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:

1. Для падения напряжения с 220В до 9В используется резистор, а не конденсатор (как часто бывает в других схемах). Он намного надёжнее.
2. Лампы включены последовательно-параллельно, что тоже надёжнее чем просто параллельное включение.
3. При плохом контакте переменного резистора «температура» произойдёт отключение ламп, а не наоборот.
4. 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«

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Вторая жизнь кеги HEINEKEN. Часть 3 — ресивер

Применение третье – ресивер для разрежения в устройстве для замены масла в двигателе автомобиля

Производитель утверждает, что избыточное давление в его кеге – примерно 1,5 атмосферы, поэтому использовать жестяную банку для более серьёзного давления чревато взрывом. Но есть возможность использовать кегу, как ресивер для разрежения.

Изготовим из неё маслоотсос – устройство для замены масла в двигателе автомобиля, а также в других агрегатах, через отверстие для масляного щупа или маслозаливные пробки.

Подробнее…

• Как показать температуру двигателя в Renault и Driving Eco2 в MediaNav?

На сайте drive2 можно встретить ни одну активацию различных функций в MediaNav, в прочем и в других блоках тоже.

Обладателям бензиновых версий автомобилей Renault в комплектации со штатным автозапуском и MediaNav повезло больше — с завода у них в машине установлен блок BIC 283468105R который коммутирует две шины автомобиля: CAN1 и CAN2, передавая данные бортового компьютера и температуры окружающей среды на экран MediaNav.

Подробнее…

• ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ПЕРВОЙ НЕОБХОДИМОСТИ

Без измерительных приборов, хотя бы простейших, трудно, а подчас невоз­можно проверить деталь, электрическую цепь, добиться высококачественной ра­боты того или иного радиотехническо­го устройства. И если не понять этой истины и игнорировать измерения, то лучше вообще не начинать заниматься конструированием усилителей, прием­ников — нет смысла попусту тратить время, заведомо портить транзисторы, диоды, другие детали и материалы. Без измерительных приборов даже от простейшего транзисторного усилителя не удастся добиться нормальной ра­боты. Подробнее…

Популярность:

142 860 просм.

Терморегулятор своими руками: схема, видео, фото

Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. 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.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. 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.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. 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.

Особенностью такого типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. 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.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы делителя напряжения, а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки.  Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Также дополнительно рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если же у вас все еще остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

Будет интересно прочитать:

Терморегулятор для тэна своими руками: схема простого термореле

Как сделать?

Инструкции для изготовления терморегулятора своими руками основаны на строгом следовании выбранной схеме, в соответствии с которой необходимо соединить все составляющие в единое целое. Например, электронная схема для инкубатора собирается по следующему алгоритму:

• Изучить изображение (лучше распечатать и положить перед собой).
• Найти необходимые детали, в том числе корпус и плату (подойдут старые от счетчика).
• Начать с «сердца» — интегрального усилителя К140УД7/8, подключив его с положительно заряженным обратным действием, что даст ему функции компаратора.
• Подключить на место «R5» отрицательный резистор ММТ-4.
• Присоединить выносной датчик с помощью экранизированной проводки, причем длина шнура может быть не более метра.
• Для управления нагрузкой включить в схему тиристор VS1, установив его на радиатор небольших размеров, чтобы обеспечить соответствующую теплоотдачу.
• Настроить остальные элементы цепи.
• Подключить к блоку питания.
• Проверить работоспособность.

К слову, добавив датчик температуры, собранное устройство можно смело использовать не только для инкубаторов, сушек, но и поддержания теплового режима в аквариуме или террариуме.

Как отремонтировать?

Заводской или самодельный термостат можно и починить, чтобы не покупать новый и не тратить время на поиск и сборку необходимых деталей. В первую очередь, устройство необходимо найти (если не вы занимались его установкой), ведь по фото терморегулятора видно, что его размеры небольшие, что несколько затрудняет поиск.

Поможет совет: термостат расположен рядом с кнопкой температурного режима.

Признаками поломки устройства могут быть следующие моменты:

• Прибор перестал выполнять основную функцию: температура сильно понизилась или повысилась без реакции механизма;
• Подключенный аппарат работает, не переходя в режим ожидания или экономии;
• Агрегат самопроизвольно отключился.

В зависимости от причины неисправности необходимо предпринять следующие действия, чтобы отремонтировать терморегулятор своими руками:

• Отключить ремонтируемый аппарат от сети.
• Снять защитный корпус с устройства.
• Проверить качество контактов и присоединений.
• Отсоединить и вытянуть капиллярную трубку.
• Достать реле.
• Поменять сильфонную трубку, зафиксировать.
• При необходимости произвести замену других деталей.
• Подключить проводку обратно.
• Поставить реле на место.

Рекомендуется по мере разбора устройства записывать свои действия на видео или делать пошаговые фото, чтобы обратный процесс сборки термостата не вызвал затруднений.

Терморегуляторами оснащены многие бытовые и хозяйственные приборы и, знание, как их починить, заново собрать своими руками и установить, значительно сэкономит ваши средства, время и силы.

Терморегулятор своими руками

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.

Как сделать терморегулятор

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.

Механический терморегулятор

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.

Механический терморегулятор

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.

Схема работы терморегулятора

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.

Простой терморегулятор для ПК

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.

Схема терморегулятора для отопления

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.

Терморегулятор с регулируемым гистерезисом

При создании любого из устройств важно не только правильно спаять саму схему, но и продумать, 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 об изоляции всех контактов.

>Видео

Простой терморегулятор своими руками

Необычное применение регулируемого стабилитрона TL431. Простой терморегулятор. Описание и схема

Всем, кто когда ни будь занимался ремонтов современных блоков питания компьютеров или различных зарядных устройств – для сотовых телефонов, для зарядки «пальчиковых» аккумуляторов типоразмера ААА и АА хорошо известна маленькая деталька TL431. Это так называемый регулируемый стабилитрон (отечественный аналог КР142ЕН19А). Вот уж тут воистину можно сказать: «Мал золотник, да дорог».

Логика работы стабилитрона такова: когда на управляющем электроде напряжение превышает 2,5 В (задается внутренним опорным напряжением) стабилитрон, по сути дела являющийся микросхемой, открыт.

В этом состоянии через него и нагрузку протекает ток. Если же это напряжение становится чуть меньше указанного порога, стабилитрон закрывается и отключает нагрузку.

При работе такого стабилитрона в источниках питания в качестве нагрузки чаще всего используется излучающий светодиод оптрона, управляющего силовым транзистором.

Это в тех случаях, когда необходима гальваническая развязка первичной и вторичной цепей. Если такой развязки не требуется, то стабилитрон может управлять непосредственно силовым транзистором.

Выходная мощность стабилитрона-микросхемы такова, что с его помощью, возможно управлять маломощным реле. Именно это позволило применить его в конструкции терморегулятора.

В предлагаемой конструкции стабилитрон используется в качестве компаратора. При этом у него только один вход: второго входа для подачи опорного напряжения не требуется, так как оно вырабатывается внутри данной микросхемы.

Такое решение позволяет предельно упростить конструкцию и уменьшить количество деталей. Теперь, как в описании любой конструкции следует сказать несколько слов о деталях и собственно о принципе работы данного терморегулятора.

Схема простого треморегулятора

Напряжение на управляющем электроде 1 задается с помощью делителя R1, R2 и R4. В качестве R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, поэтому при нагревании его сопротивление уменьшается. Когда на выводе 1 напряжение выше 2,5В микросхема открыта, реле включено.

Контакты реле включают симистор D2, который включает нагрузку. С повышением температуры сопротивление терморезистора падает, за счет чего напряжение на выводе 1 становится ниже 2,5В – реле отключается, отключается нагрузка.

С помощью переменного резистора R1 производится настройка температуры срабатывания терморегулятора.

Датчик температуры должен быть расположен в зоне измерения температуры: если это, например, электрокотел, то датчик должен быть закреплен на трубе, выходящей из котла.

Включение симистора с помощью реле обеспечивает гальваническую развязку терморезистора от сети.

Терморезистор типа КМТ, ММТ, СТ1. В качестве реле возможно применение РЭС-55А с обмоткой на 10…12В. Симистор КУ208Г позволяет включить нагрузку до 1,5КВт. Если нагрузка не более 200Вт симистор может работать без применения радиатора.

Борис Аладышкин

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов.

Особенностью такого типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически за даром.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это когда при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и мощность нагревателя целиком зависит от его номинала. В данном случае 150 ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2.5 вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась R5, R4 и R9 терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае если оно достигло порога срабатывания происходит включение и подается напряжение дальше. В данной конструкции нагрузкой TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, оптическая развязка силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1R1 и R2. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом установлен симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Также рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях!

Будет интересно прочитать:

• Как сделать паяльник из подручных средств
• Регулятор освещения своими руками
• Как выпаивать радиодетали из плат

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

1. Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Это полезно: распределительный коллектор в системе отопления.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор, регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:

Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1, который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

1. Поддерживать комфортную температуру.
2. Экономить энергоресурсы.
3. Не привлекать к процессу человека.
4. Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

Иногда дома приходиться иметь с бытовым инкубатором или сушкой для овощей. Зачастую дешевая техника такого рода имеет термореле очень плохого качества, контакты которого быстро выгорают или оно не отличаются хорошей плавностью регулировки. И так, сегодня у нас на повестке дня простой терморегулятор своими руками, мы соберем схему и продемонстрируем его работу.

Простой терморегулятор своими руками – схема

Питание схемы терморегулятора осуществляется с помощью бестрансформаторного блока питания, состоит он из гасящего конденсатора С1 и диодного моста D1. Параллельно мосту включен стабилитрон ZD1, который стабилизирует напряжение в пределах 14В. При желании, можно еще добавить и стабилизатор на 12В.

Основу схемы составляет управляемый стабилитрон TL431. Управление TL431 производиться с помощью делителя напряжения R4, R5 и R6. Датчиком температуры воздуха является NTC терморезистор R4 номиналом 10кОм. При повышении температуры он уменьшает свое сопротивление.

При напряжении более 2,5В на контакте управления TL431, эта микросхема открывается, далее срабатывает реле, замыкая контакты и включая нагрузку.

При повышении температуры датчика R4, его сопротивление начнет падать. Когда напряжение на контакте управления TL431 станет меньше 2,5В микросхема закроется и отключит реле с нагрузкой.

Подбором резисторов R5 и R6 необходимо добиться необходимого диапазона регулировки температуры. Номинал R5 – отвечает за максимальную температуру, а R6 – за минимальную.

Для устранения эффекта дребезжания контактов реле при включении или отключении параллельно выводам А1 и А2 контактов реле необходимо подключить конденсатор С4. Реле К1 необходимо использовать с как можно меньшим током удержания.

При использовании б/у-шных TL431 и NTC терморезисторов важно проверить их работоспособность. Для этого желательно ознакомиться с материалами на тему: как проверить TL431 и как проверить термистор.

Как сделать терморегулятор своими руками

В качестве корпуса был использован сгоревший электронный счётчик Гранит-1. Плата, на которой расположились все основные радиодетали также от счетчика. Внутри корпуса поместились трансформатор блока питания и электромагнитное реле:

В качестве реле я решил использовать автомобильное, которое можно приобрести в любом автомагазине. Рабочий ток катушки приблизительно 100 миллиампер:

Так как регулируемый стабилитрон маломощный, его максимальный ток не превышает 100 миллиампер, непосредственно включить реле в цепь стабилитрона не получится. Поэтому пришлось использовать более мощный транзистор КТ814. Конечно, схему можно упростить, если применить реле, у которого ток через катушку будет меньше 100 миллиампер, например SRD-12VDC-SL-C или SRA-12VDC-AL. Такие реле можно включить непосредственно в цепь катода стабилитрона.

Немного расскажу о трансформаторе. В качестве, которого я решил использовать нестандартный. У меня завалялась катушка напряжения от старого индукционного счетчика электрической энергии:

Как видно на фотографии там имеется свободное место для вторичной обмотки, я решил попробовать намотать её и посмотреть что получится. Конечно площадь поперечного сечение сердечника у него маленькая, соответственно и мощность небольшая. Но для данного регулятора температуры этого трансформатора достаточно. По расчётам у меня получилось 45 витков на 1 вольт. Для получения 12 вольт на выходе нужно намотать 540 витков. Чтобы уместить их я использовал провод диаметром 0,4 миллиметра. Конечно, можно использовать готовый блок питания с выходным напряжением 12 вольт или адаптер.

Как вы заметили, в схеме стоит стабилизатор 7805 со стабилизированным выходным напряжением 5 вольт, который питает управляющий вывод стабилитрона. Благодаря этому регулятор температуры получился со стабильными характеристиками, которые не будут изменяться от изменения питающего напряжения.

В качестве датчика я использовал терморезистор, у которого при комнатной температуре сопротивление 50 Ком. При нагревании сопротивление данного резистора уменьшается:

Чтобы защитить его от механических воздействий я применил термоусаживающие трубочки:

Место для переменного резистора R1 нашлось с правой стороны терморегулятора. Так как ось резистора очень короткая пришлось напаять на неё флажок, за который удобно поворачивать. С левой стороны я поместил тумблер ручного управления. При помощи него легко проконтролировать рабочее состояние устройства, при этом, не изменяя выставленную температуру:

Несмотря на то, что клемник бывшего электросчетчика очень громоздкий, убирать его из корпуса я не стал. В него чётко входит вилка, от какого либо прибора, например электрообогревателя. Убрав перемычку (на фотографии желтая справа) и включив вместо перемычки амперметр можно померить силу тока, отдаваемую в нагрузку:

Теперь осталось проградуировать терморегулятор. Для этого нам понадобится цифровой термометр ТМ-902С. Нужно оба датчика устройства соединить вместе при помощи изоленты:

Термометром произвести замер температуры различных предметов горячих, холодных. При помощи маркера нанести шкалу и разметку на терморегуляторе, момент включения реле. У меня получилось от 8 до 60 градусов Цельсия. Если кому-то нужно сдвинуть рабочую температуру в ту или иную сторону, это легко сделать, изменив номиналы резисторов R1, R2, R3:

Вот мы и сделали электронный терморегулятор своими руками. Внешне выглядит вот так:

Чтобы не было видно внутренности устройства, через прозрачную крышку, я ее закрыл скотчем, оставив отверстие под светодиод HL1. Некоторые радиолюбители, кто решил повторить эту схему, жалуются на то, что реле включается, не очень чётко, как бы дребезжит. Я ничего этого не заметил, реле включается и отключается очень чётко. Даже при небольшом изменении температуры, никакого дребезга не происходит. Если все-таки он возникнет нужно подобрать более точно конденсатор C3 и резистор R5 в цепи базы транзистора КТ814.

Собранный терморегулятор по данной схеме включает нагрузку при понижении температуры. Если кому то наоборот понадобится включать нагрузку при повышении температуры, то нужно поменять местами датчик R2 с резисторами R1, R3.

электронные схемы, тонкости, принцип действия термостата

Соблюдение температурного режима является очень важным технологическим условием не только на производстве, но и в повседневной жизни. Имея столь большое значение, этот параметр должен чем-то регулироваться и контролироваться. Производят огромное количество таких приборов, имеющих множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой куда выгоднее, нежели покупать готовый заводской аналог.

Создайте терморегулятор своими руками

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

1. Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Принцип работы

Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему блока управления, решающего, что нужно сделать в конкретном случае.

Если делать термореле, то наиболее простой вариант будет иметь механическую схему управления. Здесь с помощью резистора устанавливается определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.

Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы с более широким диапазоном температур, придётся встраивать контроллер. Это же поможет увеличить срок эксплуатации прибора.

На данном видео вы можете посмотреть как самостоятельно изготовить терморегулятор для электрического отопления:

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор, регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:

Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1, который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Необходимые материалы и инструменты

Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры не занимает много времени и сил. Но чтобы сделать термостат, необходимы минимальные знания в электронике, набор деталей согласно схеме и инструмент:

1. Импульсный паяльник. Можно использовать и обычный, но с тонким жалом.
2. Припой и флюс.
3. Печатная плата.
4. Кислота, чтобы вытравить дорожки.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

1. Поддерживать комфортную температуру.
2. Экономить энергоресурсы.
3. Не привлекать к процессу человека.
4. Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

Терморегулятор своими руками схема

Внешний водяной термостат собственными руками

Внешние водяные термостаты повсеместно применяются в современных домашних приборах, машинах, отопительных системах и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и во время работы печей. Рабочий принцип любого термостата построен на включении или выключении разных приборов после достижения конкретных значений температуры.

Как выполнить внешний водяной термостат

Современные цифровые внешние водяные термостаты управляются с помощью кнопок: сенсорных или обыкновенных. Большинство моделей также оборудованы цифровой панелью, на которой отображается установленная температура. Группа программируемых термостатов считается самой дорогой. При помощи прибора можно учесть температурное изменение по часам или задать нужный режим на 7 дней вперед. Управлять прибором можно на расстоянии: через смартфон или компьютер.

Для сложного тех. процесса, к примеру, сталеплавильной печи, выполнить внешний водяной термостат собственными руками – задача очень и очень не простая, которая просит значительных знаний. Но собрать маленькое приспособление для кулера или инкубатора под силу каждому домашнему умельцу.

Механический внешний водяной термостат

Для того, чтобы понимать, как не прекращает работу температурный регулятор, рассмотрим обычное устройство, применяющееся для закрытия и открытия заслонки шахтового котла и срабатывает при нагревании воздуха.

Для работы устройства были применены 2 трубы из алюминия, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде гранд буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.

Как понятно, показатель линейного температурного расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагреве трубы из алюминия длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов по Цельсию происходит удлинение на 4,29 мм. При нагревании трубы расширяются, благодаря этому происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы становятся меньше в длине, а рычаги открывают заслонку. Главной трудностью при эксплуатации этой схемы считается то, что точно определить предел срабатывания термостата не так просто. Сегодня предпочтение отдают устройствам на основе электронных компонентов.

Рабочая схема обычного термостата

Естественно для поддержания установленной температуры применяются схемы на основе реле. Важными элементами, входящими в такое оборудование, считаются:

• датчик температуры;
• пороговая схема;
• исправное или индикаторное устройство.

В качестве датчика можно применять изделия из полупроводниковых материалов, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические реле температуры.

Схема внешний водяной термостат реагирует на увеличения параметра над заданным уровнем и включает исправное устройство. Упрощенным вариантом подобного устройства считается компонент на биполярных транзисторах. Реле температуры исполнено на основе триггера Шмидта. В роли термопреобразователя выступает терморезистор – компонент, сопротивление которого меняется в зависимости от увеличения или понижения градусов.

R1 – это потенциометр, который устанавливает первое смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счёт регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора меняется. При этом напряжение работы реле обязано отвечать рабочему питанию оборудования. Чтобы обезопасить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от самого большого тока электромагнитного реле.

Рабочая схема термостата

Внимание! Во всемирной сети можно заметить картинки с чертежами терморегулятора для различного оборудования. Но очень часто изображение и описание не соответствуют друг дружке. Порой на рисунках бывают представлены просто прочие устройства. Благодаря этому изготовление можно начинать исключительно после щепетильного изучения всей информации.

Перед тем как начать работы следует определить какая необходима мощность грядущего термостата и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника понадобятся одни детали, а для отапливания –прочие.

Внешний водяной термостат на 3 элементах

Одним из простых устройств, на примере какого можно собрать и понять рабочий принцип, считается простой внешний водяной термостат собственными руками, который предназначен для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же имеются проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.

Схема внешний водяной термостат в данном случае состоит всего только из трех компонентов:

• силового транзистора MOSFET (N канальный), можно применять IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А или IFR510 Power MOSFET;
• потенциометра 10 кОм;
• NTC термистора в 10 кОм, который будет делать роль сенсора температуры.

Термодатчик реагирует на увеличение градусов, благодаря чему срабатывает вся схема, и вентилятор включается.

Сейчас перейдем к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот фактор, когда температура приближается к критичной, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться медленнее. Лучше выполнить настройку пару раз, чтобы убедиться в рабочей эффективности оборудования.

Простой внешний водяной термостат для ПК

Современная электронная промышленность рекомендует детали и микросхемы, существенно выделяющиеся по виду и техническим свойствам. У каждого сопротивления или реле имеется несколько заменителей. Необязательно применять исключительно те детали, которые указаны в схеме, можно брать и иные, совпадающие по показателям с образцами.

Внешние водяные термостаты для отопительных котлов

При регулировке систем отопления главное точно откалибровать прибор. Чтобы это сделать понадобиться датчик напряжения и тока. Для создания функционирующей системы воспользуйтесь следующей схемой.

Схема термостата для отапливания

При помощи данной схемы можно сделать внешнее оборудование для контроля за котлом на твердом топливе. Роль стабилитрона тут делает микросхема К561ЛА7. Работа устройства основывается на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагревании. Резистор подсоединяется в сеть делителя напряжения электричества. Нужную температуру можно задать при помощи переменного резистора R2. Напряжение поступает на преобразователь напряжения 2И-НЕ. Получившийся ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Заключительный объединен со вторым триггером.

Контроль температуры идет по следующей схеме:

• при уменьшении градусов напряжение в реле растет;
• при достижении конкретного значения вентилятор, который объединен с реле, отключается.

Напайку лучше делать на слепыше. В качестве элемента питания можно взять любое устройство, работающее в границах 3-15 В.

Осторожно! Установка самодельных приборов самого разного назначения на системы обогрева может привести к выходу из строя оборудования. Кроме того, применение аналогичных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций у вас дома.

Цифровой внешний водяной термостат

Для того чтобы создать полностью функционирующий внешний водяной термостат с точной калибровкой, без цифровых компонентов вряд ли можно обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в маленьком хранилище для овощей.

Важным элементом тут считается микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление различными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнение ССР и обмена передачи данных USART.

Во время работы термостата значение существующей и установленной температуры подается на MT30361 – трехразрядный указатель с общим катодом. Для того чтобы задать нужную температуру, применяются кнопки: SB1 – Для снижения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то установить можно значения гистерезиса. Небольшим значением гистерезиса для данной схемы считается 1 градус. Детальный чертеж можно заметить на проекте.

Внешний водяной термостат с регулируемым гистерезисом

При разработке любого из устройств главное не только правильно спаять саму схему, но и рассчитать, как лучше поставить оборудование. Нужно, чтобы сама плата была защищена от проявления влаги и пыли, иначе не получится избежать короткого замыкания и выхода из строя индивидуальных элементов. Также необходимо побеспокоиться об изоляции всех контактов.

Простой внешний водяной термостат собственными руками

Дата: 02.11.2015 // 0 Комментариев

Порой дома приходиться иметь с бытовым инкубатором или сушкой для овощей. Очень часто доступная техника подобного рода имеет реле температуры довольно низкого качества, контакты которого быстро выгорают или оно не выделяются хорошей плавностью регулировки. И так, сегодня у нас на повестке дня простой внешний водяной термостат собственными руками, мы соберем схему и покажем его работу.

Простой внешний водяной термостат собственными руками – схема

Питание схемы термостата выполняется при помощи бестрансформаторного трансформатора, состоит он из гасящего конденсатора С1 и диодного моста D1. Параллельно мосту включен стабилитрон ZD1, который стабилизирует напряжение в границах 14В. При вашем желании, можно также добавить и стабилизатор на 12В.

Основу схемы составляет управляемый стабилитрон TL431. Управление TL431 выполняться при помощи делителя напряжения R4, R5 и R6. Датчиком температуры окружающей среды считается NTC терморезистор R4 номиналом 10кОм. Как только температура увеличивается он снижает собственное сопротивление.

При напряжении более 2,5В на контакте управления TL431, эта микросхема открывается, дальше срабатывает реле, замыкая контакты и включая нагрузку.

Как только температура увеличивается датчика R4, его сопротивление начнет падать. Когда напряжение на контакте управления TL431 станет меньше 2,5В микросхема закроется и отключит реле с нагрузкой.

Выбором резисторов R5 и R6 нужно добиться нужного диапазона температурные регулировки. Номинал R5 – в ответе за самую большую температуру, а R6 – за небольшую.

Для устранения эффекта дребезжания контактов реле при включении или отключении параллельно выводам А1 и А2 контактов реле нужно присоединить конденсатор С4. Реле К1 приходится применять с как можно меньшим током удержания.

При эксплуатации б/у-шных TL431 и NTC терморезисторов главное проверить их трудоспособность. Чтобы это сделать лучше всего познакомиться с материалами на тему: как проверить TL431 и как проверить термистор.

Простой внешний водяной термостат собственными руками

Вот такой простой внешний водяной термостат собственными руками у нас удался.

Фото другой стороны платы.

Данное устройство сделанное собственными руками смело можно применять, как внешний водяной термостат для инкубатора или сушки. При эксплуатации герметичного терморезистора (термопреобразователя), область использования его уже становится шире, он прекрасный вариант играть роль, как внешний водяной термостат аквариума.

Обыкновенные схемы электронных термостатов собственными руками

Соблюдение режима температур считается очень важным инновационным требованием не только на производстве, но и в обычной жизни. Имея столь немалое значение, такой параметр должен чем-то меняться и контролироваться. Делают большое количество этих устройств, имеющих много свойств и показателей. Однако выполнить внешний водяной термостат собственными руками иногда куда выгодно, чем приобретать готовый заводской аналог.

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и в это же время регулирующие установленное температурное значение, в основном встречаются на производстве. Но также и в быту они тоже нашли собственное место. Для поддерживания нужного климата в доме постоянно применяются внешние водяные термостаты для воды. Собственными руками выполняют подобные аппараты для сушки овощей или теплоснабжения инкубатора. Где угодно может найти собственное место такая система.

В этом видео выясним что представляет из себя температурный регулятор:

В реальности большинство термостатов являются лишь частью общей схемы, состоящую из таких составляющих:

1. Температурный датчик, исполняющий замер и фиксацию, и также передачу к регулятору получившейся информации. Происходит это за счёт изменения энергии тепла в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика как правило выступает термометр сопротивления или термопара, которые в собственной конструкции имеют металл, реагирующий на температурное изменение и под её влиянием меняющий своё сопротивление.
2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих предназначений, после этого передаёт сигнал на исправное устройство.
3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое во время получения сигнала с блока ведёт себя определённым образом. Например, при достижении установленной температуры клапан перекроет подачу носителя тепла. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три весомые части системы поддержания заданных параметров температур. Хотя, кроме них, в схеме могут принимать участие и иные части наподобие промежуточного реле. Однако они выполняют лишь добавочную функцию.

Рабочий принцип

Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему управляющего блока, важного, что необходимо выполнить в определенном случае.

Если делать реле температуры, то самый обычный вариант станет иметь механическую схему управления. Тут при помощи резистора ставится определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.

Дабы получить добавочную практичность и возможность работы с более большим диапазоном температур, нужно будет устанавливать контроллер. Это же поможет расширить эксплуатационный период прибора.

На данном видео вы можете взглянуть как собственными силами сделать внешний водяной термостат для электроотопления:

Рукодельный температурный регулятор

Схем для того, чтобы сделать внешний водяной термостат самому, в реальности особенно много. Все зависит от сферы, в которой будет использоваться данное изделие. Разумеется, создать нечто чрезмерно не простое и универсальное очень тяжело. А вот термостатический клапан, который сумеет применяться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно сделать, имея минимум знаний.

Самая простая схема

Самая примитивная схема реле температуры собственными руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в границах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при вашем желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

Создание термостата не просит больших трудов и вложений денег

В основе всей схемы будет применен стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль термопреобразователя, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с увеличением температуры. Резистор и сопротивление лучше выбирать, чтобы достигнуть самой лучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит так: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как сделать внешний водяной термостат для инкубатора собственными руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле выключится.

Во избежание дребезжания контактов реле, нужно его подбирать с номинальным током удержания. И параллельно вводам необходимо припаять конденсатор 470?25 В.

При эксплуатации терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, заранее необходимо проверить их трудоспособность и точность.

Подобным образом, выходит самый простой прибор, выверяющий температуру. Однако при правильно выбранных составляющих он прекрасно не прекращает работу в большом спектре использования.

Прибор для помещения

Такие внешние водяные термостаты с датчиком температуры окружающей среды собственными руками идеально подойдут для поддержания заданных показателей климата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начав с горячей воды и завершая трубчатыми нагревателями. При этом термовыключатель имеет хорошие рабочие данные. А измеритель бывает как вмонтированным, так и выносным.

Тут в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов следует выбирать поэтому, чтобы при минимально невысокой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор благоприятно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В данное время транзистор VT1 находится в положении открыто, а реле K1 включает исправный или переходный механизм, благодаря чему начинается нагрев. Температура воздуха благодаря этому увеличивается, что уменьшает сопротивление датчика. При входе 4 микросхемы начинает увеличиваться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Благодаря этому компаратор входит в фазу негативного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится примерно 0,7 Вольт, что считается логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле выключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер собственными руками предназначается для работы с трубчатыми нагревателями и может поддержать необходимые параметры температуры в границах 20-100 градусов. Это самый неопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это абсолютно исключает возможность поражения электрическим током.

Как и большинство аналогичных схем, в её основу берется мост непрерывного тока, в одно плечо которого подсоединяют компаратор, а в иное – термодатчик. Компаратор наблюдает за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же пытается уравнять мост при помощи терморезистора, меняя его температуру. А термостабилизация может появиться лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен появиться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и дает возможность менять температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы термостата:

Если заданная R6 температура ниже нужной, то на R8 сопротивление через чур большое, что уменьшает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открытие семистора VS1, который включит ТЕН. Про это будет сигнализировать светоизлучающий диод.

По мере того как температура будет увеличиваться, сопротивление R8 станет понижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа медленно уменьшается, а на прямом – увеличивается. В определенный момент ситуация меняется, и процесс происходит назад. Подобным образом, термоконтроллер собственными руками будет включать или отключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то можно её сменить отечественной микросхемой КР554СА301. Выходит простой внешний водяной термостат собственными руками с небольшими затратами, большой точностью и надёжностью работы.

Сопутствующие материалы и инструменты

Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры времени много не занимает и сил. Но чтобы выполнить термостатический клапан, нужны самые маленькие знания в электронике, комплект деталей по схеме и инструмент:

1. Импульсный паяльный аппарат. Можно применять и простой, но с тонким жалом.
2. Припой и флюс.
3. Монтажная плата.
4. Кислота, чтобы вытравить дорожки.

Плюсы и минусы

Даже простой внешний водяной термостат собственными руками имеет много плюсов и хороших моментов. Говорить же о фабричных универсальных устройствах и абсолютно не приходится.

Температурные регуляторы разрешают:

1. Поддерживать оптимальную температуру.
2. Экономить энергетические ресурсы.
3. Не привлекать к процессу человека.
4. Исполнять тех. процесс, повышая качество.

Из плохих качеств можно именовать большую цену фабричных моделей. Разумеется, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые нужны во время работы с жидкими, газообразными, щелочными и прочими аналогичными средами, имеют большую цену. Тем более если прибор должен иметь очень много предназначений и возможностей.

Терморегулятор для ТЭН своими руками: схема и инструкция

СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

   Поводом для сборки этой схемы послужила поломка терморегулятора в электрическом духовом шкафу на кухне. Поискав в интернете, особого изобилия вариантов на микроконтроллерах не нашел, конечно есть кое-что, но все в основном рассчитаны на работу с термодатчиком типа DS18B20, а он очень ограничен в температурном диапазоне верхних значений и для духовки не подходит. Задача ставилась измерять температуры до 300°C, поэтому выбор пал на термопары К-типа. Анализ схемных решений привел к паре вариантов. 

Схема терморегулятора — первый вариант

   Термостат собраный по этой схеме имеет заявленный предел верхней границы 999°C. Вот что получилось после его сборки:

   Испытания показали, что сам по себе термостат работает достаточно надежно, но не понравилось в данном варианте отсутствие гибкой памяти. Пошивка микроконтроллера для обеих вариантов — в архиве.

Схема терморегулятора — второй вариант

   Немного поразмыслив пришел к выводу, что возможно сюда присоединить тот же контроллер, что и на паяльной станции, но с небольшой доработкой. В процессе эксплуатации паяльной станции были выявлены незначительные неудобства: необходимость перевода таймеров в 0, и иногда проскакивает помеха которая переводит станцию в режим SLEEP. Учитывая то, что женщинам ни к чему запоминать алгоритм перевода таймера в режим 0 или 1 была повторена схема той же станции, но только канал фен. А небольшие доработки привели к устойчивой и «помехонекапризной» работе терморегулятора в части управления. При прошивке AtMega8 следует обратить внимание на новые фьюзы. На следующем фото показана термопара К-типа, которую удобно монтировать в духовке.

   Работа регулятора температуры на макетной плате понравилась — приступил к окончательной сборке на печатной плате.

   Закончил сборку, работа тоже стабильная, показания в сравнении с лабораторным градусником отличаются порядка на 1,5°C, что в принципе отлично. На печатной плате при настройке стоит выводной резистор, пока что не нашел в наличии SMD такого номинала.

   Светодиод моделирует ТЭНы духовки. Единственное замечание: необходимость создания надежной общей земли, что в свою очередь сказывается на конечный результат измерений. В схеме необходим именно многооборотный подстроечный резистор, а во-вторых обратите внимание на R16, его возможно тоже необходимо будет подобрать, в моём случае стоит номинал 18 кОм. Итак, вот что имеем:

   В процессе экспериментов с последним терморегулятором появились ещё незначительные доработки, качественно влияющие на конечный результат, смотрим на фото с надписью 543 — это означает датчик отключен или обрыв.

   И наконец переходим от экспериментов до готовой конструкции терморегулятора. Внедрил схему в электроплиту и пригласил авторитетную комиссию принимать работу 🙂 Единственное что жена забраковала — маленькие кнопки на управлении конвекцией, общее питание и обдув, но это решаемо со временем, а пока выглядит вот так.

   Регулятор заданную температуру держит с точностью до 2-х градусов. Происходит это в момент нагрева, из-за инертности всей конструкции (ТЭНы остывают, внутренний каркас выравнивается температурно), в общем в работе схема мне очень понравилась, а потому рекомендуется для самостоятельного повторения. Автор — ГУБЕРНАТОР.

   Форум по регуляторам температуры на МК

   Обсудить статью СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

РадиоКот :: Терморегулятор, не создающий помех

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Бытовая техника >

Терморегулятор, не создающий помех

          На первом рисунке приведена схема терморегулятора релейного типа [1], выполненная на таймере КР1006ВИ1. Наличие в этой микросхеме делителя напряжения и компараторов упрощает конструкцию устройства, а наличие RS-триггера позволяет организовать привязку моментов включения нагрузки к моментам прохождения сетевого напряжения через ноль, благодаря чему исключается возникновение помех и других нежелательных явлений. При использовании указанного на схеме симистора к терморегулятору можно подключать нагрузку мощностью до 1000 Вт.
          При разработке схемы учитывалось то обстоятельство, что в отличие от аналогов у микросхемы КР1006ВИ1 вход R имеет приоритет над входом S. Это значит, что при наличии на входе R напряжения, превышающего пороговое значение U_R, микросхема находится в нулевом состоянии (на её выходе присутствует уровень логического нуля) независимо от напряжения на входе S. Резистор R4 придаёт терморегулятору небольшой гистерезис (около 11 мВ), который необходим, чтобы исключить пребывание микросхемы в линейном режиме (т. е. промежуточных состояниях между 0 и 1). Дело в том, что потребляемый микросхемой ток в линейном режиме может достигать нескольких сотен миллиампер, что нарушило бы нормальное функционирование устройства. Величину гистерезиса можно изменять путём подбора резистора R4, однако увеличивать сопротивление этого резистора нежелательно, иначе гистерезис может оказаться недостаточным для устойчивой работы регулятора.

          Питание низковольтной части устройства, в том числе микросхемы, осуществляется постоянным напряжением 5,6 В, которое формируется с помощью однополупериодного выпрямителя на диоде VD4, сглаживающего фильтра R8C5 и параметрического стабилизатора R5VD2. Конденсаторы C2 и C3 дополнительно фильтруют выходное напряжение стабилизатора. В цепи питания также задействован один из диодов моста VD3. Конденсатор С6 служит для защиты устройства от помех в питающей сети. Ток, протекающий через резистор R5, составляет приблизительно 7,4 мА, поэтому если требуется снабдить устройство индикатором питания, можно уменьшить сопротивление резистора R5 до 5,6 кОм и последовательно с ним включить светодиод.

          Узел коммутации нагрузки выполнен с использованием высоковольтного транзистора VT1 (КТ940А), диодного моста VD3 (КЦ407А) и симистора VS1 (КУ208Г). Сигнал с выхода микросхемы DA1 (вывода 3) через резистор R7 поступает на базу транзистора. Когда на выходе микросхемы присутствует сигнал высокого уровня, транзистор открывается, между управляющим электродом и условным анодом симистора через диодный мост и открытый транзистор начинает протекать ток, приводящий к открыванию симистора и включению нагрузки.

          Элементы C4 и R9 служат для повышения надёжности устройства. Конденсатор C4 способствует уменьшению броска тока через коллектор транзистора VT1 в момент включения устройства в сеть. Резистор R9 снижает вероятность спонтанного открывания симистора.

          В качестве датчика температуры применён терморезистор RK1, включённый в одно из плеч измерительного моста, который образован делителем напряжения RK1R1R2 и внутренним делителем микросхемы. Резистором R2 можно выставить требуемую температуру. Конденсатор C1 подавляет помехи, наводимые на провода, ведущие к датчику. Когда температура системы превышает заданную, напряжение на входе R микросхемы выше порогового, равного примерно 2/3 напряжения питания микросхемы. При этом на выходе микросхемы присутствует низкий логический уровень, транзистор VT1 и симистор VS1 закрыты – нагрузка выключена. После того, как температура системы понизится, и напряжение на входе R станет меньше порогового значения, таймер дожидается снижения напряжения на входе S менее 1/3 напряжения питания микросхемы, и затем переключается в единичное состояние, включая нагрузку. Благодаря делителю R6R3 это условие выполняется, когда мгновенное напряжение в сети по модулю не превышает примерно 5 В. Таким образом, поскольку моменты включения нагрузки привязаны к нулям сетевого напряжения, обеспечивается снижение коммутационных помех. После включения нагрузки таймер сохраняет единичное состояние до тех пор, пока напряжение на входе R снова не повысится до порогового значения. Диод VD1 служит для ограничения напряжения на входе S микросхемы.

          Терморезистор RK1 может быть любого типа с отрицательным ТКС, например КМТ‑1, КМТ‑4, КМТ‑12, ММТ-4, ММТ‑6. Если используется выносной датчик, то его следует соединить с устройством посредством витой пары. Транзистор VT1, кроме указанного на схеме, может быть КТ6135А, КТ6105А, КТ6139А, КТ520А, КТ6107А, КТ969А, КТ9179А, KSP44, KSP45, MPSA44, MPSA45, BF844, 2N6517, ZTX458. Также возможно, но менее желательно, применение любых приборов из серий КТ604, КТ605. Симистор КУ208Г можно заменить на КУ208Г1, КУ208Д1 и другие, рассчитанные на нужное значение тока нагрузки и напряжение не ниже 400 В. Например, использование в устройстве симистора ТС106‑10‑4 позволяет увеличить максимальную мощность нагрузки до 2 кВт, а использование таких зарубежных симисторов как MAC16D, BTA216‑500B – до 3 кВт. При этом должны быть соответствующим образом выбраны предохранитель FU1 и радиатор симистора. При мощности нагрузки до 1000 Вт симистор следует установить на радиатор площадью 150 см². Диод VD4 – любой, рассчитанный на обратное напряжение не ниже 500 В, например, Д210, Д211, МД217, МД218, Д237В, КД209В, КД109В, КД221Г, КД243 с буквами Д–Ж, КД105 с буквами В–Д, 1N4005–1N4007. Диодный мост VD3 – любой, рассчитанный на обратное напряжение не ниже 400 В, например, КЦ422Г, DB104–DB107. Его также можно составить из дискретных диодов КД109В, КД221 с буквами В, Г, КД243 с буквами Г–Ж, КД105 с буквами Б–Д, КД209 с любыми буквами, 1N4004–1N4007. Диод VD1 – любой маломощный кремниевый. Стабилитрон VD2 кроме указанного на схеме может быть КС409А, 2С101Г, КС156Г, 2С156 с индексами В, Г, а также 1N4626, BZX55‑C5V6. Микросхему КР1006ВИ1 заменять аналогами нельзя из-за различия в логике работы. Конденсатор C6 – типа К73‑17 или другой ёмкостью 0,1…0,22 мкФ, допускающий эксплуатацию при сетевом напряжении.

          Терморегулятор, схема которого показана на втором рисунке, выполнен с использованием микросхемы КР1441ВИ1 [1, 2] – КМОП-аналога таймера КР1006ВИ1. Благодаря применению КМОП-таймера обеспечивается простота и экономичность устройства. Принцип работы данного терморегулятора приблизительно соответствует описанному выше терморегулятору, но отличается отсутствием гистерезиса, что способствует повышению точности поддержания заданной температуры. Вывод 7 DA1 соединён с выводом 6 для того, чтобы ускорять выход таймера из линейного режима, в котором он может оказываться при включённой нагрузке. Действительно, для пребывания таймера в промежуточном состоянии между 0 и 1 необходимо, чтобы на вход R поступал сигнал сброса, а напряжение на входе S равнялось пороговому. Но в этом состоянии внутренний ключ в цепи вывода 7 приоткрыт и устраняет сигнал сброса, тем самым выводя микросхему из линейного режима. Вообще говоря, линейный режим для КМОП-таймера не так опасен, как для биполярного, но в данной схеме всё же нежелателен.

          Питание низковольтной части устройства осуществляется постоянным напряжением 6,2 В, которое формируется при помощи параметрического стабилизатора с использованием балластного резистора R6, прецизионного слаботочного стабилитрона VD1 и сглаживающего конденсатора C1. Вместо стабилитрона КС405А можно применить КС405Б, 1N4627. Диод VD3 и диодный мост VD2 – любые, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 400 В. Например, это могут быть диоды КД109В, КД221 с буквами В, Г, КД243 с буквами Г–Ж, КД105 с буквами Б–Д, КД209 с любыми буквами, 1N4004–1N4007. Диодный мост VD2 также может быть КЦ422Г, DB104–DB107. Микросхема КР1441ВИ1 заменяется зарубежными аналогами, такими как ICM7555IPA, ILC555N, GLC555. Вместо транзистора КТ521А подойдут КТ9115А, КТ9178А, КТ6104А, КТ6108А, КТ6138А, KSP94, MPSA94, BF493S, 2N6520, ZTX758, 2SA1625.

          Налаживание рассмотренных терморегуляторов сводится, в случае необходимости, к установке пределов регулировки температуры путём подбора сопротивлений резисторов R1 и R2. Их номиналы, указанные на схемах, выбраны с расчётом на довольно широкие пределы изменения температуры, поэтому желательно либо использовать прецизионный переменный резистор, либо сузить пределы регулировки в зависимости от конкретного применения регулятора. Например, для поддержания температуры в погребе (2…4°C) в первой схеме резистор R1 может иметь сопротивление 510 кОм, R2 – 330 кОм; во второй схеме – резистор R1 может иметь сопротивление 470 кОм, R2 – 820 кОм.

          Поскольку описанные устройства имеют непосредственную связь с сетью с опасным для жизни напряжением 220 В, при испытаниях и эксплуатации терморегулятора следует соблюдать меры предосторожности. Корпус устройства должен быть выполнен из изоляционного материала; ручка переменного резистора и терморезистор, в случае вынесения их наружу, должны быть изолированы; перед первым включением устройства необходимо проверить правильность и качество монтажа. Во избежание поражений электрическим током недопустимо использовать терморегулятор в условиях повышенной влажности и погружать терморезистор в жидкость. Исключением из этого правила может являться использование терморезистора, корпус которого и подходящие к нему провода снабжены надёжной гидроизоляцией.

[2] Гаврилов К. Применение микросхемы КР1441ВИ1. – Радио, 2011, № 6, с. 34–36.

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?