Šema termalnog releja uradi sam. Jednostavan i pouzdan termostat za inkubator

Regulatori temperature imaju široku primjenu u različite svrhe: u automobilima, sistemima grijanja raznih vrsta, frižiderima i pećnicama. Njihov posao je da isključe ili uključe aparate nakon postizanja određene temperature. Nije teško napraviti jednostavan mehanički termostat vlastitim rukama. Moderni dizajni imaju složeniju shemu, ali uz određeno iskustvo možete napraviti analoge takvih uređaja.

Pokazi sve

Mehanički termostat

Danas se najnovijim modelima termostata upravlja pomoću dugmadi na dodir, stariji modeli su mehanički. Većina ovih uređaja ima digitalni panel koji prikazuje temperaturu rashladne tečnosti u realnom vremenu, kao i potreban maksimalni stepen.

Proizvodnja ovakvih uređaja nije potpuna bez programiranja, pa je njihova cijena vrlo visoka. Omogućuju vam da prilagodite temperaturni režim prema različitim parametrima, na primjer, po satima ili danima u tjednu. Temperatura će se tada automatski promijeniti.

Ako govorimo o regulatorima temperature za industrijske čelične peći, onda će ih biti teško napraviti sami, jer imaju složen dizajn i zahtijevaju pažnju više od jednog stručnjaka. One se uglavnom proizvode u fabrikama. Ali izrada jednostavnog, uradi sam, regulatora temperature za autonomni sistem grijanja, inkubatore itd. nije težak zadatak. Glavna stvar je pridržavati se svih crteža i preporuka za proizvodnju.

Da biste razumjeli kako termostat radi, možete rastaviti jednostavan mehanički dizajn. Radi na principu otvaranja i zatvaranja vrata (zaklopke) kotla, čime se smanjuje ili povećava pristup zraka u komoru za sagorijevanje. Senzor, naravno, reaguje na temperaturu.

Za proizvodnju takvog uređaja trebat će vam sljedeći pribor:

• povratna opruga;
• dvije poluge;
• dvije aluminijske cijevi;
• jedinica za podešavanje (izgleda kao kutija za kran);
• lanac koji povezuje dva dijela (termostat i vrata).

Sve komponente moraju biti sastavljene i montirane na kotao.

Uređaj radi zahvaljujući svojstvu aluminijuma da se širi pod uticajem temperature. Kao rezultat toga, klapna se zatvara. Ako se temperatura smanji, aluminijska cijev se hladi i skuplja, pa se klapna lagano otvara.

Ali takva shema također ima svoje značajne nedostatke. Problem je što je na ovaj način teško odrediti kada će se klapna otvoriti. Da bi se mehanizam približno postavio, potrebni su precizni proračuni. Nemoguće je tačno odrediti koliko će se aluminijumska cijev proširiti. Stoga se u većini slučajeva sada preferiraju uređaji s elektroničkim senzorima.

Domaći mehanički termostat za rudnički kotao



Jednostavan elektronski uređaj

Za precizniji rad automatskog regulatora temperature neophodne su elektronske komponente. Najjednostavniji termostati rade prema shemi zasnovanoj na releju.





Glavni elementi takvog uređaja su:

• shema praga;
• indikatorski uređaj;
• senzor temperature.

Krug domaćeg termostata mora reagirati na povećanje (smanjenje) temperature i uključiti aktuator ili obustaviti njegov rad. Za implementaciju najjednostavnijeg kola treba koristiti bipolarne tranzistore. Termalni relej je napravljen prema vrsti Schmidt okidača. Termistor će djelovati kao temperaturni senzor. On će promijeniti otpor ovisno o temperaturi, koja je konfigurirana u zajedničkoj upravljačkoj jedinici.

Ali osim termistora, može biti i senzor temperature:

• termistori;
• poluvodički elementi;
• otporni termometri;
• bimetalni releji;
• termoelementi.

Kada koristite dijagrame i crteže iz nepoznatih izvora, treba imati na umu da oni često ne odgovaraju priloženom opisu. S tim u vezi, potrebno je pažljivo proučiti sav materijal prije nego što nastavite s proizvodnjom uređaja.

Prije početka rada morate odlučiti o temperaturnom rasponu uređaja, kao i njegovoj snazi. Treba imati na umu da će se neke komponente koristiti za frižider, a druge za opremu za grijanje.



Trodelni uređaj

Jednostavan elektronski termostat, uradi sam, može se sastaviti za upotrebu na ventilatorima i personalnim računarima. Tako možete razumjeti princip njegovog rada. Kao osnova se koristi matična ploča.

Od alata će vam trebati lemilica, ali ako ga nemate ili nemate dovoljno radnog iskustva, možete koristiti i ploču bez lemljenja.

Šema se sastoji od tri elementa:

• tranzistor snage;
• potenciometar;
• termistor, koji će djelovati kao temperaturni senzor.

Senzor temperature (termistor) reagira na povećanje stupnjeva, s tim u vezi ventilator će se uključiti.

Da biste podesili uređaj, prvo morate postaviti podatke za ventilator u isključeni položaj. Nakon toga potrebno je da uključite računar i sačekate da se zagrije na određenu temperaturu kako biste popravili trenutak kada se ventilator uključi. Podešavanje se vrši nekoliko puta. To će osigurati efikasnost rada.

Danas moderni proizvođači raznih elemenata i mikro krugova mogu ponuditi veliki izbor rezervnih dijelova. Svi se razlikuju po tehničkim karakteristikama i izgledu.

Termostat uradi sam



Regulatori temperature za sisteme grijanja

Prilikom proizvodnje i ugradnje termostata sa senzorom temperature zraka "uradi sam" za sustave grijanja, potrebno je precizno kalibrirati gornje i donje linije. Ovo će izbjeći pregrijavanje opreme, što u najboljem slučaju može dovesti do kvara cijelog sistema. U najgorem slučaju, pregrijavanje opreme može uzrokovati da eksplodira i može biti fatalno.




Za ove svrhe trebat će vam uređaj za mjerenje jačine struje. Uz pomoć crteža i dijagrama možete napraviti vanjsku opremu za podešavanje temperature kotla na čvrsto gorivo. Za rad možete koristiti shemu K561LA7. Princip rada leži u istoj sposobnosti termistora da smanji ili poveća otpor pod određenim temperaturnim uvjetima. Željeni indikatori se mogu podesiti pomoću AC otpornika. Prvo se napon primjenjuje na inverter, a zatim prenosi na kondenzatore, koji su spojeni na japanke i kontroliraju njihov rad.

Princip rada je jednostavan. Kako se stepeni smanjuju, napon u releju raste. Ako je vrijednost manja od donje granične vrijednosti, ventilator će se automatski isključiti.

Bolje je lemiti elemente na krtičanu. Kao napajanje možete koristiti uređaj koji radi unutar 3-15 V.

Svaki domaći uređaj instaliran na sistemu grijanja može dovesti do njegovog kvara. Osim toga, takve radnje mogu zabraniti službe državne kontrole. Na primjer, ako je plinski kotao instaliran u kući, tada takva dodatna oprema može biti zaplijenjena od strane plinske službe. U nekim slučajevima se čak izriču novčane kazne.

Termostat za grijaće elemente uradi sam: dijagram i upute

Digitalna oprema

Za izradu modernog uređaja s preciznim podešavanjem potrebnih stupnjeva, nezamjenjive su digitalne komponente.

PIC16F628A se koristi kao glavni čip. Koristeći takav krug, možete kontrolirati različite elektroničke uređaje.

Princip rada također nije jako kompliciran. Indikator od tri znaka sa zajedničkom katodom se isporučuje sa vrijednostima zadane (potrebne) temperature i trenutne.

Za postavljanje željene temperature, mikrokolo ima dva elementa sb1 i sb2, na koje su naknadno zalemljeni mehanički gumbi. Prvi element služi za smanjenje temperature, a drugi za povećanje.

Podešavanje vrednosti histereze vrši se pritiskom na dugme sb3 prilikom podešavanja.

Kada sami izrađujete uređaje, važno je ne samo pravilno lemiti i napraviti strujni krug, već i postaviti uređaj na opremu na pravo mjesto. Sama ploča mora biti zaštićena od vlage i prašine, kako bi se izbjegla pojava kratkog spoja i, shodno tome, kvar uređaja. Izolacija svih kontakata takođe igra veoma važnu ulogu.

Regulatori temperature

Raznolikost uređaja na tržištu

Danas kompanije koje proizvode takvu opremu nude kupcu 3 glavne vrste uređaja. Svi oni rade na različitim internim signalima. Njihova je funkcija da kontroliraju temperaturu i ujednače je, ovisno o postavkama uređaja (gornji i donji redovi).





Postoje tri vrste internih signala:

1. 1. Podaci se uzimaju direktno iz rashladnog sredstva. U svakodnevnom životu nije baš popularan, jer je njegova efikasnost nedovoljna. Princip rada leži u potopnom senzoru ili drugom sličnom uređaju. Iako postoje problemi sa efikasnošću, on spada u skupi segment ovakvih uređaja na tržištu.
2. 2. Unutrašnji vazdušni talasi. Ova opcija je najpopularnija jer se smatra pouzdanom i ekonomičnom. Ne uzima podatke iz temperature rashladne tečnosti, već direktno iz vazduha. Ovo omogućava veću preciznost. Koji stepen će biti postavljen u kontrolnoj jedinici, to će biti temperatura zraka. Povezuje se na sistem grijanja kablom. Takve modele proizvođači stalno poboljšavaju, što ih čini praktičnijim i funkcionalnijim.
3. 3. Vanjski vazdušni talasi. Radi na bazi uličnog senzora. Radi sa svim promjenama vremenskih uvjeta i odmah reagira promjenom postavki opreme za grijanje.

Takvi uređaji mogu biti električni ili elektronski. Regulatori temperature mogu primati signal u automatskom ili poluautomatskom načinu rada. Rad i promjene temperature mogu se desiti praćenjem temperature radijatora i grana vodova ili evidentiranjem promjena u snazi ​​kotla.

Danas tržište ima mnogo popularnih modela od vrhunskih proizvođača koji su već učvrstili svoju poziciju. Prije svega, to uključuje E 51.716 i IWarm 710. Samo tijelo je male veličine i napravljeno je od plastičnog polimera koji ne gori. Uprkos tome, ima mnogo korisnih funkcija. Ekran je, kao i za ovako male brijače, prilično velik. Prikazuje sve postojeće podatke. Takvi uređaji koštaju između 2500-3000 rubalja.

Funkcionalne karakteristike prvog modela uključuju mogućnost ugradnje u zid u bilo kojoj poziciji, temperaturu se istovremeno kontroliše sa samog poda, kao i prisustvo kabla dužine 3 m. Prilikom ugradnje potrebno je razmisliti o da li će postojati slobodan pristup uređaju za nesmetanu kontrolu nad njim.

Uz gore navedene pluse, ima i nekih minusa. To uključuje mali skup funkcija koje su dostupne u analogama ovih uređaja. Prilikom upotrebe ponekad izaziva nelagodu. Osim toga, ovi modeli nemaju funkciju automatskog grijanja. Ali ako želite, možete to i sami završiti.

Dakle, neće biti teško samostalno napraviti termostat ili kupiti i ugraditi gotov model ako se striktno pridržavate svih dijagrama, crteža i uputa za proizvodnju i ugradnju. Ova oprema će vlasnicima uštedjeti vrijeme na ručnoj kontroli temperature određenih uređaja.

Rad plinskog ili električnog kotla može se optimizirati korištenjem eksterne kontrole jedinice. Komercijalno dostupni daljinski termostati su dizajnirani za ovu svrhu. Ovaj će vam članak pomoći da shvatite koji su to uređaji i da shvatite njihove vrste. Također će se pozabaviti pitanjem kako sastaviti termostat vlastitim rukama.

Namjena termostata

Svaki električni ili plinski kotao opremljen je kompletom za automatizaciju koji prati zagrijavanje rashladne tekućine na izlazu iz jedinice i isključuje glavni plamenik kada se postigne zadana temperatura. Opremljen sličnim sredstvima i kotlovima na čvrsto gorivo. Omogućuju vam da održavate temperaturu vode u određenim granicama, ali ništa više.

U ovom slučaju se ne uzimaju u obzir klimatski uslovi u prostorijama ili na ulici. Ovo nije baš zgodno, vlasnik kuće mora stalno sam odabrati odgovarajući način rada kotla. Vrijeme se može promijeniti tokom dana, tada u prostorijama postaje vruće ili hladno. Bilo bi mnogo zgodnije kada bi automatizacija kotla bila vođena temperaturom zraka u prostorijama.

Za kontrolu rada kotla u zavisnosti od stvarne temperature koriste se različiti termostati za grijanje. Priključen na elektroniku kotla, takav se relej isključuje i počinje grijati, održavajući potrebnu temperaturu zraka, a ne rashladne tekućine.

Vrste termičkih releja

Konvencionalni termostat je mala elektronska jedinica koja se montira na zid na odgovarajućem mjestu i žicama povezuje s izvorom topline. Na prednjoj ploči nalazi se samo regulator temperature, ovo je najjeftinija vrsta uređaja.

Pored njega, postoje i druge vrste termičkih releja:

• programabilni: imaju displej sa tečnim kristalima, povezani su žicama ili koriste bežičnu vezu sa bojlerom. Program vam omogućava da podesite promjenu temperature u određenim satima dana i po danu tokom sedmice;
• isti uređaj, samo opremljen GSM modulom;
• autonomni regulator napajan iz vlastite baterije;
• bežični termostat sa daljinskim senzorom za kontrolu procesa grijanja ovisno o temperaturi okoline.

Bilješka. Model, gdje se senzor nalazi izvan zgrade, omogućava regulaciju rada kotlovnice ovisno o vremenskim prilikama. Metoda se smatra najefikasnijom, jer izvor topline reagira na promjenjive vremenske uvjete čak i prije nego što utiču na temperaturu unutar zgrade.

Multifunkcionalni termalni releji koji se mogu programirati značajno štede energiju. U onim satima dana kada nema nikoga kod kuće, nema smisla održavati visoku temperaturu u prostorijama. Poznavajući radni raspored svoje porodice, vlasnik kuće uvijek može programirati temperaturni prekidač tako da u određenim satima temperatura zraka pada, a grijanje se uključuje sat vremena prije dolaska ljudi.

Termostati za domaćinstvo, opremljeni GSM modulom, u mogućnosti su da omoguće daljinsko upravljanje kotlovnicom putem mobilne komunikacije. Budžetska opcija - slanje obavještenja i komandi u obliku SMS - poruka sa mobilnog telefona. Napredne verzije uređaja imaju svoje aplikacije instalirane na pametnom telefonu.

Kako sami sastaviti termostat?

Komercijalno dostupni uređaji za regulaciju grijanja prilično su pouzdani i ne izazivaju nikakve pritužbe. Ali u isto vrijeme koštaju, a to ne odgovara onim vlasnicima kuća koji su barem malo upućeni u elektrotehniku ​​ili elektroniku. Uostalom, razumijevajući kako bi takav termalni relej trebao funkcionirati, možete ga sastaviti i spojiti na generator topline vlastitim rukama.

Naravno, ne može svako napraviti složen programibilni uređaj. Osim toga, za sklapanje ovakvog modela potrebno je kupiti komponente, isti mikrokontroler, digitalni displej i druge dijelove. Ako ste nova osoba u ovom poslu i površno razumete problem, onda bi trebalo da počnete sa nekom jednostavnom šemom, sastavite je i pustite u rad. Nakon što ste postigli pozitivan rezultat, možete ciljati na nešto ozbiljnije.

Prvo morate imati ideju od kojih elemenata bi se trebao sastojati termostat s kontrolom temperature. Odgovor na pitanje daje dijagram strujnog kola predstavljen gore i koji odražava algoritam uređaja. Prema shemi, svaki termostat mora imati element koji mjeri temperaturu i šalje električni impuls procesorskoj jedinici. Zadatak potonjeg je da pojača ili pretvori ovaj signal na način da služi kao naredba pokretačkom elementu - releju. Zatim ćemo predstaviti 2 jednostavna kola i objasniti njihov rad u skladu s ovim algoritmom bez pribjegavanja specifičnim pojmovima.

Krug sa zener diodom

Zener dioda je ista poluvodička dioda koja propušta struju samo u jednom smjeru. Razlika od diode je u tome što zener dioda ima kontrolni kontakt. Sve dok se na njega primjenjuje postavljeni napon, element je otvoren i struja teče kroz kolo. Kada njegova vrijednost padne ispod granice, lanac puca. Prva opcija je krug termičkog releja, gdje zener dioda igra ulogu logičke kontrolne jedinice:

Kao što vidite, krug je podijeljen na dva dijela. Na lijevoj strani prikazan je dio koji prethodi upravljačkim kontaktima releja (oznaka K1). Ovdje je mjerna jedinica termički otpornik (R4), njegov otpor opada s povećanjem temperature okoline. Ručni regulator temperature je promjenjivi otpornik R1, krug se napaja naponom od 12 V. U normalnom načinu rada, na kontrolnom kontaktu zener diode prisutan je napon veći od 2,5 V, krug je zatvoren, relej je uključen.

Savjet. Napajanje od 12 V može biti bilo koji jeftin komercijalno dostupan uređaj. Relej - reed prekidač marke RES55A ili RES47, termički otpornik - KMT, MMT ili slično.

Čim temperatura poraste iznad postavljene granice, otpor R4 će pasti, napon će postati manji od 2,5 V, zener dioda će prekinuti krug. Tada će relej učiniti isto, isključujući dio napajanja, čiji je krug prikazan na desnoj strani. Ovdje je jednostavan termički relej za kotao opremljen trijakom D2, koji zajedno sa kontaktima za zatvaranje releja služi kao izvršna jedinica. Napon napajanja kotla je 220 V kroz njega.

Kolo sa logičkim čipom

Ovaj sklop se razlikuje od prethodnog po tome što umjesto zener diode koristi logički čip K561LA7. Senzor temperature je još uvijek termistor (oznaka - VDR1), samo što sada odluku o zatvaranju kruga donosi logička jedinica mikrokola. Inače, marka K561LA7 proizvodi se još od sovjetskih vremena i košta samo peni.

Za međupojačanje impulsa koristi se tranzistor KT315, za istu svrhu, drugi tranzistor, KT815, instaliran je u završnoj fazi. Ovaj dijagram odgovara lijevoj strani prethodnog, blok napajanja ovdje nije prikazan. Kao što možete pretpostaviti, može biti slično - sa triakom KU208G. Rad ovakvog termo prekidača domaće izrade testiran je na kotlovima ARISTON, BAXI, Don.

Zaključak

Samostalno povezivanje termostata na kotao je jednostavna stvar, na Internetu postoji mnogo materijala o ovoj temi. Ali napraviti ga sami od nule nije tako lako, osim toga, potreban vam je mjerač napona i struje da biste izvršili podešavanja. Kupite gotov proizvod ili sami preuzmite njegovu proizvodnju - odluka je na vama.

Da biste automatski održali temperaturni režim, možete stvoriti termostat vlastitim rukama. Visokokvalitetni domaći proizvod obavljat će svoje funkcije ništa lošije od tvorničkog kolege. Nakon detaljnog proučavanja procesa montaže, nadogradnje i popravke neće uzrokovati poteškoće.

Koncept regulatora temperature

• podrumsko grijanje;
• grijanje stanice za lemljenje;
• cirkulacijska pumpa kotla.

Iz datih primjera, jasni su osnovni zahtjevi za tačnost koje odgovarajući krug termostata mora osigurati. U nekim situacijama potrebno je održavati postavljeni nivo ne manjim od ±1C°. Indikacija rada je potrebna za kontrolu radnih parametara. Nosivost je od velikog značaja.

Navedene karakteristike objašnjavaju svrhu tipičnih funkcionalnih jedinica:

• vrijednost temperature fiksira specijalizirani senzor (otpornik, termoelement);
• očitavanja se analiziraju mikrokontrolerom ili drugim uređajem;
• aktivacijski signal se dovodi do elektronskog (mehaničkog) prekidača.

Bilješka. Osim razmatranih dijelova, krug termičkog releja može sadržavati dodatne komponente za napajanje električnog grijača, još jedno snažno opterećenje.

Princip rada

Svaki termostatski krug radi na istim principima. Informacija o temperaturi se poredi sa podešenom vrednošću. Prelazak određenog nivoa aktivira aktuator da po potrebi ispravi kontrolirani parametar.

Vrste

U najjednostavnijoj verziji (relej hladnjaka) koristi se mehanički prekidač. Za preciznije podešavanje (brzine motora) koristi se ne samo mikroelektronika, već i specijalizirani softver.

Termostat na tri elementa

Za izradu jednostavnog termostata "uradi sam", krug za napajanje osobnog računala je bolji od drugih opcija.

Termistor mjeri temperaturu na kontrolnoj tački. Potenciometar postavlja optimalnu vrijednost za uključivanje ventilatora. Ova šema ne može promijeniti brzinu. Povezuje induktivno MOSFET opterećenje. Prihvatljivo je koristiti analog s odgovarajućim karakteristikama snage.

Regulatori temperature za kotlove za grijanje

Regulator temperature "uradi sam" može se napraviti kao dio projekta modernizacije starog kotla. Vrsta goriva nije bitna, iako je lakše osigurati dobar rezultat pomoću plinske opreme.

Digitalni termostat

U ovom primjeru, programeri su kreirali uređaj za održavanje temperature u prodavaonici voća (povrća). Za analizu dolaznih podataka odabrano je mikrokolo sa sljedećim blokovima:

• tajmeri;
• generator;
• dva komparatora;
• moduli za razmjenu, poređenje i prijenos podataka.

Kada su prekidači u odgovarajućem položaju, LED matrica prikazuje stvarnu vrijednost temperature ili referentni nivo. Dugmad u načinu rada korak po korak postavljaju željeni prag.

Domaći regulator temperature

Stvaranje funkcionalnog termostata vlastitim rukama nije previše teško. Međutim, čovjek mora biti realan u pogledu vlastitih mogućnosti. Sljedeće upute pomoći će vam da donesete pravu odluku.

Najjednostavniji sklop

Da bi se uklonile nepotrebne poteškoće, koristi se krug s napajanjem bez transformatora. Za ispravljanje napona napajanja koristi se konvencionalni diodni most. Potreban nivo konstantne komponente podržan je zener diodom. Kondenzator eliminiše prenapone.

Tipični razdjelnik je pogodan za kontrolu napona. U jednoj ruci je ugrađen otpornik koji reagira na promjene temperature. Relej je pogodan za upravljanje aktuatorom.

Indoor device

Ovaj uređaj se može koristiti za održavanje temperature u mini stakleniku, još jednom ograničenom prostoru. Glavni element je čip operativnog pojačala, koji je uključen u režimu poređenja napona. Fino i grubo podešavanje praga vrši se pomoću otpornika R5 i R4, respektivno.

Na LM 311 čipu

Ova opcija je dizajnirana za povezivanje električnog podnog grijanja, drugih snažnih opterećenja. Treba obratiti pažnju na povećanu pouzdanost proizvoda, koja je osigurana galvanskom izolacijom strujnih krugova sa malim i visokim strujama.

Neophodni materijali i alati

U nekim situacijama trebat će vam vještine za proizvodnju složene tiskane ploče. Najjednostavniji krugovi se sklapaju za nekoliko minuta pomoću lemilice i tehnologije površinske montaže. Prije izvođenja radnih operacija morate kupiti:

• dodaci;
• potrošni materijali;
• merna oprema.

Lista za kupovinu se sastavlja na osnovu odabranog električnog kola. Za zaštitu uređaja od štetnih vanjskih utjecaja i poboljšanje izgleda, kreira se odgovarajuća kutija.

Prednosti i nedostaci

Prednosti i nedostaci pojedinačnih shema se procjenjuju uzimajući u obzir stvarne radne uvjete. Ponekad je korisno potrošiti vrijeme i novac u fazi implementacije ideje kako bi se produžio vijek trajanja gotovog proizvoda. Nema smisla stvarati domaći proizvod ako je tvornički pandan sa službenim garancijama jeftiniji.

Kako pravilno instalirati

Da biste produžili vijek trajanja termostata, koristite sljedeće preporuke:

• ne postavljajte elektroniku bez dodatne zaštite na otvorenom, u prostorijama sa visokim nivoom vlage;
• ako je potrebno, kontrolni senzor se iznosi u nepovoljno okruženje;
• isključiti položaj regulatora nasuprot toplinskim puškama, drugim "generatorima" hladnoće ili topline;
• da biste poboljšali preciznost, odaberite mjesto bez aktivnih konvekcijskih struja.

Kako popraviti

Nije teško vratiti domaći temperaturni senzor vlastitim rukama, jer je poznata tehnologija provjere (podešavanja). Upute za popravak za tvorničke proizvode možete pronaći na službenoj web stranici proizvođača.

Video

Termostat se u svakodnevnom životu koristi u raznim uređajima, od hladnjaka do glačala i lemilica. Vjerovatno ne postoji takav radio-amater koji bi zaobišao takvu šemu. Najčešće se termistori, tranzistori ili diode koriste kao temperaturni senzor ili senzor u raznim amaterskim izvedbama. Rad takvih termostata je prilično jednostavan, algoritam rada je primitivan, a kao rezultat, jednostavan električni krug.

Zadata temperatura se održava uključivanjem i isključivanjem grijaćeg elementa (TEH): čim temperatura dostigne zadanu vrijednost, komparator (komparator) se aktivira i grijaći element se isključuje. Ovaj princip regulacije implementiran je u svim jednostavnim regulatorima. Čini se da je sve jednostavno i jasno, ali to je samo dok ne dođe do praktičnih eksperimenata.

Najsloženiji i dugotrajniji proces u proizvodnji "jednostavnih" termostata je postavljanje željene temperature. Da bi se odredile karakteristične točke temperaturne skale, predlaže se da se senzor prvo uroni u posudu s ledom koji se topi (ovo je nula stupnjeva Celzijusa), a zatim u kipuću vodu (100 stupnjeva).

Nakon ove „kalibracije“, pokušajem i greškom, uz pomoć termometra i voltmetra, podešava se potrebna temperatura odziva. Nakon ovakvih eksperimenata, rezultat nije najbolji.

Sada razne kompanije proizvode mnoge temperaturne senzore koji su već kalibrisani tokom procesa proizvodnje. U osnovi, ovo su senzori dizajnirani za rad s mikrokontrolerima. Informacije na izlazu ovih senzora su digitalne, prenose se preko jednožičnog dvosmjernog 1-žičnog sučelja, što vam omogućava da kreirate čitave mreže zasnovane na takvim uređajima. Drugim riječima, vrlo je lako napraviti termometar sa više tačaka, za kontrolu temperature, na primjer, u zatvorenom prostoru i izvan prozora, pa čak ni u istoj prostoriji.

Na pozadini takvog obilja inteligentnih digitalnih senzora, skromni uređaj LM335 i njegove varijante 235, 135 izgledaju dobro.

Inače, ista koherentna notacija karakteristična je za mnoge uvezene dijelove, poput operacionih pojačala, komparatora i mnogih drugih. Domaći analog takvih oznaka bilo je označavanje tranzistora, na primjer, 2T i CT. Prvi su bili namijenjeni vojsci, a drugi za opću upotrebu. Ali vrijeme je da se vratimo na već poznati LM335.

Izvana, ovaj senzor izgleda kao tranzistor male snage u plastičnom kućištu TO-92, ali unutar njega se nalazi 16 tranzistora. Također, ovaj senzor može biti u paketu SO - 8, ali nema razlike između njih. Izgled senzora je prikazan na slici 1.

Slika 1. Izgled senzora LM335

Po principu rada, senzor LM335 je zener dioda, u kojoj napon stabilizacije ovisi o temperaturi. Kada temperatura poraste za jedan stepen Kelvina, napon stabilizacije se povećava za 10 milivolti. Tipično sklopno kolo prikazano je na slici 2.

Slika 2. Tipični dijagram ožičenja za senzor LM335

Kada pogledate ovu sliku, odmah možete pitati koliki je otpor otpornika R1 i koliki je napon napajanja za takav sklopni krug. Odgovor se nalazi u tehničkoj dokumentaciji koja kaže da je normalan rad proizvoda zagarantovan u trenutnom opsegu od 0,45...5,00 miliampera. Imajte na umu da se granica od 5mA ne smije prekoračiti jer će se senzor pregrijati i izmjeriti vlastitu temperaturu.

Šta će pokazati senzor LM335

Prema dokumentaciji (Data Sheet), senzor je kalibriran na apsolutnoj Kelvin skali. Pod pretpostavkom da je unutrašnja temperatura -273,15°C, što je apsolutna nula Kelvina, tada bi dotični senzor trebao pokazati nulti napon. Za svaki stepen povećanja temperature, izlazni napon zener diode će se povećati za čak 10mV, odnosno 0,010V.

Da biste pretvorili temperaturu sa poznate Celzijusove skale u Kelvinovu skalu, jednostavno dodajte 273,15. Pa, svi uvijek zaborave na 0,15, dakle samo 273, a ispada da je 0 ° C 0 + 273 = 273 ° K.

U udžbenicima fizike 25 ° C smatra se normalnom temperaturom, a prema Kelvinu ispada 25 + 273 \u003d 298, odnosno 298,15. Upravo je ta tačka navedena u tehničkom listu kao jedina tačka kalibracije za senzor. Dakle, na temperaturi od 25°C, izlaz senzora bi trebao biti 298,15 * 0,010 = 2,9815 V.

Radni opseg senzora je unutar -40…100°C, a karakteristika senzora je vrlo linearna u cijelom rasponu, što olakšava izračunavanje očitavanja senzora na bilo kojoj temperaturi: prvo morate pretvoriti temperaturu u Celzijusima u stupnjeve Kelvine. Zatim pomnožite rezultujuću temperaturu sa 0,010V. Posljednja nula u ovom broju označava da je napon u voltima prikazan s točnošću od 1mV.

Sva ova razmatranja i proračuni bi trebali dovesti do ideje da u proizvodnji termostata ništa neće morati biti kalibrirano potapanjem senzora u kipuću vodu i topljenjem leda. Dovoljno je jednostavno izračunati napon na izlazu LM335, nakon čega ostaje samo postaviti ovaj napon kao napon podešavanja na ulazu komparatora (komparatora).

Još jedan razlog da koristite LM335 u svom dizajnu je mala cijena. Možete ga kupiti online za oko 1 dolar. Vjerovatno će poštarina koštati više. Nakon svih ovih teorijskih razmatranja, možemo pristupiti razvoju električnog kruga termostata. U ovom slučaju, za podrum.

Šematski dijagram termostata za podrum

Da biste dizajnirali podrumski termostat baziran na analognom senzoru temperature LM335, ne morate izmišljati ništa novo. Dovoljno je pogledati tehničku dokumentaciju (Data Sheet) za ovu komponentu. Tehnički list sadrži sve načine korištenja senzora, uključujući i sam termostat.

Ali ova shema se može smatrati funkcionalnom, prema kojoj se može proučavati princip rada. U praksi će ga morati dopuniti izlazni uređaj koji vam omogućava da uključite grijač određene snage i, naravno, napajanje i, eventualno, indikatore rada. O ovim čvorovima će biti reči nešto kasnije, ali za sada da vidimo šta nudi vlasnička dokumentacija, to je i datasheet. Krug, ovakav kakav je, prikazan je na slici 3.

Slika 3. Dijagram povezivanja senzora LM335

Kako radi komparator

Osnova predloženog kola je komparator LM311, poznat i kao 211 ili 111. Kao i svi komparatori, 311. ima dva ulaza i izlaz. Jedan od ulaza (2) je direktan i označen znakom +. Drugi ulaz - inverz (3) je označen znakom minus. Izlaz komparatora je pin 7.

Logika komparatora je prilično jednostavna. Kada je napon na direktnom ulazu (2) veći nego na inverznom ulazu (3), izlaz komparatora se postavlja na visok nivo. Tranzistor se uključuje i povezuje opterećenje. Na slici 1, ovo je odmah grijač, ali ovo je funkcionalni dijagram. Na direktni ulaz je priključen potenciometar koji postavlja prag komparatora, tj. podešavanje temperature.

Kada je napon na inverznom ulazu veći od napona na direktnom ulazu, izlaz komparatora će biti nizak. Senzor temperature LM335 je povezan na inverzni ulaz, tako da kada temperatura poraste (grijač je već uključen), napon na inverznom ulazu će se povećati.

Kada napon senzora dostigne prag postavljen potenciometrom, komparator će se prebaciti na niski nivo, tranzistor će se zatvoriti i isključiti grijač. Tada će se cijeli ciklus ponoviti.

Nije preostalo ništa - na osnovu razmatranog funkcionalnog dijagrama razviti praktičan sklop, što jednostavniji i pristupačan za ponavljanje početnicima radio-amaterima. Moguća varijanta praktične šeme prikazana je na slici 4.

Slika 4

Nekoliko napomena o konceptu

Lako je uočiti da se osnovna šema malo promijenila. Prije svega, umjesto grijača, tranzistor će uključiti relej, a o čemu će se relej uključiti bit će riječi nešto kasnije. Pojavio se i elektrolitički kondenzator C1, čija je svrha da izgladi talase napona na zener diodi 4568. Ali hajde da razgovaramo o namjeni dijelova malo detaljnije.

Napajanje temperaturnog senzora i djelitelja napona postavke temperature R2, R3, R4 stabilizirano je parametarskim stabilizatorom R1, 1N4568, C1 sa stabilizacijskim naponom od 6,4V. Čak i ako se cijeli uređaj napaja iz stabiliziranog izvora, dodatni stabilizator neće škoditi.

Ovo rješenje vam omogućava da napajate cijeli uređaj iz izvora čiji se napon može odabrati u zavisnosti od napona dostupne zavojnice releja. Najvjerovatnije će biti 12 ili 24V. Napajanje može biti čak i nestabilizirano, samo diodni most sa kondenzatorom. Ali bolje je ne biti škrt i staviti integralni stabilizator 7812 u napajanje, koji će također pružiti zaštitu od kratkih spojeva.

Ako se razgovor već okrenuo o releju, šta se može primijeniti u ovom slučaju? Prije svega, to su moderni releji malih dimenzija, poput onih koji se koriste u mašinama za pranje rublja. Izgled releja prikazan je na slici 5.

Slika 5. Relej malog obima

Uz svu svoju minijaturnu veličinu, takvi releji mogu prebaciti struju do 10A, što omogućava prebacivanje opterećenja do 2 kW. Ovo je ako je svih 10A, ali ne morate ovo da radite. Najviše što se može uključiti s takvim relejem je grijač snage ne više od 1 kW, jer mora postojati barem neka vrsta "granice sigurnosti"!

Vrlo je dobro ako relej svojim kontaktima uključi magnetni starter serije PME i pusti ga da uključi grijač. Ovo je jedna od najpouzdanijih opcija za prebacivanje opterećenja. Moguća implementacija ove opcije prikazana je na slici 6.

Slika 6

Napajanje termostata

Napajanje uređaja je nestabilizirano, a budući da sam termostat (jedan mikro krug i jedan tranzistor) praktički ne troši energiju, bilo koji mrežni adapter kineske proizvodnje sasvim je prikladan kao izvor napajanja.

Ako napravite napajanje, kao što je prikazano na dijagramu, onda je sasvim prikladan mali transformator snage iz kasetofona kalkulatora ili nešto drugo. Glavna stvar je da napon na sekundarnom namotu ne smije prelaziti 12..14V. Na nižem naponu relej neće raditi, a na višem naponu može jednostavno izgorjeti.

Ako je izlazni napon transformatora u rasponu od 17 ... 19V, onda ne možete bez stabilizatora. To ne bi trebalo biti zastrašujuće, jer moderni integrirani stabilizatori imaju samo 3 izlaza, nije ih tako teško lemiti.

Uključivanje opterećenja

Otvoreni tranzistor VT1 uključuje relej K1, koji svojim kontaktom K1.1 uključuje magnetni starter K2. Kontakti magnetnog startera K2.1 i K2.2 povezuju grijač na mrežu. Treba napomenuti da se grijač uključuje s dva kontakta odjednom. Ovo rješenje osigurava da kada se starter isključi, neće ostati faza na opterećenju, osim ako, naravno, sve nije u redu.

Budući da je podrum vlažan, ponekad vrlo vlažan i vrlo opasan u smislu električne sigurnosti, najbolje je cijeli uređaj spojiti pomoću RCD-a prema svim zahtjevima za moderno ožičenje.

Šta bi trebao biti grijač

Postoji mnogo objavljenih shema regulatora temperature za podrum. Nekada su ih štampali časopis "Modelist-Kostruktor" i druge štampane publikacije, a sada se sve ovo obilje preselilo na internet. Ovi članci daju preporuke o tome kakav bi grijač trebao biti.

Netko nudi obične žarulje sa žarnom niti od 100 W, cijevne grijače marke TEN, hladnjake ulja (čak i s neispravnim bimetalnim regulatorom). Također se preporučuje korištenje kućnih grijača sa ugrađenim ventilatorom. Glavna stvar je da nema direktnog pristupa dijelovima pod naponom. Stoga se nikada ne smiju koristiti stare električne peći s otvorenom spiralom i domaće grijalice tipa koze.

Prvo provjerite instalaciju

Ako je uređaj sastavljen bez grešaka od servisnih dijelova, tada nije potrebno posebno podešavanje. Ali u svakom slučaju, prije nego što ga prvi put uključite, neophodno je provjeriti kvalitetu instalacije: ima li curenja ili obrnuto zatvorenih tragova na tiskanoj ploči. I ne smijete zaboraviti učiniti ove radnje, samo uzmite to kao pravilo. Ovo se posebno odnosi na objekte priključene na električnu mrežu.

Podešavanje termostata

Ako je do prvog uključivanja konstrukcije došlo bez dima i eksplozija, jedino što treba uraditi je podesiti referentni napon na direktnom ulazu komparatora (pin 2), prema željenoj temperaturi. Ovo zahtijeva nekoliko proračuna.

Pretpostavimo da se temperatura u podrumu mora održavati na +2 stepena Celzijusa. Zatim ga prvo prevedemo u stepene Kelvina, zatim pomnožimo rezultat sa 0,010V, kao rezultat, dobijemo referentni napon, koji je ujedno i postavka temperature.

(273,15 + 2) * 0,010 = 2,7515 (V)

Ako se pretpostavi da termostat mora održavati temperaturu od, na primjer, +4 stepena, tada će se dobiti sljedeći rezultat: (273,15 + 4) * 0,010 = 2,7715 (V)

Rusku zimu odlikuje ozbiljnost i jaka hladnoća, što je svima poznato. Stoga se prostorije u kojima se nalaze ljudi moraju grijati. Centralno grijanje je najčešća opcija, a ako to nije dostupno, možete koristiti individualni plinski kotao. Međutim, često se dešava da ni jedno ni drugo nije dostupno, na primjer, na otvorenom terenu postoji mala prostorija pumpne stanice, u kojoj mašinisti dežuraju danonoćno. To može biti soba u nekoj velikoj nenaseljenoj zgradi ili stražarska kula. Ima dovoljno primjera.

Izlaz

Svi ovi slučajevi prisiljavaju ugradnju električnog grijanja. S malom veličinom prostorije sasvim je moguće proći i s običnim električnim uljnim radijatorom, a u velikim prostorijama grijanje vode najčešće se dogovara pomoću radijatora. Ako ne pratite temperaturu vode, prije ili kasnije može proključati, što će uzrokovati kvar cijelog bojlera. Za zaštitu od takvih slučajeva koriste se termostati.

Karakteristike uređaja

U funkcionalnom smislu, uređaj se može podijeliti na nekoliko zasebnih čvorova: komparator, kao i uređaji za kontrolu opterećenja. Svi ovi dijelovi će biti opisani u nastavku. Ove informacije su neophodne za izradu termostata vlastitim rukama. U ovom slučaju se predlaže dizajn u kojem konvencionalni bipolarni tranzistor služi kao senzor temperature, zbog čega je moguće odustati od upotrebe termistora. Ovaj senzor radi na osnovu toga da parametri tranzistora svih poluvodičkih uređaja više ovise o temperaturi medija.

Važne nijanse

Stvaranje termostata vlastitim rukama treba provesti uz obavezno razmatranje dvije točke. Prvo, govorimo o tendenciji automatskih uređaja da se automatski generišu. U slučaju da se uspostavi prejaka veza između aktuatora i senzora termičkog releja, nakon što se relej aktivira, on se odmah isključuje i zatim ponovo uključuje. To će se dogoditi kada je senzor u neposrednoj blizini hladnjaka ili grijača. Drugo, svi senzori i elektronski uređaji imaju određenu tačnost. Na primjer, možete pratiti temperaturu od 1 stepen, ali je mnogo teže pratiti manje vrijednosti. U tom slučaju jednostavna elektronika često počinje griješiti i donositi odluke koje se međusobno isključuju, posebno kada je temperatura gotovo jednaka onoj postavljenoj za rad.

Proces stvaranja

Ako govorimo o tome kako napraviti termostat vlastitim rukama, onda je vrijedno reći da je senzor ovdje termistor koji smanjuje njegov otpor tijekom procesa grijanja. Spojen je na kolo djelitelja napona. R2 je također uključen u krug, kroz koji se postavlja temperatura odziva. Iz razdjelnika se napon dovodi do elementa 2I-NOT koji se uključuje u inverterskom režimu, a zatim do baze tranzistora, koji služi kao iskrište za kondenzator C1. On je pak spojen na ulaz (S) RS flip-flopa, koji je montiran na par elemenata, kao i na ulaz drugog 2I-NOT. Iz razdjelnika se napon dovodi na ulaz 2I-NOT, koji kontrolira drugi ulaz (R) RS flip-flopa.

Kako radi

Dakle, gledamo kako napraviti jednostavan DIY termostat, pa je važno razumjeti kako on funkcionira u različitim situacijama. Pri visokim temperaturama termistore karakterizira nizak napon, tako da na razdjelniku postoji napon koji logička kola percipiraju kao nula. U ovom slučaju, tranzistor je otvoren, logička nula se percipira na ulazu S-flip-flopa, a kondenzator C1 se prazni. Izlaz okidača je postavljen na logičku jedinicu. Relej je uključen, a tranzistor VT2 je otvoren. Da bismo razumjeli kako točno napraviti termostat, vrijedi napomenuti da je ova konkretna implementacija releja usmjerena na hlađenje objekta, odnosno uključuje ventilator kada je temperatura visoka.

Pad temperature

Kada temperatura padne, otpor termistora se povećava, što dovodi do povećanja napona na razdjelniku. U određenom trenutku tranzistor VT1 se zatvara, nakon čega počinje punjenje kondenzatora C1 do R5. Na kraju dolazi trenutak dostizanja nivoa logičke jedinice. Ona je ta koja ulazi u jedan od ulaza D4, a napon iz razdjelnika se dovodi na drugi ulaz ovog elementa. Kada su logičke jedinice postavljene na oba ulaza, a na izlazu elementa se pojavi nula, okidač će se prebaciti u suprotno stanje. U tom slučaju, relej će se isključiti, što će vam omogućiti da isključite ventilator, ako je potrebno, ili uključite grijanje. Tako možete napraviti termostat tako da uključuje i gasi ventilator ako je potrebno.

Porast temperature

Tako je temperatura ponovo počela da raste. Nula na razdjelniku će se prvo pojaviti na jednom od ulaza D4, a ona će ukloniti nulu na ulazu okidača, mijenjajući je u jedan. Nadalje, kako temperatura raste, na pretvaraču će se pojaviti nula. Nakon što ga promijenite na jedan, tranzistor će se otvoriti, što će dovesti do pražnjenja elementa C1 i postavljanja nule na ulazu okidača, što isključuje grijanje rashladne tekućine u sistemu za grijanje vode ili se uključuje ventilator. Ove su ručno rađene i odlično rade.

Blokovi C1, R5 i VT1 su dizajnirani da eliminišu autogeneraciju, zbog činjenice da su podešeni da isključe vreme kašnjenja. Može trajati od nekoliko sekundi do nekoliko minuta. Razmišljamo o prilično jednostavnom termostatu, kreiranom vlastitim rukama, tako da gornji sklop također eliminira odbijanje senzora temperature. Čak i sa vrlo malim prvim impulsom, tranzistor se otvara i kondenzator se trenutno prazni. Dalje brbljanje će biti ignorisano. Kada se tranzistor zatvori, situacija se ponavlja. Punjenje kondenzatora počinje tek nakon završetka posljednjeg impulsa odbijanja. Zahvaljujući uvođenju okidača u krug, moguće je osigurati maksimalnu jasnoću rada releja. Kao što znate, okidač može imati samo dva položaja.

Skupština

Da biste napravili termostat vlastitim rukama, možete koristiti posebnu ploču na kojoj će se cijeli krug sklopiti na šarke. Možete koristiti i štampanu ploču. Snaga se može koristiti bilo koja unutar 3-15 volti. Relej treba odabrati u skladu s tim.

Prema sličnoj shemi, termostat za akvarij možete napraviti vlastitim rukama, međutim, treba napomenuti da se mora pričvrstiti na vanjsku stranu stakla, tada neće biti problema s njegovom upotrebom.

Gore opisani relej pokazao je vrlo visoku pouzdanost tokom rada. Temperatura se održava na najbliži delić stepena. Međutim, to direktno ovisi o vremenskom kašnjenju određenom krugom R5C1, kao i o odzivu na rad, odnosno o snazi ​​hladnjaka ili grijača. Raspon temperature i tačnost njegovog podešavanja određuju se izborom razdjelnih otpornika. Ako ste napravili takav termostat vlastitim rukama, onda ga ne treba konfigurirati, već počinje raditi odmah.