Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Схемы терморегуляторов, термостатов и стабилизаторов температуры


Двухпороговый термостат, схема термореле на одной микросхеме

Этот термостат был сделан для управления простым электрообогревателем для поддержания в помещении температуры в пределах +20..+25°С. Обычно схема терморегулятора состоит из компаратора и двух источников напряжения, -одного фиксированного и одного термозависимого. Эта схема отличается тем, что …

1 257 0

Термостат с регулируемым гистерезисом (CD4001)

У большинства схем термостатов есть некоторый гистерезис, – различие в температурах включения нагревателя и его выключения. Чем меньше гистерезис, тем точнее термостат поддерживает температуру, но при этом чаще происходит коммутация нагревательного прибора. Чем больше гистерезис …

2 1268 4

Простой терморегулятор для кессона, схема и описание

Термостат предназначен для поддержания заданной температуры в кессоне, используемом для хранения овощей.

Схема состоит из датчика температуры, компаратора и силового узла, осуществляющего питание и управление нагревателем. Датчиком температуры служит терморезистор RT1. Вместе с R2 он образует …

0 573 0

Простой термостабилизатор с применением микросхемы и тиристора КУ201

Это устройство предназначено для поддержания температуры в теплоизолированном ящике, установленном набалконе для хранения овощей в зимнее время. Данное устройство, работая в комплекте с нагревательным прибором будет поддерживать в таком овощехранилище температуру около 0°С …

0 510 0

Стабилизатор температуры для жала сетевого паяльника на 220В

Схема самодельного устройства, которое обеспечивает стабильность заданной регулятором температуры стержня электропаяльника на 220В. В качестве датчика температуры применена миниатюрная лампа накаливания. Предлагаемое вашему вниманию устройство – это результат желания автора получить качественные …

0 1022 0

Регулятор температуры для паяльников на 4,5-15 В, без термодатчика

Схема самодельного регулятора температуры для низковльтных паяльников на 4,5-15 В, без использования отдельного датчика температуры. Предлагаемый стабилизатор оценивает температуру паяльника по зависящему от неё электрическому сопротивлению нагревателя. Измерение производится в моменты, когда …

1 499 0

Самодельный терморегулятор для хранилища с овощами (КР140УД608)

Принципиальная схема простого терморегулятора для овощехранилища, который можно собрать из деталей своими руками. Для зимнего хранения овощей многие хозяева пользуются специальными деревянными контейнерами с двойными стенками, установленными в подвалах жилых домов. Для того чтобы овощи не …

1 1732 0

Простой терморегулятор для управления теном на 220В (LM311, АОУ160А)

Схема простого самодельного терморегулятора, который предназначен для управления ТЭНом, с целью поддержания температуры в установленных пределах 20…100°C. Одним из важных достоинств данной схемы является полная гальваническая развязка цепей регулировки и термодатчика от электросети. Это …

1 2413 0

Термореле для управления охлаждающим вентилятором (LM311, LM235, 78L08)

Принципиальная схема самодельного термостата на микросхемах LM311, LM235, 78L08, который умеет управлять вентилятором для охлаждения объекта. В некоторых случаях термостат должен управлять не нагревателем, а охладителем, например, вентилятором охлаждения, чтобы не допускать перегрева чего-либо …

1 3391 2

Простое термореле для охлаждающего вентилятора (К561ЛЕ5, КТ972)

Не сложный самодельный модуль управления вентилятором охлаждения, схема собрана на микросхеме К561ЛЕ5. Обычно для управления вентилятором охлаждения применяют схему термостата либо на специализированной микросхеме, но чаще всего на компараторе или операционном усилителе …

1 3189 0

1 2  3  4  5  … 6 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Схема для сборки простого терморегулятора (термостата) в домашних условиях

Терморегуляторы широко используются в современных бытовых приборах, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при работе печей. Принцип действия любого терморегулятора основан на включении или выключении различных приборов после достижения определенных значений температуры.

Как сделать терморегулятор

Современные цифровые терморегуляторы управляются при помощи кнопок: сенсорных или обычных. Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых терморегуляторов является самой дорогостоящей. С помощью прибора можно предусмотреть изменение температуры по часам или задать необходимый режим на неделю вперед. Управлять прибором можно дистанционно: через смартфон или компьютер.

Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, сделать терморегулятор своими руками – задача довольно непростая, которая требует серьезных знаний. Но собрать небольшое устройство для кулера или инкубатора под силу любому домашнему мастеру.

Механический терморегулятор

Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.

Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.

Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.

Механический терморегулятор

Схема работы простого терморегулятора

Обычно для поддержания заданной температуры используются схемы на основе реле. Основными элементами, входящими в данное оборудование, являются:

  • температурный датчик;
  • пороговая схема;
  • исполнительное или индикаторное устройство.

В качестве датчика можно использовать полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термореле.

Схема терморегулятор реагирует на превышения параметра над заданным уровнем и включает исполнительное устройство. Самым простым вариантом такого прибора является элемент на биполярных транзисторах. Термореле выполнено на основе триггера Шмидта. В роли датчика температуры выступает терморезистор – элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от повышения или понижения градусов.

R1 – это потенциометр, который устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счет регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора изменяется. При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему питанию оборудования. Чтобы защитить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.

Схема работы терморегулятора

Внимание! В интернете можно увидеть картинки с чертежами термостата для разного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не соответствуют друг другу. Иногда на рисунках могут быть представлены просто другие устройства. Поэтому изготовление можно начинать только после тщательного изучения всей информации.

Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего терморегулятора и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для отопления –другие.

Терморегулятор на трех элементах

Одним из элементарных устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой терморегулятор своими руками, предназначенный для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же существуют проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.

Схема терморегулятор в этом случае состоит всего лишь из трех элементов:

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

Термодатчик реагирует на повышение градусов, за счет чего срабатывает вся схема, и вентилятор включается.

Теперь переходим к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот момент, когда температура приближается к критической, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться очень медленно. Лучше сделать настройку несколько раз, чтобы убедиться в эффективности работы оборудования.

Простой терморегулятор для ПК

Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, значительно отличающиеся по виду и техническим характеристикам. У каждого сопротивления или реле есть несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны в схеме, можно брать и другие, совпадающие по параметрам с образцами.

Терморегуляторы для котлов отопления

При регулировке отопительных систем важно точно откалибровать прибор. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы можно воспользоваться следующей схемой.

Схема терморегулятора для отопления

С помощью этой схемы можно создать наружное оборудование для контроля за твердотопливным котлом. Роль стабилитрона здесь выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагреве. Резистор подключается в сеть делителя напряжения электричества. Необходимую температуру можно задать с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Полученный ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Последний соединен со вторым триггером.

Контроль температуры идет по следующей схеме:

  • при понижении градусов напряжение в реле растет;
  • при достижении определенного значения вентилятор, который соединен с реле, выключается.

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

Осторожно! Установка самодельных приборов любого назначения на системы отопления может привести к выходу из строя оборудования. Более того, использование подобных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций в вашем доме.

Цифровой терморегулятор

Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.

Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.

При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.

Терморегулятор с регулируемым гистерезисом

При создании любого из устройств важно не только правильно спаять саму схему, но и продумать, как лучше разместить оборудование. Необходимо, чтобы сама плата была защищена от влаги и пыли, иначе не избежать короткого замыкания и выхода из строя отдельных элементов. Также следует позаботиться об изоляции всех контактов.

Видео

Оцените статью:

Терморегуляторы своими руками – инструкция и схема подключения

Автоматическое управление подачей теплоносителя используется во многих технологических процессах, в том числе и для бытовых отопительных систем. Фактором определяющим действие терморегулятора, является наружная температура, значение которой анализируется и при достижении установленного предела, расход сокращается либо увеличивается.

Терморегуляторы бывают различного исполнения и сегодня в продаже достаточно много промышленных версий, работающих по различному принципу и предназначенных для использования в разных областях. Также доступны и простейшие электронные схемы, собрать которые может любой, при наличии соответствующих познаний в электронике.

Описание

Терморегулятор представляет собой устройство, устанавливаемое в системах энергоснабжения и позволяющее оптимизировать затраты энергии на обогрев. Основные элементы терморегулятора:

  1. Температурные датчики – контролируют уровень температуры, формируя электрические импульсы соответствующей величины.
  2. Аналитический блок – обрабатывает электрические сигналы поступающие от датчиков и производит конвертацию значения температуры в величину, характеризующую положение исполнительного органа.
  3. Исполнительный орган – регулирует подачу, на величину указанную аналитическим блоком.

Современный терморегулятор – это микросхема на основе диодов, триодов или стабилитрона, могущих преобразовывать энергию тепла в электрическую. Как в промышленном, так и самодельном варианте, это единый блок, к которому подключается термопара, выносная или располагаемая здесь же. Терморегулятор включается последовательно в электрическую цепь питания исполняющего органа, таким образом, уменьшая или увеличивая значение питающего напряжения.

Принцип работы

Датчик температуры подает электрические импульсы, величина тока которых зависит от уровня температуры. Заложенное соотношение этих величин позволяет устройству очень точно определить температурный порог и принять решение, например, на сколько градусов должна быть открыта заслонка подачи воздуха в твердотопливный котел, либо открыта задвижка подачи горячей воды. Суть работы терморегулятора заключается в преобразовании одной величины в другую и соотнесении результата с уровнем силы тока.

Простые самодельные регуляторы, как правило, имеют механическое управление в виде резистора, передвигая который, пользователь устанавливает необходимый температурный порог срабатывания, то есть, указывая, при какой наружной температуре необходимо будет увеличить подачу. Имеющие более расширенный функционал, промышленные приборы, могут программироваться на более широкие пределы, при помощи контроллера, в зависимости от различных диапазонов температуры. У них отсутствуют механические элементы управления, что способствует долгой работе.

Как сделать своими руками

Сделанные собственноручно регуляторы получили широкое применение в бытовых условиях, тем более, что необходимые электронные детали и схемы всегда можно найти. Подогрев воды в аквариуме, включение вентилирования помещения при повышении температуры и многие другие несложные технологические операции вполне можно переложить на такую автоматику.

Схемы авторегуляторов

В настоящее время, у любителей самодельной электроники, популярностью пользуются две схемы автоматического управления:

  1. На основе регулируемого стабилитрона типа TL431 – принцип работы состоит в фиксации превышения порога напряжения в 2,5 вольт. Когда на управляющем электроде он будет пробит, стабилитрон приходит в открытое положение и через него проходит нагрузочный ток. В том случае, когда напряжение не пробивает порог в 2,5 вольт, схема приходит в закрытое положение и отключает нагрузку. Достоинство схемы в предельной простоте и высокой надежности, так как стабилитрон оснащается только одним входом, для подачи регулируемого напряжения.
  2. Тиристорная микросхема типа К561ЛА7, либо ее современный зарубежный аналог CD4011B – основным элементом является тиристор Т122 или КУ202, выполняющий роль мощного коммутирующего звена. Потребляемый схемой ток в нормальном режиме не превышает 5 мА, при температуре резистора от 60 до 70 градусов. Транзистор приходит в открытое положение при поступлении импульсов, что в свою очередь является сигналом для открытия тиристора. При отсутствии радиатора, последний приобретает пропускную способность до 200 Вт. Для увеличения этого порога, понадобится установка более мощного тиристора, либо оснащение уже имеющегося радиатором, что позволит довести коммутируемую способность до 1 кВт.

Необходимые материалы и инструменты

Сборка самостоятельно не займет много времени, однако обязательно потребуются некоторые знания в области электроники и электротехники, а также опыт работы с паяльником. Для работы необходимо следующее:

  • Паяльник импульсный или обычный с тонким нагревательным элементом.
  • Печатная плата.
  • Припой и флюс.
  • Кислота для вытравливания дорожек.
  • Электронные детали согласно выбранной схемы.

Схема терморегулятора

Пошаговое руководство

  1. Электронные элементы необходимо разместить на плате с таким расчетом, чтобы их легко было монтировать, не задевая паяльником соседние, возле деталей активно выделяющих тепло, расстояние делают несколько большим.
  2. Дорожки между элементами протравливаются согласно рисунку, если такого нет, то предварительно выполняется эскиз на бумаге.
  3. Обязательно проверяется работоспособность каждого элемента при помощи мультиметра и только после этого выполняется посадка на плату с последующим припаиванием к дорожкам.
  4. Необходимо проверять полярность диодов, триодов и других деталей в соответствии со схемой.
  5. Для пайки радиодеталей не рекомендуется использовать кислоту, поскольку она может закоротить близкорасположенные соседние дорожки, для изоляции, в пространство между ними добавляется канифоль.
  6. После сборки, выполняется регулировка устройства, путем подбора оптимального резистора для максимально точного порога открывания и закрывания тиристора.

Область применения самодельных терморегуляторов

В быту, применение терморегулятора встречается чаще всего у дачников, эксплуатирующих самодельные инкубаторы и как показывает практика, они не менее эффективны, чем заводские модели. По сути, использовать такое устройство можно везде, где необходимо произвести какие-то действия зависящие от показаний температуры. Аналогично можно оснастить автоматикой систему опрыскивания газона или полива, выдвижения светозащитных конструкций или просто звуковую, либо световую сигнализацию, предупреждающую о чем-либо.

Ремонт своими руками

Собранные собственноручно, эти приборы служат достаточно долго, однако существует несколько стандартных ситуаций, когда может потребоваться ремонт:

  • Выход из строя регулировочного резистора – случается наиболее часто, поскольку изнашиваются медные дорожки, внутри элемента, по которым скользит электрод, решается заменой детали.
  • Перегрев тиристора или триода – неправильно была подобрана мощность или прибор находится в плохо вентилируемой зоне помещения. Чтобы в дальнейшем избежать подобного, тиристоры оборудуются радиаторами, либо же следует переместить терморегулятор в зону с нейтральным микроклиматом, что особенно актуально для влажных помещений.
  • Некорректная регулировка температуры – возможно повреждение терморезистора, коррозия или грязь на измерительных электродах.

Преимущества и недостатки

Несомненно, использование автоматического регулирования, уже само по себе является преимуществом, так как потребитель энергии получает такие возможности:

  • Экономия энергоресурсов.
  • Постоянная комфортная температура в помещении.
  • Не требуется участие человека.

Автоматическое управление нашло особенно большое применение в системах отопления многоквартирных домов. Оборудуемые терморегуляторами вводные задвижки автоматически управляют подачей теплоносителя, благодаря чему жители получают значительно меньшие счета.

Недостатком такого прибора можно считать его стоимость, что впрочем, не относится к тем, что изготовлены своими руками. Дорогостоящими являются только устройства промышленного исполнения, предназначенные для регулирования подачи жидких и газообразных сред, так как исполнительный механизм включает в себя специальный двигатель и другую запорную арматуру.

Советы и рекомендации

Хотя сам прибор достаточно нетребователен к условиям эксплуатации, точность реагирования зависит от качества первичного сигнала и особенно это касается автоматики работающей в условиях повышенной влажности или контактирующей с агрессивными средами. Термодатчики в таких случаях, не должны контактировать с теплоносителем напрямую.

Выводы закладываются в гильзу из латуни, и герметично запаиваются эпоксидным клеем. Оставить на поверхности можно торец терморезистора, что будет способствовать большей чувствительности.

Статья была полезна?

1,00 (оценок: 1)

схема регулятора температуры, установка и настройка термостата для батареи отопления

Как правило, схема терморегулятора температуры воздуха достаточно проста, чтобы даже начинающий радиолюбитель смог с ней справиться. Так как детали к подобным приборам по отдельности стоят недорого, то можно собрать работающее устройство буквально «за копейки». Единственное, чему нужно уделять внимание, делая регулятор температуры своими руками, так это его безопасности.

Зачем нужен регулятор температуры на радиаторе

В настоящее время все большее количество потребителей приходят к выводу, что без терморегулятора ни одна отопительная система не может быть экономически выгодной и надежной. Регулятор температуры воздуха даже с ручными настройками способен создать и поддерживать в комнатах нужный микроклимат, а более сложные цифровые аналоги позволяют управлять «погодой» в доме, находясь от него на расстоянии.

Что дает установка терморегулятора на радиатор отопления:

  • Поддержание одинакового нагрева воздуха в комнате даже тогда, когда за окном температура упала или, наоборот, поднялась. Если в отопительной системе нет подобного устройства, то в первом случае в помещениях станет прохладно, а во втором – жарко.
  • Установка терморегулятора электронного или цифрового типа на радиаторах дает возможность регулировать температуру в зависимости от времени суток, так как они оснащены встроенным таймером. Так, когда в будние дни домочадцев нет дома до вечера, то можно выставить параметры более низкие, например +14-16°C с тем, чтобы они повысились к возвращению людей домой.
  • Экономия энергоресурсов, так как при повышении температуры в комнате термостат перекрывает путь теплоносителю в радиатор до его остывания до нужного параметра. Особенно заметна экономия в автономных системах обогрева, хотя и при подключении квартиры к городской теплосети при наличии счетчика его работа так же значительно уменьшит счет за отопление.
  • Комфорт и уют, вот что создает установка терморегулятора на радиатор.
  • Безопасность – еще один «конек» термостатов. Как показывает практика их использования в отопительном контуре, они не допускают завоздушенности в трубах и радиаторах, и нормализую напор теплоносителя.

Это основные преимущества, которые получает потребитель, даже если сделан терморегулятор своими руками.

Подбирая устройство, следует учесть тип отопительной системы и материал, из которого изготовлены батареи и трубы. Сегодня на рынке представлены модели для чугунных радиаторов и стальных или алюминиевых, для однотрубных и двухтрубных контуров.

Последовательность действий при изготовлении терморегулятора

Чтобы сделать простой терморегулятор своими руками, схема которого предусматривает наличие датчика, нужно проделать следующие шаги:

  • В качестве корпуса можно приспособить старый электросчетчик.
  • К месту, где у него нарисован «+» подсоединяется переменный резистор (потенциометр), который будет задавать температурные параметры.
  • К знаку «-» на корпусе счетчика подсоединяется аналоговый датчик температуры LM335, который можно купить в любом магазине товаров для теплооборудования. Это самый простой и дешевый датчик, главной задачей которого будет отслеживать напряжение в сети. Как только на плюсе оно повысится, прибор отдает об этом сигнал реле, и ток начнет поступать к котлу или теплоноситель в систему. Когда показатель повышается на минусе, происходит обратный процесс, и устройство отключает обогреватель.
  • Чтобы терморегулятор работал правильно, включая систему, когда температура воздуха в комнате опускается, например, до +20°C и выключая при нагреве до +25°C, нужно создать между плюсом и минусом связь.
  • Для обеспечения питания можно использовать катушку, чтобы «превратить» ее в трансформатор. Подойдет та, что стояла в старом счетчике.

Так можно сделать самое примитивное устройство на 12В, тогда как схема электронного терморегулятора температуры содержит в своей основе электромагнитное реле, способное работать при 30 амперах.

Следует знать, что устройство, в основе которого термодатчик LM335, настраивается не на температуру воздуха, а на уровень напряжения в сети. Так, если нужно, чтобы воздух прогревался до +20 градусов, то выставляется параметр на 2.93 В.

Правила монтажа

Мало сделать регулятор температуры своими руками, его еще нужно правильно монтировать. Схема подключение комнатного термостата должна учитывать:

  • Возле устройства не должно быть нагревательных приборов.
  • Он не должен находиться под прямыми солнечными лучами.
  • Высота установки терморегулятора от пола должна составлять не менее 80 см.
  • Если радиатор закрыт коробом или гардиной, то следует сделать выносной датчик и закрепить его в нескольких метрах от рабочей части прибора.

Если предстоит подключение терморегулятора к батареям в автономной системе отопления, в функции которого будет входить отслеживание работы котла, то лучше отдать предпочтение покупному устройству той же фирмы.

Установка терморегулятора на батарею

Отопительная система – это единый «организм», в котором все элементы должны соответствовать друг другу и слаженно работать. Установка терморегулятора на радиатор отопления – это внедрение в него прибора, который должен полностью ему подходить по всем параметрам. Например, нельзя на чугунную батарею ставить термостат для алюминиевого радиатора, так как он попросту не выдержит напора воды или ее состава, если речь идет о городской теплосети.

Схема подключения терморегулятора следующая:

    • Слив воды из радиатора и его отсоединение от контура.
    • Если отопительная система однотрубная, то обязательно устанавливается байпас, чтобы носитель мог продолжать двигаться по трубам, когда ему перекрывается вход в батарею.
    • Монтаж терморегулятора производится путем вкручивания его в отверстие, через которое теплоноситель подается в радиатор.

Вкручивая термостат, нужно отслеживать, чтобы стрелка на его корпусе была по направлению течения воды в системе.

  • Термостатическую часть прибора следует установить горизонтально, но так, чтобы расположенный в нем датчик нагрева воздуха не попадал под воздействие температуры радиатора. Если отопительная система не позволяет этого сделать, то нужно монтировать устройство с выносным датчиком.
  • Когда монтируется терморегулятор для двухтрубной системы отопления, то он ставится в отверстие радиатора, куда входит подающая труба, а на выходе закручивается шаровой кран.
  • Радиатор подключается к контуру и проводится настройка терморегулятора и его проверка.

Довольно часто в отопительных системах используется трехходовой клапан с терморегулятором, который разделяет поток на две части и регулирует очередность подачи горячей и холодной воды. Он может быть как механического управления (ручка терморегулятора поворачивается вручную) и стоить недорого, так и автоматического с электроприводом.

Настройка термостата

Не зависимо от того, какой тип регулятора температуры используется, нужно придерживаться основных правил при их подключении. Настройки терморегулятора батареи отопления, как правило, не требуют особых знаний:

  • Необходимо убрать все источники теплопотерь в комнате.
  • Открыть клапан терморегулятора, провернув ручку до упора влево.
  • Спустя время проверить, насколько поднялась температура в комнате. Если она стала выше на 6-7 градусов, то нужно ручку регулятора вернуть в исходное положение, провернув ее вправо.
  • Медленно открыть клапан, создав оптимальный поток теплоносителя, который будет поддерживать температуру на одном уровне.

Так настраивается ручной термостат, тогда как у электронных аналогов все параметры указаны на дисплее. Достаточно внести их в устройство, чтобы дальше оно автоматически отслеживало изменения температуры воздуха в помещении.

Регулятор температуры воздуха в отопительной системе способен творить «чудеса» даже в условиях городской теплосети и создавать для людей комфортную жизнь и экономию средств. Конечно, схема регулятора температуры достаточно проста, чтобы сделать его своими руками, но настоящую гарантию качества и надежность работы обеспечивают исключительно приборы от производителей.

Как собрать терморегулятор в домашних условиях. Простые схемы электронных терморегуляторов своими руками Простой электронный термостат для холодильника

Рис.1

Генератор на микросхеме DD1 рис.1 имеет две независимые времязадающие цепи соответственно R1, R3, C1; и R2, R3, C2; которые переключаются ключами на микросхеме DD2. Управление ключами осуществляется импульсами с выхода пятнадцатого разряда делителя DD1. При высоком уровне на выводе 5 DD1 к внутренним логическим элементам микросхемы К176ИЕ5 подключаются резисторы R2, R4 и конденсатор C2 через ключи DD2.1 и DD2.4. При низком уровне на выводе 5 микросхемы К176ИЕ5 к выводам 11 и 12 DD1 через ключи DD2.3 и DD2.2 подключаются соответственно резисторы R1, R3 и конденсатор C1. Таким образом, если параметры времязадающих цепей различны, то длительность импульса будет отличаться от длительности спада. Получается RC-генератор с регулируемыми параметрами. Частоту RC-генератора можно приближенно определить по формуле F=0,7/RC. На выводе 5 DD1 частота генератора разделится на 32768. Диапазон регулировок можно задавать в больших пределах от десятых долей секунды до многих часов. Так, например, при R=3,3 мОм, С=1мкФ T=455 часов (F=0,2Гц).

При расчётах длительности необходимо помнить, что время работы или паузы холодильника будет составлять половину расчетной, так как с выхода 15 берётся только часть периода либо высокий уровень, либо низкий. Резисторы R1 и R2 необходимы для задания минимальных значений работы и паузы холодильника. Элементы R2, R4, C2 определяют время работы холодильника (контакты реле К1 замкнуты), а элементы R1, R3, C1 – длительность паузы.
Практически определено, что достаточен диапазон регулировок от 5 до 30 минут. Для такого диапазона необходимо принять следующие значения времязадающих цепей: R1=R2=43к, R3=R4=470к, C1=C2=0,15мк. Для больших диапазонов регулировок значения переменных резисторов можно увеличить до 1мОм.

При появлении единицы на 14 разряде счётчика (состояние 01) RC-генератор работает с включенными времязадающими элементами паузы – R1, R3, C1. Следующее состояние счётчика 10. Единица на 15 разряде включает времязадающие элементы работы – R2, C2 и параллельно R2 подключаются резисторы R1, R3, R4. Генератор работает с другой частотой и поэтому интервал времени t1 не равен интервалу времени t2. При состоянии счётчика 11 параллельно включаются времязадающие элементы и паузы и работы. Причём, если при параллельном включении емкости C1, C2 суммируются, то значения резисторов вычисляются по известной формуле и всегда будут меньше меньшего значения из параллельно включенных резисторов (при указанных на схеме номиналах разность между максимальным и минимальным влиянием на сопротивление цепи работы составит 1 кОм). Интервал времени t3 будет отличаться от интервала t2, но их сумма составит время работы холодильника. Состояние 00 интересно тем, что значения ёмкостей C1, C2 не только суммируются между собой, но и с малыми величинами ёмкостей переходов открытых ключей в последовательном включении. То есть суммарная ёмкость времязадающей цепи будет очень маленькой. Даже с включённым в RC-цепь большим резистором R1+R3+R4 частота генератора будет большой, а интервал времени t4 составит доли секунды (максимально 0,8 секунды, минимально 0,2 секунды). Время t4 прибавляется к времени t1 и составляет время паузы.

Время работы, при указанных на схеме номиналах, равно 20-23 минуты. Время паузы изменяется от 3 до 30 минут. Практически определено, что любой режим холодильника можно задавать изменением только длительности паузы.
Если вам необходимы другие интервалы времени работы и паузы, то надо руководствоваться простым правилом. Для уменьшения влияния времязадающих цепей на расчетную частоту при их совместном включении необходимо в RC-цепи, подключённой к старшему разряду счётчика, увеличивать номинал ёмкости. А в RC-цепи, подключённой к младшему разряду счётчика, необходимо увеличивать номиналы резисторов.

Единица с выхода 15 разряда счётчика через резистор R5 и ключ на транзисторе VT1 включает промежуточное реле К1. Промежуточное реле выбрано для того, чтобы уменьшить габариты блока питания. Применено реле типа РЭС6 паспорт РФО.452.145. Более мощное реле на 220 В может быть любым с контактами, выдерживающими коммутацию тока не менее 10 А.
Резисторы МЛТ-0,125, R3 -СПО-0,5. Конденсаторы: С1 – КМ5Б, С2 – К73-17. Микросхему К561КТ3 можно заменить без изменения печатной платы на К176КТ1. Реле К1 и конденсатор фильтра C3 расположены совместно с блоком питания.

Литература.
Бирюков С.А. Цифровые устройства на МОП – интегральных микросхемах. – М., Радио и связь, 1990

Банников В.В., Радио 8,1994

В этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

Немного теории

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

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

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

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

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

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

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

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

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

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

Самодельный термостат на транзисторах

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

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

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

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

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

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

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

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

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Простой регулятор для паяльника

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

Терморегуляторы широко используются в современных бытовых приборах, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при работе печей. Принцип действия любого терморегулятора основан на включении или выключении различных приборов после достижения определенных значений температуры.

Современные цифровые терморегуляторы управляются при помощи кнопок: сенсорных или обычных. Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых терморегуляторов является самой дорогостоящей. С помощью прибора можно предусмотреть изменение температуры по часам или задать необходимый режим на неделю вперед. Управлять прибором можно дистанционно: через смартфон или компьютер.

Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, сделать терморегулятор своими руками – задача довольно непростая, которая требует серьезных знаний. Но собрать небольшое устройство для кулера или инкубатора под силу любому домашнему мастеру.

Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.

Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.

Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.

Схема работы простого терморегулятора

Обычно для поддержания заданной температуры используются схемы на основе реле. Основными элементами, входящими в данное оборудование, являются:

  • температурный датчик;
  • пороговая схема;
  • исполнительное или индикаторное устройство.

В качестве датчика можно использовать полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термореле.

Схема терморегулятор реагирует на превышения параметра над заданным уровнем и включает исполнительное устройство. Самым простым вариантом такого прибора является элемент на биполярных транзисторах. Термореле выполнено на основе триггера Шмидта. В роли датчика температуры выступает терморезистор – элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от повышения или понижения градусов.

R1 – это потенциометр, который устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счет регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора изменяется. При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему питанию оборудования. Чтобы защитить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.

Внимание! В интернете можно увидеть картинки с чертежами термостата для разного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не соответствуют друг другу. Иногда на рисунках могут быть представлены просто другие устройства. Поэтому изготовление можно начинать только после тщательного изучения всей информации.

Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего терморегулятора и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для отопления –другие.

Терморегулятор на трех элементах

Одним из элементарных устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой терморегулятор своими руками, предназначенный для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же существуют проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.

Схема терморегулятор в этом случае состоит всего лишь из трех элементов:

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

Термодатчик реагирует на повышение градусов, за счет чего срабатывает вся схема, и вентилятор включается.

Теперь переходим к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот момент, когда температура приближается к критической, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться очень медленно. Лучше сделать настройку несколько раз, чтобы убедиться в эффективности работы оборудования.

Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, значительно отличающиеся по виду и техническим характеристикам. У каждого сопротивления или реле есть несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны в схеме, можно брать и другие, совпадающие по параметрам с образцами.

Терморегуляторы для котлов отопления

При регулировке отопительных систем важно точно откалибровать прибор. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы можно воспользоваться следующей схемой.

С помощью этой схемы можно создать наружное оборудование для контроля за твердотопливным котлом. Роль стабилитрона здесь выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагреве. Резистор подключается в сеть делителя напряжения электричества. Необходимую температуру можно задать с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Полученный ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Последний соединен со вторым триггером.

Контроль температуры идет по следующей схеме:

  • при понижении градусов напряжение в реле растет;
  • при достижении определенного значения вентилятор, который соединен с реле, выключается.

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

Осторожно! Установка самодельных приборов любого назначения на системы отопления может привести к выходу из строя оборудования. Более того, использование подобных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций в вашем доме.

Цифровой терморегулятор

Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.

Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.

При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.

При создании любого из устройств важно не только правильно спаять саму схему, но и продумать, как лучше разместить оборудование. Необходимо, чтобы сама плата была защищена от влаги и пыли, иначе не избежать короткого замыкания и выхода из строя отдельных элементов. Также следует позаботиться об изоляции всех контактов.

Видео

Датчик температуры позволяет поддерживать в холодильнике нужное количество холода. Он активирует компрессор, когда это требуется, что заполняет технику холодом. И такими «выбросами» он создает четко запрограммированные условия внутри холодильной камеры. Слишком тепло? Включается компрессор. Холодно? Выключается.

Основано это на том, что давление в детали меняется в зависимости от температуры. Им она соединяет или рассоединяет контакты, регулирующие работу компрессора. Так и происходит постоянное поддержание нужного количества холода. Однако нарушение работы может позволить компрессору слишком или недостаточно морозить.

Признаки того, что пора менять термодатчик

Деталь важная, поэтому признаки поломки будут более, чем серьезные и заметные. Они точно не оставят сомнений в том, что пора заменить ее. Поэтому Вам не доставит проблем проверка и последующая замена термостата холодильника. Признаки поломки:

  • Техника начала превращать продукты в лед. Да, это очень легко заметить. Мы уверены, что такое точно не пройдет мимо Ваших глаз и моментально заставит задуматься о ремонте. Также такая поломка может проявляться в образовании льда на стенках техники.
  • Продукты получают недостаточно холода. Понятно, что это приведет к их порче.
  • Вы слишком или недостаточно часто слышите работу компрессора. Да, за время работы техники Вы наверняка привыкли к шуму, однако изменение частоты может свидетельствовать о поломке.
  • Протечки также показывают нарушение работы техники. Лед тает из – за недостатка холода, добавлять который не позволяет сломавшийся термостат.

Инструкция по замене термостата

1. Проверьте местоположение детали

У старых холодильников она находится внутри, а у новых снаружи. Мы разберем случай с ее нахождением на дверце, однако способ подойдет для любого холодильника.

2. Открутите болты и снимите дверцу

Возможно, они закрываются резиновой накладкой. Сначала демонтируйте ее, дальше – дверцу.

3. Снимите заднюю крышку дверцы

Скорее всего, она держится на шестигранных винтах.

4. Демонтируйте ручку регулировки температуры

Для этого просто открутите ее от основного корпуса

5. Снимите кронштейн и вытащите термостат

Запомните тип подключения! Вам предстоит подключить новый абсолютно так же.

Вот конструкция термостата для холодильника, который работает уже более 2 лет. А всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог – холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода – они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.

Схема термостата холодильника на МК

Фото оригинального термостата и самодельного



Для подключения потребовалось провести второй провод 220 В (взял от лампы освещения) для питания трансформатора.
Разъем, к которому подключен потенциометр – это одновременно разъем программирования ISP.

Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.

Термостат в настоящее время работает без проблем, и что главное – обошёлся по цене примерно в 10 раз меньше оригинального.

Трансформатор тут на 6 В. Был выбран такой, чтобы свести к минимуму потери на микросхеме 7805.

Реле здесь можно поставить и на 12 В. Если взять на него напряжение до стабилизатора. Чтобы снизить расходы, можно было бы создать блок питания бестрансформаторным, хотя найдутся сторонники и противники такого решения (электробезопастность). Еще одно сокращение расходов – это исключение микроконтроллера AVR. Есть термометры Даллас, которые могут работать тоже в режиме термостата.

Терморегулятор своими руками: схема и пошаговая инструкция по изготовлению самодельного устройства

Многие из полезных вещей, которые помогут увеличить комфорт в нашей жизни, можно без особого труда собрать своими руками. Это же касается и термостата (его еще называют терморегулятором).

Данный прибор позволяет включать или выключать нужное оборудование по охлаждению или нагреванию, осуществляя регулировку, когда происходит определенные изменения температуры там, где он установлен.

К примеру, он может в случае сильных холодов самостоятельно включить расположенный в подвале обогреватель. Поэтому стоит рассмотреть, как можно самостоятельно сделать подобное устройство.

Как работает


Схема работы терморегулятора на примере теплого пола. (Для увеличения нажмите)

Принцип функционирования термостата достаточно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания своего мастерства делают самодельные аппараты.

При этом можно использовать множество различных схем, хотя наиболее популярной является микросхема-компаратор.

Данный элемент имеет несколько входов, но всего один выход. Так, на первый выход поступает так называемое «Эталонное напряжение», имеющее значение установленной температуры. На второй же поступает напряжение уже непосредственно от термодатчика.

После этого, компаратор сравнивает эти оба значения. В случае, если напряжение с термодатчика имеет определенное отклонение от «эталонного», на выход посылается сигнал, который должен будет включить реле. После этого, подается напряжение на соответствующий нагревающий или охлаждающий аппарат.

Процесс изготовления


Важно помнить, что в цепи сила тока не должна быть больше 5 мА, именно поэтому, чтобы подключить термореле, используется транзистор большой мощнос

Итак, рассмотрим процесс самостоятельного изготовления простого терморегулятора на 12 В, имеющего датчик температуры воздуха.

Все должно происходить следующим образом:

  1. Сначала необходимо подготовить корпус. Лучше всего в этом качестве использовать старый электрический счетчик, такой, как «Гранит-1»;
  2. На базе этого же счетчика более оптимально собирать и схему. Для этого, к входу компаратора (он обычно помечен «+») нужно подключить потенциометр, который дает возможность задавать температуру. К знаку «-», обозначающему инверсный вход, нужно присоединить термодатчик LM335. В этом случае, когда напряжение на «плюсе» будет больше, чем на «минусе», на выход компаратора будет отправлено значение 1 (то есть высокое). После этого регулятор отправит питание на реле, которое в свою очередь включит уже, например, котел отопления. Когда напряжение, поступающее на «минус» будет больше, чем на «плюсе», на выходе компаратора снова будет 0, после чего отключится и реле;
  3. Для обеспечения перепада температур, иными словами для работы терморегулятора, допустим при 22 включение, а при 25 отключение, нужно, используя терморезистор, создать между «плюсом» компаратора и его выходом, обратную связь;
  4. Чтобы обеспечить питание, рекомендуется делать трансформатор из катушки. Её можно взять, к примеру, из старого электросчетчика (он должен быть индуктивного типа). Дело в том, что на катушке можно сделать вторичную обмотку. Для получения желанного напряжения в 12 В, будет достаточно намотать 540 витков. При этом, чтобы они уместились, диаметр провода должен составлять не более 0.4 мм.

Совет мастера: чтобы включить нагреватель, лучше всего применять клеммник счетчика.

Мощность нагревателя и установка терморегулятора

В зависимости от уровня выдерживаемой мощности контактами используемого реле, будет зависеть и мощность самого нагревателя.

В случаях, когда значение составляет приблизительно 30 А (это тот уровень, на который рассчитаны автомобильные реле), возможно применение обогревателя мощностью 6.6 кВт (исходя из расчета 30х220).

Но прежде, желательно убедится в том, что вся проводка, а также автомат смогут выдержать нужную нагрузку.

Стоит отметить: любители самоделок могут смастерить электронный терморегулятор своими руками на основе электромагнитного реле с мощными контактами, выдерживающими ток до 30 ампер. Такое самодельное устройство может использоваться для различных бытовых нужд.

Установку терморегулятора необходимо осуществлять практически в самой нижней части стены комнаты, так как именно там скапливается холодный воздух. Также важным моментом является отсутствие тепловых помех, которые могут воздействовать на прибор и тем самым сбивать его с толку.

К примеру, он не будет функционировать должным образом, если будет установлен на сквозняке или рядом с каким-то электроприбором, интенсивно излучающим тепло.

Настройка


Для измерения температуры лучше использовать терморезистор, у которого при изменении температуры меняется электрическое сопротивление

Нужно отметить, что указанный в нашей статье вариант терморегулятора, созданного из датчика LM335, нет необходимости настраивать.

Достаточно лишь знать точное напряжение, которое будет подаваться на «плюс» компаратора. Узнать его можно с помощью вольтметра.

Нужные в конкретных случаях значения можно высчитать используя для этого формулу, такую как: V = (273 + T) x 0.01. В этом случае Т будет обозначать нужную температуру, указываемую в Цельсии. Поэтому для температуры в 20 градусов, значение будет равняться 2,93 В.

Во всех остальных случаях напряжение будет необходимо проверять уже непосредственно опытным путем. Чтобы это сделать, используется цифровой термометр такой, как ТМ-902С. Чтобы обеспечить максимальную точность настройки, датчики обоих устройств (имеется ввиду термометра и терморегулятора) желательно закрепить друг к другу, после чего можно проводить замеры.

Смотрите видео, в котором популярно разъясняется, как сделать терморегулятор своими руками:

Терморегулятор для теплого пола своими руками

Программируемые терморегуляторы для теплого пола (их еще называют «программатор пола»). Самые дорогостоящие модели, но с большим функционалом. Есть модификации, которые позволяют задавать состояние пола по часам дня, есть с возможностью запрограммировать температурный режим на неделю, а есть такие, которыми управлять можно через компьютер или планшет, некоторые имеют пульт дистанционного управления.

Одна из моделей программируемого термостата для электрического теплого пола. На корпусе расположен датчик температуры воздуха

Понятно, что чем больше функций и возможностей имеет регулятор теплого пола, тем дороже устройство. А насколько вам нужны эти функции — решать вам. Но однозначно можно сказать, что для ванной или кухни использовать программаторы пола нецелесообразно, ведь они посещаются вне зависимости от времени. Потому идеальные выход тут — механические или цифровые устройства. Причем при установке системы в ванной или бассейне термостат располагают за ее пределами: они не переносят высокой влажности, в кухне, бассейне и т.д. до устройства не должны долетать брызги.

Чего еще не нужно делать, так это использовать одно управляющее устройство для двух различных помещений. Например, нежелательно совмещать ванную и кухню, хоть обычно мощности это сделать позволяют. Просто в этом случае придется выставлять общую температуру для двух помещений. И если вы выставите ту, при которой комфортно будет в ванной, то в кухне будет явно жарко. Если же выставите «по кухне», то в ванной будете мерзнуть. И так практически с любыми помещениями. Если все-таки есть желание использовать один терморегулятор для теплого пола на два помещения или два контура, то нужно применить двухканальные модели, которые позволяют управлять обоими контурами независимо.

Регуляторы для теплого пола могут быть накладными. Выглядят они не очень привлекательно, но если вы всю электрику с УЗО и автоматом будете прятать в специальном шкафу, то внешний вид неважен

Типы датчиков теплого пола

Разные модели термостатов могут регулировать температуру пола или воздуха. Зависит это от типа датчика, который совместим с устройством. Выбор типа датчика зависит от того, какую функцию выполняет подогрев. Если система дополнительная и ее задача — повышение комфорта, используют датчик температуры пола. Ведь за обогрев воздуха в этом случае отвечает другая система, а задача водяного или электрического подогрева — создать и удерживать комфортную температуру только под ногами. Этот датчик для терморегулятора пола является выносным. Подключается к специальным клеммам на корпусе. Сам контролирующий элемент находится на конце электрического кабеля, при укладке располагается посредине между витками греющего элемента на полу на расстоянии не менее 50см от стены.

Датчики температуры теплого пола — небольшое устройство на конце длинного кабеля. Заводится в закрепленный на полу кусок трубы, который расположен между нагревательными элементами

Если греющие элементы устанавливаются в стяжку. то датчик теплого пола размещают в растворе, но только в трубе или гофрошланге. Тогда при поломке его легко будет заменить, просто отключив от клемм и потянув за провода, затем нужно будет вставить исправный и подключить его. При установке датчика для пленочного теплого пола его не обязательно размещать в трубе. Так как при таком типе подогрева стяжки нет и, при необходимости, заменить его можно, разобрав часть напольного покрытия. Хотя, все-таки целесообразнее потратить чуть больше времени при монтаже и сделать штробу под трубу для датчика, чем потом разбирать/собирать всю конструкцию для каждой замены.

В том случае, когда теплый пол — основная система отопления, требуется датчик, который контролирует состояние воздуха. Чаще всего эти датчики встроены в корпус терморегулятора для теплого пола. Есть также модели, которые работают с двумя датчиками одновременно. В обоих случаях выбирая место для установки, необходимо учитывать, что именно этот прибор определяет температуру воздуха. Потому располагать его нужно так, чтобы на него не попадали солнечные лучи (они будут нагревать корпус, и температура будет определяться неправильно). Стоит избегать и тех мест, где бывают сквозняки. Они тоже будут влиять на измерения состояния воздуха, но уже в другую сторону — занижать реальный показатель. Также рядом не должны бать приборы и устройства, которые активно выделяют тепло.

Установка терморегулятора

Монтаж оборудования должен проходить при температурах воздуха от 0 о C до +45 о С. Располагается регулятор температуры пола на одной из стен на высоте от 0,4м до 1,7м. Его нужно разместить так, чтобы на него не попадали прямые солнечные лучи, брызги и сквозняки. При выборе высоты учтите, что если в семье есть маленькие дети, то устройство желательно разместить на высоте, где оно будет не доступно для детей: их очень привлекают кнопки/экраны/колесики. Потому лучше установить в недоступном для детворы месте.

Выбрать место для установки термостата нужно грамотно

По способу установки существуют два типа термостатов для теплого пола: накладные и врезные. Под врезные необходимо сделать отверстие в стене и установить туда стандартную монтажную коробку — большинство моделей прекрасно в ней размещаются. Накладные крепятся прямо к поверхности стены и дополнительных работ не требуют, но имеют не самый привлекательный вид.

Для обеспечения защиты от короткого замыкания и для предотвращения поражения электрическим током, перед терморегулятором пола устанавливается УЗО и/или автоматический выключатель. Смотрите схему, на ней пунктиром указано подключение зануления при двухпроводной сети. УЗО можно ставить не везде, но в помещениях с повышенной влажностью их установка обязательна. Так как в этом случае оборудования получается много, имеет смысл спрятать все в монтажный шкаф. Учтите, что работать с электропитанием могут только люди, имеющие соответствующую подготовку. Потому, если устанавливаете термостат для теплого пола своими руками, а соответствующей подготовки нет, то для этой части обязательно пригласите электрика.

Электрическая схема подключения терморегулятора теплого пола с заземлением или занулением (пунктиром)

После установки монтажной коробки в стене по направлению к полу необходимо сделать штробы под укладку выводов нагревательных элементов (кабелей, матов или пленок). В эту же канавку или в штробу рядом укладывается труба/гофрошланг под датчик температуры пола. Канавка может быть одна. Тогда она делается достаточно широкой, чтобы можно было без проблем разместить все провода и трубу. Можно для проводов каждого отопительного контура сделать отдельный канал, причем иногда их укладывают тоже в трубы/гофрошланги. В этом случае ремонт будет легче — выдернете провода от неработающих контуров, предварительно отключив их от терморегулятора, а на их место вставите другие от исправного контура. И не нужно будет добить стену.

От места установки датчика в стене и полу делается штроба, в которую затем укладывается гофрированная труба. В нее будет опускаться датчик температуры пола

Установка датчика теплого пола

Штроба под датчик идет по стене до уровня пола, а затем по полу на расстояние не менее 50см от стены. Причем чтобы измерения были правильными, желательно контролирующий элемент размещать посредине между нагревательными элементами, а не вблизи одного из них. В канавку укладываете трубу или шланг (по рекомендации производителя). Один конец заводите в монтажную коробку, второй, тот который в полу будет, надежно изолируете, чтобы в него не попал раствор. Использовать можно изоленту, накрутив ее в несколько слоев, сделать заглушку из пенопласта и т.п. Закрепив шланг/трубу, в него заводите датчик температуры пола: просто опускаете его в соответствующее отверстие.

Подключение

После того, как уложены нагревательные элементы (кабели. маты, пленки ) провода от них заводят в монтажную коробку, где установлен терморегулятор для теплого пола. Затем по схеме, которая имеется на корпусе с обратной стороны устройства, все провода подключаются. Только после этого подается питание.

Схема подключения кабелей, зазаемления и датчика температуры есть на обратной стороне корпуса терморегулятора теплого пола

Теперь можно провести тестовое включение (до заливки стяжки или укладки напольного покрытия) чтобы убедиться, что система работает. Для этого проверив правильность подключения проводов и надежность их крепления, выставляете самую маленькую температуру, включаете УЗО. Затем выставляете на термостате 30 о С (максимальная температура по СНиПу). Если система работоспособна, слышен щелчок — реле подключило контур в работу. Через несколько минут все части греющих элементов должны быть теплыми. Теперь если температуру снова выставить на минимум, должен снова послышаться щелчок отключения питания. После этой проверки можно считать что установка терморегулятора теплого пола завершена и можно начинать заливку стяжки или укладывать напольное покрытие .

Если система не включается, скорее всего, дело в датчике. Это вообще, достаточно распространенное явление — выход его из строя. Так что не пугайтесь. Стоят они немного, меняются просто. Чтобы проверить исправность, измеряете сопротивление датчика теплого пола. Полученные данные сравниваете с паспортными. Есть разница — датчик неисправен. Вынимаете поломанный, вставляете новый, еще раз все тестируете. Должно заработать.

Установка термостата и датчика теплого пола — не самое сложное занятие, вполне под силу для самостоятельного монтажа. Единственная сложность — подключение электропитания и заземления/зануления. Для этих работ желательно пригласить электрика. С остальными этапами установки вполне можно справится своими руками.

Электрическая схема терморегулятора теплого пола

На сегодняшний день система электрического теплого пола является одной из самых комфортных для человека. Нагретый воздух поднимается вверх от самого основания. Поэтому самые высокие его температуры наблюдаются на расстоянии до 50 см от пола. Под потолком они будут ниже.

Принцип работы любого конвектора или радиатора заключается в направлении потока теплых масс под потолок при том, что внизу будет концентрироваться уже остывший воздух. Электрический теплый пол из-за этой особенности является экономически выгодным.

Для управления его работой используют терморегулятор. Они бывают различных типов. Однако схема терморегулятора имеет у всех моделей общий принцип. Чтобы осуществить установку своими руками, необходимо рассмотреть эту процедуру подробнее.

Общие сведения

Ни одна система теплого пола не может обойтись без терморегулятора, схема подключения которого идентична практически в любой модели. Если это устройство не использовать, а подключить нагревательный провод напрямую, система достигнет предела своей рабочей температуры. Это пагубно влияет на стяжку, а в случае с деревянным полом приведет к его деформации.

Также следует учесть, что ни один производитель электрических теплых полов не дает гарантии на свое изделие, если не будет установлено устройство управления нагревом. Поэтому схема терморегулятора должна быть изучена перед проведением обустройства обогрева пола.

Причем в этом случае не подойдет обычный таймер или диммер. Использовать в электрической схеме разрешается только предназначенные для этого терморегуляторы. Они имеют в комплекте датчик, измеряющий температуру.

Виды терморегуляторов

Существуют различные виды систем теплого пола и самих терморегуляторов, которые производители допускают монтировать своими руками в соответствии с инструкцией.

Теплый пол может быть кабельным, матовым или инфракрасным. Первые две системы бывают одножильные и двужильные. Для каждой из них существуют свои особенности установки. Инфракрасный теплый пол схож по принципу подключения с двужильным кабелем. Поэтому схема подключения терморегулятора для этих двух разных видов идентична (чего нельзя сказать о монтаже самой системы).

Терморегуляторы же различаются по способу управления на механические, цифровые и программированные, а по способу измерения нагрева — на устройства с датчиком воздуха, пола или комбинированные. Для этих разновидностей также существуют определенные условия установки.

Что важно при выборе устройства

Первоначально при совершении покупки устройства управления нагревом следует обратить внимание на его предельную нагрузку. Чаще всего в продаже представлены приборы, рассчитанные на 16 А. Это приблизительно 3,7 кВт.

Но есть устройства, рассчитанные на меньшую нагрузку. Следует соотносить мощность электрического теплого пола с предельной нагрузкой терморегулятора.

Самым комфортным признан прибор, имеющий в своем составе одновременно датчик измерения температуры пола и воздуха. Но чаще всего в изделии предусмотрена только одна точка замера.

Схема подключения терморегулятора теплого пола с датчиком покрытия и двойным комплектом идентичны. Но если прибор имеет встроенный измеритель нагрева воздуха в помещении, у него будет на две клеммы меньше, чем у предыдущих разновидностей.

Типы управления

Для каждого типа помещения следует выбирать определенный тип регулятора нагрева. Для ванной комнаты лучше приобретать механические разновидности.

Схема подключения терморегулятора теплого пола чаще всего предполагает установку этого прибора возле розетки внутри помещения. В ванной часто сыро, бывают значительные перепады температур. Устройства с цифровыми дисплеями в подобных условиях проработают меньше.

Поэтому здесь актуально механическое управление. В кухне, комнате или коридоре можно установить цифровой терморегулятор, который будет показывать на экране уровень нагрева.

В продаже существуют программированные устройства. Им задают температуру по времени. По этой программе он работает неделю, затем цикл повторяется. Схема подключения терморегулятора не различается по типу управления.

Тип монтажа

Существуют приборы, которые устанавливаются накладным или врезным способом. В первом случае не придется штробить в стене каналы для проводов и для монтажной коробки. Но прибор будет выступать над стеной, а провода будут проходить под коробом.

Скрытый монтаж предполагает установку врезным способом. Если ремонт в разгаре, лучше отдать предпочтение этому методу. Схема терморегулятора пола будет идентична в обоих случаях, но эстетичнее выглядят врезные модели.

Принцип подключения проводов

В зависимости от типа терморегулятора совершатся определенный тип подключения. Он четко указан в инструкции от производителя. Электрическая схема терморегулятора может иметь 4, 6 или 7 клемм.

В первом случае подключается устройство, обладающее воздушным датчиком. Две клеммы (номер указан в инструкции) предназначены для проводов теплого пола. Коричневый проводник подключается в отсек L (фаза) для нагревательной системы, а синий — на N (ноль). Коммуникации от сети также присоединяют в соответствии с полярностью.

Если же клемм у устройства 6, значит, в комплект входит датчик. Он подсоединяется без учета полярности в указанные производителем разъемы.

Седьмая клемма предназначена для заземления (желто-зеленый провод). Если в доме оно есть, но соответствующего разъема прибор не имеет, следует производить подключение вне корпуса. А если заземления в доме нет, желто-зеленый провод пола зануляется.

Некоторые рекомендации

Схема терморегулятора своими руками предполагает не только правильное подсоединение проводов. Выносной датчик (если он есть в комплекте) устанавливается в гофротрубу. Ее край в полу изолируется. Так датчик при необходимости можно будет достать.

Уровень установки должен быть не ниже 50 см от пола. Если же в нем есть датчик воздуха, высота монтажа должна быть не меньше 1,5 м.

Если у хозяев есть маленькие дети, необходимо приобретать модели со специальной защитой. Это будет гарантией, что чадо не настроит терморегулятор самостоятельно.

Монтаж своими руками

Накладные модели крепятся к стене, не потребуется штробить каналы. Заслуживает внимания схема терморегулятора врезного. Обычно рядом с розеткой или выключателем просверливается место под монтажную коробку.

Далее к полу штробится канал для датчика и проводов нагревательной системы. Питание подводится от проводников розетки или выключателя (их не придется тянуть от щитка). Терморегулятор устанавливается в подрозетник в разобранном виде.

У механических моделей необходимо аккуратно снять колесико регулировки, раскрутить болт и отложить в сторону верхнюю панель.

Если это устройство с дисплеем, снимается верхняя панель (технология описана в инструкции). Подсоединив по схеме все провода при выключенном питании сети, прибор вставляется в подрозетник. Каналы закрываются. Одевается верхняя панель и тестируется работа устройства.

Изучив, как выглядит схема терморегулятора для теплого пола, можно быстро и качественно самостоятельно выполнить подключение .

Часто чувствуете сонливость? Узнайте, почему так происходит Вы можете подумать, что летом, когда вокруг много солнечного света, люди реже чувствуют сонливость и усталость посреди дня. Но на самом деле это состо.

13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с.

Чарли Гард умер за неделю до своего первого дня рождения Чарли Гард, неизлечимо больной младенец, о котором говорит весь мир, умер 28 июля, за неделю до своего первого дня рождения.

10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначе В

Схема простого термостата

с использованием транзисторов

Электронный термостат, описанный здесь, может использоваться для управления температурой в помещении путем соответствующего включения (включения и выключения) нагревательного устройства.

Автор: R.K. Singh

Описание работы электронного термостата

В качестве датчика в схеме используется термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент).

– Пока температура окружающей среды остается выше значения, установленного потенциометром, реле, соответственно, остается неактивным, и можно видеть красный светодиод.
– Если температура окружающей среды опускается ниже установленного значения, реле срабатывает и загорается зеленый светодиод.

Потенциометр необходимо тщательно отрегулировать, чтобы получить желаемый эффект.

Для настройки предлагаемой схемы транзисторного термостата NTC заключен в стеклянную трубку, а его выводы заканчиваются длинными проводами, чтобы его можно было разместить в желаемом месте для требуемого измерения.

Схема устанавливается путем помещения стеклянной трубки термистора вместе с ртутным термометром в емкость, наполненную тающей ледяной водой, и в следующей процедуре ее помещают при температуре окружающей среды и, наконец, рядом с газовой горелкой для выполнения всех уровней настройки.

В каждом из вышеупомянутых случаев точка, в которой только что загорается зеленый светодиод, определяется путем осторожного перемещения ручки кастрюли в сторону максимума и отметки ее линией над ручкой шкалы, чтобы выполнить соответствующие калибровки температуры. эти отметки затем соответствующим образом маркируются соответствующими температурами, которые одновременно регистрируются на соответствующем термометре.

Работа схемы довольно проста и может быть понята путем оценки каждого состояния отключения и запуска транзистора.

До тех пор, пока сопротивление NTC очень высокое (при низкой температуре окружающей среды), транзистор T1 переходит в насыщение, если установка потенциометра позволяет это.

Учитывая описанную выше ситуацию, транзисторы T1, T2, T3 и T4 насыщаются, а также активируют реле.

Используемое реле может быть двойным контактом, и каждый раз, когда оно активируется, выполняются две операции: одна пара контактов для переключения светодиодов, а другая для включения нагревателя или желаемой нагрузки.

Конденсатор C1 обеспечивает резкие изменения значения NTC.

Принципиальная схема

Спецификация материалов для вышеуказанной цепи транзисторного термостата:

– Резисторы: R1, R4, R6: 10 кОм, R2: 12 кОм, R3: 6,8 кОм, R5: 33 кОм, R7: 470 кОм, R8: 2,2 кОм , R9: 560 Ом.
– Потенциометр: линейный 10К.
– NTC: отрицательный температурный коэффициент 10К.
– Конденсаторы: C1: 100nF, C2: 47uF, 10V (электролитический конденсатор).
– светодиоды: 1 красный, 1 зеленый
– Транзисторы T1 и T3: 2N2222, T2: 2N2907, T4: 2N2905
– Реле: 12 В DPDT.

Как сделать простую схему термостата с использованием транзисторов

Упомянутый здесь электронный термостат может использоваться для управления температурой в помещении путем правильного включения (включения и выключения) нагревательного устройства.

Рабочие характеристики электронного термостата

В схеме используется термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент) в качестве сенсорного устройства.

– Предполагая, что температура окружающей среды продолжает превышать значение, установленное потенциометром, реле таким же образом продолжает отключаться, и красный светодиод также становится ярче.

– В случае, если температура окружающей среды становится ниже установленного значения, реле включается и загорается зеленый светодиод.

Потенциометр необходимо точно изменить, чтобы получить требуемые результаты.

Для настройки предлагаемой схемы транзисторного термостата, NTC заключен в стеклянную трубку, а его выводы закрыты длинными проводами, чтобы его можно было расположить в желаемом месте для существенного измерения.

Схема сконцентрирована путем размещения стеклянной трубки термистора рядом с ртутным термометром внутри контейнера с тающей ледяной водой, а также следующим способом: она размещается при температуре окружающей среды, в конечном счете, рядом с газовой горелкой для использования всех уровней настройки.

В каждой из ранее обсужденных ситуаций уровень, на котором зеленый светодиод только что загорается, устанавливается путем мягкого перемещения ручки кастрюли в сторону максимума и установки ее линией над шкалой ручки, чтобы произвести подходящую калибровку температуры. эти виды маркировки затем правильно маркируются с конкретными температурами, которые обычно регистрируются в это время на подключенном термометре.

Схема процесса довольно несложная, что позволяет распознать его, исследуя каждый отключенный и провоцирующий состояния транзистора.

Для предположения, что сопротивление NTC невероятно высокое (при низкой температуре окружающей среды) приводит к тому, что транзистор T1 входит в состояние насыщения, при условии, что настройка потенциометра позволяет это.

Принимая во внимание вышеупомянутый сценарий, разрешено транзисторы T1, T2, T3 и T4 насыщать или просто запускать реле.

Применяемое реле также может быть двойным контактом, и каждый раз, когда оно включается, выполняются две функции: одна пара контактов для переключения светодиодов, а другая – для включения нагревателя или требуемой нагрузки.

Конденсатор C1 обеспечивает немедленное изменение значения NTC.

Спецификация материалов для вышеуказанной схемы транзисторного термостата:

– Резисторы: R1, R4, R6: 10 кОм, R2: 12 кОм, R3: 6,8 кОм, R5: 33 кОм, R7: 470 кОм, R8: 2.2K, R9: 560 Ом.

– Потенциометр: линейный 10К.

– NTC: отрицательный температурный коэффициент 10K.

– Конденсаторы: C1: 100 нФ, C2: 47 мкФ, 10 В (электролитический конденсатор).

– светодиоды: 1 красный, 1 зеленый

– Транзисторы T1 и T3: 2N2222, T2: 2N2907, T4: 2N2905

– Реле: 12V DPDT.

Схема термостата на основе термистора

Термостат образован путем суммирования двух греческих терминов термо и статос, термос означает тепло, а статос означает стационарный, стоячий или фиксированный. Термостат используется для управления устройствами или бытовой техникой в ​​зависимости от температуры, например, включение / выключение кондиционера, комнатные обогреватели и т. Д. Обычно термостат используется для поддержания комнатной температуры в централизованных системах отопления или охлаждения, регулировании температуры холодильника, система охлаждения, электрический утюг, духовки, фены и многое другое.Программируемые и интеллектуальные термостаты также доступны сегодня на рынке.

Типы термостатов:

Для измерения температуры в разных термостатах используются разные датчики или устройства, и в соответствии с этим их можно разделить на два типа.

  1. Механический термостат
  2. Электрический / электронный термостат

Механический термостат –

Биметаллический термостат относится к механическому термостату.Обычно у них есть корпус и ручка, как показано на рисунке ниже. Он имеет один фиксированный контакт и одну подвижную печень, состоящую из двух разных металлов с разными коэффициентами линейного расширения. Конец подвижного рычага соединяется с фиксированным контактом при понижении температуры и отключается при высокой температуре в помещении. Так он может включать и выключать устройства в зависимости от температуры.

Примеры использования биметаллических термостатов – утюг, холодильник, кондиционер.

Электрический термостат –

Наиболее распространенными электронными датчиками температуры являются термопары и термисторы , используемые в термостатах. Электрические свойства термистора и термопары изменяются при изменении температуры.

Термопара – это устройство, в котором используются по меньшей мере две разные металлические полоски, которые соединяются на одном конце для образования двух стыков; горячий спай и холодный спай.Горячий спай – это измерительный спай; объект, температура которого должна быть измерена, помещается в горячий спай, тогда как холодный спай (температура которого известна) является опорным спаем. Из-за этой разницы температур создается разность напряжений, известная как термоэлектрическое напряжение, которое используется для измерения температуры. Термопары используются в котлах, печах и т. Д.

Другой тип электрического датчика, который используется в термостате, – это термистор , который мы собираемся подробно изучить далее на примере.

Что такое термистор?

Как следует из названия, термистор представляет собой комбинацию двух слов: термический и резистор. Это резистивный компонент, сопротивление которого изменяется при изменении температуры.

Термисторы

отличаются высокой надежностью и имеют широкий диапазон шкалы для точного обнаружения незначительных колебаний температуры. Они дешевы и полезны в качестве датчика температуры. Термистор используется в цифровом термостате.

Типы термисторов

В зависимости от изменения сопротивления в зависимости от температуры окружающей среды, существует два типа термисторов.Они подробно описаны ниже: –

1. PTC – положительный температурный коэффициент .

Его сопротивление прямо пропорционально температуре, т.е. его сопротивление уменьшается с понижением температуры и наоборот.

2. NTC – отрицательный температурный коэффициент.

Его сопротивление косвенно пропорционально температуре, т. Е. Его сопротивление уменьшается с повышением температуры и наоборот.

Мы используем термистор NTC в нашем приложении . 103 показывает сопротивление термистора при нормальной температуре означает 10 кОм.

Применение термистора NTC:

Уметь управлять любым устройством в зависимости от изменения температуры – очень удобная и интересная идея. Одним из таких популярных приложений является пожарная сигнализация, где термистор определяет тепло и запускает сигнализацию.

Термисторы

NTC наиболее широко используются в различных приложениях, но там, где требуется низкое сопротивление в начальной точке, используются термисторы PTC.

Сопротивление термистора при комнатной температуре указывается производителем в техническом паспорте вместе с различным набором значений сопротивлений при разной температуре, поэтому можно выбрать подходящий термистор для соответствующего применения.

Вот некоторые схемы, построенные с использованием термистора:

Требуемый компонент:
  1. Термистор NTC 103 (10 кОм).
  2. BJT BC 547.
  3. Потенциометр 5 кОм (POT).
  4. Резистор 1 кОм.
  5. светодиод.
  6. Источник питания – 6 В постоянного тока.
  7. Макетная плата и соединительные провода.

Принципиальная электрическая схема термистора:

Работа цепи термостата:

В схеме есть схема делителя напряжения и схема переключения выхода «ВКЛ и ВЫКЛ». Схема делителя напряжения образована термистором и переменным резистором.

Выход схемы делителя напряжения подключен к базе NPN-транзистора через резистор 1 кОм.Схема делителя напряжения позволяет определять изменение напряжения, вызванное изменением сопротивления термистора. Используя POT в делителе напряжения, мы можем регулировать чувствительность термистора. Вы также можете использовать фиксированный резистор вместо переменного резистора для фиксированной точки срабатывания, это означает, что светодиод будет включаться, только если температура пересекает определенное значение, и вы не сможете отрегулировать температуру точки срабатывания. Так что лучше используйте POT и изменяйте чувствительность, просто вращая ручку.

Набор резисторов можно выбрать по следующей формуле –

  Vo = [R2 / (R1 + R2)]   × V  IN   

В нашей схеме мы заменили R2 на POT и R1 на LDR, поэтому выходное напряжение изменяется в зависимости от сопротивления термистора. Сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, поэтому выходное напряжение будет изменяться при изменении температуры вокруг термистора.Транзистор включится при напряжении 0,7 В или выше, что соответствует напряжению VBE.

Более простой способ выбрать и узнать подходящий R2 для термистора 10k NTC – смоделировать схему в Proteus и получить близкое значение R2. Также, заменив термистор на переменный резистор, мы можем изучить его эквивалентный эффект в схеме согласно приведенным ниже схемам:

Вторая часть схемы – это транзисторная секция, в которой транзистор действует как переключатель для светодиода D1.Поскольку транзистор является устройством, управляемым током, резистор R1 подключен к его входной клемме, чтобы ограничить выброс тока.

Ссылаясь на приведенную выше схему моделирования, как только температура рядом с термистором повышается, его электрическое сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению напряжения на RV1. Таким образом, напряжение на базе транзистора (V BE ) также увеличивается, и как только V BE ≥0,7 В, транзистор начинает проводить ток и загорается светодиод.

Обратите внимание, что мы можем заменить этот светодиод на зуммер, лампочку и т. Д. В приведенной выше схеме с минимальным добавлением еще нескольких компонентов. Также посмотрите демонстрационное видео ниже.

Построить домашний термостат с Raspberry Pi

Мы с женой переехали в новый дом в октябре 2020 года. Как только стало холодно, мы обнаружили некоторые недостатки старой системы отопления дома (включая одну зону нагрева, которая была ). всегда включен). В нашем предыдущем доме были термостаты Nest, и нынешняя установка была не такой удобной.В нашем доме несколько термостатов, и у некоторых были запрограммированные графики отопления, у других – другие, а у некоторых вообще не было.

Пришло время перемен, но в доме есть некоторые ограничения:

  • Он был построен в конце 1960-х годов после реконструкции в 90-х годах.
  • Отопление гидронное (плинтус горячая вода).
  • Имеет шесть термостатов для шести зон нагрева.
  • К каждому термостату идут только два провода (красный и белый).

Купить или построить?

Я хотел «умное» управление термостатом для всех зон нагрева (расписания, автоматика, дома / в гостях и т. Д.). У меня было несколько вариантов, если я хотел купить что-то готовое, но у всех есть недостатки:

Вариант 1: гнездо или Ecobee

  • Это дорого: ни один интеллектуальный термостат не может обрабатывать несколько зон, поэтому мне понадобится по одной для каждой зоны (~ 200 долларов * 6 = 1200 долларов).
  • Это сложно: мне пришлось бы перемотать провод термостата, чтобы получить печально известный провод C, который обеспечивает непрерывное питание термостата.Провода от 20 до 100 футов каждый, внутри стены, и может быть прикреплен к стойкам скобами .

Вариант 2: термостат с батарейным питанием , такой как термостат Sensi WiFi

  • Батареи хватает всего на месяц или два.
  • Он не поддерживает HomeKit в режиме работы от батареи.

Вариант 3: Стандартный термостат , но существует только один (своего рода): Honeywell TrueZONE

  • Старый и плохо поддерживаемый (выпущен в 2008 году).
  • Это дорого – более 300 долларов только за контроллер, и вам нужен шлюз RedLINK для работы некачественного приложения.

И победитель…

Вариант 4: Сделай сам!
Я решил создать свой собственный многозонный интеллектуальный термостат, который назвал ThermOS.

  • Централизовано у печи (нужно одно устройство, а не шесть).
  • Использует существующие провода термостата, встроенного в стену.
  • Это совместимость с HomeKit, полная автоматизация, планирование, дома / в гостях и т. Д.
  • Anddddd это… весело? Ага, весело… я думаю.

Оборудование ThermOS

Я знал, что хочу использовать Raspberry Pi. Поскольку они стали такими недорогими, я решил использовать Raspberry Pi 4 Model B 2 ГБ. Я уверен, что смогу обойтись с Raspberry Pi Zero W, но это будет для будущей версии.

Вот полный список деталей, которые я использовал:

Имя Кол-во Цена
Raspberry Pi 4 Модель B 2 ГБ 1 29 долларов.99
Официальный блок питания Raspberry Pi 4 15 Вт 1 6,99 долл. США
Макетная плата для внутреннего судоходства 400 1 2,99 долл. США
Внутренний 8-канальный релейный модуль 5 В для Arduino 1 8,99 долл. США
Внутренняя перемычка DuPont 20 см (3 шт.) 1 4,99 доллара США
Датчик температуры DS18B20 (оригинальный) от Mouser.com 6 6,00 $
3-контактные клеммные колодки с винтовыми зажимами (40 шт. В упаковке) 1 7,99 долл. США
RPi GPIO модуль коммутационной платы клеммной колодки для Raspberry Pi 1 17,99 долл. США
Измерительные провода с зажимом типа «крокодил» (10 шт.) 1 $ 5,89
Провод термостата Southwire 18/2 (50 футов) 1 10 долларов США.89
Термоусадочная пленка 1 4,99 доллара США
Макет для пайки (5 шт.) 1 11,99 долл. США
Кронштейны для монтажа на печатной плате (50 шт. В упаковке) 1 7,99 долл. США
Пластиковый корпус / корпус 1 $ 27.92

Я начал рисовать схему оборудования на draw.io и понял, что мне не хватает некоторых важных знаний о печи.Я открыл боковую панель и нашел понижающий трансформатор, который берет электрическую линию 120 В и делает ее 24 В для системы отопления. Если ваша система отопления похожа на мою, вы увидите множество перемычек между клапанами зоны Taco. Терминал 3 на Taco перепрыгивает через все клапаны моей зоны. Это потому, что не имеет значения, сколько клапанов открыто / открыто – он просто управляет циркуляционным насосом. Если открыта любая комбинация от одного до пяти клапанов, она должна быть включена; если нет открытых клапанов, он должен быть выключен… просто!

По своей сути термостат – это просто переключатель.Как только термистор (датчик температуры) внутри термостата определяет более низкую температуру, переключатель замыкается и замыкает цепь 24 В. Вместо того, чтобы устанавливать термостат в каждой комнате, в этом проекте все они размещаются рядом с печью, так что все шестизонные клапаны могут управляться релейным модулем с использованием шести из восьми реле. Raspberry Pi действует как мозг термостата и независимо управляет каждым реле.

Следующая проблема заключалась в том, как получить показания температуры в каждой комнате.Я мог бы иметь беспроводной датчик температуры в каждой комнате, работающий на Arduino или Raspberry Pi, но это может оказаться дорогим и сложным. Вместо этого я хотел повторно использовать существующий провод термостата в стенах, но исключительно для датчиков температуры.

Датчик температуры DS18B20 “1-wire” оказался отвечающим всем требованиям:

  • Он имеет точность +/- 0,5 ° C или 0,9 ° F.
  • Он использует протокол «1-Wire» для передачи данных.
  • Что наиболее важно, DS18B20 может использовать режим «паразитного питания», когда ему требуется всего два провода для питания и данных.Предупреждаем … почти все DS18B20 – подделки. Я купил несколько (надеясь, что они настоящие), но они не работали, когда я попытался использовать паразитную силу. Затем я купил настоящие на Mouser.com, и они отлично заработали!

Начав с макета и всех компонентов локально, я начал писать код для взаимодействия со всем этим. Как только я опробовал концепцию, я добавил в смесь существующий провод термостата в стене. Я получил стабильные показания с этой настройкой, поэтому я решил сделать их немного более отполированными.С помощью моего отца, самопровозглашенного «просто достаточно хорошего» припоя, мы припаяли выводы к трехконтактным винтовым клеммам (чтобы избежать перегрева датчика), а затем прикрепили датчик к клеммам. Теперь датчики можно прикрепить с помощью гаек к существующей проводке в стене.

Я все еще нахожусь в процессе «приведения в порядок» настенных креплений для датчика температуры, но я прошел через несколько изменений в 3D-печати и, думаю, почти готов.

Программа ThermOS

Как обычно, написать логику было не так уж и сложно.Однако выбор архитектуры и фреймворка приложения был запутанным многодневным процессом. Я начал с оценки проектов с открытым исходным кодом, таких как PiHome, но он полагался на определенное оборудование. , а был написан на PHP. Я фанат Python и решил начать с нуля и написать свой собственный REST API.

Поскольку интеграция HomeKit была настолько важна, я решил, что в конечном итоге напишу плагин HomeBridge для ее интеграции. Я не знал, что существует целый фреймворк Python HomeKit под названием HAP-Python, который реализует вспомогательный протокол.Это помогло мне получить подтверждение концепции, работающей и управляемой через приложение Home на моем iPhone в течение 30 минут.

Остальная часть «временной» логики относительно проста, но я хочу выделить часть, которую я изначально пропустил. Мой код работал несколько дней, и я работал с оборудованием, когда заметил, что мои реле включаются и выключаются каждые несколько секунд. Этот «короткий цикл» не обязательно вреден, но определенно неэффективен. Чтобы этого избежать, я добавил пороговые значения, чтобы температура переключалась только тогда, когда она равна +/- 0.5C °.

Вот пороговая логика (отладку резиновой утки можно увидеть в комментариях):

 

# проверяем, что нам нужен нагрев
if self.target_state.value == 1:
# если тепловое реле уже включено, проверьте, не превышает ли порог
# если выше, выключите .. если все еще ниже, оставьте
, если GPIO. input (self.relay_pin):
если self.current_temp.value - self.target_temp.value> = 0.5:
status = 'НАГРЕВ ВКЛЮЧЕН - ТЕМПЕРАТУРА ВЫШЕ ПЕРВОГО ПОРОГА, ВЫКЛЮЧАЕТСЯ'
GPIO.output (self.relay_pin, GPIO.LOW)
else:
status = 'HEAT ON - TEMP IS BELOW TOP THRESHOLD, KEEPING ON'
GPIO.output (self.relay_pin, GPIO.HIGH)
# если тепловое реле еще не установлено включен, проверьте, не ниже ли порога
elif not GPIO.input (self.relay_pin):
if self.current_temp.value - self.target_temp.value <= -0.5:
status = 'HEAT OFF - TEMP IS BELOW BOTTOM THRESHOLD, TURNING ON '
GPIO.output (сам.relay_pin, GPIO.HIGH)
иначе:
status = 'HEAT OFF - KEEPING OFF'

И я достиг своей конечной цели – иметь возможность управлять всем этим со своего телефона.

Я кладу термос в коробку для завтрака

Мое доказательство концепции было довольно запутанным.

Имея в наличии программное обеспечение и общую конструкцию оборудования, я начал выяснять, как упаковать все компоненты в более прочную и безупречную форму. Одной из основных моих проблем при постоянной установке было использование макета с перемычками DuPont.Я заказал несколько паяемых макетов и монтажную плату с винтовыми клеммами (спасибо @arduima за контакты Raspberry Pi GPIO).

Вот как выглядел паяемый макет с креплениями и корпусом в процессе разработки.

И вот он, установлен в котельной.

Теперь мне нужно просто организовать и пометить провода, а затем я могу начать заменять оставшиеся термостаты на ThermOS. И я займусь своим следующим проектом: ThermOS для центрального кондиционирования воздуха.


Изначально это было опубликовано на Medium и переиздается с разрешения.

Circuito недели – DIY Smart Thermostat

DIY Smart Thermostat

Blog Postcircuito team11 декабря 2017 г.

Всем привет, и добро пожаловать в еще одну Circuito недели . На этот раз мы собираемся создать схему интеллектуального термостата , которая поможет контролировать влажность и температуру в вашем доме. Как и все другие схемы домашней автоматизации, мы приглашаем вас взять этот пример и сделать его своим, добавив или удалив компоненты и настроив схему в соответствии с вашими потребностями.Circuito.io здесь, чтобы помочь вам творить волшебство.

Логика схемы интеллектуального термостата

Интеллектуальный термостат основан на датчике температуры и влажности .

Создайте интеллектуальный термостат прямо сейчас >>

Мы можем настроить интеллектуальный термостат на выполнение различных действий, когда температура или влажность поднимаются слишком высоко или падают слишком низко. Эти определения будут запрограммированы в контроллере. Здесь мы решили использовать NodeMCU , поскольку он имеет встроенный Wi-Fi.

У термостата может быть 2 режима, первый автоматический, что означает, что он сам контролирует температуру кондиционера и скорость вентилятора, а также включает и выключает агрегат. Второй будет дистанционно управляться вручную через Интернет. В обоих случаях управление кондиционером будет осуществляться путем отправки ИК-сигнала на кондиционер с помощью ИК-излучателя, закодированного с помощью определенного ИК-кода вашего кондиционера. Для второго режима, управляя вашим кондиционером, пока вас нет дома, вы можете использовать панель IoT, такую ​​как Blynk , или любую другую платформу IoT по вашему выбору.Вы можете ознакомиться с нашими рекомендуемыми приложениями IoT здесь.

Схема интеллектуального термостата

Щелкните эту ссылку или изображение ниже, чтобы увидеть компоненты схемы.

Основные компоненты для интеллектуального термостата
  • DHT22 – Недорогой датчик влажности и температуры. Возвращаемые значения: температура и влажность через однопроводной цифровой интерфейс.
  • NodeMCU – совместимый с Arduino микроконтроллер на базе ESP8266 со встроенным Wi-Fi. Он отлично подходит для проектов Интернета вещей или просто как замена Arduino.
  • Инфракрасный (ИК) светодиодный излучатель – очень простой ИК-излучатель, позволяющий создать собственный ИК-пульт дистанционного управления для устройств, которые могут принимать ИК-сигнал.
  • Micro OLED – Коммутационная плата SparkFun Micro OLED представляет собой небольшой монохромный OLED-дисплей, синий на черном. Он «микро», но он по-прежнему впечатляет – OLED-дисплей четкий, и на нем можно разместить обманчиво большое количество графики. Мы можем использовать его для отображения текущих показаний термостата.

Вторичные компоненты для интеллектуального термостата

«Вторичные компоненты» – это общее название всех компонентов, которые необходимо добавить в схему, чтобы она работала.Мы делим эти компоненты на: Общие вторичные компоненты – неэлектронные компоненты, которые можно найти почти в каждой цепи. Такие как макеты, перемычки и т. Д. Особые вторичные компоненты – компоненты, добавляемые в схему в соответствии с конкретными компонентами, которые мы хотим использовать. Например, резисторы, регуляторы напряжения, конденсаторы и т. Д., Которые используются для регулировки потока тока и уровней напряжения. Вы можете найти информацию о вторичных компонентах, которые вам нужны для каждого основного компонента, в таблицах данных и примерах схем, а также можете рассчитать некоторые своих ценностей по своему усмотрению.При использовании генератора схем circuito.io значения вторичных компонентов рассчитываются автоматически.

Особые вторичные компоненты
  • Резисторы 10 кОм и 220 Ом – резистор – это пассивный двухконтактный электрический компонент, который реализует электрическое сопротивление в качестве элемента схемы. уровни сигналов, для разделения напряжений, смещения активных элементов, оконечной нагрузки линий передачи и многого другого.Требуется для: инфракрасного (ИК) светодиода 950 нм и DHT22.
  • Транзистор – NPN BC337 – Биполярные переходные транзисторы (BJT) производятся двух типов, NPN и PNP, и доступны в виде отдельных компонентов или изготавливаются в виде интегральных схем, часто в больших количествах. Основная функция BJT – усиление тока. Это позволяет использовать BJT в качестве усилителей или переключателей, что дает им широкое применение практически в любом электронном оборудовании. Требуется: Инфракрасный (ИК) светодиод 950 нм
Общие вторичные компоненты
  • Макет – лучше всего для прототипирования.Позволяет электрически соединять различные компоненты с помощью перемычек.
  • Перемычки M / F и M / M – используются для подключения компонентов к макетной плате.
  • Кабель USB micro-B – Подключает микроконтроллер к компьютеру для загрузки кода.
  • Штекерные разъемы – припаяны к различным компонентам, в данном случае это для преобразователя логического уровня, используемого ESP8266.
  • Адаптер для цилиндрического разъема постоянного тока – Совместимость с макетной платой.

Покупка компонентов для интеллектуального термостата

Теперь вы можете купить компоненты для своей схемы на сайте circuito.io *! нажав на Review и Buy в правом нижнем углу. Также возможно купить компоненты у любого другого дистрибьютора, интернет-магазина или местного магазина электроники. По этой ссылке у нас есть список некоторых отличных интернет-магазинов, ориентированных на производителей.

* некоторые компоненты могут временно отсутствовать на складе

Электропроводка

Щелкните эту ссылку или изображение ниже, чтобы увидеть электрическую схему интеллектуального термостата

Для получения подробного пошагового руководства по подключению и кода проверки щелкните на просмотреть руководство по проекту внизу схемы.

Тестовый код

После подключения схемы вы можете загрузить тестовый код из руководства по проекту и загрузить его в свой NodeMCU, чтобы проверить подключение. Убедитесь, что вы выбрали правильную модель контроллера в Arduino IDE.

Примечание : не все компоненты имеют тестовый код. Вы можете проверить, есть ли у компонента тестовый код, наведя курсор на значок «i» рядом с компонентом

Temperature Controller Basics Handbook | Instrumart

Предоставлено Danaher Industrial Controls Group – автоматизация процессов, измерения и зондирование
Просмотреть все контроллеры Danaher’s Partlow и West

Зачем нужны терморегуляторы?

Регуляторы температуры необходимы в любой ситуации, когда необходимо поддерживать стабильную заданную температуру.Это может быть в ситуации, когда объект требуется нагревать, охлаждать или и то, и другое, и поддерживать заданную температуру (заданное значение), независимо от изменения окружающая среда вокруг него. Есть два основных типа контроля температуры; разомкнутый и замкнутый контур управления. Открытый цикл – это наиболее простая форма и применяет непрерывный нагрев / охлаждение без учета фактической выходной температуры. Это аналог система внутреннего отопления в автомобиле. В холодный день вам может потребоваться включить огонь на полную, чтобы прогреть машину до 75 °.Тем не мение, в теплую погоду при той же настройке температура в салоне автомобиля будет намного выше желаемых 75 °.

Блок-схема управления без обратной связи

Управление по замкнутому циклу намного сложнее, чем по разомкнутому. В приложении с замкнутым контуром выходная температура постоянно измеряется и регулируется для поддержания постоянной выходной мощности при желаемой температуре. Управление с обратной связью всегда учитывает выходной сигнал и передаст его обратно в процесс управления.Замкнутый контур управления аналогичен автомобилю с внутренним климатом. контроль. Если выставить температуру в машине 75 °, климат-контроль автоматически отрегулирует обогрев (в холодные дни). или охлаждение (в теплые дни) для поддержания целевой температуры 75 °.

Блок-схема управления с обратной связью

Введение в регуляторы температуры

Контроллер температуры – это устройство, используемое для поддержания заданной температуры на заданном уровне.

Самый простой пример терморегулятора – обычный термостат, который можно найти в домах. Например, водонагреватель. использует термостат для контроля температуры воды и поддержания ее на определенном заданном уровне. Температура контроллеры также используются в духовках. Когда для духовки установлена ​​температура, контроллер контролирует фактическую температуру внутри. духовки. Если она упадет ниже установленной температуры, он отправит сигнал, чтобы активировать нагреватель, чтобы поднять температуру обратно до уставка.Термостаты также используются в холодильниках. Поэтому, если температура становится слишком высокой, контроллер инициирует действие, чтобы понижение температуры.

Общие приложения контроллера

Регуляторы температуры в промышленности работают примерно так же, как и в обычных бытовых применениях. Базовая температура Контроллер обеспечивает управление промышленными или лабораторными процессами нагрева и охлаждения. В типичном приложении датчики измеряют фактическая температура.Эта измеренная температура постоянно сравнивается с пользовательской уставкой. Когда фактическая температура отклоняется от заданного значения контроллер генерирует выходной сигнал для активации других устройств регулирования температуры, таких как нагрев элементы или компоненты холодильного оборудования, чтобы вернуть температуру к заданному значению.

Общие области применения в промышленности

Контроллеры температуры используются в самых разных отраслях промышленности для управления производственными процессами или операциями.Некоторые Регуляторы температуры широко используются в промышленности, включая машины для экструзии и литья пластмасс под давлением, а также термоформование. машины, упаковочные машины, пищевая промышленность, хранение продуктов питания и банки крови. Ниже приводится краткий обзор некоторых распространенных приложения для контроля температуры в промышленности:

  • Термообработка / Духовка
    Контроллеры температуры используются в печах и при термообработке в печах, печах для обжига керамики, котлах и т. Д. теплообменники.
  • Упаковка
    В мире упаковки оборудование, оснащенное сварочными планками, аппликаторами клея, функциями клея-расплава, туннелями для термоусадочной пленки или этикетками. аппликаторы должны работать при определенных температурах и продолжительности процесса. Контроллеры температуры точно регулируют эти операции для обеспечения выпуска продукции высокого качества.
  • Пластмассы
    Контроль температуры в пластмассовой промышленности является обычным для переносных чиллеров, бункеров и сушилок, а также для формования и экструзии. оборудование.В экструзионном оборудовании контроллеры температуры используются для точного мониторинга и контроля температуры при разные критические точки при производстве пластика.
  • Здравоохранение
    Контроллеры температуры используются в сфере здравоохранения для повышения точности контроля температуры. Обычное оборудование, использующее контроллеры температуры включают лабораторное и испытательное оборудование, автоклавы, инкубаторы, холодильное оборудование и камеры для выращивания кристаллизации и испытательные камеры, в которых должны храниться образцы или испытания должны проводиться в определенных условиях. температурные параметры.
  • Еда и напитки
    Общие области применения в пищевой промышленности, включающие регуляторы температуры, включают пивоварение, смешивание, стерилизацию и варочные и пекарские печи. Контроллеры регулируют температуру и / или время процесса для обеспечения оптимальной производительности.
Детали регулятора температуры

Все контроллеры имеют несколько общих частей. Во-первых, у контроллеров есть входы. Входные данные используются для измерения переменной в контролируемый процесс.В случае терморегулятора измеряемой переменной является температура.

Входы

Контроллеры температуры могут иметь несколько типов входов. Тип входного датчика и необходимый сигнал могут различаться в зависимости от от типа управляемого процесса. Типичные входные датчики включают термопары и резистивные тепловые устройства (RTD), а также линейные входы, такие как мВ и мА. Типичные стандартизованные типы термопар включают, среди прочего, типы J, K, T, R, S, B и L.

Контроллеры

также могут быть настроены на прием RTD в качестве входа для измерения температуры. Типичный RTD – это платиновый датчик на 100 Ом.

В качестве альтернативы, контроллеры могут быть настроены на прием сигналов напряжения или тока в диапазоне милливольт, вольт или миллиампер от других типов датчики, такие как датчики давления, уровня или потока. Типичные сигналы входного напряжения включают от 0 до 5 В постоянного тока, от 1 до 5 В постоянного тока, от 0 до 10 В постоянного тока и от 2 до 5 В постоянного тока. 10 В постоянного тока. Контроллеры также могут быть настроены для приема сигналов милливольт от датчиков, которые включают от 0 до 50 мВ постоянного тока и от 10 до 50 мВ постоянного тока.Контроллеры также могут принимать миллиамперные сигналы, например, от 0 до 20 мА или от 4 до 20 мА.

Контроллер обычно включает функцию обнаружения неисправности или отсутствия входного датчика. Это называется датчиком. обнаружение перерыва. Необнаруженная эта неисправность может привести к значительному повреждению управляемого оборудования. Эта особенность позволяет контроллеру немедленно остановить процесс при обнаружении неисправности датчика.

Выходы

Помимо входов, у каждого контроллера есть выход.Каждый выход можно использовать для нескольких вещей, включая управление процесса (например, включение источника нагрева или охлаждения), инициировать аварийный сигнал или повторно передать значение процесса в программируемый логический контроллер (ПЛК) или регистратор.

Типичные выходы, снабженные контроллерами температуры, включают релейные выходы, драйверы твердотельных реле (SSR), симистор и линейные выходы. аналоговые выходы. Релейный выход обычно представляет собой однополюсное двухпозиционное реле (SPDT) с катушкой постоянного напряжения.Контроллер возбуждает катушку реле, обеспечивая изоляцию контактов. Это позволяет контактам управлять внешним источником напряжения для запитать катушку гораздо большего нагревательного контактора. Важно отметить, что номинальный ток контактов реле составляет обычно меньше 2А. Контакты могут управлять нагревательным контактором с номиналом 10–20 А, используемым нагревательными лентами или нагревательными элементами.

Другой тип вывода – это драйвер SSR. Выходы драйвера SSR – это логические выходы, которые включают или выключают твердотельное реле.Самый твердотельным реле требуется от 3 до 32 В постоянного тока для включения. Типичный сигнал включения драйвера SSR 10 В может управлять тремя твердотельными реле.

Симистор обеспечивает функцию реле без каких-либо движущихся частей. Это твердотельное устройство, контролирующее токи до 1 А. Симистор Выходы могут допускать небольшое количество утечки тока, обычно менее 50 мА. Этот ток утечки не влияет на нагрев цепи контактора, но это может быть проблемой, если выход используется для подключения к другой твердотельной цепи, такой как вход ПЛК.Если это вызывает беспокойство, лучше выбрать стандартный релейный контакт. Он обеспечивает абсолютный нулевой ток, когда на выходе обесточен и контакты разомкнуты.

На некоторых контроллерах имеются аналоговые выходы, которые выдают сигнал 0–10 В или сигнал 4–20 мА. Эти сигналы откалиброван так, чтобы сигнал изменялся в процентах от выходного сигнала. Например, если контроллер отправляет сигнал 0%, аналоговый выход будет 0 В или 4 мА. Когда контроллер отправляет сигнал 50%, на выходе будет 5 В или 12 мА.Когда контроллер отправляет 100% сигнал, на выходе будет 10 В или 20 мА.

Другие параметры

Сравнение аварийных сигналов контроллера

У регуляторов температуры есть несколько других параметров, один из которых является уставкой. По сути, уставка – это набор целевых значений. оператором, которого контроллер стремится поддерживать устойчивым. Например, заданная температура 30 ° C означает, что Контроллер будет стремиться поддерживать температуру на этом значении.

Другой параметр – это значение срабатывания сигнализации. Это используется, чтобы указать, когда процесс достиг некоторого заданного состояния. Есть несколько вариаций по типам будильников. Например, аварийный сигнал высокого уровня может указывать на то, что температура стала выше, чем некоторые установить значение. Аналогичным образом, низкий сигнал тревоги указывает на то, что температура упала ниже некоторого установленного значения.

Например, в системе контроля температуры фиксированный высокий аварийный сигнал предотвращает повреждение оборудования источником тепла путем обесточивание источника, если температура превышает некоторое заданное значение.С другой стороны, низкий фиксированный сигнал тревоги может быть установите, если низкая температура может повредить оборудование в результате замерзания.

Контроллер также может проверить наличие неисправного выходного устройства, такого как открытый нагревательный элемент, путем проверки количества выходного сигнала. сигнал и сравнивая его с величиной обнаруженного изменения входного сигнала. Например, если выходной сигнал равен 100% и входной датчик не обнаруживает никаких изменений температуры по прошествии определенного периода времени, контроллер определит, что контур исправен. сломанный.Эта функция известна как Loop Alarm.

Другой тип сигнала тревоги – сигнал отклонения. Устанавливается на некоторое положительное или отрицательное значение от уставки. Сигнал отклонения контролирует заданное значение процесса. Оператор получает уведомление, когда процесс начинает изменять некоторую заранее запрограммированную величину от уставка. Разновидностью сигнала отклонения является сигнализация диапазона. Этот сигнал тревоги сработает либо внутри, либо за пределами назначенного температурный диапазон. Обычно точки срабатывания сигнализации наполовину выше и наполовину ниже уставки контроллера.

Например, если заданное значение составляет 150 °, а аварийные сигналы отклонения установлены на ± 10 °, аварийные сигналы будут активированы. когда температура достигла 160 ° на верхнем конце или 140 ° на нижнем. Если уставка изменена на 170 °, сигнализация высокого уровня активируется при 180 °, а сигнализация низкого уровня – при 160 °. Другой распространенный набор параметров контроллера – это ПИД-регулятор. параметры. PID, что означает пропорциональный, интегральный, производный, представляет собой расширенную функцию управления, которая использует обратную связь от контролируемый процесс, чтобы определить, как лучше всего контролировать этот процесс.

Как это работает

Все контроллеры, от базовых до самых сложных, работают примерно одинаково. Контроллеры контролируют или удерживают некоторую переменную или параметр на заданное значение. Контроллеру требуются две переменные; фактический входной сигнал и желаемое заданное значение. Входной сигнал также известен как значение процесса. Вход в контроллер дискретизируется много раз в секунду, в зависимости от на контроллере.

Затем это входное или технологическое значение сравнивается со значением уставки.Если фактическое значение не соответствует уставке, Контроллер генерирует изменение выходного сигнала в зависимости от разницы между заданным значением и значением процесса, а также от того, или значение процесса не приближается к заданному значению или отклоняется дальше от заданного значения. Этот выходной сигнал затем инициирует некоторые тип реакции для корректировки фактического значения так, чтобы оно соответствовало уставке. Обычно алгоритм управления обновляет вывод значение мощности, которое затем применяется к выходу.

Принимаемое управляющее воздействие зависит от типа контроллера. Например, если контроллер является управлением ВКЛ / ВЫКЛ, контроллер решает, нужно ли включить выход, выключить или оставить в его текущем состоянии.

Управление ВКЛ / ВЫКЛ – один из самых простых в реализации типов управления. Он работает путем установки диапазона гистерезиса. Например, регулятор температуры может быть установлен для контроля температуры внутри помещения. Если заданное значение составляет 68 °, а фактическое значение температура упадет до 67 °, сигнал ошибки покажет разницу –1 °.Затем контроллер отправит сигнал на увеличьте прикладываемое тепло, чтобы снова поднять температуру до заданного значения 68 °. Как только температура достигнет 68 °, обогреватель отключается. При температуре от 68 ° до 67 ° контроллер не выполняет никаких действий, и нагреватель остается выключенным. Однако, как только температура достигнет 67 °, нагреватель снова включится.

В отличие от двухпозиционного управления, ПИД-регулирование определяет точное выходное значение, необходимое для поддержания заданной температуры.Выход мощность может варьироваться от 0 до 100%. Когда используется тип аналогового выхода, выходной сигнал пропорционален значению выходной мощности. Однако, если выход представляет собой тип двоичного выхода, такой как реле, драйвер SSR или симистор, тогда выход должен быть пропорциональным по времени. получить аналоговое представление.

Система с пропорциональным временным распределением использует время цикла для пропорционального распределения выходного значения. Если время цикла установлено на 8 секунд, система вызывает при 50% мощности выход будет включен на 4 секунды и выключен на 4 секунды.Пока значение мощности не меняется, время ценности не изменились бы. Со временем мощность усредняется до заданного значения 50%, при половинном включении и половинном выключении. Если выходная мощность должно быть 25%, тогда в течение того же времени цикла 8 секунд выход будет включен на 2 секунды и выключен на 6 секунд.

Пример дозирования выходного времени

При прочих равных условиях желательно более короткое время цикла, потому что контроллер может быстрее реагировать и изменять состояние вывод для заданных изменений в процессе.Благодаря механике реле более короткое время цикла может сократить срок службы реле и не рекомендуется быть меньше 8 секунд. Для твердотельных переключающих устройств, таких как драйвер SSR или симистор, время переключения сокращается. лучше. Более длительное время переключения, независимо от типа выхода, допускает большие колебания технологического значения. Общее правило таково: ТОЛЬКО, если процесс позволяет это, когда используется релейный выход, желательно более длительное время цикла.

Дополнительные функции

Контроллеры также могут иметь ряд дополнительных дополнительных функций.Одно из них – коммуникационные возможности. Общение link позволяет контроллеру связываться с ПЛК или компьютером. Это позволяет обмениваться данными между контроллером и хостом. Примером типичного обмена данными может быть хост-компьютер или ПЛК, считывающий значение процесса.

Второй вариант – удаленная уставка. Эта функция позволяет удаленному устройству, например ПЛК или компьютеру, изменять контроллер. уставка. Однако, в отличие от возможностей связи, упомянутых выше, вход удаленного задания уставки использует линейный аналоговый вход. сигнал, который пропорционален заданному значению.Это дает оператору дополнительную гибкость, поскольку он может изменять заданное значение с удаленное место. Типичный сигнал может быть 4–20 мА или 0–10 В постоянного тока.

Другой распространенной функцией, поставляемой с контроллерами, является возможность их настройки с помощью специального программного обеспечения на ПК, подключенном через канал связи. Это позволяет быстро и легко конфигурировать контроллер, а также дает возможность сохранять конфигурации для использования в будущем.

Еще одна общая черта – цифровой вход.Цифровой вход может работать вместе с удаленной уставкой для выбора локального или удаленного уставка для контроллера. Его также можно использовать для выбора между уставкой 1 и уставкой 2, как запрограммировано в контроллере. Цифровой входы также могут удаленно сбросить предельное устройство, если оно перешло в предельное состояние.

Другие дополнительные функции включают источник питания преобразователя, используемый для питания датчика 4–20 мА. Этот блок питания используется для питания Питание 24 В постоянного тока при максимальном токе 40 мА.

В некоторых приложениях двухцветный дисплей также может быть желательной функцией, позволяющей легко идентифицировать различные состояния контроллера. Некоторые продукты также имеют дисплеи, которые могут менять цвет с красного на зеленый или наоборот в зависимости от предварительно запрограммированных условий, например как указание на состояние тревоги. В этом случае зеленый дисплей может не отображать тревогу, но если тревога присутствует, дисплей станет красным.

Типы контроллеров

Контроллеры температуры бывают разных стилей с широким спектром функций и возможностей.Также есть много способы категоризации контроллеров в соответствии с их функциональными возможностями. Как правило, регуляторы температуры бывают одноконтурными. или многопетлевой. Контроллеры с одним контуром имеют один вход и один или несколько выходов для управления тепловой системой. С другой стороны, Многоконтурные контроллеры имеют несколько входов и выходов и могут управлять несколькими контурами в процессе. Больше контроля петли позволяют управлять большим количеством функций технологической системы.

Диапазон надежных одноконтурных контроллеров варьируется от базовых устройств, требующих однократного изменения уставки вручную, до сложных профилировщиков. который может автоматически выполнять до восьми изменений уставок в течение заданного периода времени.

Аналог

Самый простой и базовый тип контроллера – аналоговый. Аналоговые контроллеры – это недорогие, простые контроллеры, которые Достаточно универсален для жесткого и надежного управления технологическим процессом в суровых промышленных условиях, в том числе со значительными электрическими шум. Дисплей контроллера обычно представляет собой ручку управления.

Базовые аналоговые контроллеры используются в основном в некритичных или простых тепловых системах для обеспечения простой температуры включения-выключения. управление для приложений прямого или обратного действия.Базовые контроллеры принимают входы термопар или RTD и предлагают дополнительный процент режим управления мощностью для систем без датчиков температуры. Их основной недостаток – отсутствие удобочитаемого дисплея и отсутствие сложность для более сложных задач управления. Кроме того, отсутствие каких-либо коммуникационных возможностей ограничивает их использование простыми приложениями. например, включение / выключение нагревательных элементов или охлаждающих устройств.

Предел

Эти контроллеры обеспечивают безопасный контроль температуры процесса.У них нет возможности самостоятельно контролировать температуру. Проще говоря, контроллеры предельных значений – это независимые устройства безопасности, которые можно использовать вместе с существующим контуром управления. Они способны прием термопар, RTD или технологических входов с ограничениями, установленными для высокой или низкой температуры, как обычный контроллер. Ограничение контроля является блокирующим и является частью резервной схемы управления для принудительного отключения тепловой системы в случае превышения предела. В выход предела фиксации должен быть сброшен оператором; он не будет сброшен сам по себе, если условие ограничения не существует.Типичный пример будет отключением безопасности для печи. Если температура в печи превышает некоторую заданную температуру, ограничительное устройство отключит систему. Это сделано для предотвращения повреждения печи и, возможно, любого продукта, который может быть поврежден чрезмерными температурами.

Регуляторы температуры общего назначения

Регуляторы температуры общего назначения используются для управления наиболее типичными промышленными процессами. Обычно они бывают разных Размеры DIN, имеют несколько выходов и программируемые функции вывода.Эти контроллеры также могут выполнять ПИД-регулирование для отличного общие контрольные ситуации. Они традиционно размещаются на передней панели с дисплеем для облегчения доступа оператора.

Большинство современных цифровых регуляторов температуры могут автоматически рассчитывать параметры ПИД для оптимальной работы тепловой системы. используя свои встроенные алгоритмы автонастройки. Эти контроллеры имеют функцию предварительной настройки для первоначального расчета параметров PID для процесс и функция непрерывной настройки для постоянного уточнения параметров ПИД-регулятора.Это позволяет быстро настроить, сэкономить время и сократить количество отходов.

Привод электродвигателя клапана

Особым типом универсального контроллера является контроллер привода клапана (VMD). Эти контроллеры специально разработаны для двигатели регулирующих клапанов, используемые в производственных приложениях, таких как управление газовыми горелками на производственной линии. Специальные алгоритмы настройки обеспечивают точное управление и быструю реакцию на выходе без необходимости обратной связи по скользящей схеме или чрезмерного знания трехчленного ПИД-регулятора алгоритмы настройки.Контроллеры VMD управляют положением клапана в диапазоне от 0% до 100% открытия, в зависимости от энергии. потребности процесса в любой момент времени.

Профиль

Контроллеры профилирования, также называемые контроллерами линейного замачивания, позволяют операторам программировать количество заданных значений и время сидения на каждом из них. уставка. Программирование изменения уставки называется рампой, а время нахождения на каждой уставке называется выдержкой или выдержкой. Один пандус или одна выдержка считается одним сегментом.Профайлер предлагает возможность ввести несколько сегментов, чтобы разрешить сложную температуру. профили. Оператор может называть профили рецептами. Большинство профилировщиков позволяют хранить несколько рецептов для последующего использования. Меньше Профилировщики могут допускать четыре рецепта с шестнадцатью сегментами каждый с более продвинутыми профилировщиками, позволяющими создавать больше рецептов и сегментов.

Контроллеры профилей могут выполнять профили нарастания и выдержки, такие как изменения температуры с течением времени, наряду с выдержкой и выдержкой / циклом продолжительности без присмотра оператора.

Типичные области применения контроллеров профиля включают термообработку, отжиг, климатические камеры и печи для сложных технологических процессов.

Многоконтурный

Помимо одноконтурных контроллеров, которые могут управлять только одним контуром процесса, многоконтурные контроллеры могут управлять более чем одним контуром, это означает, что они могут принимать более одной входной переменной.

Вообще говоря, многоконтурный контроллер можно рассматривать как устройство с множеством отдельных контроллеров температуры внутри одиночное шасси.Обычно они устанавливаются за панелью, а не перед панелью, как в универсальных одиночных шлейфовые контроллеры. Программирование любого из контуров аналогично программированию терморегулятора, установленного на панели. Тем не мение, Многоконтурные системы, как правило, не имеют традиционного физического пользовательского интерфейса (без дисплея или переключателей), а вместо этого используют специальный канал связи.

Многоконтурные контроллеры необходимо настраивать с помощью специальной программы на ПК, которая может загружать конфигурацию в контроллер с использованием выделенного интерфейса связи.

Информацию можно получить через интерфейс связи. Общие поддерживаемые интерфейсы связи включают: DeviceNet, Profibus, MODBUS / RTU, CanOPEN, Ethernet / IP и MODBUS / TCP.

Многоконтурные контроллеры представляют собой компактную модульную систему, которая может работать как в автономной системе, так и в ПЛК. среда. В качестве замены регуляторов температуры в ПЛК они обеспечивают быстрое ПИД-регулирование и разгружают большую часть математических вычислений. интенсивная работа процессора ПЛК, что позволяет увеличить скорость сканирования ПЛК.В качестве замены нескольких контроллеров DIN они обеспечить единую точку программного доступа ко всем контурам управления. Стоимость установки снижается за счет устранения большого количества проводки, вырезы в панелях и экономия места на панелях.

Многоконтурные контроллеры предоставляют некоторые дополнительные функции, недоступные для традиционных контроллеров, устанавливаемых на панели. Например, Многоконтурные контроллеры имеют более высокую плотность контуров для данного пространства. Некоторые многоконтурные системы контроля температуры могут иметь до 32 контуров управления в корпусе, устанавливаемом на DIN-рейку, длина которого не превышает 8 дюймов.Они также сокращают количество проводов за счет наличия общего точка подключения для питания и интерфейсов связи.

Многоконтурные регуляторы температуры также имеют улучшенные функции безопасности, одной из которых является отсутствие кнопок, на которых любой может изменить важные настройки. Имея полный контроль над информацией, считываемой или записываемой в контроллер, производитель машин может ограничить информацию, которую любой оператор может прочитать или изменить, предотвращая нежелательные условия от возникновения, например, установка слишком высокой уставки до диапазона, который может привести к повреждению продукта или машины.Кроме того, контроллер модули могут быть заменены в горячем режиме. Это позволяет заменять модуль контроллера без отключения питания системы. Модули также может автоматически настраиваться после горячей замены.

Другие характеристики регулятора температуры
Напряжение питания

Обычно существует два варианта напряжения питания для контроллеров температуры: низкое напряжение (24 В переменного / постоянного тока) и высокое напряжение (110–230 В переменного тока).

Размер

Контроллеры бывают нескольких стандартных размеров, которые обозначаются номерами DIN, такими как 1/4 DIN, 1/8 DIN, 1/16 DIN и 1/32 DIN.DIN – это сокращение от примерно переведенного Deutsche Institut fur Normung, немецкой организации по стандартам и измерениям. Для наших целей DIN просто означает, что устройство соответствует общепринятому стандарту размеров панелей.

Сравнение размеров DIN

Размер DIN 1/4 1/8 1/16 1/32
Размер в мм 92 х 92 92 х 45 45 х 45 49 х 25
Размер в дюймах 3.62 х 3,62 3,62 x 1,77 1,77 x 1,77 1,93 х 0,98

Наименьший размер – это 1/32 DIN, который составляет 24 мм × 48 мм, с соответствующим вырезом в панели 22,5 мм × 45 мм. Следующий размер вверху находится 1/16 DIN, размер которого составляет 48 мм × 48 мм с размером выреза в панели 45 мм × 45 мм. 1/8 DIN составляет 48 мм × 96 мм с вырез в панели 45 мм × 92 мм. Наконец, самый большой размер – это 1/4 DIN размером 96 мм × 96 мм с вырезом в панели 92 мм × 92 мм.

Важно отметить, что стандарты DIN не определяют, насколько глубоко контроллер может находиться за панелью. Стандарты учитывайте только размеры передней панели и размеры выреза в панели.

Сертификаты агентств

Желательно, чтобы терморегулятор имел какое-либо одобрение агентства, чтобы гарантировать, что контроллер соответствует требованиям. минимальный набор норм безопасности. Тип разрешения зависит от страны, в которой будет использоваться контроллер.В Наиболее распространенное одобрение, регистрация UL и cUL, применяется ко всем контроллерам, используемым в США и Канаде. Обычно бывает один сертификация требуется для каждой страны.

Для контроллеров, которые используются в странах Европейского Союза, требуется одобрение CE.

Третий тип сертификата – FM. Это относится только к ограничивающим устройствам и контроллерам в США и Канаде.

Класс защиты передней панели

Важной характеристикой контроллера является степень защиты передней панели.Эти рейтинги могут быть в форме рейтинга IP или Рейтинг NEMA. Классы IP (защиты от проникновения) применяются ко всем контроллерам и обычно составляют IP65 или выше. Это означает, что из только на передней панели, контроллер полностью защищен от пыли и струй воды под низким давлением со всех сторон с помощью разрешено только ограниченное проникновение. Рейтинги IP используются в США, Канаде и Европе.

Рейтинг контроллера NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) параллелен рейтингу IP.Большинство контроллеров имеют Рейтинг NEMA 4 или 4X, что означает, что они могут использоваться в приложениях, требующих только промывки водой (не маслами или растворителями). В «X» в рейтинге NEMA 4X означает, что передняя панель не подвержена коррозии. Рейтинги NEMA используются в основном в США и Канаде.

ОСНОВЫ РЕГУЛЯТОРА ТЕМПЕРАТУРЫ – Электроника длины волны

Источник тока регулятора температуры : Одним из ключевых звеньев регулятора температуры является регулируемый двунаправленный источник тока.Его также можно назвать выходным каскадом. Эта секция отвечает за секцию системы управления путем подачи тока на исполнительный механизм температуры (термоэлектрический или резистивный нагреватель). Направление тока имеет решающее значение для термоэлектриков. На блок-схеме термоэлектрический элемент подключен между двумя выводами на контроллере. Для резистивного нагревателя может потребоваться специальная проводка, чтобы ограничить ток через резистивный нагреватель только в одном направлении.

Система управления : Пользовательские входы включают предельную уставку (в терминах максимального тока, разрешенного для термоэлектрического или резистивного нагревателя) и рабочую уставку.Кроме того, если требуется удаленная уставка, обычно доступен вход удаленной уставки.

  • Уставка : аналоговое напряжение в системе. Его можно создать путем сочетания регулировки бортового триммера и ввода удаленной уставки. В некоторых случаях эти входы суммируются. Некоторые действуют самостоятельно.
  • Источник тока смещения прецизионного датчика : Этот источник тока управляет датчиком температуры на известном уровне, делая фактическое напряжение датчика стабильным и точным.Напряжение на датчике определяется законом Ома: V = I * R, где V – напряжение, I – ток, а R – сопротивление датчика. Напряжение ограничено максимумом и минимумом (указанным в паспорте контроллера температуры). Следует использовать минимально возможный ток, чтобы свести к минимуму эффекты самонагрева. Термистор нагревается при более высоких уровнях тока и ложно сообщает о более высокой температуре.
  • Генерация ошибки : Чтобы узнать, как работает система, фактическая температура сравнивается с заданной температурой.Эти два напряжения вычитаются, и результат называется «Ошибка». Выходной сигнал регулируемого источника тока будет изменяться, чтобы сигнал обратной связи по температуре оставался неизменным.
  • Система ПИД-регулирования : Преобразует сигнал ошибки в сигнал управления для регулируемого источника тока. Более подробное обсуждение ПИД-регулирования можно найти в Техническом примечании TN-TC01
  • .
  • Предельная цепь : Один из способов повредить термоэлектрик – пропустить через него слишком большой ток.В каждом техническом описании привода указывается максимальный рабочий ток. Превышение этого тока приведет к повреждению устройства. Чтобы этого избежать, в терморегулятор включен ограничительный контур. Пользователь определяет максимальную настройку, и выходной ток не должен превышать этот уровень. Большинство цепей ограничения ограничивают ток на максимальном уровне и продолжают работать.
  • Функции безопасности : Термоэлектрики и резистивные нагреватели чувствительны к избыточной мощности, но они устойчивы к быстрым изменениям тока или напряжения.Функции безопасности могут включать индикатор состояния «теплового разгона». Температурные пределы – как высокие, так и низкие – также могут быть доступны для включения индикаторов или отключения выходного тока.

Питание : Питание должно подаваться на управляющую электронику и источник тока. Это может быть источник питания постоянного тока (некоторые драйверы используют входы с одним источником питания, другие используют два источника питания) или входной разъем переменного тока и кабель. В некоторых случаях, когда для термоэлектрического или резистивного нагревателя требуется более высокое напряжение, могут быть доступны отдельные входы источника питания постоянного тока для питания управляющей электроники от источника низкого напряжения +5 В и термоэлектрического элемента от источника более высокого напряжения.

В чем разница между инструментом, модулем и компонентом?

Обычно цена, набор функций и размер. Прибор обычно имеет переднюю панель с ручками и кнопками для регулировки, а также какой-либо дисплей для отслеживания датчика. Все они могут быть автоматизированы с помощью компьютерного управления через USB, RS-232, RS-485 или GPIB. Инструмент обычно питается от сети переменного тока, а не от источника постоянного тока. По нашему определению, модуль не включает в себя дисплей или источник питания и имеет минимально необходимые настройки.Для контроля состояния вольтметр измеряет напряжение, а в таблице данных модуля предусмотрена передаточная функция для преобразования напряжения в фактическое сопротивление датчика. В паспорте датчика сопротивление датчика преобразуется в температуру. Некоторые устройства выделяют память для калибровки отклика датчика. Компонент дополнительно урезан, без движущихся частей. Внешние резисторы или конденсаторы задают рабочие параметры. Функции безопасности являются общими для всех трех форм. Обычно модули можно разместить на столе или интегрировать в систему с помощью кабелей.Компоненты монтируются непосредственно на печатную плату (PCB) с помощью выводов для сквозного монтажа или поверхностного монтажа (SMT). Два ряда контактов называются DIP-упаковкой (двухрядный), а один ряд контактов называется SIP-упаковкой (одинарный ряд).

Разнообразные стандартные контроллеры доступны как в приборной, так и в OEM-упаковке. Некоторые производители стирают границы, например, предлагая USB-управление компонентами в качестве мини-инструментов.

Упаковка компонентов и модулей включает надлежащий теплоотвод элементов схемы (или инструкции о том, как устройство должно быть теплоотводом) и обычно включает соответствующие кабели для термоэлектрического элемента, датчика и источника питания.Инструменты включают шнур питания, и доступ пользователя внутрь корпуса не требуется.

Типовая терминология:

Термоэлектрик: Это устройство, состоящее из двух керамических пластин, соединяющих металлические соединения двух разнородных металлов. Если ток протекает через соединение разнородных металлов, тепло генерируется с одной стороны, а поглощается с другой. Пропуская ток через термоэлектрик, тепло передается от одной керамической пластины к другой.Направление тока определяет, какая пластина станет «горячей», а какая – «холодной» относительно друг друга. Изменение направления тока немедленно меняет эффект. Контроллер температуры работает путем оптимального управления величиной и направлением тока через переход, чтобы поддерживать фиксированную температуру устройства, подключенного к «холодной» стороне. Термоэлектрики можно накладывать друг на друга, чтобы создать более широкий температурный перепад. Их называют многоступенчатыми или каскадными термоэлектриками. Термоэлектрик также может преобразовывать перепад температур в электричество.Это называется эффектом Зеебека. Термоэлектрик также известен как термоэлектрический охладитель, устройство Пельтье или твердотельный тепловой насос.

Q MAX: Спецификация термоэлектрика. Это максимальная мощность, которую он может поглотить холодной пластиной.

Delta T MAX: Спецификация термоэлектрика. Это максимальный перепад температур, который может создать термоэлектрик между своими пластинами. Он указан в IMAX и VMAX и для определенной температуры «горячей» пластины.

I MAX и V MAX: Максимальный ток и напряжение термоэлектрика, соответственно. Не превышайте эти условия эксплуатации.

Резистивный нагреватель: Обычно эти нагреватели гибкие, с резистивным элементом, зажатым между двумя изоляторами. Материалы резистивного элемента и изоляторов сильно различаются в зависимости от области применения. Некоторым требуется питание переменного тока, а не постоянного тока, который вырабатывается обычным контроллером температуры. В резистивном нагревателе при протекании тока в любом направлении выделяется тепло; следовательно, активная функция охлаждения отсутствует.Охлаждение достигается за счет снижения тока до нуля и рассеивания тепла в окружающую среду. Стабильность обычно не так хороша, как у термоэлектриков, за исключением случаев, когда рабочая температура значительно выше температуры окружающей среды.

Температура окружающей среды: Обычно это температура воздуха / условий окружающей среды вокруг нагрузки.

Отключить: Когда выходной ток отключен, все механизмы безопасности обычно устанавливаются на начальное состояние включения, и на термоэлектрический элемент подается только остаточный ток утечки.

DVM: Цифровой вольтметр , измеритель напряжения.

Амперметр: Измеритель, контролирующий ток.

ESD: Электростатический разряд. «Взрыв», который возникает при переходе по ковру и прикосновении к металлической ручке двери, является наиболее распространенным примером электростатического разряда. Лазерные диоды чувствительны к электростатическому разряду. «Взрыва», которого не чувствует человек, по-прежнему достаточно, чтобы повредить лазерный диод. При обращении с лазерным диодом или другим электронным оборудованием, чувствительным к электростатическому разряду, необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности.

Внутреннее рассеяние мощности: При линейном источнике тока часть мощности, подаваемой источником питания, идет на термоэлектрический или резистивный нагреватель, а часть используется в контроллере температуры. Максимальное внутреннее рассеивание мощности контроллера – это предел, при превышении которого возможно тепловое повреждение внутренних электронных компонентов. Проектирование системы контроля температуры включает выбор напряжения питания. Если источник питания 28 В выбран для управления термоэлектрическим напряжением 6 В, 22 В будет падать на выходной каскад регулятора температуры (или источник тока).Если драйвер работает на 1 А, внутренне рассеиваемая мощность будет V * I или 22 * ​​1 = 22 Вт. Если внутренняя мощность рассеивания составляет 9 Вт, компоненты источника тока будут перегреваться и необратимо повредятся. Wavelength предоставляет онлайн-калькуляторы безопасной рабочей зоны для всех компонентов и модулей, чтобы упростить выбор конструкции.

Соответствие напряжению: Источник тока имеет соответствующее падение напряжения на нем. Соответствующее напряжение – это напряжение источника питания за вычетом этого внутреннего падения напряжения.Это максимальное напряжение, которое может подаваться на термоэлектрический или резистивный нагреватель. Обычно указывается при полном токе.

Предел тока: В технических характеристиках термоэлектрического или резистивного нагревателя максимальный ток указывается при температуре окружающей среды. Выше этого тока устройство может выйти из строя. При более высоких температурах это максимальное значение будет уменьшаться. Current Limit – это максимальный ток, который будет подавать источник тока. Предел тока можно установить ниже максимального термоэлектрического тока и использовать в качестве инструмента для минимизации внутреннего рассеивания мощности терморегулятора.При более высоком пределе тока термоэлектрик будет быстрее передавать больше тепла, поэтому время достижения температуры может быть уменьшено (если система управления оптимизирована, чтобы избежать перерегулирования и звона).

Нагрузка: Для регулятора температуры нагрузка состоит из регулятора температуры (термоэлектрического или резистивного нагревателя) и датчика температуры.

ACTUAL TEMP MON: Это аналоговое напряжение, пропорциональное сопротивлению датчика температуры. Функции перехода к сопротивлению представлены в отдельных таблицах данных на контроллеры.Для преобразования сопротивления в температуру используются передаточные функции из таблицы данных датчика. Его также можно назвать монитором ACT T или монитором температуры.

VSET: Это общий термин, используемый для обозначения входного сигнала удаленной уставки. V указывает на сигнал напряжения, в то время как SET указывает его цель: заданное значение системы управления. Его также можно назвать MOD, MOD IN или ANALOG IN.

Каковы типичные характеристики и как их интерпретировать для моего приложения?

В настоящее время каждый производитель проводит собственное тестирование, и стандарта для измерения не существует.После того, как вы определите решение для своего приложения, критически важно протестировать продукт в своем приложении, чтобы проверить его работу. Вот некоторые из определений, которые использует длина волны, и способы интерпретации спецификаций в вашем дизайне.

Входное сопротивление: Указывается для аналоговых входов напряжения, таких как VSET или MOD IN. Он используется для расчета силы тока, которую должен выдавать внешний генератор сигналов. Например, если VSET управляется цифро-аналоговым преобразователем с максимальным напряжением 5 В и входным сопротивлением 20 кОм, цифро-аналоговый преобразователь должен выдавать не менее 5 В / 20000 Ом или 0 Ом.25 мА.

Стабильность: Для регулятора температуры, насколько стабильной может быть система, обычно является критическим параметром. Испытания на длину волны с использованием термисторов, поскольку они обеспечивают наибольшее изменение сопротивления на градус C. Испытательная нагрузка также хорошо спроектирована: датчик находится рядом с управляемым устройством, а термоэлектрический датчик, радиатор надлежащего размера и компоненты, соединенные с помощью высококачественной термопасты, минимизировать тепловое сопротивление между ними. Стабильность указывается в градусах Кельвина или Цельсия.Типичная стабильность может достигать 0,001 ° C. Более подробное техническое примечание TN-TC02, описывающее тестирование, доступно в Интернете.

Диапазон рабочих температур: Электроника разработана для правильной работы в указанном диапазоне температур. За пределами минимальной и максимальной температуры может произойти повреждение или измениться поведение. Рабочий диапазон, который указывает длина волны, связан со спецификацией максимального внутреннего рассеивания мощности. Выше определенной температуры окружающей среды (обычно 35 ° C или 50 ° C) максимальное внутреннее рассеивание мощности снижается до нуля при максимальной рабочей температуре.

Диапазон рабочего напряжения: В некоторых регуляторах температуры можно использовать два напряжения питания – одно для питания управляющей электроники (VDD), а второе для обеспечения более высокого напряжения согласования для термоэлектрического или резистивного нагревателя (VS). Обычно управляющая электроника работает при более низких напряжениях: от 3,3 до 5,5 В. Превышение этого напряжения может повредить элементы в секциях управления или питания. Источник тока (или выходной каскад) разработан для более высоких напряжений (например, 30 В для контроллеров температуры семейства PTC).Эту спецификацию необходимо рассматривать в сочетании с приводным током и мощностью, подаваемой на нагрузку, чтобы гарантировать, что конструкция не превышает спецификацию максимального внутреннего рассеивания мощности. Например, PTC5K-CH рассчитан на работу до 5 А и может принимать входное напряжение 30 В. Максимальная внутренняя рассеиваемая мощность составляет 60 Вт. Если 28 В используется для питания термоэлектрика, который падает на 4 В, 24 В будет падать на PTC5K-CH. При 24 В максимальный ток в пределах безопасного рабочего диапазона составляет менее 60/24 или 2.5 ампер. Использование большего значения тока приведет к перегреву компонентов выходного каскада и необратимому повреждению контроллера. Максимальные характеристики тока и напряжения связаны, а не достижимы независимо.

Монитор в сравнении с фактической погрешностью: Сигнал ACT T MON представляет собой аналоговое напряжение, пропорциональное сопротивлению датчика. Точность фактического сопротивления по отношению к измеренным значениям указана в отдельных технических паспортах драйвера. Для обеспечения этой точности в длине волны используется откалиброванное оборудование, отслеживаемое NIST.

Отдельное заземление монитора и питания: Одно заземление высокой мощности предназначено для подключения к источнику питания на любом контроллере температуры. Несколько слаботочных заземлений расположены среди сигналов монитора, чтобы минимизировать смещения и неточности. Несмотря на то, что заземления с высоким и низким током связаны внутри, для достижения наилучших результатов используйте заземление с низким током с любым монитором.

Линейные или импульсные блоки питания для компонентов и модулей: Линейные блоки питания относительно неэффективны и имеют большие размеры по сравнению с импульсными блоками питания.Однако они малошумные. Если шум критичен для вашей системы, вы можете попробовать импульсный источник питания, чтобы увидеть, влияет ли частота переключения на производительность в любом месте системы.

Thermal Runaway: Если термоэлектрик отводит тепло от устройства (охлаждает его до температуры ниже окружающей), это тепло должно отводиться из системы. Дополнительное тепло из-за неэффективности термоэлектрика также должно рассеиваться. Если конструкция радиатора подходящая, удаляется достаточно тепла, чтобы устройство могло работать при температуре ниже окружающей среды.Если, однако, конструкция невысока, тепло остается в нагрузке, а температура датчика повышается вместо того, чтобы оставаться на желаемой температуре. Система управления реагирует, пропуская больше охлаждающего тока через термоэлектрик. Это приводит к увеличению количества тепла, выделяемого нагрузкой, и продолжающемуся повышению температуры датчика. Это называется «тепловым разгоном». Температура системы не контролируется, но определяется недостаточным отводом тепла в окружающую среду.

Wavelength разрабатывает регуляторы температуры и производит их на предприятии в Бозмане, штат Монтана, США.Чтобы просмотреть список текущих вариантов регуляторов температуры, щелкните здесь.

Полезные сайты:

Что такое термоэлектрик?

Что такое термистор?

Внешние ссылки предназначены для справочных целей. Wavelength Electronics не несет ответственности за содержание внешних сайтов.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.