определения более высокого уровня температуры, доступного в задней части решетки холодильников.
Порядок изготовления терморегулятора и как осуществлена изоляция терморезистора показано ниже.
Для недопущения контакта с датчиком, но и сохранения доступа наружного воздуха к датчику сверху установлена защитная трубка. Трубка изготовлена из средней части шариковой авторучки. В трубке вырезано отверстие для установки на датчик. Трубка приклеена к корпусу.
При высоком уровне оно включается, а при низком выключается, коммутируя своими контактами нагрузку.
Управляющий сигнал получается с эмиттерного вывода. Сопротивления R6 и R7 являются выходной нагрузки компаратора.Датчик температуры своими руками |
Зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников от температуры, как нельзя лучше подходит для создания нашего самодельного датчика.
Рекомендуем также
пошаговая инструкция изготовления самодельного устройства
Приведенная ниже схема является развитием темы . В данном случае добавляются термочувствительный и нагревательный элементы благодаря которым и поддерживается требуемая температура. Включая-отключая нагрузку, которой служит электронагреватель, терморегулятор регулирует температуру микросреды инкубатора, аквариума или другого замкнутого пространства.
Схема терморегулятора
- R1 – 10 кОм;
- R2 – 22 кОм;
- R3 – 100 кОм;
- R4 – 6,8 кОм;
- R5 – 1 кОм;
- R6 – 6,8 кОм;
- R7 – 470 Ом;
- R8 – 51 Ом;
- R9 – 5,1 кОм;
- R10 – 27 кОм 2Вт ;
- С1 – 0,33 мкФ;
- DA1 – КР140УД6;
- VT1 – КТ117;
- VD1 – КС212Ж;
- VD2 – КД105;
- VS1 – КУ208Г.
Принцип работы терморегулятора
Итак, рассмотрим как работает схема терморегулятора для инкубатора своими руками: основой данного устройства является операционный усилитель DA1, работающий в режиме компаратора напряжений.
На один вход подается изменяющееся напряжение с терморезистора R2, а на второй, задаваемое переменным резистором R5 и подстроечным R4. Для точной и грубой регулировки. В зависимости от области применения, подстроечный резистор можно и исключить.
При равенстве входных напряжений транзистор VT1, управляемый выходом компаратор – закрыт, на управляющем электроде VS1 ноль, а значит закрыт и симистор. При изменении температуры меняется сопротивление R2, а на разницу напряжений на входах компаратор отреагирует подачей открывающего сигнала на VT1. Появившееся на R8 напряжение откроет тиристор, пустив через нагрузку ток. Когда напряжения на входах операционного усилителя выравняются, он отключит нагрузку.
Питание управляющего каскада осуществляется через выпрямительный диод VD2 и гасящее сопротивление R10. При его сверхмалом потреблении тока – это вполне допустимо, как и использование для стабилизации питающего напряжения всего одного стабилитрона VD1. К тому же, управляющие цепи запитываются через нагрузку, на которой тоже происходит падение напряжения, особенно в нагретом состоянии.
Замены деталей
Обратите внимание на мощность резистора R10 — 2Вт, так же этот резистор должен выдерживать мгновенное напряжение 400В, если такой резистор не удается найти, его можно заменить несколькими последовательно включенными резисторами на меньшую мощность и напряжение.
В качестве стабилитрона VD1 можно установить BZX30C12 или любой другой стабилитрон на 12В близкий по параметрам.
Вместо VD2 можно поставить диод с обратным напряжением не менее 400В и током не менее 0,3А: например из серии
На место DA1 можно установить практически любой операционный усилитель, главное чтобы он работал в диапазоне питающих напряжений 10..15В.
А вот однопереходный транзистор КТ117 (VT1) не такой общераспространенный компонент электронных схем (зарубежные однопереходные транзисторы: 2N6027, 2N6028), зато его можно заменить схемой из двух биполярных транзисторов разной структуры и одного резистора 47 кОм. В схеме используются распространенные КТ315 и КТ361, но вполне могут использоваться и другие маломощные комплиментарные биполярные транзисторы.
Области применения терморегулятора
В основном, данное устройство применялось для термостабилизации птичьих инкубаторов. Где в роли тэнов выступали маломощные электрические лампочки по 60 Вт, соединенные параллельно по 4, 6 и 8 штук, в зависимости от размеров инкубатора и количества инкубируемых яиц.
Как монтировать обогреватель для инкубатора
- лампы должны быть равномерно расположены над поверхностью яиц, на расстоянии 25-30 см от их поверхности;
- терморезистор должен находиться как можно ближе к поверхности яиц, но не касаться их;
- использовать вместо лампочек можно и другие нагреватели, но с малой теплоемкостью, к примеру, вольфрамовую проволоку, натянутую на керамическую рамку в форме тетраэдра.
Обогреватель для аквариума
Реже, такой терморегулятор применялся для поддержания заданной температуры в аквариумах с тропическими рыбками. Такая необходимость возникала из-за того, что большинство, выпускаемых для этих целей термообогревателей, имеет механический терморегулятор объединенный с тэном в одном корпусе.
А следовательно, они поддерживают в заданных пределах свою, а не окружающую температуру. Это хорошо работает только в помещениях со стабильной, в пределах одного-двух градусов, своей температурой воздуха.
Особенности монтажа
- из-за инертности воды, датчик и обогреватель должны быть разнесены, но в пределах прямой видимости (без перекрытия растениями и элементами декора) друг от друга;
- из-за электропроводимости воды, датчик должен быть изолирован, либо средствами с хорошей теплопроводностью, либо тонким слоем обычного герметика;
- допускается использование как обычных аквариумных обогревателей, так и регулируемых, с выставленной на максимум температурой.
Можно найти и другие сферы применения данному, несложному в изготовлении устройству. К примеру для рассадных парничков, сушильных шкафов, различных термованночек. На что вашей фантазии хватит. Только, если нагрузка допускает возможность короткого замыкания, необходимо добавить плавкий предохранитель на 1 А.
P.S.
Как говорилось выше данный простой терморегулятор применялся в инкубаторах раньше, сейчас на его смену пришли терморегуляторы с микроконтроллерным управлением, способные в автоматическом режиме понижать температуру в течении цикла инкубации. Да и сами инкубаторы обзавелись функцией регулирования влажности и переворачивания яиц.
Терморегуляторы широко используются в современных бытовых приборах, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при работе печей. Принцип действия любого терморегулятора основан на включении или выключении различных приборов после достижения определенных значений температуры.
Современные цифровые терморегуляторы управляются при помощи кнопок: сенсорных или обычных. Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых терморегуляторов является самой дорогостоящей. С помощью прибора можно предусмотреть изменение температуры по часам или задать необходимый режим на неделю вперед. Управлять прибором можно дистанционно: через смартфон или компьютер.
Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, сделать терморегулятор своими руками – задача довольно непростая, которая требует серьезных знаний. Но собрать небольшое устройство для кулера или инкубатора под силу любому домашнему мастеру.
Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.
Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.
Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.
Схема работы простого терморегулятора
Обычно для поддержания заданной температуры используются схемы на основе реле. Основными элементами, входящими в данное оборудование, являются:
- температурный датчик;
- пороговая схема;
- исполнительное или индикаторное устройство.
В качестве датчика можно использовать полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термореле.
Схема терморегулятор реагирует на превышения параметра над заданным уровнем и включает исполнительное устройство. Самым простым вариантом такого прибора является элемент на биполярных транзисторах. Термореле выполнено на основе триггера Шмидта. В роли датчика температуры выступает терморезистор – элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от повышения или понижения градусов.
R1 – это потенциометр, который устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счет регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора изменяется. При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему питанию оборудования. Чтобы защитить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.
Внимание! В интернете можно увидеть картинки с чертежами термостата для разного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не соответствуют друг другу. Иногда на рисунках могут быть представлены просто другие устройства. Поэтому изготовление можно начинать только после тщательного изучения всей информации.
Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего терморегулятора и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для отопления –другие.
Терморегулятор на трех элементах
Одним из элементарных устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой терморегулятор своими руками, предназначенный для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же существуют проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.
Схема терморегулятор в этом случае состоит всего лишь из трех элементов:
- силового транзистора MOSFET (N канальный), можно использовать IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А или IFR510 Power MOSFET;
- потенциометра 10 кОм;
- NTC термистора в 10 кОм, который будет выполнять роль сенсора температуры.
Термодатчик реагирует на повышение градусов, за счет чего срабатывает вся схема, и вентилятор включается.
Теперь переходим к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот момент, когда температура приближается к критической, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться очень медленно. Лучше сделать настройку несколько раз, чтобы убедиться в эффективности работы оборудования.
Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, значительно отличающиеся по виду и техническим характеристикам. У каждого сопротивления или реле есть несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны в схеме, можно брать и другие, совпадающие по параметрам с образцами.
Терморегуляторы для котлов отопления
При регулировке отопительных систем важно точно откалибровать прибор. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы можно воспользоваться следующей схемой.
С помощью этой схемы можно создать наружное оборудование для контроля за твердотопливным котлом. Роль стабилитрона здесь выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагреве. Резистор подключается в сеть делителя напряжения электричества. Необходимую температуру можно задать с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Полученный ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Последний соединен со вторым триггером.
Контроль температуры идет по следующей схеме:
- при понижении градусов напряжение в реле растет;
- при достижении определенного значения вентилятор, который соединен с реле, выключается.
Напайку лучше производить на слепыше. В качестве элемента питания можно взять любое устройство, работающее в пределах 3-15 В.
Осторожно! Установка самодельных приборов любого назначения на системы отопления может привести к выходу из строя оборудования. Более того, использование подобных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций в вашем доме.
Цифровой терморегулятор
Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.
Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.
При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.
Используется во многих технологических процессах, в том числе и для бытовых отопительных систем. Фактором определяющим действие терморегулятора, является наружная температура, значение которой анализируется и при достижении установленного предела, расход сокращается либо увеличивается.
Терморегуляторы бывают различного исполнения и сегодня в продаже достаточно много промышленных версий, работающих по различному принципу и предназначенных для использования в разных областях. Также доступны и простейшие электронные схемы, собрать которые может любой, при наличии соответствующих познаний в электронике.
Описание
Терморегулятор представляет собой устройство, устанавливаемое в системах энергоснабжения и позволяющее оптимизировать затраты энергии на обогрев. Основные элементы терморегулятора:
- Температурные датчики – контролируют уровень температуры, формируя электрические импульсы соответствующей величины.
- Аналитический блок – обрабатывает электрические сигналы поступающие от датчиков и производит конвертацию значения температуры в величину, характеризующую положение исполнительного органа.
- Исполнительный орган – регулирует подачу, на величину указанную аналитическим блоком.
Современный терморегулятор – это микросхема на основе диодов, триодов или стабилитрона, могущих преобразовывать энергию тепла в электрическую. Как в промышленном, так и самодельном варианте, это единый блок, к которому подключается термопара, выносная или располагаемая здесь же. Терморегулятор включается последовательно в электрическую цепь питания исполняющего органа, таким образом, уменьшая или увеличивая значение питающего напряжения.
Принцип работы
Датчик температуры подает электрические импульсы, величина тока которых зависит от уровня температуры. Заложенное соотношение этих величин позволяет устройству очень точно определить температурный порог и принять решение, например, на сколько градусов должна быть открыта заслонка подачи воздуха в твердотопливный котел, либо открыта задвижка подачи горячей воды. Суть работы терморегулятора заключается в преобразовании одной величины в другую и соотнесении результата с уровнем силы тока.
Простые самодельные регуляторы, как правило, имеют механическое управление в виде резистора, передвигая который, пользователь устанавливает необходимый температурный порог срабатывания, то есть, указывая, при какой наружной температуре необходимо будет увеличить подачу. Имеющие более расширенный функционал, промышленные приборы, могут программироваться на более широкие пределы, при помощи контроллера, в зависимости от различных диапазонов температуры. У них отсутствуют механические элементы управления, что способствует долгой работе.
Как сделать своими руками
Сделанные собственноручно регуляторы получили широкое применение в бытовых условиях, тем более, что необходимые электронные детали и схемы всегда можно найти. Подогрев воды в аквариуме, включение вентилирования помещения при повышении температуры и многие другие несложные технологические операции вполне можно переложить на такую автоматику.
Схемы авторегуляторов
В настоящее время, у любителей самодельной электроники, популярностью пользуются две схемы автоматического управления:
- На основе регулируемого стабилитрона типа TL431 – принцип работы состоит в фиксации превышения порога напряжения в 2,5 вольт. Когда на управляющем электроде он будет пробит, стабилитрон приходит в открытое положение и через него проходит нагрузочный ток. В том случае, когда напряжение не пробивает порог в 2,5 вольт, схема приходит в закрытое положение и отключает нагрузку. Достоинство схемы в предельной простоте и высокой надежности, так как стабилитрон оснащается только одним входом, для подачи регулируемого напряжения.
- Тиристорная микросхема типа К561ЛА7, либо ее современный зарубежный аналог CD4011B – основным элементом является тиристор Т122 или КУ202, выполняющий роль мощного коммутирующего звена. Потребляемый схемой ток в нормальном режиме не превышает 5 мА, при температуре резистора от 60 до 70 градусов. Транзистор приходит в открытое положение при поступлении импульсов, что в свою очередь является сигналом для открытия тиристора. При отсутствии радиатора, последний приобретает пропускную способность до 200 Вт. Для увеличения этого порога, понадобится установка более мощного тиристора, либо оснащение уже имеющегося радиатором, что позволит довести коммутируемую способность до 1 кВт.
Необходимые материалы и инструменты
Сборка самостоятельно не займет много времени, однако обязательно потребуются некоторые знания в области электроники и электротехники, а также опыт работы с паяльником. Для работы необходимо следующее:
- Паяльник импульсный или обычный с тонким нагревательным элементом.
- Печатная плата.
- Припой и флюс.
- Кислота для вытравливания дорожек.
- Электронные детали согласно выбранной схемы.
Схема терморегулятора
Пошаговое руководство
- Электронные элементы необходимо разместить на плате с таким расчетом, чтобы их легко было монтировать, не задевая паяльником соседние, возле деталей активно выделяющих тепло, расстояние делают несколько большим.
- Дорожки между элементами протравливаются согласно рисунку, если такого нет, то предварительно выполняется эскиз на бумаге.
- Обязательно проверяется работоспособность каждого элемента и только после этого выполняется посадка на плату с последующим припаиванием к дорожкам.
- Необходимо проверять полярность диодов, триодов и других деталей в соответствии со схемой.
- Для пайки радиодеталей не рекомендуется использовать кислоту, поскольку она может закоротить близкорасположенные соседние дорожки, для изоляции, в пространство между ними добавляется канифоль.
- После сборки, выполняется регулировка устройства, путем подбора оптимального резистора для максимально точного порога открывания и закрывания тиристора.
Область применения самодельных терморегуляторов
В быту, применение терморегулятора встречается чаще всего у дачников, эксплуатирующих самодельные инкубаторы и как показывает практика, они не менее эффективны, чем заводские модели. По сути, использовать такое устройство можно везде, где необходимо произвести какие-то действия зависящие от показаний температуры. Аналогично можно оснастить автоматикой систему опрыскивания газона или полива, выдвижения светозащитных конструкций или просто звуковую, либо световую сигнализацию, предупреждающую о чем-либо.
Ремонт своими руками
Собранные собственноручно, эти приборы служат достаточно долго, однако существует несколько стандартных ситуаций, когда может потребоваться ремонт:
- Выход из строя регулировочного резистора – случается наиболее часто, поскольку изнашиваются медные дорожки, внутри элемента, по которым скользит электрод, решается заменой детали.
- Перегрев тиристора или триода – неправильно была подобрана мощность или прибор находится в плохо вентилируемой зоне помещения. Чтобы в дальнейшем избежать подобного, тиристоры оборудуются радиаторами, либо же следует переместить терморегулятор в зону с нейтральным микроклиматом, что особенно актуально для влажных помещений.
- Некорректная регулировка температуры – возможно повреждение терморезистора, коррозия или грязь на измерительных электродах.
Преимущества и недостатки
Несомненно, использование автоматического регулирования, уже само по себе является преимуществом, так как потребитель энергии получает такие возможности:
- Экономия энергоресурсов.
- Постоянная комфортная температура в помещении.
- Не требуется участие человека.
Автоматическое управление нашло особенно большое применение в системах отопления многоквартирных домов. Оборудуемые терморегуляторами вводные задвижки автоматически управляют подачей теплоносителя, благодаря чему жители получают значительно меньшие счета.
Недостатком такого прибора можно считать его стоимость, что впрочем, не относится к тем, что изготовлены своими руками. Дорогостоящими являются только устройства промышленного исполнения, предназначенные для регулирования подачи жидких и газообразных сред, так как исполнительный механизм включает в себя специальный двигатель и другую запорную арматуру.
Хотя сам прибор достаточно нетребователен к условиям эксплуатации, точность реагирования зависит от качества первичного сигнала и особенно это касается автоматики работающей в условиях повышенной влажности или контактирующей с агрессивными средами. Термодатчики в таких случаях, не должны контактировать с теплоносителем напрямую.
Выводы закладываются в гильзу из латуни, и герметично запаиваются эпоксидным клеем. Оставить на поверхности можно торец терморезистора, что будет способствовать большей чувствительности.
В быту и подсобном хозяйстве часто требуется поддерживать температурный режим какого-либо помещения. Ранее для этого требовалась достаточно огромная схема, выполненная на аналоговых элементах, одну такую мы рассмотрим для общего развития. Сегодня все намного проще, если возникает необходимо поддерживать температуру в диапазоне от -55 до +125°C, то с поставленной целью может отлично справиться программируемый термометр и термостат DS1821.
Схема терморегулятора на специализированном температурном датчике. Этот термодатчик DS1821 можно дешево купить в АЛИ Экспресс (для заказа кликните на рисунок чуть выше)
Порог температуры включения и отключения термостата задается значениями TH и TL в памяти датчика, которые требуется запрограммировать в DS1821. В случае превышения температуры выше значения записанного в ячейку TH на выходе датчика появится уровень логической единицы. Для защиты от возможных помех, схема управления нагрузкой реализована так, что первый транзистор запирается в ту полуволну сетевого напряжения, когда оно равно нулю, подавая тем самым напряжение смещения на затвор второго полевого транзистора, который включает оптосимистор, а тот уже открывает смистор VS1 управляющий нагрузкой. В качестве нагрузки может быть любое устройство, например электродвигатель или обогреватель. Надежность запирания первого транзистора нужно настроить путем подбора нужного номинала резистора R5.
Датчик температуры DS1820 способен фиксировать температуру от -55 до 125 градусов и работать в режиме термостата.
Схема терморегулятора на датчике DS1820
Если температуры превысит верхний порог TH, то на выходе DS1820 будет логическая единица, нагрузка отключится сети. Если температура опустится ниже нижнего запрограммированного уровня TL то на выходе температурного датчика появится логический ноль и нагрузка будет включена. Если остались непонятные моменты, самодельная конструкция была позаимствована из №2 за 2006 год.
Сигнал с датчика проходит на прямой вывод компаратора на операционном усилителе CA3130. На инвертирующий вход этого же ОУ, поступает опорное напряжение с делителя. Переменным сопротивлением R4 задают требуемый температурный режим.
Схема терморегулятора на датчике LM35
Если на прямом входе потенциал ниже установленного на выводе 2, то на выходе компаратора будем иметь уровень, около 0,65 вольта, а если наоборот, то на выходе компаратора получим высокий уровень около 2,2 вольта. Сигнал с выхода ОУ через транзисторы управляет работой электромагнитного реле. При высоком уровне оно включается, а при низком выключается, коммутируя своими контактами нагрузку.
TL431 — это программируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения и источника питания для схем с малым потреблением. Требуемый уровень напряжения, на управляющем выводе микросборки TL431, задается с помощью делителя на резисторах Rl, R2 и терморезисторе с отрицательным ТКС R3.
Если на управляющем выводе TL431 напряжение выше 2,5В, микросхема пропускает ток и включает электромагнитное реле. Реле коммутирует управляющий вывод симистора и подключает нагрузку. С увеличением температуры, сопротивление термистора и потенциал на управляющем контакте TL431 снижается ниже 2,5В, реле отпускает свои фронтовые контакты и отключает обогреватель.
С помощью сопротивления R1 регулируем уровень нужной температуры, для включения обогревателя. Данная схема способна управлять нагревательным элементом до 1500 Вт. Реле подойдет РЭС55А с рабочим напряжением 10…12 В или его аналог.
Конструкция аналогового терморегулятора используется для поддержания заданной температуры внутри инкубатора, или в ящике на балконе для хранения овощей зимой. Питание организовано от автомобильного аккумулятора на 12 вольт.
Конструкция состоит из реле в случае падения температуры и отключает при повышении заложенного порога.
Температура, срабатывания реле термостата задается уровнем напряжения на контактах 5 и 6 микросхемы К561ЛЕ5, а температура отключения реле — потенциалом на выводах 1 и 21. Разницу температур контролируется падением напряжения на резисторе R3. В роли температурного датчика R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, т.е .
Конструкция небольшая и состоит всего из двух блоков- измерительного на базе компаратора на ОУ 554СА3 и коммутатора нагрузки до 1000 Вт построенного на регуляторе мощности КР1182ПМ1.
На третий прямой вход ОУ поступает постоянное напряжение с делителя напряжения состоящего из сопротивлений R3 и R4. На четвертый инверсный вход подается напряжение с другого делителя на сопротивлении R1 и терморезистор ММТ-4 R2.
Датчиком температуры является терморезистор находящейся в стеклянной колбе с песком, которую располагают в аквариуме. Главным узлом конструкции является м/с К554САЗ — компаратор напряжения.
От делителя напряжений в состав которого входит и терморезистор, управляющее напряжение идет на прямой вход компаратора. Другой вход компаратора используется для регулировки требуемой температуры. Из сопротивлений R3, R4, R5 выполнен делитель напряжения, который образуют чувствительный к изменениям температуры мост. При изменяется температуры воды в аквариуме, сопротивление терморезистора тоже меняется. Это создает дисбаланс напряжений на входах компаратора.
В зависимости от разности напряжений на входах будет изменяться выходное состояние компаратора. Нагреватель сделан так, что при снижении температуры воды терморегулятор аквариума автоматически запускался, а при повышении, наоборот выключался. Компаратор имеет два выхода, коллекторный и эмиттерный. Для управления полевым транзистором требуется положительное напряжение, поэтому, именно коллекторный выход компаратора подключен к плюсовой линии схемы. Управляющий сигнал получается с эмиттерного вывода. Сопротивления R6 и R7 являются выходной нагрузки компаратора.
Для включения и выключения нагревательного элемента в терморегуляторе использован полевой транзистор IRF840. Для разряда затвора транзистора присутствует диод VD1.
В схеме терморегулятора использован бестрансформаторный блок питания. Лишнее переменное напряжение уменьшается за счет реактивного сопротивления емкости С4.
Основа первой конструкции терморегулятора — микроконтроллер PIC16F84A с датчик температуры DS1621 обладающим интерфейс l2C. В момент включения питания, микроконтроллер сначала инициализирует внутренние регистры температурного датчика, а затем проводит его настройку. Терморегулятор на микроконтроллере во втором случае выполнен уже на PIC16F628 с датчиком DS1820 и управляет подключенной нагрузкой с помощью контактов реле.
Датчик температуры своими руками |
Зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников от температуры, как нельзя лучше подходит для создания нашего самодельного датчика.
Для обеспечения полноценного развития растений в различных теплицах (особенно с круглогодичным циклом выращивания) требуется автоматизированная поддержка температурного режима на определенном уровне. Формирование и регулировка внешней среды вокруг растений в теплице осуществляется одновременно несколькими системами — вентиляционной, отопительной, увлажняющей воздух и почву, испарительным охлаждением и пр. Как сделать терморегулятор в теплице для всех этих систем мы расскажем в этой статье.
Контроль этих систем с последующей корректировкой производится с помощью регулятора температуры воздуха, являющегося важнейшей деталью для получения полноценного урожая, т. к. даже минимальные изменения данных могут негативно сказаться на развитии посадок, не исключая их гибель.
Скрупулезное следование температурному режиму — гарантия достойных урожаев
Индивидуальная настройка терморегулятора позволяет контролировать уровень температуры на протяжение всех суток, стабилизируя защитную функцию котла от перегрева.
Для большинства насаждений наиболее комфортная t равна 16 — 25 °C, любые даже незначительные отклонения тормозят развитие растений, могут привести к развитию заболеваний и увяданию посадок. Контроль необходим не только для температуры воздуха теплицы, но и для t грунта. Эти два показателя являются главенствующими при создании условий для развития растений. От них зависит правильность усвоения полезных веществ, находящихся в почве, и они непосредственно воздействуют на рост и полноценное развитие растений.
Для грунта следует придерживаться диапазона t 13 — 25 °C, точные ее показатели определяются в зависимости от разновидности культуры.
Учтите! Перепады значений температуры грунта зачастую более пагубны для посадок, чем снижение температуры воздуха.
Основы функционирования терморегулирующих устройств
Принцип работы конструкций подобного типа незамысловат: контролирующее устройство получает сигнал, после чего разные модели установки могут реагировать подобным образом:
- увеличивать либо уменьшать мощность отопительной системы;
- включать либо выключать вентиляцию помещения;
- открывать либо прикрывать створки естественной вентиляции;
- подсоединять либо полностью отключать подогрев поливной воды и почвы на грядках.
Появление импульсов сигнала осуществляется при помощи реле термостата, который, в свою очередь, получает данные с датчиков, размещенных в теплице. Как датчики, наиболее чаще применяются такие устройства:
- В качестве температурного датчика очень часто применяется термистор. В самодельных установках как термочувствительный элемент зачастую применяется p-n переход полупроводникового транзистора либо диода.
- Как датчик освещенности используется фоторезистор, а в самодельных конструкциях может использоваться опять p-n переход полупроводникового транзистора либо диода, у которого обратное сопротивление напрямую зависит от освещенности. Чтобы получить доступ света к системе, у транзистора отрезается колпачок из металлического корпуса, а у диода удаляется краска со стекла.
- Параметры влажности регулируются промышленными датчиками, показатели которых зависят от влагопроницаемости среды, находящейся между обкладками конденсатора. Также могут учитываться изменения сопротивления при взаимодействии с увлажненным воздухом оксида алюминия. При корректировке влажности воздуха учитывается и результат перемены длины синтетического волокна либо человеческого волоса и пр. Для самодельных приспособлений подобным датчиком является отрезок фольгированного стеклотекстолита с вырезанными канавками.
К сведению! Для небольших теплиц личного пользования с точки зрения экономичности, абсолютно невыгодно приобретать дорогостоящую систему промышленного образца. В таких ситуациях успешно внедряются терморегуляторы для теплиц, созданные своими руками.
Принципы устройства терморегулятора для теплицы своими руками
Самостоятельная постройка регулятора температуры вполне реальная задача. Но для этого потребуются элементарные инженерные знания и технические навыки.
Основное функционирование системы осуществляется за счет внедрения в конструкцию — 8 битового микроконтроллера марки PIC16F84A.
Как температурный датчик, встраивается цифровой градусник интегральной разновидности DS18B20, имеющий рабочий функционал в диапазоне t -55 — +125°C. Также возможно использование цифрового температурного датчика TCN75-5,0, который по параметрам, компактным размерам и относительной легкости конструкции вполне соответствует для применения в различных автоматических устройствах.
Подобные цифровые датчики по сути имеют незначительные погрешности в измерениях, поэтому параллельное применение нескольких видов датчиков позволяет фактически без погрешностей наблюдать температуру обогрева.
Возможность управлять степенью нагрузки осуществляется при помощи малогабаритного типа реле К1, которое соответствует напряжению срабатывания равному 12 В. Через контакты к реле подсоединяется нагрузка и это позволяет ему производить ее коммутацию. Индикация производится с использованием любых четырехразрядных светодиодов.
Степень температурной реакции задается: SB1-SB2 (микропереключателями). Память микроконтроллера энергетически автономна и хранит заданные параметры. Применяя рабочий режим на индикаторной жидкокристаллической панели устройства можно видеть действующие показатели замеряемой температуры.
На заметку! Подобные электронные терморегуляторы становятся все более популярными, т. к. они обладают способностью чувствовать температуру в любой точке внутри теплицы, а датчик мониторинга может быть помещен между растениями, в почвенный субстрат, либо подвешенным возле крыши. Такой обширный диапазон размещения позволяет терморегулятору иметь точные данные о состоянии внутренней среды теплицы.
Как сделать своими руками терморегулятор для теплицы
Упрощенные терморегуляторы для личных теплиц умельцы изготавливают своими руками. До выбора схемы автоматизации теплицы, нужно сначала установить данные объектов управления.
На фото указана схема терморегулятора с двумя транзисторами типа VT1 и VT2. Как выходное устройство задействовано реле РЭС-10. Датчик температуры — терморезистор ММТ-4.
Одной из моделей терморегулятора, изготовленного своими руками, может послужить, например, вот такая конструкция. В ней в качестве датчика температуры можно использовать стрелочный термометр, подвергшийся переделке:
- Конструкция термометра полностью разбирается.
- В шкале регулирования, сверлится отверстие 2,5 мм.
- Напротив устанавливают фототранзистор в специально сконструированный уголок из тоненькой жести либо листового алюминия, в котором предварительно высверливают отверстия 0 2,8 мм. На фототранзистор наносят по кромке клей и помещают в гнездо.
- Уголок с фототранзистором крепят к шкале клеем «Момент».
- Ниже отверстия крепится упор.
- С другой стороны термометра устанавливают небольшую 9 вольтовую лампочку. Между шкалой и лампочкой размещают линзу — для четкой реакции устройства на показатели.
- Тоненькие провода фототранзистора прокладывают через центральное отверстие шкалы.
- Для проводов лампочки сверлится отверстие в пластмассовом корпусе. Жгут продевается в хлорвиниловую трубочку и фиксируется зажимом.
Кроме датчика, терморегулятор должен включать фотореле и стабилизатор напряжения.
Стабилизатор собирается по обычной схеме. Фотореле тоже не сложно сделать. Фотоэлементом служит транзистор ГТ109.
Лучше всего подойдет механизм, основанный на переделанном заводском реле. Работа осуществляется по принципу электромагнита, где якорь втягивается в катушку. Переключатель (2А, 220 В) регулирует электромагнитный пускатель для подачи питания на устройства нагрева.
Фотореле и блоки питания размещаются в общем корпусе. К нему прикрепляется термометр. С лицевой стороны крепится тумблер и лампочка, оповещающая о включении элементов нагрева.
Схема вентилирования
Если теплица проветривается с помощью электровентилятора, можно применять двухпозиционные терморегуляторы. Для создания нужного режима функционирования вентилятора, подсоединяют промежуточное реле.
Если в теплицу встроены форточки, нужно обеспечить их электроприводом (электромагниты либо электродвигательные механизмы).
Но легче решить вопрос вентиляции теплиц при использовани терморегуляторов прямого действия. В них исполнительный механизм и терморегулятор находятся в одном устройстве. Однако у регуляторов подобного вида разброс показателей температуры может составлять до 5 °С. Для достижения более точной регулировки лучше избрать электронным регуляторам.
Регулирование влажности
Идеальное решение — использование датчиков влажности грунта и регулировка полива по указанной влажности. В основу одного из принципов измерения влажности положен учет изменений объема почвы при увлажнении. Также часто подключают электронный регулятор. Как датчик влажности, вмонтируется деполяризатор со стержнями батарейки 3336Л. При относительной влажности показатели сопротивления равняются где-то 1500 Ом. Переменный резистор R1 помогает срабатывать регулятору на определенном уровне, резистор R2 помогает устанавливать начальную влажность.
Регулирование полива
Очень заманчиво контролировать систему полива электроникой, но необходимо помнить, что более надежными оказываются простые устройства. Упрощенное обустройство полива делается своими руками без использования электронных схем. Это позволяет применять его при перерывах в электроснабжении.
При электронном регулировании подачи воды, используют электромагнитный вентиль с электроприводом. Электромагнитный клапан можно сделать самостоятельно. Одну из конструкций можно увидеть на фото.
1 – электромагнит; 2 – емкость; 3 – груз; 4 – клапан
Главный недостаток системы терморегуляции — полная подчиненность источнику электроснабжения. Отключение электроэнергии может вызвать гибель растений. Во избежание подобных недоразумений, применяются запасные источники питания: генератор, солнечная либо аккумуляторная батарея и пр.
Также следует помнить, что все термостаты со временем теряют точность показаний, поскольку они становятся старше. Поэтому нужно проверять их точность каждый год. Во время проверки функционирования термостата необходимо почистить датчики терморегулятора, тщательно вытереть все выводы и соединения.
Схема электронного терморегулятора для холодильника » Паятель.Ру
Практически во всех старых холодильниках и во многих недорогих новых для поддержания необходимой температуры в морозильной камере используется электромеханическая схема, состоящая из биметаллического вакуумного датчика и электромагнитного реле типа магнитного пускателя для включения двигателя компрессора. Электромеханическая схема мало надежна, и при выходе из строя самой схемы терморегулятора, реле или при испарении хладагента, компрессор может оказаться постоянно включенным.
Что приведет к его перегреву и даже возгоранию. Поэтому, имеет смысл заменить старую и ненадежную электромеханическую систему управления более современной электронной. Электронная схема кроме функции терморегулятора, периодически включающего компрессор, должна осуществлять функцию защиты двигателя компрессора от чрезмерно продолжительной непрерывной работы и сигнализировать звуковым сигналом о неисправности морозильного агрегата.
Схема, отвечающая этим требованиям, показана на рисунке в тексте. Функционально она состоит из терморегулятора, таймера, ограничивающего продолжительность непрерывной работы компрессора, и сигнального устройства со звуковой сигнализацией.
Терморегулятор выполнен на компараторе А1 и термическом датчике VD2. Датчик LM335 представляет собой особый стабилитрон, напряжение стабилизации которого линейно зависит от температуры, и выражается зависимостью 10mV/K. Таким образом, в диапазоне температур от -10°С до +5°С напряжение стабилизации VD2 изменяется от 2,63V до 2,78V.
Измерительное напряжение, пропорциональное температуре, создается цепью R6-VD2. Это напряжение поступает на инверсный вход компаратора на операционном усилителе А1. На прямой вход данного ОУ поступает опорное напряжение от цепи VD1-R4-R1-R2-R3. Температурный порог, при котором должен срабатывать компаратор устанавливают переменным резистором R2.
Таймер, ограничивающий продолжительность непрерывной работы компрессора выполнен на счетчике D3 и элементах микросхемы D1. На элементах D1.1 и D1.2 сделан мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 1,5 Гц. Они постоянно поступают на счетный вход счетчика D3.
Если в холодильнике температура ниже заданной величины, на выходе компаратора А1 присутствует напряжение высокого уровня. Диод VD3 закрыт и конденсатор С3 заряжен через резистор R8. С него на обнуляющий вход счетчика D3 поступает напряжение высокого уровня. Так же, напряжение высокого уровня с С3 поступает на один из входов элемента D1.3, поэтому, на его выходе есть низкое напряжение и ключ на VT1 закрыт. Закрыт симистор оптопары U1 и мощный симистор U2. Компрессор К выключен.
Как только температура повышается и превышает заданную величину, напряжение на выходе компаратора А1 падает до нулевого уровня. Диод VD3 открывается и разряжает конденсатор С3. Теперь на С3 напряжение низкого логического уровня, которое поступает на вывод 8 D1.3. На выходе D1.3 устанавливается напряжение высокого уровня.
Ключ VT1 открывается, открывается симистор оптопары U1 и мощный симистор U2, через который подается питание на компрессор К. В это же время на обнуляющий вход счетчика D3 подается логический ноль, и счетчик начинает считать, поступающие на него импульсы от мультивибратора.
Дальше ситуация может развиваться двумя путями. Если морозильный агрегат исправен, дверца холодильника закрыта и в системе есть хладагент, то спустя время, меньшее 25-ти минут, температура в морозильной камере холодильника понизится до необходимой величины. Компаратор А1 изменит свое состояние. Диод VD3 закроется и конденсатор С3 медленно зарядится через R8. Как только напряжение на С3 достигнет уровня логической единицы счетчик D3 сбросится в нуль, а компрессор выключится.
Если по какой-то причине, температура в морозильной камере не может достигнуть требуемой величины, то примерно через 25 минут после включения компрессора на выходе счетчика D3 (вывод 1) установится логическая единица. Это приведет к тому, что на выходе D1.3 установится логический ноль и компрессор будет выключен.
Далее, логический ноль с выхода D2.1 запустит мультивибратор D2.2-D2.3, который генерирует импульсы частотой около 800 Гц. Эти импульсы, а так же импульсы от мультивибратора D1.1-D1.2 поступят на входы элемента D2.4, на выходе которого образуются пачки импульсов звуковой частоты.
Динамик В1 станет издавать прерывистый сигнал, говорящий о аварийной ситуации с холодильником. Все это будет продолжаться в течение еще 25 минут. Затем, логический уровень на выходе счетчика сменится на противоположный. Сигнализация выключится и снова включится компрессор К.
Это будет повторяться до тех пор пока в морозильной камере не будет достигнута требуемая температура (например, закроете забытую дверку холодильника) или пока не будет выключен холодильник. Таким образом, в случае аварийной ситуации, компрессор все равно будет продолжать работать в повторном режиме и не сгорит.
Стабилитрон VD1 стабилизирует опорное напряжение, величину которого устанавливают резистором R2. Цепь R7-VD3-C3-R8 нужна для того, чтобы не возникал, вредный для двигателя режим, при котором компрессор включается на слишком короткое время. Электроника питается от трансформаторного источника на Т1.
Это, совместно с оптопарой U1 гальванически развязывает схему терморегулятора от электросети, обеспечивая условия электробезопасности. Трансформатор Т1 — миниатюрный, китайский, с вторичной обмоткой на 9V при токе до 300mA. Можно использовать любой другой аналогичный.
Динамик В1 — любой. Выпрямитель VD4 можно заменить любым маломощным или среднемощным, или собрать его на диодах. Конденсатор С5 должен быть на напряжение не ниже 16V. Конденсатор С6 — на напряжение не ниже 360V.
Счетчик CD4040 можно заменить на К561ИЕ20, К561ИЕ16 или CD4020. Данное устройство не планировалось делать серийно, поэтому, печатная плата не разрабатывалась. Все смонтировано на покупной макетной печатной плате.
Основной блок расположен сзади холодильника, недалеко от компрессора. Термодатчик помещен в герметичный корпус (стеклянную бутылочку от лекарства, с резиновой пробкой) и расположен внутри морозильной камеры. Датчик связан с основным блоком экранированным кабелем.
Максимальную продолжительность непрерывной работы компрессора можно установить подбором сопротивления R9, но при этом будет изменяться частота прерывания звукового сигнала. Тон звучания сигнализации можно установить подбором сопротивления R10.
Терморегулятор своими руками
электроника для дома
В этой статье речь пойдет о простом терморегуляторе, который может быть использован как регулятор температуры аквариума, инкубатора, может быть применен в тепличном хозяйстве, и для поддержании постоянной температуры в погребе, и т.д. Данный терморегулятор довольно точен и позволяет поддерживать температуру с точностью ±0,5 0С.
Основой схемы терморегулятора служит компаратор DA1, собранный на операционном усилителе. Значение необходимой температуры устанавливается резистором R2 , который подключен к инвертирующему входу 2 микросхемы DA1. Термодатчиком служит терморезистор R5 (тип ММТ-4), подключенный к входу 3 компаратора.
Работа схемы. Когда реальное значение температуры( к примеру воздуха) ниже установленного резистором R2, на выходе DA1 уровень напряжения близок к значению напряжения питания микросхемы. Следовательно ключевой тиристор открыт, и нагревательный элемент Rн включен в сеть. Как только температура воздуха достигнет заданного значения, компаратор переключается и на его выходе напряжение будет близко к нулю. Тиристор VS1 закрывается и отключит нагрузку от питающей сети. При понижении температуры процесс повторяется.
Рис.1 Схема простого терморегулятора
Схема терморегулятора не имеет гальванической развязки с сетью, питается от параметрического стабилизатора на элементах R10, VD1.
При наладке схемы соблюдайте осторожность!
При использовании термодатчика в жидкой или влажной среде его выводы должны быть герметично изолированы. Номинал терморезистора R5 может быть в пределах 10…51 кОм, но сопротивление резистор R4 должно иметь такое же значение.
Вместо указанной на схеме микросхемы К140УД6 можно применить К140УД7, К140УД8, К140УД12, К153УД2. В качестве стабилитрона VD1 возможно использование любого с напряжением стабилизации 11…13 В.
Если нагреватель имеет мощностью более 100 Вт, то диоды VD3-VD6 должны быть более мощными (например КД246 или им подобные, с обратным напряжением не менее 400В), причем их и тринистор следует установить на небольшие теплоотводящие радиаторы. Номинал FU1 также необходимо увеличить. Регулировка устройства сводится к подбору резистора R2, R6 для надежного открывания и закрывания тринистора.
Читайте также: Регулятор мощности на MOSFETах
Термостат простой для холодильникаСделай самХотите сделать точный электронный термостат для своего холодильника? Схема твердотельного термостата, описанная в этой статье, удивит вас своей «крутой» производительностью. Введение После сборки и интеграции с любым подходящим устройством, устройство немедленно начнет демонстрировать улучшенное управление системой, экономию энергии и увеличение срока службы устройства.Обычные холодильные термостаты дороги и не очень точны. Кроме того, они подвержены износу и, следовательно, непостоянны. Здесь обсуждается простой и эффективный электронный охлаждающий термостат. Описание схемы На схеме показана простая схема, построенная на базе микросхемы IC 741, которая в основном сконфигурирована как компаратор напряжения. В нем используется трансформатор с более низким энергопотреблением, что делает схему компактной и твердотельной. После завершения сборки конфигурация схемы очень проста и выполняется со следующими элементами: ПОМНИТЕ ВНЕШНЯЯ ЦЕПЬ, ОСНОВАННАЯ НА ПОТЕНЦИАЛЕ ПОСТОЯННОГО ИСТОЧНИКА, ВНИМАНИЕ, ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ, ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ, КОТОРЫЕ БУДУТ ПРОТИВ ИСПЫТАНИЙ И ПРОЦЕДУР УСТАНОВКИ.СТРОГО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЕРЕВЯННУЮ ПЛАНУ ИЛИ ЛЮБОЙ ДРУГОЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ НОГИ; ТАКЖЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ИЗОЛИРОВАНЫ ВБЛИЗИ ПЛОЩАДКИ. Как настроить этот электронный термостат для контура охлаждения Вам понадобится образец источника тепла, который точно настроен на желаемый порог отключения для контура термостата. Список деталей R2 = Предустановка 10KR3, R9 = 56 Ом / 1Вт С1 = 105 / 400В C2 = 100 мкФ / 25 В Z1 = 12В, 1Вт стабилитрон * в блок питания добавлен вариант через оптопару, переключатель и диодный мост Как создать автоматическую схему регулятора температуры холодильника Идею этой схемы мне предложил один из ярых читателей этого блога, Mr.Густаво. Я опубликовал одну такую схему для автоматического термостата холодильника, но схема была разработана для определения более высокого уровня температуры, доступного в задней части решетки холодильника. Введение Г-н Густаво не совсем понял эту идею, и он попросил меня разработать схему термостата холодильника, которая могла бы определять холодные температуры внутри холодильника, а не горячие температуры в задней части холодильника. IC 741 была реализована в стандартном режиме компаратора, а также в виде схемы без инвертирующего усилителя. Регулировка RP1, RP2 могут быть уставками для контроля температуры, 555 временная схема для инвертирования цепей Шмитта с использованием реле для достижения автоматического управления. |
Простой электронный терморегулятор своими руками.Как сделать терморегулятор своими руками Простой электронный терморегулятор для холодильника
Соблюдение температурного режима — очень важное технологическое условие не только на производстве, но и в быту. Поскольку этот параметр настолько важен, он должен чем-то регулироваться и контролироваться. Выпускается огромное количество таких устройств, которые имеют множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой намного выгоднее, чем покупать готовый заводской аналог.
Создание термостата своими руками
Общая концепция регуляторов температуры
Устройства, которые фиксируют и одновременно регулируют заданное значение температуры, все чаще встречаются в производстве. Но они нашли свое место и в повседневной жизни. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используют терморегуляторы для воды. Такие приспособления для сушки овощей или обогрева инкубатора делают своими руками. Подобная система может найти свое место где угодно.
В этом видео мы узнаем, что такое терморегулятор:
На самом деле большинство термостатов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из следующих компонентов:
- Датчик температуры, который измеряет и фиксирует, как а также передача полученной информации в контроллер. Это происходит из-за преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые устройством. Датчик может быть термометром сопротивления или термопарой, которые по своей конструкции имеют металл, который реагирует на изменения температуры и изменяет свое сопротивление под его воздействием.
- Аналитическая единица — это сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передает сигнал на исполнительный механизм.
- Привод — это механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала от устройства ведет себя определенным образом. Например, при достижении заданной температуры клапан перекрывает подачу охлаждающей жидкости. И наоборот, как только показания упадут ниже заданных значений, аналитический блок подаст команду на открытие клапана.
Это три основные части системы контроля температуры. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие детали, например промежуточное реле. Но они выполняют лишь дополнительную функцию.
Принцип работы
Принцип, по которому работают все регуляторы, состоит в том, чтобы измерять физическую величину (температуру), передавать данные в схему блока управления, которая решает, что нужно делать в конкретном случае.
Если делать тепловое реле, то в простейшем варианте будет механическая схема управления.Здесь с помощью резистора задается некий порог, при достижении которого будет подан сигнал на актуатор.
Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы в более широком диапазоне температур, вам потребуется интегрировать контроллер. Это также поможет продлить срок службы устройства.
В этом видео вы можете посмотреть, как сделать терморегулятор для электрического отопления своими руками:
Самодельный терморегулятор
На самом деле схем изготовления термостата своими руками очень много.Все зависит от того, в какой сфере будет использоваться такое изделие. Конечно, создать что-то слишком сложное и многофункциональное крайне сложно. А вот термостат, который можно использовать для обогрева аквариума или сушки овощей на зиму, можно создать с минимумом знаний.
Самая простая схема
Самая простая схема термостата своими руками имеет бестрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно включенным стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора.Вы также можете добавить сюда стабилизатор на 12 вольт, если хотите.
Создание термостата не требует больших усилий и денежных вложений
Вся схема будет основана на стабилитроне TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора 47 кОм, сопротивления 10 кОм и термистора 10 кОм. действует как датчик температуры. Его сопротивление уменьшается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше всего подобраны для получения наилучшей точности отклика.
Сам процесс выглядит так: при напряжении больше 2.На управляющем контакте микросхемы образуется 5 вольт, потом он откроется, что включит реле, подающее нагрузку на исполнительный механизм.
Как сделать термостат для инкубатора своими руками, вы можете увидеть в представленном видео:
И наоборот, при падении напряжения ниже микросхема замкнется и реле выключится.
Во избежание дребезжания контактов реле необходимо выбирать его с минимальным током удержания. И параллельно входам нужно припаять конденсатор 470 × 25 В.
При использовании термистора NTC и уже использовавшейся микросхемы стоит сначала проверить их работоспособность и точность.
Таким образом, из получается простейший прибор , регулирующий температуру. Но с правильными ингредиентами он отлично работает в самых разных областях.
Комнатный прибор
Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимальны для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и емкостях.Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым радиатором, начиная от горячего водоснабжения и заканчивая десятками. В то же время термовыключатель имеет отличные рабочие характеристики. Причем датчик может быть как встроенным, так и выносным.
Здесь термистор, обозначенный на схеме R1, действует как термодатчик. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которых поступает на четвертый вывод микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 поступает сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.
Сопротивления резисторов должны быть выбраны таким образом, чтобы при минимально низкой температуре измеряемой среды, когда сопротивление термистора максимальное, компаратор был положительно насыщен.
Напряжение на выходе компаратора 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле К1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. В результате повышается температура окружающей среды, что снижает сопротивление датчика.На входе 4 микросхемы напряжение начинает расти и в результате превышает напряжение на выводе 5. В результате компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится примерно 0,7 вольт, что является логическим нулем. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле выключается и выключает исполнительный элемент.
На микросхеме LM 311
Такой термоконтроллер своими руками рассчитан на работу с ТЭНами и способен поддерживать заданные температурные параметры в пределах 20-100 градусов.Это наиболее безопасный и надежный вариант, поскольку в нем используется гальваническая развязка датчика температуры и цепей управления, что полностью исключает возможность поражения электрическим током.
Как и большинство подобных схем, в ее основе лежит мост постоянного тока, в одно плечо которого включен компаратор, а в другом — датчик температуры. Компаратор отслеживает рассогласование схемы и реагирует на состояние моста, когда он пересекает точку баланса. В то же время он также пытается уравновесить мост с помощью термистора, изменяя его температуру.А термостабилизация может происходить только при определенном значении.
Резистор R6 устанавливает точку, в которой должен формироваться баланс. Причем в зависимости от температуры окружающей среды в этот баланс может входить термистор R8, позволяющий регулировать температуру.
На видео вы можете увидеть анализ простой схемы термостата:
Если температура, установленная R6 ниже требуемой, значит сопротивление на R8 слишком велико, что снижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открытие полупроводника VS1. , который включит нагревательный элемент. Об этом сигнализирует светодиод.
При повышении температуры сопротивление R8 начнет уменьшаться. Мост будет стремиться к точке равновесия. На компараторе потенциал обратного входа постепенно уменьшается, а на прямом — увеличивается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс идет в обратном направлении. Таким образом, термоконтроллер своими руками включит или выключит сервопривод в зависимости от сопротивления R8.
Если LM311 отсутствует, то его можно заменить на отечественную микросхему КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальной стоимостью, высокой точностью и надежностью работы.
Необходимые материалы и инструмент
Сама по себе сборка любой схемы электрического терморегулятора не требует много времени и сил. Но для изготовления термостата требуются минимальные знания электроники, комплект деталей по схеме и инструмент:
- Паяльник импульсный.Можно и обычный, но с тонким жалом.
- Припой и флюс.
- Печатная плата.
- Кислота для протравливания следов.
Достоинства и недостатки
Даже простой терморегулятор, сделанный своими руками, имеет массу достоинств и положительных сторон. О заводских многофункциональных устройствах говорить вообще не приходится.
Регуляторы температуры позволяют:
- Поддерживать комфортную температуру.
- Экономия энергии.
- Не вовлекайте человека в процесс.
- Наблюдать за повышением качества технологического процесса.
К недостаткам можно отнести дороговизну заводских моделей. Конечно, это не касается самодельных устройств. Но производственные, необходимые при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно, если в устройстве должно быть много функций и возможностей.
В этой статье мы рассмотрим устройства, поддерживающие определенный тепловой режим или сигнализирующие о достижении заданной температуры.Такие устройства имеют очень широкий спектр применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, в теплых полах и даже быть частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию, как сделать терморегулятор своими руками и с минимальными затратами.
Немного теории
Простейшие измерительные датчики, в том числе реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплечо с двумя сопротивлениями, эталонным и элементом, изменяющим свое сопротивление в зависимости от приложенной к нему температуры.Это более четко показано на рисунке ниже.
Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного термостата, а R1, R3 и R4 — опорным плечом прибора. Это термистор. Это токопроводящее устройство, которое меняет свое сопротивление при изменении температуры.
Элементом термостата, который реагирует на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. В этом режиме происходит резкое переключение вывода микросхемы из выключенного состояния в рабочее.Таким образом, на выходе компаратора у нас всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор ПК. Когда температура достигает определенного значения в ножках R1 и R2, происходит сдвиг напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контактах 2 и 3, и компаратор переключается. Вентилятор охлаждает нужный объект, его температура падает, сопротивление резистора меняется, и компаратор выключает вентилятор. Таким образом, температура поддерживается на заданном уровне и вентилятор регулируется.
Обзор схем
Напряжение разницы с измерительного плеча подается на спаренный транзистор с высоким коэффициентом усиления, а электромагнитное реле действует как компаратор. Когда на катушке достигается напряжение, достаточное для втягивания сердечника, она срабатывает и подключается через свои контакты исполнительных механизмов. При достижении заданной температуры сигнал на транзисторах падает, одновременно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент размыкаются контакты и отключается полезная нагрузка.
Особенностью этого типа реле является наличие — это разница в несколько градусов между включением и выключением самодельного термостата, из-за наличия в цепи электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов вокруг желаемого значения. Представленный ниже вариант сборки практически лишен гистерезиса.
Принципиальная электронная схема аналогового термостата для инкубатора:
Эта схема была очень популярна для повторения в 2000 году, но и сейчас не потеряла актуальности и отлично справляется с возложенной на нее функцией.Если у вас есть доступ к старым деталям, собрать термостат своими руками можно практически бесплатно.
Сердце самоделки — интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он связан с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительный элемент R5 представляет собой резистор ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, а это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.
Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения и ложного срабатывания устройства длина провода не должна превышать 1 метр.Нагрузка регулируется тиристором VS1, и максимально допустимая мощность подключенного нагревателя зависит от его номинала. При этом на 150 Вт электронный тиристорный ключ необходимо установить на небольшой радиатор для отвода тепла. В таблице ниже приведены рейтинги радиоэлементов для сборки терморегулятора в домашних условиях.
Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, будьте внимательны при настройке, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, опасное для жизни.После сборки обязательно заизолируйте все контакты и поместите устройство в непроводящий корпус. На видео ниже показано, как собрать транзисторный термостат:
.Самодельный термостат транзисторный
Теперь мы расскажем, как сделать терморегулятор для теплого пола. Схема работы скопирована с серийного образца. Полезно для тех, кто хочет просмотреть и повторить, или как образец для устранения неполадок устройства.
Центр схемы — микросхема стабилизатора, подключенная необычным образом, LM431 начинает пропускать ток выше 2.5 вольт. Это как раз размер данной микросхемы. опорное напряжение внутреннего источника. При меньшем значении тока ничего не пропускает. Эта функция стала использоваться во всевозможных схемах термостатов.
Как видите, осталась классическая схема с измерительным плечом: R5, R4 — дополнительные резисторы, а R9 — термистор. При изменении температуры напряжение на входе 1 микросхемы смещается, и если оно достигает порога срабатывания, то напряжение идет дальше по цепи.В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 является светодиод индикации работы HL2 и оптопара U1, для оптической развязки силовой цепи от цепей управления.
Как и в предыдущей версии, устройство не имеет трансформатора, но питается от цепи гасящего конденсатора C1, R1 и R2, поэтому оно также находится под опасным для жизни напряжением, и при работе с ним необходимо соблюдать особую осторожность. схема. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых скачков в схему устанавливают стабилитрон VD2 и конденсатор С3.На приборе установлен светодиод HL1 для визуальной индикации наличия напряжения. Элементом регулирования мощности является симистор VT136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.
При этих характеристиках диапазон регулирования находится в пределах 30-50 ° C. Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, его легко настроить и легко повторить. Наглядная схема термостата на микросхеме TL431, с внешним источником питания 12 В для использования в системах домашней автоматизации, представлена ниже:
Этот термостат может управлять вентилятором компьютера, реле мощности, световыми индикаторами и звуковой сигнализацией.Для контроля температуры паяльника есть интересная схема, использующая ту же интегральную схему TL431.
Для измерения температуры ТЭНа используется биметаллическая термопара, которую можно позаимствовать с выносного счетчика в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для повышения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431 на LM351 установлен дополнительный усилитель. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.
При подключении термостата к сети необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе на корпусе паяльника через провода термопары появятся фазные напряжения. Это главный недостаток данной схемы, ведь далеко не всем хочется постоянно проверять, подключена ли вилка к розетке, и если этим пренебречь, можно получить удар током или повредить электронные компоненты при пайке. Диапазон регулируется резистором R3.Такая схема обеспечит длительную работу паяльника, исключит его перегрев и повысит качество пайки за счет стабильности температурного режима.
Еще одна идея по сборке простого терморегулятора обсуждается в видео:
Терморегулятор на микросхеме TL431
Простой регулятор для паяльника
Разобранных образцов терморегуляторов вполне достаточно для удовлетворения потребностей домашнего мастера … Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в корректировке.Эти самоделки легко приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, контроля тепла в инкубаторе или теплице, модернизации утюга или паяльника. Кроме того, вы можете восстановить старый холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными температурами, заменив сопротивления в измерительном рычаге. Надеемся, наша статья была интересной, Вы сочли ее полезной для себя и поняли, как сделать термостат своими руками в домашних условиях! Если у вас остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.
Электронный термостат для холодильника поможет в случаях, когда ваш собственный (заводской) термостат неисправен или его точность перестала быть достаточной. В старых холодильниках используется механический термостат температуры, использующий жидкость или газ, который заполняется в капилляр.
При изменении температуры изменяется и давление внутри капилляра, которое передается на мембрану (сильфон). В результате термостат включает и выключает компрессор холодильника.Конечно, такая система термостатирования имеет невысокую точность, а ее детали со временем изнашиваются.
Описание работы термостата холодильника
Как известно, температура хранения продуктов в холодильнике должна составлять + 2 … 8 градусов Цельсия. Рабочая температура холодильника +5 градусов.
Электронный термостат для холодильника характеризуется двумя параметрами: температурой запуска и остановки (или средней температурой плюс значение гистерезиса) компрессора.Гистерезис необходим, чтобы компрессор холодильника не включался слишком часто.
Данная схема предусматривает гистерезис 2 градуса при средней температуре 5 градусов. Таким образом, компрессор холодильника включается при достижении температуры + 6 градусов и выключается при падении до +4 градусов.
Этого температурного диапазона достаточно для поддержания оптимальной температуры хранения продуктов, и в то же время он обеспечивает комфортную работу компрессора, предотвращая чрезмерный износ.Это особенно важно для старых холодильников, в которых для запуска двигателя используются тепловые реле.
Электронный термостат является подходящей заменой оригинального термостата. Термостат считывает температуру с помощью датчика, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения температуры. Для этих целей часто используют термистор (NTC), но проблема заключается в его низкой точности и необходимости калибровки.
Чтобы обеспечить точную установку контролируемой температуры и избавиться от многочасовой калибровки, в этой версии был выбран термостат для холодильника.Это интегральная схема, линейно откалиброванная в градусах Цельсия с коэффициентом 10 мВ на градус Цельсия. Из-за того, что пороговая температура близка к нулю, относительное изменение выходного напряжения велико. Следовательно, сигнал с выхода датчика можно контролировать с помощью простой схемы, состоящей всего из двух транзисторов.
Поскольку выходное напряжение слишком низкое, чтобы открыть транзистор VT1, датчик LM35 включается как источник тока. Его выход нагружен резистором R1, поэтому ток на нем изменяется пропорционально температуре.Этот ток вызывает падение на резисторе R2. Падение напряжения контролирует работу транзистора VT1. Если падение напряжения превышает пороговое напряжение перехода база-эмиттер, транзисторы VT1 и VT2 открываются, включается реле К1, контакты которого подключаются вместо контактов старого термостата.
Резистор R3 создает положительную обратную связь … Это добавляет небольшой ток к R2, который смещает порог и, таким образом, обеспечивает гистерезис. Катушка электромагнитного реле должна быть рассчитана на 5 баллов… 6 вольт. Контактная пара реле должна выдерживать требуемые ток и напряжение.
Датчик LM35 находится внутри холодильника в подходящем месте. Резистор R1 припаян непосредственно к датчику температуры, что, в свою очередь, позволяет подключать LM35 к печатной плате всего двумя проводами.
Провода, соединяющие датчик, могут вносить шум в цепь, поэтому для подавления шума добавлен конденсатор C2. Схема питается от встроенного блока питания на 5 В.Потребление тока в основном зависит от типа используемого реле. должны быть надежно изолированы от сети.
Большим преимуществом этой схемы является то, что она начинает работать сразу после первого запуска и не требует калибровки или регулировки. Если возникнет необходимость немного изменить уровень температуры, то это можно сделать, подобрав сопротивления R1 или R2. Сопротивление R3 определяет величину гистерезиса.
Портативный USB-осциллограф, 2 канала, 40 МГц….
В дождливую, снежную или слякотную погоду всегда необходимо сушить обувь после улицы. Чтобы не надевать каждый раз к радиатору мокрую обувь, было решено сделать маломощный пол с подогревом для сушки обуви в коридоре, у входной двери … Как известно, контролировать температуру теплого пола нужно нужен термостат, его можно купить, но собрать прибор своими руками гораздо приятнее.
Технические характеристики:
- Максимальный коммутируемый ток: в зависимости от используемого симистора и его охлаждения.
- Рабочее напряжение: ~ 230 В
- Диапазон температур при указанных номиналах: + 35 … + 55 ° C
- Датчик температуры: выносной, тип NTC (отрицательный температурный коэффициент)
Работа термостата
В момент включения прибора сетевое переменное напряжение через бестрансформаторный блок питания (R1, R2, C1, C3, C5, VD1, VD2) выпрямляется и стабилизируется до 15В, зеленый светодиод указывает на наличие напряжения. Делитель, состоящий из R4, R5 и R9, устанавливает порог включения / выключения термостата, а поскольку пол холодный, R9 (термистор) имеет максимальное сопротивление около 10 кОм, при этом напряжение выше 2.На регулирующий вход стабилитрона TL431 через R4, R5 подается 5В, стабилитрон открыт. Ток течет по цепочке VD3, R6, HL2, U1, оптосимистор разомкнут, красный диод указывает на это. Открытый оптосимистор U1 образует делитель R7, R8, C2, симистор VS1 включается, пол нагревается. В момент повышения температуры пола сопротивление датчика R9 (термистора) уменьшается и, как следствие, наступает момент, когда напряжение на регулирующем входе стабилитрона становится ниже опорного 2.5V, TL431 замыкается, затем замыкается оптосимистор и симистор, красный светодиод гаснет, нагревательная секция отключена. По мере остывания пола на несколько градусов процесс повторяется, прибор поддерживает заданную температуру.
Настройка и установка
R4 устанавливает максимальную температуру, чем меньше сопротивление R4, тем выше максимальная температура нагрева секции нагрева. R5 устанавливает минимальную температуру, чем выше рейтинг сопротивления R5, тем шире диапазон регулирования температуры.R9 (термистор) — это датчик температуры, он снижает свое сопротивление при повышении температуры, поэтому он контролирует включение / выключение термостата в зависимости от температуры пола. С помощью R7 можно регулировать мощность на выходе термостата.
Порог включения / выключения термостата должен быть установлен после установки датчика R9. Провода датчика следует изолировать, например, термоусадочной трубкой.
Датчик следует устанавливать рядом с нагревательной секцией, например, между витками нагревательного кабеля.
Все кабели и датчик должны быть замазаны, а концы должны быть выведены в распределительную коробку. В дальнейшем на этом полу будет выложена плитка.
В моем случае корпус термостата сделан из ненужной розетки RJ-45
Плата разведена и подогнана под конкретный случай. И да, советую использовать угловые винтовые клеммы с прямыми клеммами будет очень неудобно.
Мощность нагревательной секции 300Вт, симистор необходимо установить через слюдяную прокладку на радиатор подходящего размера площадью 50 см2.Если мощность нагревательной секции не превышает 150Вт, то можно обойтись без радиатора.
Всем удачи! Заботиться о своем здоровье!
Внимание! Схема термостата не имеет защиты от перегрева нагревательной секции!
З.Ы .: Смотрите комментарии к статье.
Перечень радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Кол-во | Примечание | Магазин | Мой ноутбук | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Полупроводниковые элементы | |||||||
| VS1 | Симистор | BT136-600E | 1 | BT139-600 | В блокнот | ||
| U1 | Оптопара | MOC3061M | 1 | MOC3041 | В блокнот | ||
| VD1 | Диодный мост | DB104 | 1 | В блокнот | |||
| VD2 | Стабилитрон | 1N4744A | 1 | В блокнот | |||
| VD3 | IC опорного напряжения | TL431 | 1 | В блокнот | |||
| HL1 | Светодиод | L-132XGD | 1 | зеленый | В блокнот | ||
| HL2 | Светодиод | L-132XID | 1 | Красный | В блокнот | ||
| Резисторы | |||||||
| R1 | Резистор | 1 мОм | 1 | В блокнот | |||
| R2 | Резистор | 51 Ом 1Вт | 1 | В блокнот | |||
| R3 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R4 | Резистор | 18 кОм | 1 | * | В блокнот | ||
| R5 | Переменный резистор | 20 кОм | 1 | * | В блокнот | ||
| R6 | Резистор | 1,1 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R7 | Резистор | 270 Ом | 1 | * | В блокнот | ||
| R8 | Резистор | 30 кОм | 1 | ||||
Многие полезные вещи, которые помогут повысить комфорт в нашей жизни, легко собрать своими руками.То же самое и с термостатом (также называемым термостатом).
Этот прибор позволяет включать и выключать необходимое охлаждающее или нагревательное оборудование, регулируя при этом определенные изменения температуры в месте установки.
Например, при сильных морозах он может самостоятельно включить обогреватель, расположенный в подвале. Поэтому стоит задуматься, как можно сделать такое устройство своими руками.
Как это работает
Принцип работы термостата довольно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания мастерства изготавливают самодельные приборы.
Можно использовать много разных схем, но наиболее популярной является микросхема компаратора.
Этот элемент имеет несколько входов, но только один выход. Таким образом, на первый выход подается так называемое «опорное напряжение», имеющее значение заданной температуры. На второй подается напряжение напрямую от датчика температуры.
После этого компаратор сравнивает два значения. Если напряжение с датчика температуры имеет некоторое отклонение от «эталонного», на выход подается сигнал, который должен включить реле.После этого напряжение подается на соответствующее устройство нагрева или охлаждения.
Производственный процесс
Итак, давайте посмотрим на процесс самостоятельного изготовления простого термостата на 12 В с датчиком температуры воздуха.
Все должно быть так:
- Для начала нужно подготовить корпус. Лучше всего в этом качестве использовать старый электросчетчик, например «Гранит-1»;
- На основе того же счетчика оптимальнее собрать схему.Для этого ко входу компаратора необходимо подключить потенциометр (обычно он отмечен знаком «+»), который дает возможность установить температуру. Датчик температуры LM335 необходимо подключить к знаку «-», обозначающему обратный вход. В этом случае, когда напряжение на «плюсе» больше, чем на «минусе», на выход компаратора будет отправлено значение 1 (то есть высокое). После этого регулятор подаст питание на реле, которое в свою очередь включит, например, котел отопления.Когда напряжение, подаваемое на «минус», больше, чем «плюс», на выходе компаратора снова будет 0, после чего реле также выключится;
- Для обеспечения разницы температур, то есть работы термостата, допустим при 22 включении и 25 выключении с помощью термистора создать обратную связь между «плюсом» компаратора и его выходом. ;
- Для обеспечения питания рекомендуется делать трансформатор из катушки. Его можно взять, например, от старого электросчетчика (он должен быть индуктивного типа).Дело в том, что на катушке можно сделать вторичную обмотку. Для получения нужного напряжения 12 В достаточно будет намотать 540 витков. При этом для того, чтобы они подошли, диаметр проволоки должен быть не более 0,4 мм.
Совет мастера: для включения ТЭНа лучше всего использовать клеммную колодку счетчика.
Мощность нагревателя и установка термостата
В зависимости от уровня выдерживаемой мощности контактов используемого реле будет зависеть и мощность самого нагревателя.
В случаях, когда значение составляет примерно 30 А (это уровень, на который рассчитаны автомобильные реле), можно использовать нагреватель мощностью 6,6 кВт (исходя из расчета 30×220).
Но сначала желательно убедиться, что вся проводка, а также автомат выдерживают необходимую нагрузку.
Полезно на заметку: любители самоделок могут сделать своими руками электронный термостат на основе электромагнитного реле с мощными контактами, выдерживающего токи до 30 ампер.Такой самодельный прибор можно использовать для различных бытовых нужд.
Установку термостата необходимо проводить практически в самом низу стены помещения, так как именно там скапливается холодный воздух. Не менее важным моментом является отсутствие тепловых помех, которые могут повлиять на устройство и тем самым сбить его с толку.
Например, он не будет работать должным образом, если он установлен на сквозняке или рядом с электроприбором, сильно выделяющим тепло.
Кастомизация
Для измерения температуры лучше использовать термистор, у которого электрическое сопротивление изменяется при изменении температуры.
Следует отметить, что версию термостата, созданную из датчика LM335, указанного в нашей статье, настраивать не нужно.
Достаточно просто знать точное напряжение, которое будет приложено к «плюсу» компаратора. Узнать можно с помощью вольтметра.
Необходимые в определенных случаях значения можно рассчитать по следующей формуле: V = (273 + T) x 0,01. В этом случае T будет обозначать желаемую температуру в градусах Цельсия. Следовательно, для температуры 20 градусов значение будет 2.93 В.
Во всех остальных случаях напряжение необходимо проверять опытным путем. Для этого используется цифровой термометр типа TM-902S. Чтобы обеспечить максимальную точность настройки, датчики обоих устройств (имеется в виду термометр и термостат) предпочтительно должны быть прикреплены друг к другу, после чего можно проводить измерения.
Посмотрите видео, в котором популярно объясняется, как сделать термостат своими руками:
Самодельный механический термостат для холодильника.Как проверить термостат холодильника? Холодильный контур и срочный ремонт. Для схемы «Принудительный обдув для холодильника»
Терморегуляторы широко используются в современной бытовой технике, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при эксплуатации духовок. Принцип работы любого термостата основан на включении или выключении различных устройств при достижении определенных температурных значений.
Современные цифровые термостаты управляются кнопками: сенсорными или обычными.Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых термостатов самая дорогая. С помощью прибора вы можете предусмотреть изменение температуры по часам или установить нужный режим на неделю вперед. Управлять устройством можно удаленно: через смартфон или компьютер.
Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, изготовление термостата своими руками — довольно сложная задача, требующая серьезных знаний.А вот собрать небольшой прибор для кулера или инкубатора, под силу любому домашнему мастеру.
Чтобы понять, как работает терморегулятор, рассмотрим простое устройство, которое используется для открытия и закрытия заслонки шахтного котла и срабатывает при нагревании воздуха.
Для работы устройства использовались 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, возвратная пружина, цепь, идущая к котлу, и узел регулировки в виде кран-буксы. Все комплектующие были установлены на котел.
Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагревании трубы расширяются, за счет этого смещаются рычаги, и заслонка закрывается. По мере остывания трубы они уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основная проблема при использовании этой схемы заключается в том, что очень сложно точно определить порог срабатывания термостата.Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных компонентов.
Схема работы простого термостата
Обычно для поддержания заданной температуры используются релейные схемы. Основные элементы, входящие в состав данного оборудования:
- датчик температуры;
- схема порога;
- исполнительное или индикаторное устройство.
В качестве датчика могут использоваться полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термостаты.
Схема термостата реагирует на превышение параметра над установленным уровнем и включает исполнительное устройство. Самый простой вариант такого устройства — биполярный транзисторный элемент. В основе теплового реле лежит триггер Шмидта. Термистор действует как датчик температуры — элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от увеличения или уменьшения градусов.
R1 — потенциометр, который устанавливает начальное смещение на термисторе R2 и потенциометре R3. Благодаря настройке исполнительный механизм срабатывает и реле К1 переключается при изменении сопротивления термистора.При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему напряжению питания оборудования. Для защиты выходного транзистора от скачков напряжения параллельно включен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключенного элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.
Внимание! В Интернете можно увидеть картинки с чертежами терморегулятора для различного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не совпадают.Иногда картинки могут просто представлять другие устройства. Поэтому запускать производство можно только после внимательного изучения всей информации.
Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего термостата и температурным диапазоном, в котором он будет работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для обогрева — другие.
Термостат на трех элементах
Одним из простейших устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой самодельный термостат, предназначенный для вентилятора в ПК.Все работы выполняются на макетной плате. Если есть проблемы с поддоном, то можно взять беспаечную плату.
Схема термостата в данном случае состоит всего из трех элементов:
- силовой транзисторный полевой МОП-транзистор (канал N), можно использовать полевой МОП-транзистор IRFZ24N 12 В и 10 А или силовой полевой МОП-транзистор IFR510;
- потенциометр 10 кОм;
- Термистор NTC 10 кОм, который будет действовать как датчик температуры.
Датчик температуры реагирует на повышение градусов, из-за чего срабатывает вся цепь, и включается вентилятор.
А теперь перейдем к настройке. Для этого включите компьютер и отрегулируйте потенциометр, задав значение выключенного вентилятора. В момент, когда температура приближается к критической, мы максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти вращаются очень медленно. Регулировку лучше произвести несколько раз, чтобы убедиться в исправной работе оборудования.
Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, существенно различающиеся по внешнему виду и техническим характеристикам… Каждое сопротивление или реле имеет несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны на схеме, можно взять другие, соответствующие параметрам с образцами.
Термостаты для отопительных котлов
При регулировке систем отопления важна точная калибровка прибора. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы вы можете использовать следующую схему.
По данной схеме можно создать внешнее оборудование для управления твердотопливным котлом.Роль стабилитрона выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности термистора снижать сопротивление при нагревании. Резистор подключается к сети делителя напряжения электричества. Требуемую температуру можно установить с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Результирующий ток поступает на конденсатор С1. К 2И-НЕ подключен конденсатор, контролирующий срабатывание одного триггера. Последний подключен ко второму курку.
Регулирование температуры происходит по следующей схеме:
- при уменьшении градусов напряжение в реле увеличивается;
- при достижении определенного значения вентилятор, подключенный к реле, отключается.
На слепыша лучше паять. В качестве аккумулятора можно взять любое устройство, работающее в пределах 3-15 В.
Осторожно! Установка самодельной техники любого назначения в системы отопления может привести к выходу оборудования из строя.Более того, использование таких устройств может быть запрещено на уровне служб, обеспечивающих связь в вашем доме.
Цифровой термостат
Чтобы создать полнофункциональный термостат с точной калибровкой, вам не обойтись без цифровых элементов. Рассмотрим устройство для контроля температуры в небольшом овощехранилище.
Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление различными электронными устройствами. Микроконтроллер PIC16F628A содержит 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения CCP и обмен данными USART.
При работе термостата значение существующей и установленной температуры поступает на MT30361 — трехзначный индикатор с общим катодом. Для установки необходимой температуры используйте кнопки: SB1 — для уменьшения, SB2 — для увеличения. Если вы выполняете настройку, удерживая нажатой кнопку SB3, вы можете установить значения гистерезиса. Минимальное значение гистерезиса для этой схемы составляет 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.
При создании любого из устройств важно не только правильно спаять саму схему, но и подумать, как лучше разместить оборудование.Необходимо, чтобы сама плата была защищена от влаги и пыли, иначе не избежать короткого замыкания и выхода из строя отдельных элементов. Также следует позаботиться о том, чтобы изолировать все контакты.
Видео
Для поддержания необходимого температурного диапазона в современном холодильнике используется специальный термостатический прибор, сокращенно термостат. Термостат холодильника включает и выключает компрессор. Иногда возникает ситуация, когда он выходит из строя, и заменить его нечем, тогда можно найти правильное решение и сделать его самостоятельно, рассмотрев схему такого устройства.
Термостат имеет гальваническую развязку от питающего напряжения и позволяет с достаточной точностью поддерживать температуру внутри холодильной камеры.
Термостат холодильника на ОС TLC271
Датчик температуры LM335. По сути, как следует из описания, это регулятор напряжения, параметры которого чувствительны к перепадам температуры. LM335 подключается всего двумя контактами. Катод подключен к плюсу через нагрузочный резистор R1, а анод к минусу.
Напряжение с LM335 поступает на прямой вход компаратора TLC271, на его обратном входе есть потенциал от делителя напряжения на сопротивлениях R3, R4, R5.
Диапазон температур во внутренней камере холодильника регулируется переменным сопротивлением R4. Если температура поднимается выше этого диапазона, то напряжение на прямом входе компаратора будет уменьшаться по сравнению с обратным входом. Это создаст на выходе компаратора сигнал логической единицы, который включит транзистор.
В коллекторной цепи транзистора КТ3102 включены два опто-тиристора. Их светодиодные части соединены последовательно, а их тиристорные компоненты параллельны и направлены в противоположную сторону. Поэтому появляется интересная возможность управления переменным током (первый тиристор оптопары работает на первой полуволне, а второй — на второй. Включается компрессор холодильника.
Как только температура внутри холодильной камеры падает ниже установленного диапазона, на выходе компаратора формируется уровень логического нуля и компрессор выключается.
В этом варианте схемы компрессор включается, когда температура достигает +6 градусов, и выключается, когда она падает до +4 градусов по Цельсию.
Этого температурного диапазона вполне достаточно для поддержания необходимой температуры хранения продуктов, при этом обеспечивается комфортная работа компрессора, предотвращающая его сильный износ. Это особенно актуально для старых моделей, использующих тепловое реле для запуска двигателя.
Термостат холодильника на LM35
Термостат считывает температуру с помощью датчика LM35, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры в холодильной камере, линейно откалиброванного с коэффициентом 10 мВ на 1 градус Цельсия.
Так как выходного напряжения явно не хватает для размыкания VT1, датчик LM35 включается по цепи источника тока. Его выход нагружен сопротивлением R1, поэтому сила тока изменяется пропорционально температуре в камере. Этот ток вызывает падение сопротивления R2. Падение напряжения контролирует работу первого биполярного транзистора VT1. Если падение напряжения выше порогового уровня напряжения эмиттерного перехода, оба транзистора открываются, срабатывает реле К1, а его передние контакты запускают электродвигатель.
Сопротивление R3 создает петлю положительной обратной связи. Это обеспечивает гистерезис, предотвращающий слишком частый запуск компрессора. Обмотка электромагнитного реле должна быть на пять вольт, а его контакты должны выдерживать ток и напряжение, протекающие через них, см.
Датчик температуры LM35 расположен в правильном месте внутри холодильной установки. Сопротивление резистора R1 припаяно непосредственно к датчику, так что вы можете подключить LM35 к плате всего двумя проводами.
Если нужно немного отрегулировать уровень температуры, то это можно сделать, подобрав значение сопротивлений резисторов R1 или R2. Резистор R3 устанавливает значение гистерезиса.
В основе конструкции — операционный усилитель К157УД1 с выходным током 300 мА, что позволяет подключать оптотиристор непосредственно к выходу ОУ без использования буферного транзистора. Операционный усилитель включен как компаратор. Температура отключения компрессора холодильника задается сопротивлением R1.Разница между температурой включения и выключения устанавливается сопротивлением R4.
Вместо электронного ключа на оптосимисторе и мощном симисторе VS1 можно использовать обычное реле с током переключения 10 Ампер. В этом случае катушка реле подключается к шестому выводу микросхемы DA1 и третьему выводу DA2. К этим же клеммам подключен демпфирующий диод. В случае использования реле потребуется увеличить емкость конденсатора С5 до 1 мкФ.Если в конструкции будет использоваться электронный ключ, то диоды VD1 и VD2 можно будет исключить, подключив второй вывод DA2 непосредственно к корпусу.
Ведь никто не может запретить нам использовать один из них для возможной замены.
Фиг.1
Генератор на микросхеме DD1 на рис. 1 имеет две независимые схемы синхронизации, соответственно R1, R3, C1; и R2, R3, C2; которые переключаются ключами на микросхеме DD2. Управление ключами осуществляется импульсами с выхода пятнадцатого разряда делителя DD1.На высоком уровне на выводе 5 DD1 резисторы R2, R4 и конденсатор C2 подключены к внутренним логическим элементам микросхемы К176ИЕ5 через ключи DD2.1 и DD2.4. При низком уровне на выводе 5 микросхемы К176ИЕ5 резисторы R1, R3 и конденсатор С1 подключены к выводам 11 и 12 DD1 через ключи DD2.3 и DD2.2 соответственно. Таким образом, если параметры схем синхронизации отличаются, то длительность импульса будет отличаться от длительности спада. Получается RC-генератор с настраиваемыми параметрами.Частоту RC-генератора можно приблизительно определить по формуле F = 0,7 / RC. На выводе 5 DD1 частота генератора делится на 32768. Диапазон регулировки может быть установлен в широком диапазоне от десятых долей секунды до многих часов. Так, например, при R = 3,3 мОм, C = 1 мкФ, T = 455 часов (F = 0,2 Гц).
При расчете продолжительности необходимо помнить, что время работы или паузы холодильника будет вдвое меньше расчетного, так как только часть периода берется из выхода 15, или высокого уровня, или низкого.Резисторы R1 и R2 необходимы для установки минимальных значений срабатывания и паузы холодильника. Элементы R2, R4, C2 определяют время работы холодильника (контакты реле K1 замкнуты), а элементы R1, R3, C1 — продолжительность паузы.
Практически установлено, что диапазона регулировки от 5 до 30 минут достаточно. Для такого диапазона необходимо принять следующие значения схем синхронизации: R1 = R2 = 43k, R3 = R4 = 470k, C1 = C2 = 0.15mk. Для больших диапазонов регулировки значения переменных резисторов можно увеличить до 1 мОм.
При появлении единицы на 14-м бите счетчика (состояние 01) RC-генератор работает с включенными элементами синхронизации паузы — R1, R3, C1. Следующее состояние счетчика — 10. 15-битный блок включает элементы синхронизации работы — R2, C2 и резисторы R1, R3, R4 подключены параллельно R2. Генератор работает на другой частоте, поэтому временной интервал t1 не равен временному интервалу t2. При показателе счетчика 11 параллельно включаются элементы хронометража и паузы и работа.Причем, если при параллельном включении суммировать емкости С1, С2, то номиналы резисторов рассчитываются по известной формуле и всегда будут меньше меньшего номинала резисторов, подключенных параллельно. (при номиналах, указанных на схеме, разница между максимальным и минимальным влиянием на сопротивление рабочей цепи составит 1 кОм). Временной интервал t3 будет отличаться от интервала t2, но их сумма будет наработкой холодильника.Состояние 00 интересно тем, что значения емкостей C1, C2 суммируются не только друг с другом, но и с небольшими значениями емкостей переходов открытых ключей при последовательном соединении. То есть общая ёмкость цепи ГРМ будет очень небольшой. Даже с большим резистором R1 + R3 + R4, подключенным к RC-цепи, частота генератора будет большой, а временной интервал t4 будет составлять доли секунды (максимум 0,8 секунды, минимум 0,2 секунды). Время t4 добавляется ко времени t1 и является временем паузы.
Время работы при номинальных значениях, указанных на диаграмме, составляет 20-23 минуты. Время паузы варьируется от 3 до 30 минут. Практически определено, что любой режим работы холодильника можно установить, изменив только продолжительность паузы.
Если вам нужны другие интервалы времени работы и пауз, то нужно руководствоваться простым правилом … Чтобы уменьшить влияние схем синхронизации на расчетную частоту при их соединении между собой, необходимо увеличить номинальную емкость. в RC-цепи подключен к старшему разряду счетчика.А в RC-цепи, подключенной к младшему разряду счетчика, необходимо увеличить номиналы резисторов.
Блок с выхода 15-го бита счетчика через резистор R5 и переключатель на транзисторе VT1 включает промежуточное реле К1. Промежуточное реле было выбрано для уменьшения габаритов источника питания. Использовано реле типа РЭС6 по паспорту РФО.452.145. Более мощное реле на 220 В может быть любым с контактами, выдерживающими коммутируемый ток не менее 10 А.
Резисторы МЛТ-0,125, Р3 -СПО-0,5. Конденсаторы: С1 — КМ5Б, С2 — К73-17. Микросхему К561КТ3 можно заменить без изменения печатной платы на К176КТ1. Реле К1 и конденсатор фильтра С3 расположены вместе с источником питания.
Литература.
Бирюков С.А. Цифровые устройства на МОП-микросхемах. — М., Радио и связь, 1990
Банников В.В., Радио 8.1994
В этой статье мы рассмотрим устройства, поддерживающие определенный тепловой режим или сигнализирующие о достижении заданной температуры.У таких устройств очень широкий спектр применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, на теплых полах и даже быть частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию, как сделать терморегулятор своими руками и с минимальными затратами.
Немного теории
Простейшие измерительные датчики, в том числе реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплечо с двумя сопротивлениями, эталонным и элементом, изменяющим свое сопротивление в зависимости от приложенной к нему температуры.Это более четко показано на рисунке ниже.
Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного термостата, а R1, R3 и R4 — опорным плечом прибора. Это термистор. Это токопроводящее устройство, которое меняет свое сопротивление при изменении температуры.
Элементом термостата, который реагирует на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. В этом режиме происходит скачок вывода микросхемы из выключенного состояния в рабочее положение.Таким образом, на выходе компаратора у нас всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор ПК. Когда температура достигает определенного значения в ножках R1 и R2, происходит сдвиг напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на выводе 2 и 3, и компаратор переключается. Вентилятор охлаждает нужный объект, его температура падает, сопротивление резистора меняется, и компаратор выключает вентилятор. Таким образом поддерживается заданная температура и регулируется работа вентилятора.
Обзор схем
Напряжение разницы с измерительного плеча подается на спаренный транзистор с высоким коэффициентом усиления, а электромагнитное реле действует как компаратор. Когда на катушке достигается напряжение, достаточное для втягивания сердечника, она срабатывает и подключается через свои контакты исполнительных механизмов. При достижении заданной температуры сигнал на транзисторах падает, одновременно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент размыкаются контакты и отключается полезная нагрузка.
Особенностью этого типа реле является наличие — это разница в несколько градусов между включением и выключением самодельного термостата, из-за наличия в цепи электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов вокруг желаемого значения. Представленный ниже вариант сборки практически лишен гистерезиса.
Принципиальная электронная схема аналогового термостата для инкубатора:
Эта схема была очень популярна для повторения в 2000 году, но и сейчас не потеряла актуальности и отлично справляется с возложенной на нее функцией.Если у вас есть доступ к старым деталям, собрать термостат своими руками можно практически бесплатно.
Сердце самоделки — интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он связан с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительный элемент R5 представляет собой резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, а значит, при нагревании его сопротивление уменьшается.
Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения и ложного срабатывания устройства длина провода не должна превышать 1 метр.Нагрузка регулируется тиристором VS1, и максимально допустимая мощность подключенного нагревателя зависит от его номинала. При этом на 150 Вт электронный тиристорный ключ необходимо установить на небольшой радиатор для отвода тепла. В таблице ниже приведены рейтинги радиоэлементов для сборки терморегулятора в домашних условиях.
Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, будьте внимательны при настройке, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, опасное для жизни.После сборки обязательно заизолируйте все контакты и поместите устройство в непроводящий корпус. На видео ниже показано, как собрать транзисторный термостат:
.Самодельный термостат транзисторный
Теперь мы расскажем, как сделать терморегулятор для теплого пола. Схема работы скопирована с серийного образца. Полезно для тех, кто хочет просмотреть и повторить, или как образец для устранения неполадок устройства.
В центре схемы находится микросхема стабилизатора, подключенная необычным образом, LM431 начинает пропускать ток выше 2.5 вольт. Именно на это значение в данной микросхеме встроен источник опорного напряжения. При меньшем значении тока ничего не пропускает. Эта функция стала использоваться во всевозможных схемах термостатов.
Как видите, осталась классическая схема с измерительным плечом: R5, R4 — дополнительные резисторы, а R9 — термистор. При изменении температуры напряжение на входе 1 микросхемы смещается, и если оно достигает порога срабатывания, то напряжение идет дальше по цепи.В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 является светодиод индикации работы HL2 и оптопара U1, для оптической развязки силовой цепи от цепей управления.
Как и в предыдущей версии, устройство не имеет трансформатора, но питается от цепи гасящего конденсатора C1, R1 и R2, поэтому оно также находится под опасным для жизни напряжением, и при работе с ним необходимо соблюдать особую осторожность. схема. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых скачков в схему устанавливают стабилитрон VD2 и конденсатор С3.На приборе установлен светодиод HL1 для визуальной индикации наличия напряжения. Элементом регулирования мощности является симистор VT136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.
При этих характеристиках диапазон регулирования находится в пределах 30-50 ° C. Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, его легко настроить и легко повторить. Наглядная схема термостата на микросхеме TL431, с внешним источником питания 12 вольт для использования в системах домашней автоматизации, представлена ниже:
Этот термостат может управлять вентилятором компьютера, реле мощности, световыми индикаторами и звуковой сигнализацией.Для контроля температуры паяльника есть интересная схема, использующая ту же интегральную схему TL431.
Для измерения температуры ТЭНа используется биметаллическая термопара, которую можно позаимствовать с выносного счетчика в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для повышения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431 на LM351 установлен дополнительный усилитель. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.
При подключении термостата к сети необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе на корпусе паяльника через провода термопары появится фазное напряжение. Это главный недостаток данной схемы, ведь далеко не всем хочется постоянно проверять, подключена ли вилка к розетке, и если этим пренебречь, можно получить удар током или повредить электронные компоненты при пайке. Диапазон регулируется резистором R3.Такая схема обеспечит длительную работу паяльника, исключит его перегрев и повысит качество пайки за счет стабильности температурного режима.
Еще одна идея по сборке простого терморегулятора обсуждается в видео:
Терморегулятор на микросхеме TL431
Простой регулятор для паяльника
Разобранных образцов терморегуляторов вполне достаточно для удовлетворения потребностей домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не требуют настройки.Эти самоделки легко приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, контроля тепла в инкубаторе или теплице, модернизации утюга или паяльника. Кроме того, вы можете восстановить старый холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными температурами, заменив сопротивления в измерительном рычаге. Надеемся, наша статья была интересной, Вы сочли ее полезной для себя и поняли, как сделать термостат своими руками в домашних условиях! Если у вас остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.
Вот конструкция термостата для холодильника, который эксплуатируется более 2-х лет. А началось все с того, что, вернувшись с работы и открыв холодильник, он обнаружил, что там тепло. Поворот ручки термостата не помог — холода не появлялись. Поэтому решил не покупать новый блок, что тоже редкость, а сделать электронный термостат на ATtiny85 самостоятельно. С оригинальным терморегулятором разница в том, что датчик температуры находится на полке, а не спрятан в стене.Вдобавок появилось 2 светодиода — сигнализируют о том, что агрегат включен или температура выше верхнего порога.
Схема термостата холодильникаМК
Фото оригинального термостата и самоделки
Для подключения требовалось провести второй провод 220 В (взятый от осветительной лампы) для питания трансформатора.
Разъем, к которому подключен потенциометр, также является разъемом программирования ISP.
Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.
Термостат на данный момент работает без проблем, а главное стоит примерно в 10 раз дешевле оригинала.
Трансформатор здесь на 6 В. Он выбран так, чтобы минимизировать потери на микросхеме 7805.
Реле здесь можно поставить на 12 В. Если подать напряжение на него до стабилизатора.Для снижения затрат можно было бы создать бестрансформаторный блок питания, хотя есть сторонники и противники такого решения (электробезопасность). Еще одно сокращение затрат — отказ от микроконтроллера AVR. Есть термометры Далласа, которые также могут работать в режиме термостата.
Простая схема термостата с использованием транзисторов
Электронный термостат, описанный здесь, может использоваться для управления температурой в помещении путем соответствующего включения (включения и выключения) нагревательного устройства.
Автор: R.K. Singh
Описание работы электронного термостата
В качестве датчика в схеме используется термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент).
— Пока температура окружающей среды остается выше значения, установленного потенциометром, реле, соответственно, остается неактивным, и можно видеть красный светодиод.
— Если температура окружающей среды становится ниже установленного значения, срабатывает реле и загорается зеленый светодиод.
Потенциометр необходимо тщательно отрегулировать, чтобы получить желаемый эффект.
Для настройки предлагаемой схемы транзисторного термостата NTC заключен в стеклянную трубку, а его выводы заканчиваются длинными проводами, так что его можно разместить в желаемом месте для требуемого измерения.
Схема устанавливается путем помещения стеклянной трубки термистора вместе с ртутным термометром в емкость, наполненную тающей ледяной водой, и в следующей процедуре ее помещают при температуре окружающей среды и, наконец, рядом с газовой горелкой для выполнения всех уровней настройки.
В каждом из вышеупомянутых случаев точка, в которой только что загорается зеленый светодиод, определяется путем осторожного перемещения ручки кастрюли в сторону максимума и отметки ее линией над ручкой шкалы, чтобы выполнить соответствующие калибровки температуры. Эти отметки затем соответствующим образом маркируются соответствующими температурами, которые одновременно регистрируются на соответствующем термометре.
Работа схемы довольно проста, и ее можно понять, оценив каждое отключенное и запускающее состояния транзистора.
До тех пор, пока сопротивление NTC очень высокое (при низкой температуре окружающей среды), транзистор T1 переходит в насыщение, если установка потенциометра позволяет это.
Учитывая описанную выше ситуацию, транзисторы T1, T2, T3 и T4 насыщаются, а также активируют реле.
Используемое реле может быть двойным контактом, и каждый раз, когда оно активируется, выполняются две операции: одна пара контактов для переключения светодиодов, а другая для включения нагревателя или желаемой нагрузки.
Конденсатор C1 гарантирует резкие изменения значения NTC.
Принципиальная схема
Спецификация материалов для указанной выше цепи транзисторного термостата:
— Резисторы: R1, R4, R6: 10 кОм, R2: 12 кОм, R3: 6,8 кОм, R5: 33 кОм, R7: 470 кОм, R8: 2,2 кОм , R9: 560 Ом.
— Потенциометр: линейный 10К.
— NTC: отрицательный температурный коэффициент 10К.
— Конденсаторы: C1: 100nF, C2: 47uF, 10V (электролитический конденсатор).
— Светодиоды: 1 красный, 1 зеленый
— Транзисторы T1 и T3: 2N2222, T2: 2N2907, T4: 2N2905
— Реле: 12 В DPDT.
Патент США на электронный термостат для духовки Патент (Патент № 5,528,017, выданный 18 июня 1996 г.)
Уровень техники1. Область изобретения
Настоящее изобретение относится к термостату для использования с духовым шкафом и, в частности, к электронному термостату для использования с духовым шкафом, который может включать в себя функцию самоочистки.
2. Предпосылки создания
В большинстве современных печей для приготовления пищи используются электромеханические устройства в качестве термостатов для измерения и последующего регулирования температуры в камере духовки.В большинстве этих устройств используется устройство с капиллярной трубкой для измерения температуры в камере печи, при этом расширяющаяся жидкость в системе расширяет диафрагму, когда она горячая, и управляет переключателем для включения или выключения нагревательных элементов. Обычно при таком расположении колебания температуры не контролируются жестко, и регулирование является точным только в то время, когда оно первоначально откалибровано.
На основании данных полевого обслуживания было установлено, что надежность таких механических устройств не так хороша, как ожидается в производстве печей и печей.Долгое время считалось, что с помощью электронных схем можно добиться существенного улучшения точности, контроля и надежности по сравнению с механическими термостатами, как описано выше. Определенное количество электронных средств управления было разработано в области регулирования температуры духовки. Следует отметить, что многие из них используют клавиатуру или поворотные энкодеры для ввода и электронные дисплеи для обратной связи с пользователем. В таких методах используются калиброванные ручки, аналогичные механическим. Потребитель не может определить с помощью представленных средств управления, что в таких устройствах используется электронная схема.
Другие методы, применяемые в области термостатов духовок, включают использование биметаллического чувствительного элемента, который замыкает или размыкает электрический контакт для управления цепью, ведущей к электронной нагревательной печи, или, в случае газового агрегата, двухстороннего металлический элемент может использоваться для управления подвижным элементом клапана для управления подачей топлива в горелку в ответ на измеренную температуру печи. Еще одна технология включает использование биметаллического элемента, нагреваемого электрическим током в ответ на воздействие термистора в духовке для измерения температуры печи.Биметаллический элемент механически управляет клапаном топливного газа и электрическим реле для включения или выключения соответствующего топливного клапана.
Поиск по уровню техники, направленный на предмет данной заявки и проведенный в Управлении по патентам и товарным знакам США, раскрыл следующие патенты США. №:
4 493 980
4,524,264
4 948 950
4 958 062
5 040 724
5 053 605
5,126,536
5,256,860
Ни в одном из вышеперечисленных патентов не описан электронный термостат, регулирующий температуру духовки, который эффективно измеряет температуру в камере духовки, включая линейный потенциометр, настроенный на температуру готовки и очистки.В настоящей конструкции напряжение генерируется для управления реле, чтобы включить нагревательный элемент для поддержания температуры в камере печи. Его также можно использовать как в газовых, так и в электрических духовках, даже в тех, которые могут включать функцию самоочистки для управления температурой готовки и очистки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯСхема настоящего изобретения включает в себя электронные средства управления для нагревательного элемента печи, использующие электронные средства для генерации сигналов управления в ответ на измеренную температуру печи.Измеренная температура печи сравнивается с эталонным сигналом, установленным пользователем с помощью обычного поворотного линейного потенциометра, то есть с переменным сопротивлением. Настоящее изобретение элементарно включает в себя источник опорного напряжения, источник постоянного тока, усилитель с высоким коэффициентом усиления и аналоговый выходной компаратор, который включает гистерезис. Он также включает в себя драйвер реле для управления нагревательными элементами. Включены различные схемы безопасности для защиты от условий теплового разгона, которые могут вызвать затруднения.
Первоначально опорный источник генерируется через опорный сигнал с компенсацией нуля, такой как стабилитрон или опорный сигнал запрещенной зоны. Чтобы гарантировать постоянную нагрузку опорного источника, операционный усилитель, сконфигурированный как повторитель напряжения, действует как буфер для выхода. Этот эталонный источник широко используется в цепи везде, где необходимо сравнивать напряжения. Сравнение напряжений с таким источником постоянного напряжения гарантирует, что дрейф опорного напряжения и все сравнительные напряжения также будут дрейфовать пропорционально, что позволяет поддерживать точность заданного значения температуры.
Источник постоянного тока используется для определения температуры печи. Напряжение, полученное из опорного сигнала, генерируется резистивным делителем и подается на положительный вход операционного усилителя. Отрицательный вход операционного усилителя включает постоянный резистор на землю и термистор на выходе. Поскольку напряжение на отрицательном выводе должно равняться положительному выводу, и поскольку смещение происходит от элемента термистора, через термистор, таким образом, устанавливается постоянный ток.Следовательно, когда значение терморезисторного зонда изменяется с температурой, выходное напряжение усилителя зонда также изменяется.
Выходной сигнал схемы пробника затем расширяется на отрицательный вход каскада операционного усилителя с высоким коэффициентом усиления. Положительное смещение входа ступени задается пользователем напряжением на стеклоочистителе линейного потенциометра установления температуры. Поскольку коэффициент усиления очень высокий, только часть напряжения зонда, которая находится рядом с точкой смещения положительного входа операционного усилителя, вызовет линейный выходной сигнал.Остальная часть диапазона находится на уровне B + или на земле. Таким образом, на этом этапе можно рассматривать только часть выходного сигнала датчика около заданного значения температуры, что существенно увеличивает чувствительность используемого датчика. Затем выходной сигнал ограничительного усилителя подается на каскад компаратора, который включает гистерезис. Величина гистерезиса изначально регулируется значением резистора положительной обратной связи. Этот каскад обеспечивает системе существенную помехозащищенность. На выходе каскад также буферизуется транзисторами драйвера реле.Фактическая обратная связь для всей системы — это полость печи, которая зависит от ее размера, мощности включенного в нее нагревательного элемента и размещения датчика температуры. Из-за этого необходимо определять коэффициент усиления ограничителя и значение гистерезиса для разных печей. В испытательной печи было определено, что примерно ± 18 ° C. Было обнаружено отклонение от заданного значения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖАЛучшее понимание настоящего изобретения может быть получено при рассмотрении следующего подробного описания, взятого вместе с прилагаемым чертежом, на котором:
На единственном чертеже представлена принципиальная схема электронного термостата в соответствии с настоящим изобретением.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯОбращаясь теперь к чертежу, источник опорного напряжения по настоящему изобретению состоит из операционного усилителя U1B на микросхеме, резистора R1 и диодов D1 и D2. Следует отметить, что резистор R1 является понижающим резистором, используемым для питания стабилитронов D1 и D2. Конкретные используемые стабилитроны представляют собой стабилитроны на 5,1 вольт, выбранные в той мере, в какой они демонстрируют характеристику компенсации нулевой температуры. Напряжение, возникающее на стабилитронах, затем подается на положительный вход операционного усилителя UIB, который сконфигурирован как повторитель напряжения.Выход 7 U1B представляет собой опорное напряжение 10,2 В и как таковое используется во всей схеме настоящего изобретения.
Микросхема операционного усилителя U1A является усилителем пробника. Опорное напряжение делится резисторами R3 и R4, сконфигурированными как делитель, примерно до 3,25 В и, таким образом, подается на положительный вход 3 усилителя U1A. В установившемся режиме на отрицательном входе также должно быть 3,25 В, которое вырабатывается на резисторе R5. Это смещение подается с выхода U1A через переменное сопротивление TP1, которое функционирует как датчик температуры.Поперек пробника также установлен конденсатор C2, который выполняет функцию шумового фильтра. Поскольку резистор R5 является фиксированным резистором, выходное напряжение усилителя U1A изменяется по мере изменения значения резистора TP1 датчика температуры, чтобы поддерживать ток управления в резисторе R5. Поскольку на выходе получается:
Vвых. = Vdiv * ((R5 + RTD)) / (R5)
Как можно видеть, выход U1A, соединенный с отрицательным входом усилителя U1C, обеспечивает очень высокий коэффициент усиления (в данном варианте осуществления составляет приблизительно от 40 до 47).Поскольку размах выходного сигнала ограничен B + и землей, очевидно, что только часть напряжения зонда может быть усилена. Смещение положительного зонда определяет, какая часть напряжения зонда усиливается. Таким образом, это смещение и определяет уставку температуры термостата. Резисторы R6 и R13 определяют коэффициент усиления микросхемы усилителя U1C. Резистор R7 используется для балансировки тока смещения операционного усилителя U1C. Резисторы R8, R9 и R10 используются для установки диапазона периода регулировки.Следует отметить, что резистор R9 является переменным, с использованием линейного поворотного потенциометра, так что управление представляет собой внешний вид для потребителя или пользователя, который аналогичен большинству традиционных элементов управления термостатом в кухонных печах предшествующего уровня техники. Конденсатор C3 используется как фильтр шума.
Конечный операционный усилитель микросхемы U1D функционирует как компаратор с величиной гистерезиса. В показанной схеме резисторы R11 и R12 устанавливают напряжение сравнения на положительный вход усилителя U1D, а резисторы R16 и R17 обеспечивают положительную обратную связь, необходимую для гистерезиса.В этом случае примерно ± 0,75 вольт. Этот этап фактически выполняет две функции. Во-первых, он дополнительно сужает диапазон регулирования до примерно ± 18 ° С. F. и, во-вторых, он обеспечивает определенную помехозащищенность в точке переключения за счет положительной обратной связи.
Транзисторы Q1 и Q2 являются драйверами реле. Реле K1 на своем контакте K1A включает или выключает нагревательные элементы для поддержания температуры духового шкафа.
Видно, что полость печи будет эффективно обеспечивать общую обратную связь системы от нагревательного элемента к датчику температуры TP1.Хотя это и не показано в настоящей схеме, можно добавить дополнительные операционные усилители в качестве компараторов для определения условий неисправности и обеспечения эффективного безопасного отключения нагревательного элемента духовки в ненадлежащих условиях.
Хотя был показан только один вариант осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что многочисленные модификации могут быть выполнены без отклонения от духа настоящего изобретения, которое должно быть ограничено только объемом прилагаемой формулы изобретения. к настоящему.
Схема подключения датчика температуры. Котел и термостат от той же фирмы
С наступлением холодов многие начинают задумываться о дополнительном отоплении своего дома. Так как с началом отопительного сезона, как правило, ремонтные работы начинаются в местах прорыва теплотрасс. Или есть мысли перейти на электрическое отопление, как дополнительную альтернативу загородному дому. В этой статье мы поговорим о терморегулирующем устройстве — термостате, а именно поговорим о том, как установить и подключить термостат к инфракрасному обогревателю.
Нюансы установки
Мы не будем вдаваться в типы и типы регуляторов, устраивать сличения и турниры. Все они по-своему хороши и выполнят свое предназначение, служа с верой и правдой. Первое, на что хочу обратить ваше внимание, это место установки. Это не зависит от того, какой у вас тип обогревателей: инфракрасный, панельный, конвекционный.
Установка термостата с датчиком температуры воздуха запрещена в следующих местах:
- в непосредственной близости от обогревателей;
- в местах сквозняков;
- в зоне нагрева инфракрасных излучателей.
Все эти места непригодны для размещения термостата, потому что при нахождении рядом с обогревателем воздух рядом с ним раньше нагреется до нужной температуры, что приведет к ложному срабатыванию, в результате чего помещение будет не нагреваться до комфортной температуры.
Если установить термостат в зоне нагрева ИК-обогревателя, его корпус нагревается раньше и искажает показания датчика. В местах, где есть сквозняк, датчик не покажет нужную температуру и обогреватели будут перегревать комнату, потребляя лишнюю электроэнергию.По высоте датчик температуры должен располагаться в зоне комфорта, на уровне 1,5 метра от пола.
Схемы подключения
Обязательно перед установкой и подключением термостата ознакомьтесь с инструкцией и паспортными данными на устройство. Так как производитель указывает необходимое сечение кабеля и дает схему подключения к своей продукции. В случае отклонения от требований и экономии на проводе и термостатах велика вероятность выхода оборудования из строя или угрозы возгорания.
Схема подключения термостата к инфракрасному обогревателю мощностью до 3,5 кВт:
Если помещение отапливается группой обогревателей до 3,5 кВт, то схема подключения будет иметь вид:
В том случае, если вы являетесь владельцем трехфазной сети и обогрев осуществляется группой нагревателей общей мощностью более 3,5 кВт, то в цепь управления добавляется магнитный пускатель, которым управляет термостат:
По такому принципу и устанавливается терморегулятор.Как видите, в установке и подключении терморегулятора есть свои особенности, поэтому важно сначала ознакомиться с инструкцией производителя, а затем приступить к основному процессу.
Для создания комфорта внутри жилища существует множество устройств, в том числе различных устройств, которые берут на себя функцию регулирования температуры воды или окружающего воздуха. Этот тип устройства включает в себя термостат, это изделие предназначено после настройки для самостоятельного поддержания температуры десяти или другого нагревательного элемента путем включения и выключения источника питания.В этой статье обсуждается вопрос, как подключить терморегулятор, а также показана схема подключения контроллера к системе теплого пола.
Типы термостатов
Существует два основных типа термостатов, которые различаются в зависимости от принципа действия:
- Механические устройства — это термостаты, которые регулируют температуру исполнительного механизма путем размыкания контакта между двумя пластинами разной плотности. . Когда датчик нагревается, сигнал поступает в корпус контактора и передает импульс на открытие или закрытие пластин;
- Электронный термостат.В этом случае информация, поступающая с датчика температуры, анализируется в цифровом процессоре, только после этого выполняется команда на подачу питания на нагревательный элемент.
В обоих случаях управление осуществляется вручную, путем установки необходимой температуры на корпусе контроллера. Вы также можете выделить классификацию термостатов на основе клавиш визуализации и управления. Доступны термостаты с поворотными переключателями с дисками, кнопками настройки или сенсорными экранами.Принцип работы всех перечисленных товаров существенно не отличается друг от друга.
Также существует классификация термостатов по типу размещения: наружные или внутренние. В зависимости от решаемой задачи прибор можно установить в стене в заранее сделанной нише. Конструктивный размер такого устройства совпадает с обычной розеткой, поэтому его часто устанавливают в прорезанное коронкой отверстие.
Внешний термостат имеет более толстый корпус, закрытый со всех сторон пластиковыми пластинами.Недостатком такого устройства является его размер, из-за невозможности разместить устройство внутри стены он будет выступать на плоскости, к тому же при подключении к нему кабеля придется устраивать дополнительный канал из гофрированной трубы. или пенал.
Области применения термостатов
Термостаты широко используются в различных областях, как в промышленности, так и в быту. Чаще всего эти устройства можно встретить в системах теплого пола с нагревательным элементом в виде нагревательного пучка, который располагается в стяжке.Когда на электроды подается питание, провода нагреваются и отдают тепло всем окружающим слоям; для правильной работы система оснащена датчиком температуры, встроенным в стяжку. Контроллер можно использовать для электрического или водяного теплого пола, принцип его работы от этого не меняется.
Также термостат используется в отопительных или отопительных котлах для автоматической регулировки уровня нагрева внутренней среды. Многие производители комплектуют отопительные приборы данными устройствами уже на стадии изготовления, но даже если это не предусмотрено конструкцией котла, контроллер можно установить на линию самостоятельно.
Подключение термостата
Поскольку термостаты могут использоваться как для управления нагревательными элементами, так и для управления охладителем, в конструкции устройства предусмотрено два типа контактов и клемм. Во время самостоятельного подключения устройства к системе необходимо строго соблюдать полярность контактов и избегать противоречий в схеме.
Для подключения механического термостата не требуется электричество, так как все управление и размыкание переключателя осуществляется путем физического изменения характеристик нагревательной пластины. Для подключения данного устройства необходимо действовать по следующему алгоритму:
- В документации к устройствам есть обозначение клемм номерами, в соответствии с этими показателями необходимо произвести сборку системы. В первую очередь нужно подключить нулевой кабель к электродам ящика и вывести его прямо на израсходованные ТЭНы, например, теплый пол;
- Фаза подается в контроллер напрямую, без подключения к бытовой технике.Сама коробка будет распределять электричество в момент включения контактов. В некоторых устройствах необходимо проложить перемычку внутри термостата от плюсового провода до индикатора работы, который показывает сигнал в момент включения ТЭНа и на протяжении всего периода работы;
- Блок управления содержит клеммы для подключения охлаждающего нагревательного элемента, а также для внешнего датчика температуры. Все устройства должны быть подключены последовательно, при этом ток должен быть отключен полностью.Это типовая схема подключения термостата, которая чаще всего встречается в системах теплого пола или инфракрасного отопления;
- Датчик температуры подключается в последнюю очередь, после чего производится тестовый запуск системы и проверяется напряжение на всех элементах.
Также существует схема подключения термостата с использованием магнитного прерывателя цепи, чаще всего эта схема применяется при наличии нескольких управляемых устройств, требующих для работы высокого напряжения тока.В этом случае автомат подключается к разомкнутой цепи плюсового кабеля параллельно термостату; Кроме того, имеется соединительный кабель с устройством управления. Ток на потребляющие устройства подается через автоматический выключатель, но регулируется термостатом. Нагревательные элементы подключаются к контроллеру только по параллельной линии и через автомат, это позволяет эксплуатировать систему с высоким напряжением без перебоев и в безопасном режиме. В случае аварии выключатель сработает и полностью обесточит все устройства.
Таким образом, из схемы видно, что термостат подключается к нагревательным или охлаждающим устройствам непосредственно перед их подачей питания, то есть контроллер будет первым элементом в системе. Многие термостаты оснащены электронной микросхемой и процессором, которые, помимо показателей температуры, предоставляют дополнительные данные о различных показателях, таких как состояние влажности в помещении, давление и время, необходимое для достижения заданных параметров. Такие устройства намного дороже механических термостатов бытового назначения.
Подключение термостата к системе теплого пола
Схема подключения зависит от типа нагревательного кабеля в системе теплого пола. Есть два типа пола: с одножильным и двухжильным жгутом, принцип работы между ними аналогичный, но у многожильного кабеля срок службы, а так же много технических показателей по скорости и высоте нагрева. выше.
К одножильной системе подключить термостат проще — достаточно подключить два нулевых кабеля к одной клемме, а фазу — к соответствующей розетке.В этом случае ток будет проходить по всей длине последовательно по кольцу жгута.
В двухжильном кабеле все провода выходят с одной стороны, поэтому подключение осуществляется последовательно — один провод в одной клемме. При такой схеме ток течет по всей длине нагревательного элемента и возвращается по тому же пути в одном направлении.
Таким образом, при соблюдении всех правил и алгоритма подключения термостата к какой-либо цепи остается только настроить прибор на нужные параметры, вращая колесико на шкале температур.
Видео
Предлагаемый термостат работает в диапазоне 0 — 100 ° С. Он осуществляет электронный контроль температуры, переключая нагрузку через реле. Схема собрана на имеющихся микросхемах LM35 (датчик температуры), LM358 и TL431.
Электрическая схема термостата
Детали для устройства
- IC1: Датчик температуры LM35DZ
- IC2: прецизионный источник опорного напряжения TL431
- IC3: двойной униполярный операционный усилитель LM358.
- LED1: светодиод 5 мм
- B1: PNP-транзистор A1015
- D1 — D4: кремниевые диоды 1n4148 и 1N400x
- ZD1: стабилитрон 13 В, 400 мВт
- Подстроечный резистор 2.2к
- P1 — 10к
- R2 — 4,7 млн
- P3 — 1,2 К
- P4 — 1к
- P5 — 1к
- P6 — 33 Ом
- C1 — 0,1 мкФ керамика
- C2 — 470 мкФ электролитический
- Реле 12 В постоянного тока SPST 400 Ом или выше
Устройство выполняет простой, но очень точный контроль теплового тока, который может использоваться там, где требуется автоматический контроль температуры.Схема переключает реле в зависимости от температуры, измеряемой однокристальным датчиком LM35DZ. Когда LM35DZ обнаруживает температуру выше заданного уровня (установленного регулятором), реле срабатывает. Когда температура падает ниже установленной, реле обесточивается. Таким образом сохраняется желаемое значение инкубатора, термостата, системы отопления дома и так далее. Схема может питаться от любого источника 12 В переменного или постоянного тока или от автономной батареи. Существует несколько версий датчика температуры LM35:
- LM35CZ и LM35CAZ (корпус to-92) — 40 — + 110C
- LM35DZ (корпус к-92) 0 — 100с.
- LM35H и LM35AH (корпус ин-46) — 55 — + 150C
Принцип работы
Как работает термостат. Основа схемы — датчик температуры, который представляет собой преобразователь градус вольт. Выходное напряжение (на выводе 2) изменяется линейно с температурой от 0 В (при нуле) до 1000 мВ (при 100 градусах). Это значительно упрощает конструкцию схемы, поскольку нам нужно только предоставить прецизионный источник опорного напряжения (TL431) и точный компаратор (A1 LM358), чтобы обеспечить полную терморегулируемость переключателя.Регулятор и резистор устанавливают опорное напряжение (vref) 0 — 1,62 В. Компаратор (A1) сравнивает опорное напряжение vref из (установленного регулятором) с выходным напряжением LM35DZ и решает, включить или выключить реле мощности. Назначение R2 — создать гистерезис, который помогает предотвратить дребезг реле. Гистерезис обратно пропорционален значению R2.
Настройка
Никаких специальных приборов не требуется. Например, чтобы установить срабатывание 70C, подключите цифровой вольтметр или мультиметр через контрольные точки «TP1» и «земля».Отрегулируйте vr1, пока вольтметр не покажет точное значение 0,7 В. Другой вариант схемы, использующий микроконтроллер, см.
Электрические теплые полы сегодня стали очень популярными. Для управления этими системами отопления необходим термостат, схема подключения которого довольно проста. Сделать эту работу самостоятельно сможет даже начинающий домашний умелец. Однако стоит разобраться в принципе работы датчиков температуры и их типах. Это поможет вам правильно выбрать устройство для решения конкретных задач.
Перед тем, как выбрать терморегулятор, нужно изучить, какие они бывают.
Принцип работы
Чаще всего датчики температуры работают циклически, и при этом цепь замкнуто-разомкнута. При повышении температуры сопротивление внутреннего датчика термостата падает. При достижении заданного параметра устройство срабатывает и отключает цепь. При понижении температуры происходит обратный процесс — сопротивление увеличивается, и в результате термостат включает электрическую цепь.
С помощью датчика температуры можно легко контролировать микроклимат в помещении. Достаточно просто установить в квартире желаемую температуру, после чего прибор все сделает самостоятельно. Сейчас на рынке инфракрасных теплых полов , которые способны обогревать не только воздух, но и окружающие предметы. Чтобы система работала в автоматическом режиме, к ней должен быть подключен термостат.
Из этого видео вы узнаете, как подключить термостат:
Основные типы
Все современные термостаты работают по одному принципу.Однако между ними довольно много отличий, влияющих на настройку приборов, управление и схему подключения датчика температуры.
Механические термостаты отличаются простотой использования и высокой надежностью. Это пластиковый ящик , оснащенный ручкой для регулирования температуры в помещении. Для упрощения процесса настройки на приборах имеется шкала с делениями, стандартный шаг которой составляет 1 градус.
В то время как в прошлом механические термостаты часто использовались для управления электрическими полами с подогревом, они не очень хорошо подходят для систем инфракрасного отопления.Однако при желании их можно легко подключить. Хотя многие люди предпочитают электронные устройства, механические устройства продолжают использоваться. Это связано с простотой их конструкции, а также долгим сроком службы.
Особенностью электронных датчиков температуры является наличие дисплея для отображения всей важной для настройки информации. Если механическому термостату не требуется электричество для работы, то электронный необходимо подключить к сети. Панель управления в зависимости от модели может быть сенсорной или кнопочной.В некоторых устройствах предусмотрена возможность программирования температурного режима на определенный период времени, например, неделю.
Продвинутыми моделями можно управлять даже с помощью смартфона, если на нем установлено соответствующее приложение. Популярность электронных датчиков температуры в первую очередь объясняется простотой использования. Однако они дороже механических устройств.
Для увеличения срока службы электронного термодатчика не рекомендуется устанавливать его на сквозняках или в местах активного воздействия прямых солнечных лучей.Благодаря простой схеме подключения термостата с этой работой справится практически любой домашний умелец. Однако для начала нужно определиться со способом подключения:
- Классический.
- Использование магнитного пускателя.
Стоит подробно рассмотреть оба варианта.
Стандартная схема
Одним из важных параметров любого термостата является индикатор мощности. Одно устройство может использоваться для управления несколькими обогревательными приборами. Именно от мощности термостата зависит количество подключаемых к нему нагревательных приборов.В домашних условиях вполне достаточно использовать устройства мощностью не более 3 кВт.
Есть 2 способа подключения данных датчика
Чаще всего термостаты имеют четыре контакта — два для входа и выхода. Для подключения устройства нужно протянуть два проводника от распределительной коробки и подключить их к входным клеммам. После этого выходные контакты подключаются к системе отопления двумя другими проводами.
Если возникает необходимость подключить к термостату сразу два нагревательных прибора, , то нужно определиться с типом подключения:
- Последовательно.
- Параллельно.
В первом случае от выходных клемм термостата необходимо протянуть два проводника к первому нагревателю, а от него еще два — к следующему. При параллельном подключении от входных контактов датчика температуры следует вывести четыре проводника — по два на каждый нагревательный прибор.
Использование магнитного пускателя
Эта электрическая схема механического термостата чаще всего используется для управления несколькими нагревателями.Магнитный пускатель представляет собой коммутационное устройство электромагнитного типа. Он предназначен для использования в сетях с высокими нагрузками. Вариантов подключения термостата через магнитный пускатель довольно много, но домашнему мастеру нужно знать только один.
На первом этапе работы необходимо подключить регулятор к электросети двумя жилами, используя для этого входные клеммы. Затем выходные контакты датчика температуры подключаются к стартеру, а он уже подключен к ТЭНу.
Если все было сделано правильно, то остается только настроить регулятор на нужный режим работы. Подключение термостата должно быть простым, если вы будете следовать инструкциям. Однако не стоит переоценивать свои сильные стороны, ведь от качества связи зависит безопасность членов семьи.
Бытовые механические термостаты нашли свое применение в различных системах отопления и охлаждения квартир, жилых домов и гаражей.Принцип работы термостата прост: при достижении заданной температуры управляемое устройство (электронагреватель, бойлер, кондиционер) включается или выключается. Универсальные термостаты позволяют управлять как отопительными приборами, так и системами охлаждения. Для этого у них есть две клеммные колодки.
Особенностью механических термостатов является то, что нет необходимости подключаться к электросети или использовать батареи. Механический термостат позволяет только переключать (подключать или отключать) электрические цепи, а алгоритм управления определяется заданным значением температуры.Регулирование температуры с помощью термостата происходит за счет изменения механических свойств материалов, используемых в качестве чувствительного элемента датчика температуры.
Рассмотрим один из механических комнатных термостатов Zilon типа za-1. Открыв упаковку, покупатель может удивиться, не обнаружив схемы подключения датчика. Производитель решил сэкономить на бумаге и выполнил схему подключения на наклейке, приклеив ее к тыльной стороне лицевой панели термостата.
Отсутствие описания подключения добавит еще больше головной боли, поэтому ниже мы приводим типичную схему подключения механического термостата.
Рассмотрим назначение клемм термостата Zilon za-1:
— клеммы «1» и «2» подключаются к контрольной лампе, по которой можно отслеживать срабатывание термостата. Нейтральный провод источника питания подключается к клемме «1», к клемме «2» последовательно подключается провод, идущий от клеммы «4» или «5».
— клеммы «4», «5» и «6» предназначены для подключения бытовой техники. Фазный провод источника питания подключается к клемме «6».При достижении заданной температуры термостат переключается между клеммами «4» и «5».
Альтернативный вариант подключения термостата предусматривает использование клеммы «1» в качестве клеммы для подключения нейтрального провода. Данная схема подключения позволяет выполнить все необходимые подключения питающих проводов внутри термостата, исключая из схемы дополнительные распределительные коробки.
При выборе бытовых механических термостатов следует обращать внимание на параметры подключаемой нагрузки, а точнее на рабочий ток нагревателя или кондиционера.В нашем случае термостат рассчитан на переключение цепей с нагрузкой не более 16А.
Для больших помещений требуется установка достаточно мощных обогревателей, поэтому подключение термостата в таких системах лучше всего производить через промежуточный магнитный пускатель.
Магнитный пускатель на схеме подключения термостата обеспечивает управление большими токами нагрузки с помощью небольшого управляющего сигнала (наличие напряжения на катушке).На приведенной выше схеме подключения при срабатывании термостата напряжение подается на катушку магнитного пускателя, контакты которой замыкают или размыкают цепь нагревателя.