Jednoduchý DIY elektronický termostat. Navrhujem spôsob výroby domáceho termostatu na udržanie príjemnej teploty v miestnosti v chladnom počasí. Termostat umožňuje spínať výkon až do 3,6 kW. Najdôležitejšou súčasťou každého amatérskeho rádiového dizajnu je kryt. Krásne a spoľahlivé puzdro zaistí dlhú životnosť akéhokoľvek domáceho zariadenia. Verzia termostatu zobrazená nižšie používa praktické puzdro malej veľkosti a všetku výkonovú elektroniku z elektronického časovača predávaného v obchodoch. Domáce elektronická časť postavené na porovnávacom čipe LM311.

Popis činnosti obvodu

Snímač teploty je termistor R1 s menovitou hodnotou 150k, typ MMT-1. Snímač R1 spolu s odpormi R2, R3, R4 a R5 tvoria merací mostík. Na potlačenie rušenia sú inštalované kondenzátory C1-C3. Variabilný odpor R3 vyrovnáva mostík, to znamená, že nastavuje teplotu.

Ak teplota snímača R1 klesne pod nastavenú hodnotu, zvýši sa jeho odpor. Napätie na vstupe 2 mikroobvodu LM311 bude vyššie ako na vstupe 3. Komparátor bude fungovať a jeho výstup 4 bude nastavený na vysokú úroveň, napätie aplikované na obvod elektronického časovača cez LED HL1 spôsobí, že relé bude fungovať a zapnite vykurovacie zariadenie. Súčasne sa rozsvieti LED HL1, čo znamená, že kúrenie je zapnuté. Odpor R6 vytvára negatívnu spätnú väzbu medzi výstupom 7 a vstupom 2. To vám umožní nastaviť hysteréziu, to znamená, že kúrenie sa zapne pri nižšej teplote, ako sa vypne.Napájanie je dodávané do dosky z obvodu elektronického časovača. Rezistor R1 umiestnený vonku vyžaduje starostlivú izoláciu, pretože termostat je napájaný bez transformátora a nemá galvanické oddelenie od siete, tzn. nebezpečné sieťové napätie prítomný na prvkoch zariadenia. Postup výroby termostatu a spôsob izolácie termistora je uvedený nižšie.

Ako si vyrobiť termostat vlastnými rukami

1. Otvorí sa darca krytu a napájacieho obvodu - elektronický časovač CDT-1G. Mikrokontrolér časovača je nainštalovaný na sivom trojžilovom kábli. Odpájkujte kábel z dosky. Otvory pre vodiče kábla sú označené (+) - napájanie +5 Volt, (O) - napájanie riadiaceho signálu, (-) - napájanie mínus. Elektromagnetické relé spína záťaž.

2. Keďže napájanie obvodu z napájacej jednotky nie je galvanicky oddelené od siete, všetky práce na kontrole a nastavovaní obvodu sa vykonávajú z bezpečného 5 voltového zdroja. Najprv skontrolujeme funkčnosť obvodových prvkov na stojane.

3. Po kontrole prvkov obvodu je dizajn zostavený na doske. Doska pre zariadenie nebola vyvinutá a bola zostavená na kuse doštičky. Po montáži sa vykonáva aj kontrola výkonu na stojane.

4. Tepelný snímač R1 sa inštaluje zvonka na bočnú plochu puzdra zásuvky, vodiče sú izolované teplom zmrštiteľnou bužírkou. Na zabránenie kontaktu so snímačom, ale aj na udržanie prístupu vonkajšieho vzduchu k snímaču je na vrchu inštalovaná ochranná trubica. Tuba je vyrobená zo strednej časti guľôčkového pera. V trubici je vyrezaný otvor na inštaláciu na snímač. Rúrka je prilepená k telu.

5. Variabilný odpor R3 je inštalovaný na hornom kryte puzdra a je tam tiež vytvorený otvor pre LED. Pre bezpečnosť je užitočné prekryť teleso odporu vrstvou elektrickej pásky.

6. Nastavovací gombík pre rezistor R3 je domáci a vyrobený vlastnými rukami zo starej zubnej kefky vhodného tvaru :).

Rezistor R3

Termostat na farme je niekedy nenahraditeľná vec, ktorá pomáha kontrolovať tepelné podmienky v domácom inkubátore alebo sušení zeleniny. Vstavané mechanizmy na tento účel sa často rýchlo zhoršujú alebo nemajú slušnú kvalitu, čo vás núti vymyslieť jednoduchý termostat vlastnými rukami.

Ak patríte medzi tých, ktorí súrne potrebujú domáce zariadenie s funkciou regulácie tepla, zostaňte tu, pretože všetky vhodné a odskúšané schémy sú kombinované s teóriou a užitočné tipy sú uvedené nižšie.

Na čo sa vzťahuje?

Regulátor teploty alebo termostat je zariadenie, ktoré dokáže spustiť a zastaviť prevádzku vykurovacích alebo chladiacich jednotiek. Napríklad vám umožňuje udržiavať optimálne podmienky v inkubátore a je tiež schopný zapnúť vykurovanie v suteréne a nastaviť nízku teplotu.

Ako to funguje?

Predtým, ako si vytvoríte termostat vlastnými rukami, musíte pochopiť sprievodnú teóriu. Princíp tohto zariadenia je identická s činnosťou jednoduchých meracích snímačov schopných meniť odpor v závislosti od okolitých teplotných podmienok. Za zmenu indikátora je zodpovedný špeciálny prvok a takzvaný referenčný odpor zostáva nezmenený.

V zariadení termostatu integrovaný zosilňovač (komparátor) reaguje na zmeny hodnoty odporu a spína mikroobvody pri dosiahnutí určitej teploty.

Aká by mala byť schéma?

Na internete a v regulačnej dokumentácii je ľahké nájsť schémy termostatov na rôzne účely, ktoré si môžete zostaviť vlastnými rukami. Vo väčšine prípadov sú základom schematického výkresu tieto prvky:

• Riadiaca zenerova dióda, označená TL431;
• Integrovaný zosilňovač (K140UD7);
• Rezistory (R4, R5, R6);
• Zhášací kondenzátor (C1);
• Tranzistor (KT814);
• Diódový mostík (D1).

Obvod je napájaný beztransformátorovým zdrojom a autorelé určené pre napätie 12 Voltov je ideálne ako aktuátor za predpokladu, že prúd dodávaný do cievky je aspoň 100 mA.

Ako to spraviť?

Pokyny na výrobu termostatu vlastnými rukami sú založené na prísnom dodržiavaní zvolenej schémy, podľa ktorej je potrebné spojiť všetky komponenty do jedného celku. Napríklad, elektronický obvod pre inkubátor je zostavený podľa nasledujúceho algoritmu:

• Preštudujte si obrázok (je lepšie si ho vytlačiť a položiť pred seba).
• Nájdite potrebné diely vrátane puzdra a dosky (staré z merača budú stačiť).
• Začnite so „srdcom“ - integrovaným zosilňovačom K140UD7/8, ktorý ho spája s kladne nabitým spätným pôsobením, čo mu poskytne funkcie komparátora.
• Pripojte záporný odpor MMT-4 namiesto „R5“.
• Pripojte diaľkový senzor pomocou tieneného vedenia a dĺžka kábla nesmie byť väčšia ako meter.
• Na reguláciu záťaže zahrňte do okruhu tyristor VS1 a nainštalujte ho na malý radiátor, aby sa zabezpečil dostatočný prenos tepla.
• Nastavte zostávajúce prvky obvodu.
• Pripojte k zdroju napájania.
• Skontrolujte funkčnosť.

Mimochodom, pridaním teplotného senzora je možné zostavené zariadenie bezpečne použiť nielen na inkubátory, sušenie, ale aj na udržiavanie tepelného režimu v akváriu alebo teráriu.

Ako správne nainštalovať?

Okrem kvalitnej montáže je potrebné venovať pozornosť prevádzkovým podmienkam, ktoré by mali zahŕňať:

• miesto – Spodná časť izby;
• suchá miestnosť;
• Neprítomnosť blízkych „klepacích“ jednotiek: vyžarujúce teplo alebo chlad (elektrické zariadenia, klimatizácia, otvorené dvere s prievanom).

Keď zistíte, ako pripojiť termostat vlastnými rukami, môžete ho začať inštalovať pravidelné používanie. Hlavná vec je, že výkon vyrobeného zariadenia je určený pre kontakty relé. Napríklad kedy maximálne zaťaženie pri 30 A, výkon by nemal presiahnuť 6,6 kW.

Ako opraviť?

Továrenský alebo domáci termostat je možné opraviť, aby ste si nekúpili nový a nestrácali čas hľadaním a montážou potrebných dielov. Najprv musíte nájsť zariadenie (ak ste to neboli vy, kto ho nainštaloval), pretože z fotografie termostatu môžete vidieť, že jeho rozmery sú malé, čo trochu sťažuje vyhľadávanie.

Pomôže tip: termostat sa nachádza vedľa tlačidla teplotného režimu.

Príznaky zlyhania zariadenia môžu zahŕňať nasledovné:

• Zariadenie prestalo vykonávať svoju hlavnú funkciu: teplota výrazne klesla alebo sa zvýšila bez toho, aby mechanizmus reagoval;
• Pripojené zariadenie funguje bez prechodu do pohotovostného režimu alebo úsporného režimu;
• Jednotka sa spontánne vypla.

V závislosti od príčiny poruchy musíte vykonať nasledujúce kroky na opravu termostatu sami:

• Odpojte opravované zariadenie od siete.
• Odstráňte ochranný kryt zo zariadenia.
• Skontrolujte kvalitu kontaktov a pripojení.
• Odpojte a vytiahnite kapiláru.
• Získajte relé.
• Vymeňte vlnovcovú trubicu a zaistite ju.
• V prípade potreby vymeňte iné diely.
• Znovu zapojte kabeláž.
• Umiestnite relé na miesto.

Mnoho domácich a domácich spotrebičov je vybavených termostatmi a vedieť, ako ich opraviť, znova zložiť vlastnými rukami a nainštalovať, výrazne ušetrí vaše peniaze, čas a námahu.

DIY fotka termostatu

Pri používaní vzniká potreba upraviť teplotný režim rôzne systémy vykurovacie alebo chladiace zariadenia. Možností je veľa a všetky vyžadujú ovládacie zariadenie, bez ktorého môžu systémy fungovať buď v režime maximálneho výkonu, alebo pri úplnom minime možností. Ovládanie a nastavovanie sa vykonáva pomocou termostatu - zariadenia, ktoré dokáže ovplyvňovať systém prostredníctvom teplotného snímača a podľa potreby ho zapínať alebo vypínať. Pri použití hotových súprav zariadení sú riadiace jednotky súčasťou dodávky, ale pre domáce systémy si musíte termostat zložiť sami. Úloha nie je najjednoduchšia, ale celkom riešiteľná. Poďme sa na to pozrieť bližšie.

Princíp činnosti termostatu

Termostat je zariadenie, ktoré dokáže reagovať na zmeny teploty. Podľa typu činnosti sa rozlišuje medzi termostatmi spúšťového typu, ktoré vypnú alebo zapnú kúrenie pri dosiahnutí stanovenej hranice, alebo zariadeniami s plynulým chodom s možnosťou jemného doladenia a presného nastavenia, schopnými ovládať zmeny teploty v rozsahu zlomkov stupňa.

Existujú dva typy termostatov:

1. Mechanický. Ide o zariadenie, ktoré využíva princíp expanzie plynov pri zmene teploty, alebo bimetalických platní, ktoré pri zahrievaní alebo ochladzovaní menia svoj tvar.
2. Elektronické. Skladá sa z hlavnej jednotky a teplotného snímača, ktorý vysiela signály o zvýšení alebo znížení nastavenej teploty v systéme. Používa sa v systémoch vyžadujúcich vysokú citlivosť a jemné nastavenie.

Mechanické zariadenia neumožňujú vysokú presnosť nastavenia. Sú to snímač teploty a aktuátor, spojené do jednej jednotky. Bimetalový pás používaný vo vykurovacích zariadeniach je termočlánok vyrobený z dvoch kovov s rôznymi koeficientmi tepelnej rozťažnosti.

Hlavným účelom termostatu je automatické udržiavanie požadovanej teploty

Pri zahriatí sa jeden z nich zväčší ako druhý, čo spôsobí ohýbanie dosky. Kontakty, ktoré sú na ňom nainštalované, sa otvoria a prestanú sa zahrievať. Po ochladení sa platňa vráti do pôvodného tvaru, kontakty sa opäť zatvoria a ohrev sa obnoví.

Komora so zmesou plynov je citlivým prvkom termostatu chladničky alebo termostatu vykurovania. Pri zmene teploty sa mení objem plynu, čo spôsobuje pohyb povrchu membrány pripojenej k páke kontaktnej skupiny.

Termostat na vykurovanie využíva komoru so zmesou plynov, ktorá funguje podľa Gay-Lussacovho zákona - pri zmene teploty sa mení objem plynu

Mechanické termostaty sú spoľahlivé a poskytujú stabilnú prevádzku, ale prevádzkový režim sa nastavuje s veľkou chybou, takmer „od oka“. Ak je to nevyhnutné jemné ladenie, poskytujúce nastavenie v priebehu niekoľkých stupňov (alebo ešte jemnejšie), používajú sa elektronické obvody. Snímač teploty pre nich je termistor, ktorý je schopný rozlíšiť najmenšie zmeny v režime vykurovania v systéme. U elektronických obvodov je situácia opačná – citlivosť snímača je príliš vysoká a je umelo zhrubnutá, čím sa dostáva na hranice rozumu. Princípom činnosti je zmena odporu snímača spôsobená kolísaním teploty regulovaného prostredia. Obvod reaguje na zmeny parametrov signálu a zvyšuje/znižuje ohrev v systéme až do prijatia ďalšieho signálu. Možnosti elektronických riadiacich jednotiek sú oveľa vyššie a umožňujú vám získať nastavenia teploty akejkoľvek presnosti. Citlivosť takýchto termostatov je dokonca nadmerná, pretože ohrev a chladenie sú procesy s vysokou zotrvačnosťou, ktoré spomaľujú reakčný čas na zmenu príkazov.

Rozsah domáceho zariadenia

Vytvorenie mechanického termostatu doma je dosť ťažké a iracionálne, pretože výsledok bude fungovať v príliš širokom rozsahu a nebude schopný poskytnúť požadovanú presnosť nastavenia. Najčastejšie sa montujú domáce elektronické termostaty, ktoré vám umožňujú udržiavať optimálnu teplotu vyhrievanej podlahy, inkubátora, poskytujú požadovanú teplotu vody v bazéne, vyhrievajú parnú miestnosť v saune atď. Možností použitia domáceho termostatu môže byť toľko, koľko je systémov v dome, ktoré je potrebné nakonfigurovať a nastaviť. Pre hrubé úpravy pomocou mechanické zariadenia Je jednoduchšie kúpiť hotové prvky, sú lacné a celkom dostupné.

Výhody a nevýhody

Domáci termostat má určité výhody a nevýhody. Výhody zariadenia sú:

• Vysoká udržiavateľnosť. Termostat vyrobený sami sa dá ľahko opraviť, pretože jeho dizajn a princíp fungovania sú známe do najmenších detailov.
• Náklady na vytvorenie regulátora sú oveľa nižšie ako pri nákupe hotovej jednotky.
• Pre získanie vhodnejšieho výsledku je možné zmeniť prevádzkové parametre.

Medzi nevýhody patrí:

• Montáž takéhoto zariadenia je prístupná len ľuďom, ktorí majú dostatočné vzdelanie a určité zručnosti pri práci s elektronickými obvodmi a spájkovačkou.
• Kvalita prevádzky zariadenia do značnej miery závisí od stavu použitých dielov.
• Zostavený obvod vyžaduje nastavenie a vyrovnanie na riadiacom stojane alebo pomocou referenčnej vzorky. Nie je možné okamžite získať hotovú verziu zariadenia.

Hlavným problémom je potreba školenia alebo minimálne účasti špecialistu na procese vytvárania zariadenia.

Ako si vyrobiť jednoduchý termostat

Výroba termostatu prebieha v etapách:

• Výber typu a obvodu zariadenia.
• Akvizícia potrebné materiály, nástroje a diely.
• Montáž zariadenia, konfigurácia, uvedenie do prevádzky.

Výrobné fázy zariadenia majú svoje vlastné charakteristiky, preto by sa mali zvážiť podrobnejšie.

Potrebné materiály

Materiály potrebné na montáž zahŕňajú:

• Fólia getinax alebo obvodová doska;
• Spájkovačka s spájkou a kolofóniou, ideálne spájkovačka;
• Pinzety;
• Kliešte;
• Lupa;
• Nožnice na drôt;
• Izolačná páska;
• Medený spojovací drôt;
• Potrebné diely podľa elektrickej schémy.

Počas pracovného procesu možno budete potrebovať ďalšie nástroje alebo materiály, napr tento zoznam by sa nemali považovať za vyčerpávajúce alebo definitívne.

Schémy zariadení

Výber schémy je určený schopnosťami a úrovňou výcviku majstra. Ako zložitejšia schéma, tým viac nuancií vznikne pri zostavovaní a konfigurácii zariadenia. Zároveň najviac jednoduché obvody umožňujú získať len tie najprimitívnejšie prístroje pracujúce s vysokou chybou.

Zoberme si jednu z jednoduchých schém.

V tomto obvode sa ako komparátor používa zenerova dióda

Obrázok vľavo zobrazuje obvod regulátora a vpravo je blok relé, ktorý zapína záťaž. Teplotným snímačom je odpor R4 a R1 je premenlivý odpor používaný na nastavenie režimu vykurovania. Riadiacim prvkom je zenerova dióda TL431, ktorá je otvorená, pokiaľ je na jej riadiacej elektróde záťaž nad 2,5 V. Zahrievanie termistora spôsobuje pokles odporu, čo spôsobuje pokles napätia na riadiacej elektróde, zenerova dióda sa zatvorí a odreže náklad.

Ďalšia schéma je o niečo komplikovanejšia. Používa komparátor - prvok, ktorý porovnáva hodnoty teplotného snímača a referenčného zdroja napätia.

Podobný obvod s komparátorom je použiteľný na nastavenie teploty vykurovanej podlahy.

Akákoľvek zmena napätia spôsobená zvýšením alebo znížením odporu termistora vytvára rozdiel medzi štandardnou a prevádzkovou líniou obvodu, v dôsledku čoho sa na výstupe zariadenia generuje signál, ktorý spôsobuje zahrievanie zapnúť alebo vypnúť. Takéto schémy sa používajú najmä na reguláciu prevádzkového režimu vyhrievaných podláh.

Pokyny krok za krokom

Postup montáže pre každé zariadenie má svoje vlastné charakteristiky, je však možné identifikovať niektoré všeobecné kroky. Pozrime sa na priebeh stavby:

1. Pripravíme telo zariadenia. Je to dôležité, pretože doska nemôže zostať bez ochrany.
2. Platbu pripravujeme. Ak použijete fóliu getinax, budete musieť stopy vyleptať elektrolytickými metódami a najprv ich natrieť farbou nerozpustnou v elektrolyte. Doska plošných spojov s hotovými kontaktmi značne zjednodušuje a urýchľuje proces montáže.
3. Pomocou multimetra kontrolujeme výkon dielov a v prípade potreby ich nahrádzame použiteľnými vzorkami.
4. Podľa schémy zostavíme a spojíme všetky potrebné diely. Je potrebné zabezpečiť presnosť zapojenia, správnu polaritu a smer inštalácie diód alebo mikroobvodov. Akákoľvek chyba môže viesť k zlyhaniu dôležitých častí, ktoré budú musieť byť zakúpené znova.
5. Po dokončení montáže sa odporúča opäť dôkladne skontrolovať dosku, skontrolovať presnosť spojov, kvalitu spájkovania a ďalšie dôležité body.
6. Doska sa vloží do puzdra, vykoná sa skúšobná prevádzka a zariadenie sa nakonfiguruje.

Ako nastaviť

Ak chcete nakonfigurovať zariadenie, musíte mať referenčné zariadenie alebo poznať menovité napätie zodpovedajúce konkrétnej teplote kontrolovaného prostredia. Pre jednotlivé zariadenia existujú vlastné vzorce, zobrazujúci závislosť napätia na komparátore od teploty. Napríklad pre senzor LM335 tento vzorec vyzerá takto:

V = (273 + T) 0,01,

kde T je požadovaná teplota v stupňoch Celzia.

V iných schémach sa nastavenie vykonáva výberom hodnôt nastavovacích odporov pri vytváraní určitej známej teploty. V každom konkrétnom prípade možno použiť naše vlastné metódy, optimálne prispôsobené existujúcim podmienkam alebo použitému zariadeniu. Požiadavky na presnosť zariadenia sa tiež navzájom líšia, takže v zásade neexistuje jediná technológia nastavenia.

Základné poruchy

Najčastejšou poruchou domácich termostatov je nestabilita odčítania termistora spôsobená nekvalitnými dielmi. Okrem toho sa často vyskytujú problémy s nastavením režimov spôsobených nesúladom v hodnotení alebo zmenami v zložení požadovaných častí správna prevádzka zariadení. Väčšina možné problémy priamo závisí od úrovne školenia technika, ktorý zariadenie montuje a konfiguruje, pretože zručnosti a skúsenosti v tejto veci znamenajú veľa. Odborníci však tvrdia, že výroba termostatu vlastnými rukami je užitočná praktická úloha, ktorá poskytuje dobré skúsenosti s vytváraním elektronických zariadení.

Ak nedôverujete svojim schopnostiam, je lepšie použiť hotové zariadenie, ktorých je na predaj veľa. Je potrebné vziať do úvahy, že zlyhanie regulátora v najnevhodnejšom okamihu môže spôsobiť vážne problémy, ktorých odstránenie si bude vyžadovať úsilie, čas a peniaze. Preto pri rozhodovaní o vlastnej montáži by ste mali k problému pristupovať čo najzodpovednejšie a starostlivo zvážiť svoje možnosti.

Dôvodom montáže tohto okruhu bola porucha termostatu v elektrickej rúre v kuchyni. Pri hľadaní na internete som nenašiel konkrétne množstvo možností na mikrokontroléroch, samozrejme, že nejaké sú, ale všetky sú navrhnuté hlavne na prácu s teplotným snímačom, ako je DS18B20, a ten je veľmi obmedzený v teplotnom rozsahu horných hodnoty a nie je vhodný do rúry. Úlohou bolo merať teploty do 300°C, takže voľba padla na termočlánky typu K. Analýza obvodových riešení viedla k niekoľkým možnostiam.

Okruh termostatu - prvá možnosť

Termostat zostavený podľa tejto schémy má deklarovanú hornú hranicu 999°C. Po zložení sa stalo toto:

Testy ukázali, že samotný termostat funguje celkom spoľahlivo, ale v tejto verzii sa mi nepáčil nedostatok flexibilnej pamäte. Šitie mikrokontroléra pre obe možnosti je v archíve.

Okruh termostatu - druhá možnosť

Po dlhšom uvažovaní som dospel k záveru, že je tu možné pripojiť rovnaký ovládač ako na spájkovacej stanici, ale s malou úpravou. Počas prevádzky spájkovacej stanice boli zistené menšie nepríjemnosti: potreba nastaviť časovače na 0 a niekedy sa vyskytne rušenie, ktoré prepne stanicu do SPAŤ . Vzhľadom na to, že ženy si nemusia pamätať algoritmus na prepnutie časovača do režimu 0 alebo 1, opakoval sa okruh tej istej stanice, ale iba kanál sušiča vlasov. A menšie vylepšenia viedli k stabilnej a „bezporuchovej“ prevádzke termostatu z hľadiska ovládania. Pri flashovaní firmvéru AtMega8 by ste mali venovať pozornosť novým poistkám. Nasledujúca fotografia zobrazuje termočlánok typu K, ktorý je vhodné namontovať do rúry.

Páčila sa mi práca regulátora teploty na doske - konečnú montáž som začal ďalej vytlačená obvodová doska.

Montáž som dokončil, prevádzka je tiež stabilná, údaje v porovnaní s laboratórnym teplomerom sa líšia asi o 1,5°C, čo je v podstate výborné. Pri nastavovaní je na plošnom spoji výstupný odpor, SMD v tejto hodnote som zatiaľ na sklade nenašiel.

LED modeluje vykurovacie telesá rúry. Jediná poznámka: potreba vytvorenia spoľahlivého spoločného základu, ktorý následne ovplyvňuje konečný výsledok merania. Obvod vyžaduje viacotáčkový ladiaci odpor a po druhé, dávajte pozor na R16, môže byť tiež potrebné vybrať, v mojom prípade je to 18 kOhm. Takže tu je to, čo máme:

V procese experimentovania s najnovším termostatom sa objavili ďalšie menšie vylepšenia, ktoré kvalitatívne ovplyvnili konečný výsledok, pozrite sa na fotografiu s nápisom 543 - to znamená, že snímač je odpojený alebo poškodený.

A nakoniec od experimentov prejdeme k hotovému návrhu termostatu. Okruh som implementoval do elektrického sporáka a pozval som smerodajnú komisiu na prijatie diela :) Jediné, čo manželka odmietla, boli malé gombíky na regulácii konvekcie, celkového napájania a prúdenia vzduchu, ale to sa dá časom vyriešiť, ale zatiaľ to vyzerá takto.

Regulátor udržuje nastavenú teplotu s presnosťou na 2 stupne. Stáva sa to v momente vykurovania, kvôli zotrvačnosti celej konštrukcie (vykurovacie telesá sa ochladzujú, vnútorný rám je teplotne vyrovnaný), vo všeobecnosti sa mi schéma v práci veľmi páčila, a preto sa odporúča pre nezávislé opakovanie. autor - GUVERNÉR.

Diskutujte o článku DIAGRAM TERMOREGULÁTORA

V tomto článku sa budeme zaoberať zariadeniami, ktoré podporujú určitý tepelný režim alebo signalizujú, keď bola dosiahnutá požadovaná hodnota teploty. Takéto zariadenia majú veľmi široký rozsah použitia: môžu udržiavať danú teplotu v inkubátoroch a akváriách, vyhrievaných podlahách a dokonca byť súčasťou inteligentný dom. Pre vás sme poskytli návod, ako si vyrobiť termostat vlastnými rukami a za minimálne náklady.

Trochu teórie

Najjednoduchšie meracie snímače, vrátane tých, ktoré reagujú na teplotu, pozostávajú z meracieho poloramena s dvoma odpormi, referenčného a prvku, ktorý mení svoj odpor v závislosti od teploty, ktorá je na to prispôsobená. Toto je jasnejšie znázornené na obrázku nižšie.

Ako je zrejmé z diagramu, odpor R2 je meracím prvkom domáceho termostatu a R1, R3 a R4 sú referenčným ramenom zariadenia. Toto je termistor. Je to vodivé zariadenie, ktoré mení svoj odpor so zmenami teploty.

Termostatický prvok, ktorý reaguje na zmeny stavu meracieho ramena, je integrovaný zosilňovač v režime komparátora. Tento režim náhle prepne výstup mikroobvodu z vypnutého stavu do prevádzkovej polohy. Na výstupe komparátora teda máme iba dve hodnoty „zapnuté“ a „vypnuté“. Záťaž čipu je ventilátor PC. Keď teplota dosiahne určitú hodnotu, dôjde k posunu napätia v ramenách R1 a R2, vstup mikroobvodu porovná hodnotu na kolíkoch 2 a 3 a komparátor sa prepne. Ventilátor ochladí požadovaný predmet, jeho teplota klesne, odpor odporu sa zmení a komparátor vypne ventilátor. Týmto spôsobom sa teplota udržiava na danej úrovni a riadi sa chod ventilátora.

Prehľad obvodov

Rozdielové napätie z meracieho ramena sa privádza do párového tranzistora s vysokým ziskom a ako komparátor funguje elektromagnetické relé. Keď cievka dosiahne napätie dostatočné na zatiahnutie jadra, spustí sa a pripojí sa cez kontakty ovládačov. Po dosiahnutí nastavenej teploty sa signál na tranzistoroch znižuje, napätie na cievke relé synchrónne klesá a v určitom okamihu sú kontakty rozpojené a užitočné zaťaženie je vypnuté.

Charakteristickým znakom tohto typu relé je prítomnosť rozdielu niekoľkých stupňov medzi zapnutím a vypnutím domáceho termostatu v dôsledku prítomnosti elektromechanického relé v obvode. Teplota tak bude vždy o niekoľko stupňov kolísať okolo požadovanej hodnoty. Nižšie uvedená možnosť montáže je prakticky bez hysterézie.

Schematický elektronický obvod analógového termostatu pre inkubátor:

Táto schéma bola veľmi populárna na opakovanie v roku 2000, ale ani teraz nestratila svoju aktuálnosť a vyrovnáva sa s funkciou, ktorá jej bola pridelená. Ak máte prístup k starým častiam, môžete si termostat zostaviť vlastnými rukami takmer zadarmo.

Srdcom domáceho produktu je integrovaný zosilňovač K140UD7 alebo K140UD8. V tomto prípade je spojený s pozitívnym spätná väzba a je porovnávačom. Teplotne citlivý prvok R5 je rezistor typu MMT-4 s negatívnym TKE, čo znamená, že pri zahrievaní jeho odpor klesá.

Diaľkový senzor je pripojený cez tienený vodič. Na zníženie a falošné spustenie zariadenia by dĺžka drôtu nemala presiahnuť 1 meter. Záťaž je riadená tyristorom VS1 a maximálny povolený výkon pripojeného ohrievača závisí od jeho výkonu. V tomto prípade musí byť na malý radiátor nainštalovaný 150 Wattový elektronický spínač - tyristor, ktorý odoberá teplo. Nižšie uvedená tabuľka zobrazuje hodnotenia rádiových prvkov na montáž termostatu doma.

Prístroj nemá galvanické oddelenie od siete 220 V, pri nastavovaní buďte opatrní, na prvkoch regulátora je sieťové napätie, ktoré je životu nebezpečné. Po montáži nezabudnite izolovať všetky kontakty a umiestnite zariadenie do nevodivého krytu. Video nižšie ukazuje, ako zostaviť termostat pomocou tranzistorov:

Domáci termostat s použitím tranzistorov

Teraz vám povieme, ako vyrobiť regulátor teploty pre vyhrievanú podlahu. Pracovný diagram je skopírovaný zo sériovej vzorky. Bude to užitočné pre tých, ktorí sa chcú zoznámiť a zopakovať, alebo ako vzor na riešenie problémov so zariadením.

V strede obvodu je pripojený stabilizačný čip neobvyklým spôsobom, LM431 začne prechádzať prúdom, keď je napätie vyššie ako 2,5 V. To je presne veľkosť vnútorného zdroja referenčného napätia pre tento mikroobvod. Pri nižšej hodnote prúdu neprepúšťa nič. Táto funkcia sa začala používať vo všetkých druhoch okruhov termostatov.

Ako vidíte, zostáva klasický obvod s meracím ramenom: R5, R4 sú prídavné odpory a R9 je termistor. Keď sa teplota zmení, napätie sa posunie na vstupe 1 mikroobvodu a ak dosiahne prevádzkový prah, napätie sa posunie ďalej pozdĺž obvodu. V tomto prevedení je záťažou pre mikroobvod TL431 kontrolka prevádzky LED HL2 a optočlen U1, pre optické oddelenie napájacieho obvodu od riadiacich obvodov.

Rovnako ako v predchádzajúcej verzii, zariadenie nemá transformátor, ale prijíma energiu z obvodu zhášacích kondenzátorov C1, R1 a R2, takže je tiež pod životu nebezpečným napätím a pri práci s obvodom musíte byť mimoriadne opatrní . Na stabilizáciu napätia a vyhladenie zvlnenia sieťových prepätí je v obvode inštalovaná zenerova dióda VD2 a kondenzátor C3. Na vizuálnu indikáciu prítomnosti napätia je na zariadení nainštalovaná LED HL1. Ovládací prvok výkonu je triak VT136 s malým zväzkom pre ovládanie cez optočlen U1.

Pri týchto hodnotách je rozsah regulácie v rozmedzí 30-50 °C. Napriek zdanlivej zložitosti na prvý pohľad sa dizajn jednoducho nastavuje a ľahko sa opakuje. Vizuálna schéma termostatu na čipe TL431, s externé napájanie 12 voltov na použitie v systémoch domácej automatizácie je uvedených nižšie:

Tento termostat je schopný ovládať ventilátor počítača, napájacie relé, kontrolky a zvukové alarmy. Na ovládanie teploty spájkovačky je zaujímavý obvod využívajúci rovnaký integrovaný obvod TL431.

Na meranie teploty vykurovacieho telesa sa používa bimetalový termočlánok, ktorý si môžete požičať zo vzdialeného merača v multimetri alebo zakúpiť v špecializovanom obchode s rádiovými dielmi. Na zvýšenie napätia z termočlánku na spúšťaciu úroveň TL431 je na LM351 nainštalovaný ďalší zosilňovač. Riadenie sa vykonáva cez optočlen MOC3021 a triak T1.

Pri pripájaní termostatu do siete je potrebné dodržať polaritu, mínus regulátora musí byť na nulovom vodiči, inak fázové napätie sa objaví na tele spájkovačky cez drôty termočlánku. Toto je hlavná nevýhoda tejto schémy, pretože nie každý chce neustále kontrolovať, či je zástrčka správne pripojená k zásuvke, a ak to zanedbáte, môžete počas spájkovania dostať elektrický šok alebo poškodiť elektronické komponenty. Rozsah sa nastavuje odporom R3. Táto schéma zabezpečí dlhodobú prevádzku spájkovačky, eliminuje jej prehrievanie a zvýši kvalitu spájkovania vďaka stabilite teplotného režimu.

Ďalší nápad na zostavenie jednoduchého termostatu je diskutovaný vo videu:

Regulátor teploty na čipe TL431

Jednoduchý regulátor pre spájkovačku

Demontované príklady regulátorov teploty úplne postačujú na uspokojenie potrieb domáceho majstra. Schémy neobsahujú vzácne a drahé náhradné diely, ľahko sa opakujú a prakticky nevyžadujú úpravu. Tieto domáce produkty sa dajú ľahko prispôsobiť na reguláciu teploty vody v nádrži ohrievača vody, monitorovanie tepla v inkubátore alebo skleníku a modernizáciu žehličky alebo spájkovačky. Okrem toho môžete obnoviť starú chladničku prerobením regulátora tak, aby pracoval so zápornými hodnotami teploty, výmenou odporov v meracom ramene. Dúfame, že náš článok bol zaujímavý, považovali ste ho za užitočný a pochopili ste, ako si vyrobiť termostat vlastnými rukami doma! Ak máte ešte otázky, pokojne sa ich spýtajte v komentároch.