Pajtueshmëria me regjimin e temperaturës është një kusht teknologjik shumë i rëndësishëm jo vetëm në prodhim, por edhe në jetën e përditshme. Duke pasur një rëndësi kaq të madhe, ky parametër duhet të rregullohet dhe kontrollohet nga diçka. Prodhohen një numër i madh i pajisjeve të tilla, që kanë shumë karakteristika dhe parametra. Por bërja e një termostati me duart tuaja ndonjëherë është shumë më fitimprurëse sesa blerja e një analoge të gatshme të fabrikës.
Krijoni termostatin tuaj
Koncepti i përgjithshëm i kontrolluesve të temperaturës
Pajisjet që rregullojnë dhe rregullojnë njëkohësisht vlerën e caktuar të temperaturës janë më të zakonshme në prodhim. Por ata gjetën vendin e tyre edhe në jetën e përditshme. Për të ruajtur mikroklimën e nevojshme në shtëpi, shpesh përdoren termostate për ujë. Me duart e tyre ata bëjnë pajisje të tilla për tharjen e perimeve ose ngrohjen e një inkubatori. Një sistem i tillë mund ta gjejë vendin e tij kudo.
Në këtë video, ne do të mësojmë se çfarë është një kontrollues i temperaturës:
Në fakt, shumica e termostateve janë vetëm një pjesë e skemës së përgjithshme, e cila përbëhet nga komponentët e mëposhtëm:
- Një sensor i temperaturës që mat dhe rregullon, si dhe transmeton informacionin e marrë te kontrollori. Kjo ndodh për shkak të shndërrimit të energjisë termike në sinjale elektrike që njihen nga pajisja. Një termometër rezistence ose një termoelement mund të veprojë si sensor, të cilët në dizajnin e tyre kanë një metal që reagon ndaj ndryshimeve të temperaturës dhe ndryshon rezistencën e tij nën ndikimin e tij.
- Blloku analitik është vetë rregullatori. Ai merr sinjale elektronike dhe reagon në varësi të funksioneve të tij, pas së cilës transmeton një sinjal tek aktivizuesi.
- Një aktivizues është një lloj pajisjeje mekanike ose elektronike që, kur merr një sinjal nga njësia, sillet në një mënyrë të caktuar. Për shembull, kur të arrihet temperatura e caktuar, valvula do të mbyllë furnizimin me ftohës. Në të kundërt, sapo leximet bien nën vlerat e përcaktuara, njësia analitike do të japë një komandë për të hapur valvulën.
Këto janë tre pjesët kryesore të sistemit për ruajtjen e parametrave të vendosur të temperaturës. Edhe pse, përveç tyre, pjesë të tjera, të tilla si një stafetë e ndërmjetme, mund të marrin pjesë në qark. Por ata kryejnë vetëm një funksion shtesë.
Parimi i funksionimit
Parimi me të cilin funksionojnë të gjithë rregullatorët është heqja e një sasie fizike (temperatura), transferimi i të dhënave në qarkun e njësisë së kontrollit, i cili vendos se çfarë duhet bërë në një rast të veçantë.
Nëse bëni një stafetë termike, atëherë opsioni më i thjeshtë do të ketë një qark kontrolli mekanik. Këtu, me ndihmën e një rezistence, vendoset një prag i caktuar, pas arritjes së të cilit do t'i jepet një sinjal aktivizuesit.
Për të marrë funksionalitet shtesë dhe aftësinë për të punuar me një gamë më të gjerë të temperaturës, do t'ju duhet të vendosni një kontrollues. Kjo gjithashtu do të ndihmojë në rritjen e jetëgjatësisë së pajisjes.
Në këtë video mund të shihni se si të bëni vetë një termostat për ngrohje elektrike:
Kontrollues i temperaturës i bërë në shtëpi
Në fakt ka shumë skema për të bërë vetë një termostat. E gjitha varet nga zona në të cilën do të përdoret një produkt i tillë. Sigurisht, krijimi i diçkaje shumë komplekse dhe shumëfunksionale është jashtëzakonisht e vështirë. Por një termostat që mund të përdoret për të ngrohur një akuarium ose perime të thata për dimër mund të krijohet me një minimum njohurish.
Qarku më i thjeshtë
Qarku më i thjeshtë i stafetës termike bëjeni vetë ka një furnizim me energji pa transformator, i cili përbëhet nga një urë diodë me një diodë zener të lidhur paralelisht, e cila stabilizon tensionin brenda 14 volt, dhe një kondensator shuarës. Ju gjithashtu mund të shtoni një stabilizues 12 volt këtu nëse dëshironi.
Krijimi i një termostati nuk kërkon shumë përpjekje dhe investime para I gjithë qarku do të bazohet në një diodë zener TL431, e cila kontrollohet nga një ndarës i përbërë nga një rezistencë 47 kΩ, një rezistencë 10 kΩ dhe një termistor 10 kΩ që vepron si sensor i temperaturës. Rezistenca e tij zvogëlohet me rritjen e temperaturës. Është më mirë të zgjidhni një rezistencë dhe rezistencë për të arritur saktësinë më të mirë të funksionimit.
Vetë procesi është si më poshtë: kur një tension prej më shumë se 2.5 volt formohet në kontaktin e kontrollit të mikroqarkut, ai do të bëjë një hapje, e cila do të ndezë stafetën, duke aplikuar një ngarkesë në aktuator.
Si të bëni një termostat për një inkubator me duart tuaja, mund ta shihni në videon më poshtë:
Në të kundërt, kur voltazhi bëhet më i ulët, mikroqarku do të mbyllet dhe rele do të fiket.
Për të shmangur tronditjen e kontakteve të stafetës, është e nevojshme ta zgjidhni atë me një rrymë minimale mbajtëse. Dhe paralelisht me hyrjet, duhet të bashkoni një kondensator 470 × 25 V.
Kur përdorni një termistor NTC dhe mikroqarqe që kanë qenë tashmë në përdorim, së pari duhet të kontrolloni performancën dhe saktësinë e tyre.
Në këtë mënyrë, rezulton të jetë pajisja më e thjeshtë kontrollin e temperaturës. Por me komponentët e duhur, ai performon shkëlqyeshëm në një gamë të gjerë aplikimesh.
Pajisja e brendshme
Termostate të tillë me një sensor të temperaturës së ajrit, bëjeni vetë, janë të përshtatshëm në mënyrë optimale për ruajtjen e parametrave të specifikuar të mikroklimës në dhoma dhe kontejnerë. Ai është plotësisht i aftë të automatizojë procesin dhe të kontrollojë çdo emetues nxehtësie nga uji i nxehtë te elementët e ngrohjes. Në të njëjtën kohë, ndërprerësi termik ka të dhëna të shkëlqyera funksionale. Dhe sensori mund të jetë i integruar dhe i largët.
Këtu, termistori, i treguar në diagramin R1, vepron si një sensor i temperaturës. Ndarësi i tensionit përfshin R1, R2, R3 dhe R6, sinjali nga i cili futet në pinin e katërt të mikroqarkut të amplifikatorit operacional. Pini i pestë DA1 merr një sinjal nga ndarësi R3, R4, R7 dhe R8.
Rezistenca e rezistorëve duhet të zgjidhet në atë mënyrë që në temperaturën më të ulët të mundshme të mediumit të matur, kur rezistenca e termistorit është maksimale, krahasuesi të jetë i ngopur pozitivisht.
Tensioni i daljes së krahasuesit është 11.5 volt. Në këtë kohë, transistori VT1 është në pozicionin e hapur, dhe stafeta K1 ndez aktivizuesin ose mekanizmin e ndërmjetëm, si rezultat i të cilit fillon ngrohja. Si rezultat, temperatura e ambientit rritet, gjë që ul rezistencën e sensorit. Në hyrjen 4 të mikroqarkut, voltazhi fillon të rritet dhe, si rezultat, tejkalon tensionin në pinin 5. Si rezultat, krahasuesi hyn në një fazë ngopjeje negative. Në daljen e dhjetë të mikroqarkut, voltazhi bëhet afërsisht 0,7 volt, që është një zero logjike. Si rezultat, tranzistori VT1 mbyllet, dhe stafeta fiket dhe fiket aktivizuesin.
Në çipin LM 311
Një termokomandues i tillë "bëje vetë" është krijuar për të punuar me elementë ngrohjeje dhe është në gjendje të ruajë parametrat e vendosur të temperaturës brenda 20-100 gradë. Ky është opsioni më i sigurt dhe më i besueshëm, pasi funksionimi i tij përdor izolimin galvanik të sensorit të temperaturës dhe qarqeve të kontrollit, dhe kjo eliminon plotësisht mundësinë e goditjes elektrike.
Ashtu si shumica e qarqeve të ngjashme, bazohet në një urë DC, në njërën krah të së cilës është i lidhur një krahasues, dhe në tjetrin - një sensor i temperaturës. Krahasuesi monitoron mospërputhjen e qarkut dhe reagon ndaj gjendjes së urës kur kalon pikën e ekuilibrit. Në të njëjtën kohë, ai gjithashtu përpiqet të balancojë urën me ndihmën e një termistori, duke ndryshuar temperaturën e saj. Dhe stabilizimi termik mund të ndodhë vetëm në një vlerë të caktuar.
Rezistenca R6 përcakton pikën në të cilën duhet të formohet një ekuilibër. Dhe në varësi të temperaturës së mjedisit, termistori R8 mund të hyjë në këtë ekuilibër, i cili ju lejon të rregulloni temperaturën.
Në video mund të shihni një analizë të një qarku të thjeshtë termostati:
Nëse temperatura e vendosur nga R6 është më e ulët se sa kërkohet, atëherë rezistenca në R8 është shumë e lartë, gjë që zvogëlon rrymën në krahasues. Kjo do të bëjë që rryma të rrjedhë dhe të hapë shtatëstorin VS1 i cili do të ndezë elementin ngrohës. Kjo do të tregohet nga një LED.
Me rritjen e temperaturës, rezistenca R8 do të ulet. Ura do të tentojë deri në pikën e ekuilibrit. Në krahasues, potenciali i hyrjes së kundërt zvogëlohet pa probleme, dhe në hyrjen direkte rritet. Në një moment, situata ndryshon dhe procesi ndodh në drejtim të kundërt. Kështu, termokontrolluesi "bëje vetë" do të ndezë ose fikë aktivizuesin, në varësi të rezistencës R8.
Nëse nuk ka LM311 në dispozicion, atëherë mund të zëvendësohet me një çip vendas KR554CA301. Rezulton një termostat i thjeshtë bëjeni vetë me kosto minimale, saktësi të lartë dhe besueshmëri.
Materialet dhe mjetet e nevojshme
Në vetvete, montimi i çdo qarku të kontrolluesit elektrik të temperaturës nuk kërkon shumë kohë dhe përpjekje. Por për të bërë një termostat, keni nevojë për njohuri minimale në elektronikë, një grup pjesësh sipas diagramit dhe një mjet:
- Hekuri i saldimit me puls. Mund të përdorni të zakonshmen, por me thumbim të hollë.
- Saldim dhe fluks.
- Pllaka e qarkut të printuar.
- Acid për të gdhendur gjurmët.
Avantazhet dhe disavantazhet
Edhe një termostat i thjeshtë, bëjeni vetë, ka shumë përparësi dhe aspekte pozitive. Nuk është e nevojshme të flasim fare për pajisjet shumëfunksionale të fabrikës.
Kontrolluesit e temperaturës lejojnë:
- Mbani një temperaturë të rehatshme.
- Kurseni burimet e energjisë.
- Mos përfshini një person në proces.
- Ndiqni procesin teknologjik, duke përmirësuar cilësinë.
Ndër të metat mund të quhet kostoja e lartë e modeleve të fabrikës. Sigurisht, kjo nuk vlen për pajisjet shtëpiake. Por ato të prodhimit, të cilat kërkohen gjatë punës me media të lëngshme, të gazta, alkaline dhe të tjera të ngjashme, kanë një kosto të lartë. Sidomos nëse pajisja duhet të ketë shumë funksione dhe aftësi.
Arsyeja e montimit të këtij qarku ishte prishja e termostatit në furrën elektrike në kuzhinë. Pasi kërkova në internet, nuk gjeta një bollëk të veçantë opsionesh në mikrokontrolluesit, sigurisht që ka diçka, por gjithçka është krijuar kryesisht për të punuar me një sensor të temperaturës të tipit DS18B20, dhe është shumë i kufizuar në intervalin e sipërm të temperaturës dhe është jo i përshtatshëm për furrë. Detyra ishte matja e temperaturave deri në 300°C, kështu që zgjedhja ra në termoçiftet e tipit K. Analiza e zgjidhjeve të qarkut çoi në disa opsione.
Qarku i termostatit - opsioni i parë
Termostati i montuar sipas kësaj skeme ka një kufi të sipërm të deklaruar prej 999°C. Ja çfarë ndodhi pasi u montua:
Testet kanë treguar që vetë termostati funksionon me mjaft besueshmëri, por nuk më pëlqeu mungesa e memories fleksibël në këtë version. Firmware-i i mikrokontrolluesit për të dy opsionet është në arkiv.
Qarku i termostatit - opsioni i dytë
Pas një mendimi të vogël, arrita në përfundimin se është e mundur të lidhni të njëjtin kontrollues këtu si në stacionin e saldimit, por me pak përsosje. Gjatë funksionimit të stacionit të saldimit, u identifikuan shqetësime të vogla: nevoja për të vendosur kohëmatësit në 0, dhe ndonjëherë një ndërhyrje rrëshqet që e vendos stacionin në modalitet GJUM . Duke qenë se gratë nuk kanë nevojë të mësojnë përmendësh algoritmin për kalimin e kohëmatësit në modalitetin 0 ose 1, skema e të njëjtit stacion u përsërit, por vetëm kanali i tharëses së flokëve. Dhe përmirësime të vogla çuan në një funksionim të qëndrueshëm dhe "pa zhurmë" të termostatit për sa i përket kontrollit. Kur ndezni AtMega8, duhet t'i kushtoni vëmendje siguresave të reja. Fotografia e mëposhtme tregon një termoelement të tipit K, i cili është i përshtatshëm për t'u montuar në furrë.
Më pëlqeu puna e kontrolluesit të temperaturës në tabelën e bukës - fillova montimin përfundimtar në tabelën e qarkut të printuar.
Unë mbarova montimin, puna është gjithashtu e qëndrueshme, leximet në krahasim me termometrin laboratorik ndryshojnë me rreth 1.5 ° C, që në parim është e shkëlqyeshme. Ka një rezistencë dalëse në bordin e qarkut të printuar gjatë konfigurimit, deri më tani nuk kam gjetur një SMD të këtij vlerësimi në magazinë.
LED simulon elementet ngrohëse të furrës. E vetmja vërejtje: nevoja për të krijuar një bazë të përbashkët të besueshme, e cila nga ana tjetër ndikon në rezultatin përfundimtar të matjes. Është një rezistencë akorduese me shumë kthesa që nevojitet në qark, dhe së dyti, kushtojini vëmendje R16, mund të duhet gjithashtu të zgjidhet, në rastin tim vlera është 18 kOhm. Pra, ja çfarë kemi:
Në procesin e eksperimenteve me termostatin më të fundit, ka pasur ende përmirësime të vogla që ndikojnë cilësisht në rezultatin përfundimtar, shikoni foton me mbishkrimin 543 - kjo do të thotë se sensori është i shkëputur ose i hapur.
Dhe së fundi, ne kalojmë nga eksperimentet në modelin e përfunduar të termostatit. Futa qarkun në sobën elektrike dhe ftova komisionin autoritar të pranonte punën :) E vetmja gjë që gruaja ime refuzoi ishin butonat e vegjël në kontrollin e konvekcionit, fuqinë e përgjithshme dhe rrjedhën e ajrit, por kjo mund të zgjidhet me kalimin e kohës, por tani për tani duket kështu.
Rregullatori ruan temperaturën e caktuar me një saktësi prej 2 gradë. Kjo ndodh në momentin e ngrohjes, për shkak të inertitetit të të gjithë strukturës (elementet e ngrohjes ftohen, korniza e brendshme barazon temperaturën), në përgjithësi, më pëlqeu shumë skema në punën time, dhe për këtë arsye rekomandohet për vetë- përsëritje. Autori - GUVERNATOR.
Diskutoni artikullin SKEMA E TERMOSTATIT
Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë pajisjet që mbështesin një regjim të caktuar termik, ose sinjalizojnë arritjen e një vlere të caktuar. Për ju, ne kemi dhënë udhëzime se si të bëni një termostat me duart tuaja.
Pak teori
Sensorët matës më të thjeshtë, duke përfshirë ata që i përgjigjen temperaturës, përbëhen nga një gjysmë krahu matës i dy rezistencave, një referencë dhe një element që ndryshon rezistencën e tij në varësi të temperaturës së aplikuar në të. Kjo tregohet më qartë në foton më poshtë.
Siç mund të shihet nga diagrami, R1 dhe R2 janë elementi matës i një termostati të bërë vetë, dhe R3 dhe R4 janë krahu i referencës së pajisjes.
Elementi i termostatit që reagon ndaj një ndryshimi në gjendjen e krahut matës është një përforcues i integruar në modalitetin e krahasuesit. Ky modalitet e kalon daljen e mikrocirkut nga gjendja e fikur në pozicionin e punës. Ngarkesa e këtij mikroqarku është tifozi i PC-së. Kur temperatura arrin një vlerë të caktuar në shpatullën R1 dhe R2, ndodh një zhvendosje e tensionit, hyrja e mikroqarkut krahason vlerën në kunjat 2 dhe 3, dhe krahasuesi ndizet. Kështu, temperatura mbahet në një nivel të caktuar dhe funksionimi i ventilatorit kontrollohet.
Pasqyrë e qarkut
Diferenca e tensionit nga krahu matës futet në një transistor të çiftuar me një fitim të lartë, një stafetë elektromagnetike vepron si një krahasues. Kur voltazhi në spirale është i mjaftueshëm për të tërhequr bërthamën, ajo ndizet dhe lidhet përmes kontakteve të saj me aktuatorët. Kur arrihet temperatura e caktuar, sinjali në tranzistorë zvogëlohet, tensioni në spiralen e stafetës bie në mënyrë sinkronike dhe në një moment kontaktet shkëputen.
Një tipar i këtij lloji stafetë është prania e histerezës - ky është një ndryshim prej disa gradësh midis ndezjes dhe fikjes së një termostati të bërë në shtëpi, për shkak të pranisë së një stafete elektromekanike në qark. Opsioni i montimit i dhënë më poshtë është praktikisht i lirë nga histereza.
Diagrami skematik i një termostati analog për një inkubator:
Kjo skemë ishte shumë e popullarizuar për përsëritje në vitet 2000, por edhe tani ajo nuk e ka humbur rëndësinë e saj dhe përballon funksionin që i është caktuar. Nëse keni akses në pjesët e vjetra, mund të montoni një termostat me duart tuaja pothuajse për asgjë.
Zemra e produktit shtëpiak është amplifikuesi i integruar K140UD7 ose K140UD8. Në këtë rast, ai është i lidhur me reagime pozitive dhe është një krahasues. Elementi i ndjeshëm ndaj temperaturës R5 është një rezistencë e llojit MMT-4 me një TKE negative, kjo është kur rezistenca e tij zvogëlohet kur nxehet.
Sensori i telekomandës është i lidhur nëpërmjet një teli të mbrojtur. Për të zvogëluar ndërhyrjen dhe funksionimin e rremë të pajisjes, gjatësia e telit nuk duhet të kalojë 1 metër. Ngarkesa kontrollohet përmes tiristorit VS1 dhe fuqia e ngrohësit varet tërësisht nga vlerësimi i tij. Në këtë rast, 150 watts, një çelës elektronik - një tiristor duhet të instalohet në një radiator të vogël për të hequr nxehtësinë. Tabela më poshtë tregon vlerësimet e elementeve të radios për montimin e një termostati në shtëpi.
Pajisja nuk ka izolim galvanik nga rrjeti 220 volt, kini kujdes gjatë vendosjes, ka tension në elementët e rregullatorit. Videoja më poshtë tregon se si të montoni një termostat tranzistor:
Termostati i tranzistorit i bërë në shtëpi
Tani do t'ju tregojmë se si të bëni një kontrollues të temperaturës për një dysheme të ngrohtë. Skema e punës është kopjuar nga një mostër serike. E dobishme për ata që duan të familjarizohen dhe të përsërisin, ose si një shembull për zgjidhjen e problemeve.
Qendra e qarkut është një çip stabilizues, i lidhur në një mënyrë të pazakontë, LM431 fillon të kalojë rrymë në një tension mbi 2.5 volt. Është kjo vlerë që ky mikroqark ka një burim të brendshëm të tensionit të referencës. Me një vlerë më të ulët, nuk i mungon asgjë. Kjo veçori e tij filloi të përdoret në skema të ndryshme të kontrolluesve të temperaturës.
Siç mund ta shihni, qarku klasik me një krah matës mbetet termistor R5, R4 dhe R9. Kur temperatura ndryshon, voltazhi zhvendoset në hyrjen 1 të mikroqarkut, dhe nëse ka arritur pragun, ai ndizet dhe voltazhi aplikohet më tej. Në këtë dizajn, ngarkesa TL431 është LED treguesi i funksionimit HL2 dhe optobashkues U1, izolimi optik i qarkut të energjisë nga qarqet e kontrollit.
Ashtu si në versionin e mëparshëm, pajisja nuk ka një transformator, por mundësohet nga një qark kondensator shuarës C1R1 dhe R2. Për të stabilizuar tensionin dhe për të zbutur valëzimet e shpërthimeve të rrjetit, një diodë zener VD2 dhe një kondensator C3 janë instaluar në qark. Për të treguar vizualisht praninë e tensionit në pajisje, është instaluar LED HL1. Elementi i kontrollit të fuqisë është një triac VT136 me një rrip të vogël për kontroll përmes optobashkuesit U1.
Me këto vlerësime, diapazoni i kontrollit është brenda 30-50°C. Me kompleksitet të dukshëm, dizajni është i lehtë për t'u vendosur dhe i lehtë për t'u përsëritur. Një diagram vizual i një termostati në një çip TL431, me një furnizim të jashtëm me energji 12 volt për përdorim në sistemet e automatizimit të shtëpisë:
Ky termostat është në gjendje të kontrollojë një tifoz kompjuteri, stafetë të energjisë, treguesit e dritës, alarmet e zërit. Për të kontrolluar temperaturën e hekurit të saldimit, ekziston një qark interesant duke përdorur të njëjtin qark të integruar TL431.
Për të matur temperaturën e elementit të ngrohjes, përdoret një termoelement bimetalik, i cili mund të huazohet nga një matës i jashtëm në një multimetër. Për të rritur tensionin nga termoçifti në nivelin e këmbëzës TL431, është instaluar një përforcues shtesë LM351. Kontrolli kryhet përmes optobashkuesit MOC3021 dhe triac T1.
Kur termostati është i lidhur me rrjetin, duhet të respektohet polariteti, minusi i rregullatorit duhet të jetë në telin neutral, përndryshe tensioni fazor do të shfaqet në trupin e saldimit, përmes telave të termoçiftit. Rregullimi i diapazonit bëhet nga rezistenca R3. Kjo skemë do të sigurojë funksionimin e gjatë të hekurit të saldimit, eliminimin e mbinxehjes së tij dhe rritjen e cilësisë së saldimit.
Një ide tjetër për montimin e një termostati të thjeshtë diskutohet në video.
Përdoret në shumë procese teknologjike, duke përfshirë sistemet e ngrohjes shtëpiake. Faktori që përcakton funksionimin e termostatit është temperatura e jashtme, vlera e së cilës analizohet dhe kur arrihet kufiri i caktuar, shpejtësia e rrjedhjes zvogëlohet ose rritet.
Termoregulatorët vijnë në dizajne të ndryshme dhe sot ka shumë versione industriale në shitje që funksionojnë sipas parimeve të ndryshme dhe janë të dizajnuara për përdorim në zona të ndryshme. Në dispozicion janë edhe qarqet elektronike më të thjeshta, të cilat çdokush mund t'i montojë me njohuritë e duhura të elektronikës.
Përshkrim
Termostati është një pajisje e instaluar në sistemet e furnizimit me energji elektrike dhe ju lejon të optimizoni konsumin e energjisë për ngrohje. Elementet kryesore të termostatit:
- Sensorët e temperaturës- kontrolloni nivelin e temperaturës duke gjeneruar impulse elektrike të madhësisë së duhur.
- Blloku analitik– përpunon sinjalet elektrike që vijnë nga sensorët dhe konverton vlerën e temperaturës në një vlerë që karakterizon pozicionin e organit ekzekutiv.
- Agjenci ekzekutive– rregullon ushqimin me sasinë e treguar nga njësia analitike.
Një termostat modern është një mikroqark i bazuar në dioda, trioda ose një diodë zener që mund të shndërrojë energjinë e nxehtësisë në energji elektrike. Si në versionet industriale ashtu edhe në ato shtëpiake, kjo është një njësi e vetme me të cilën lidhet një termoelement, në distancë ose ndodhet këtu. Termostati lidhet në seri me qarkun e furnizimit me energji të trupit ekzekutues, duke ulur ose rritur vlerën e tensionit të furnizimit.
Parimi i funksionimit
Sensori i temperaturës jep impulse elektrike, vlera aktuale e të cilave varet nga niveli i temperaturës. Raporti i qenësishëm i këtyre vlerave i lejon pajisjes të përcaktojë me shumë saktësi pragun e temperaturës dhe të vendosë, për shembull, sa gradë duhet të hapet amortizuesi i furnizimit me ajër në bojlerin e karburantit të ngurtë ose amortizuesi i furnizimit me ujë të nxehtë duhet të hapet. hapur. Thelbi i funksionimit të termostatit është shndërrimi i një vlere në një tjetër dhe lidhja e rezultatit me nivelin aktual.
Rregullatorët e thjeshtë të bërë në shtëpi, si rregull, kanë një kontroll mekanik në formën e një rezistence, duke lëvizur të cilin përdoruesi vendos pragun e kërkuar të temperaturës, domethënë, duke treguar se në cilën temperaturë të jashtme do të jetë e nevojshme të rritet furnizimi. Me funksionalitet më të avancuar, pajisjet industriale mund të programohen në kufij më të gjerë, duke përdorur një kontrollues, në varësi të diapazoneve të ndryshme të temperaturës. Ata nuk kanë kontrolle mekanike, gjë që kontribuon në punë të gjatë.
Si të bëni DIY
Rregullatorët e bërë vetë përdoren gjerësisht në kushte shtëpiake, veçanërisht pasi pjesët dhe qarqet e nevojshme elektronike mund të gjenden gjithmonë. Ngrohja e ujit në akuarium, ndezja e ajrosjes së dhomës kur rritet temperatura dhe shumë operacione të tjera të thjeshta teknologjike mund të zhvendosen plotësisht në një automatizim të tillë.
Skemat e autorregullatorëve
Aktualisht, në mesin e tifozëve të elektronikës shtëpiake, dy skema të kontrollit automatik janë të njohura:
- Bazuar në një diodë zener të rregullueshme të tipit TL431 - parimi i funksionimit është fiksimi i pragut të tensionit të tepërt prej 2.5 volt. Kur prishet në elektrodën e kontrollit, dioda zener vjen në pozicionin e hapur dhe një rrymë ngarkese kalon nëpër të. Në rast se voltazhi nuk e kalon pragun prej 2,5 volt, qarku vjen në pozicionin e mbyllur dhe shkëput ngarkesën. Avantazhi i qarkut është thjeshtësia e tij ekstreme dhe besueshmëria e lartë, pasi dioda zener është e pajisur me vetëm një hyrje për furnizimin e një tensioni të rregullueshëm.
- Një mikroqark tiristor i llojit K561LA7, ose analog i tij modern i huaj CD4011B - elementi kryesor është tiristori T122 ose KU202, i cili vepron si një lidhje e fuqishme ndërruese. Rryma e konsumuar nga qarku në modalitetin normal nuk kalon 5 mA, në një temperaturë të rezistencës prej 60 deri në 70 gradë. Transistori vjen në pozicionin e hapur kur merren impulse, që nga ana tjetër është një sinjal për të hapur tiristorin. Në mungesë të një radiatori, ky i fundit fiton një gjerësi brezi deri në 200 vat. Për të rritur këtë prag, do t'ju duhet të instaloni një tiristor më të fuqishëm ose të pajisni një radiator ekzistues, i cili do të rrisë kapacitetin e kalimit në 1 kW.
Materialet dhe mjetet e nevojshme
Montimi i tij vetë nuk do të marrë shumë kohë, por patjetër do të kërkohen disa njohuri në fushën e elektronikës dhe inxhinierisë elektrike, si dhe përvojë me një hekur saldimi. Për të punuar, ju nevojiten sa vijon:
- Pulsi i saldimit ose konvencional me një element ngrohjeje të hollë.
- Pllaka e qarkut të printuar.
- Saldim dhe fluks.
- Acid për gdhendjen e gjurmëve.
- Pjesë elektronike sipas skemës së zgjedhur.
Qarku i termostatit Kalimi
- Elementet elektronike duhet të vendosen në tabelë në atë mënyrë që të montohen lehtësisht pa goditur me saldator ato fqinje, pranë pjesëve që gjenerojnë në mënyrë aktive nxehtësinë, distanca të bëhet disi më e madhe.
- Gjurmët midis elementeve janë gdhendur sipas vizatimit, nëse nuk ka asnjë, atëherë së pari bëhet një skicë në letër.
- Shtë e domosdoshme të kontrolloni performancën e secilit element, dhe vetëm pas kësaj të kryhet ulja në tabelë, e ndjekur nga bashkimi në gjurmët.
- Është e nevojshme të kontrolloni polaritetin e diodave, triodave dhe pjesëve të tjera në përputhje me diagramin.
- Nuk rekomandohet përdorimi i acidit për bashkimin e komponentëve të radios, pasi mund të qarkullojë të shkurtër gjurmët ngjitur pranë, për izolim, kolofon shtohet në hapësirën midis tyre.
- Pas montimit, pajisja rregullohet duke zgjedhur rezistencën optimale për pragun më të saktë për hapjen dhe mbylljen e tiristorit.
Fusha e termostateve të bëra në shtëpi
Në jetën e përditshme, përdorimi i një termostati gjendet më shpesh tek banorët e verës që përdorin inkubatorë të bërë në shtëpi, dhe siç tregon praktika, ato nuk janë më pak efektive se modelet e fabrikës. Në fakt, një pajisje e tillë mund të përdoret kudo ku është e nevojshme të kryhen disa veprime në varësi të leximeve të temperaturës. Në mënyrë të ngjashme, është e mundur të pajisni një sistem spërkatjeje ose ujitjeje lëndinë, struktura që zgjerojnë mbrojtjen nga drita, ose thjesht alarme me zë ose dritë që paralajmërojnë diçka me automatizimin.
Riparimi DIY
Të montuara me dorë, këto pajisje zgjasin një kohë të gjatë, por ka disa situata standarde kur mund të kërkohen riparime:
- Dështimi i rezistencës rregulluese - ndodh më shpesh, pasi gjurmët e bakrit konsumohen, brenda elementit përgjatë të cilit elektroda rrëshqet, zgjidhet duke zëvendësuar pjesën.
- Mbinxehja e tiristorit ose triodës - fuqia është zgjedhur gabimisht ose pajisja ndodhet në një zonë të dhomës me ventilim të dobët. Për të shmangur këtë në të ardhmen, tiristorët janë të pajisur me radiatorë, ose termostati duhet të zhvendoset në një zonë me një mikroklimë neutrale, e cila është veçanërisht e rëndësishme për dhomat me lagështi.
- Kontrolli i gabuar i temperaturës - dëmtim i mundshëm i termistorit, korrozioni ose papastërtia në elektrodat matëse.
Avantazhet dhe disavantazhet
Pa dyshim, përdorimi i kontrollit automatik është tashmë një avantazh në vetvete, pasi konsumatori i energjisë merr mundësi të tilla:
- Kursimi i burimeve të energjisë.
- Temperatura konstante e rehatshme e dhomës.
- Nuk kërkohet përfshirja njerëzore.
Kontrolli automatik ka gjetur aplikim të madh veçanërisht në sistemet e ngrohjes së ndërtesave të banimit. Valvulat hyrëse të pajisura me termostat kontrollojnë automatikisht furnizimin e transportuesit të nxehtësisë, falë të cilit banorët marrin fatura dukshëm më të ulëta.
Disavantazhi i një pajisjeje të tillë mund të konsiderohet kostoja e saj, e cila, megjithatë, nuk vlen për ato që janë bërë me dorë. Vetëm pajisjet industriale të dizajnuara për të kontrolluar furnizimin e mediave të lëngshme dhe të gazta janë të shtrenjta, pasi aktivizuesi përfshin një motor të veçantë dhe valvola të tjera.
Megjithëse pajisja në vetvete është mjaft e papërshtatshme për kushtet e funksionimit, saktësia e përgjigjes varet nga cilësia e sinjalit parësor, dhe kjo vlen veçanërisht për automatizimin që funksionon në kushte lagështie të lartë ose në kontakt me media agresive. Sensorët termikë në raste të tilla nuk duhet të vijnë në kontakt të drejtpërdrejtë me ftohësin.
Telat vendosen në një mëngë bronzi dhe mbyllen hermetikisht me ngjitës epoksi. Ju mund të lini fundin e termistorit në sipërfaqe, gjë që do të kontribuojë në ndjeshmëri më të madhe.
Në jetën e përditshme dhe në bujqësinë ndihmëse, shpesh është e nevojshme të ruhet regjimi i temperaturës së një dhome. Më parë, kjo kërkonte një qark mjaft të madh të bërë në elementë analogë, ne do të shqyrtojmë një qark të tillë për zhvillim të përgjithshëm. Sot, gjithçka është shumë më e thjeshtë, nëse bëhet e nevojshme të ruhet temperatura në intervalin nga -55 në +125 ° C, atëherë termometri i programueshëm dhe termostati DS1821 mund të përballojnë në mënyrë të përsosur qëllimin.
Skema e një termostati në një sensor të specializuar të temperaturës. Ky sensor i temperaturës DS1821 mund të blihet me çmim të ulët nga ALI Express (kliko mbi foton sipër për të porositur)
Pragu i temperaturës për ndezjen dhe fikjen e termostatit përcaktohet nga vlerat TH dhe TL në memorien e sensorit, të cilat duhet të programohen në DS1821. Nëse temperatura tejkalon vlerën e regjistruar në qelizën TH, niveli i një njësie logjike do të shfaqet në daljen e sensorit. Për të mbrojtur kundër ndërhyrjeve të mundshme, qarku i kontrollit të ngarkesës zbatohet në atë mënyrë që transistori i parë të kyçet në atë gjysmëvalë të tensionit të rrjetit kur është zero, duke aplikuar kështu një tension paragjykim në portën e efektit të dytë në terren. transistor, i cili ndez opto-triac, dhe tashmë hap smystorin VS1 që kontrollon ngarkesën. Ngarkesa mund të jetë çdo pajisje, si një motor elektrik ose një ngrohës. Besueshmëria e mbylljes së tranzistorit të parë duhet të rregullohet duke zgjedhur vlerën e dëshiruar të rezistencës R5.
Sensori i temperaturës DS1820 është i aftë të zbulojë temperaturat nga -55 në 125 gradë dhe të funksionojë në modalitetin e termostatit.
Skema e termostatit në sensorin DS1820
Nëse temperatura tejkalon pragun e sipërm TH, atëherë dalja e DS1820 do të jetë një njësi logjike, ngarkesa do të fikë rrjetin. Nëse temperatura bie nën nivelin më të ulët të programuar TL, atëherë në daljen e sensorit të temperaturës do të shfaqet një zero logjike dhe ngarkesa do të ndizet. Nëse ka pasur momente të paqarta, dizajni i bërë në shtëpi është huazuar nga numri 2 për 2006.
Sinjali nga sensori shkon në daljen direkte të krahasuesit në amplifikatorin operacional CA3130. Hyrja përmbysëse e të njëjtit op-amp merr një tension referimi nga ndarësi. Rezistenca e ndryshueshme R4 vendos temperaturën e kërkuar.
Qarku i termostatit në sensorin LM35
Nëse potenciali në hyrjen direkte është më i ulët se ai i vendosur në pinin 2, atëherë në daljen e krahasuesit do të kemi një nivel prej rreth 0,65 volt, dhe nëse anasjelltas, atëherë në daljen e krahasuesit do të marrim një nivel të lartë. niveli prej rreth 2.2 volt. Sinjali nga dalja e op-amp përmes transistorëve kontrollon funksionimin e releit elektromagnetik. Në një nivel të lartë, ndizet, dhe në një nivel të ulët fiket, duke ndërruar ngarkesën me kontaktet e saj.
TL431 është një diodë zener e programueshme. Përdoret si referencë e tensionit dhe furnizim me energji elektrike për qarqet me fuqi të ulët. Niveli i kërkuar i tensionit, në daljen e kontrollit të mikromontimit TL431, vendoset duke përdorur një ndarës në rezistorët Rl, R2 dhe një termistor negativ TCR R3.
Nëse voltazhi në kutinë e kontrollit TL431 është më i lartë se 2.5 V, mikroqarku kalon rrymën dhe ndez relenë elektromagnetike. Rele ndërron daljen e kontrollit të triakut dhe lidh ngarkesën. Ndërsa temperatura rritet, rezistenca e termistorit dhe potenciali në kontaktin e kontrollit TL431 bie nën 2.5 V, stafeta lëshon kontaktet e saj të përparme dhe fiket ngrohësin.
Duke përdorur rezistencën R1, ne rregullojmë nivelin e temperaturës së dëshiruar për të ndezur ngrohësin. Ky qark është i aftë të drejtojë një element ngrohje deri në 1500 watts. Releja është e përshtatshme për RES55A me një tension operativ prej 10 ... 12 V ose ekuivalentin e tij.
Dizajni i termostatit analog përdoret për të ruajtur temperaturën e caktuar brenda inkubatorit, ose në një kuti në ballkon për ruajtjen e perimeve në dimër. Fuqia sigurohet nga një bateri makine 12 volt.
Dizajni përbëhet nga një stafetë në rast të rënies së temperaturës dhe fiket kur rritet pragu i caktuar.
Temperatura e funksionimit të stafetës së termostatit caktohet nga niveli i tensionit në kunjat 5 dhe 6 të mikroqarkullimit K561LE5 dhe temperatura e stafetës caktohet nga potenciali në kunjat 1 dhe 21. Diferenca e temperaturës kontrollohet nga rënia e tensionit në rezistencën R3. Në rolin e sensorit të temperaturës R4, përdoret një termistor me TCR negativ, d.m.th.
Dizajni është i vogël dhe përbëhet nga vetëm dy blloqe - një njësi matëse e bazuar në një krahasues të bazuar në një op-amp 554CA3 dhe një ndërprerës ngarkese deri në 1000 W të ndërtuar në një rregullator të energjisë KR1182PM1.
Hyrja e tretë direkte e op-amp merr një tension konstant nga një ndarës tensioni i përbërë nga rezistenca R3 dhe R4. Hyrja e katërt e përmbysur furnizohet me tension nga një ndarës tjetër në rezistencën R1 dhe termistor MMT-4 R2.
Sensori i temperaturës është një termistor i vendosur në një balonë qelqi me rërë, e cila vendoset në akuarium. Nyja kryesore e dizajnit është m / s K554SAZ - krahasuesi i tensionit.
Nga ndarësi i tensionit, i cili përfshin gjithashtu një termistor, voltazhi i kontrollit shkon në hyrjen direkte të krahasuesit. Hyrja tjetër e krahasuesit përdoret për të rregulluar temperaturën e dëshiruar. Një ndarës i tensionit është bërë nga rezistenca R3, R4, R5, të cilat formojnë një urë të ndjeshme ndaj ndryshimeve të temperaturës. Kur ndryshon temperatura e ujit në akuarium, ndryshon edhe rezistenca e termistorit. Kjo krijon një çekuilibër të tensionit në hyrjet e krahasuesit.
Në varësi të ndryshimit të tensionit në hyrje, gjendja e daljes së krahasuesit do të ndryshojë. Ngrohësi është bërë në atë mënyrë që kur temperatura e ujit të bjerë, termostati i akuariumit fillon automatikisht dhe kur ngrihet, përkundrazi, fiket. Krahasuesi ka dy dalje, kolektor dhe emetues. Për të kontrolluar një transistor me efekt në terren, kërkohet një tension pozitiv, prandaj, është dalja e kolektorit të krahasuesit që është e lidhur me linjën pozitive të qarkut. Sinjali i kontrollit merret nga terminali i emetuesit. Rezistorët R6 dhe R7 janë dalja e ngarkesës së krahasuesit.
Transistori IRF840 me efekt në terren përdoret për të ndezur dhe fikur elementin ngrohës në termostat. Për të shkarkuar portën e tranzistorit, ekziston një diodë VD1.
Qarku i termostatit përdor një furnizim me energji pa transformator. Tensioni i tepërt i alternuar zvogëlohet për shkak të reaktancës së kapacitetit C4.
Baza e modelit të parë të termostatit është mikrokontrolluesi PIC16F84A me një sensor të temperaturës DS1621 me një ndërfaqe l2C. Në momentin e ndezjes, mikrokontrolluesi fillimisht inicializon regjistrat e brendshëm të sensorit të temperaturës dhe më pas e konfiguron atë. Termostati në mikrokontrolluesin në rastin e dytë është bërë tashmë në PIC16F628 me sensorin DS1820 dhe kontrollon ngarkesën e lidhur duke përdorur kontaktet e stafetës.
Sensori i temperaturës DIY |
Varësia e rënies së tensionit në kryqëzimin p-n të gjysmëpërçuesve nga temperatura është më e përshtatshme për krijimin e sensorit tonë të bërë në shtëpi.
