Схемы терморегуляторов с четким порогом срабатывания: Терморегулятор для овощехранилища (4001, КТ940)

Содержание

Терморегулятор для овощехранилища (4001, КТ940)

Конечно, только овощехранилищем область применения этого терморегулятора не ограничивается. Температуру, которую нужно поддерживать с его помощью можно установить в пределах примерно от +2 5°С до +40. 50°С.

Принципиальная схема

Датчиком температуры служит терморезистор А вот в качестве компаратора выступает общедоступная микросхема типа К561ЛЕ5 или К561ЛА7, что без разницы в данном случае. Как ни странно, применение цифровой микросхемы вместо традиционного для типовой схемы термостата операционного усилителя не только ничего не усложнило, но даже упростило в значительной мере.

Дело в том, что в качестве аналогового компаратора здесь работает триггер Шмитта. А почему бы и нет? У него есть четкие по напряжениям точки переключения в нуль и единицу, а так же и необходимый гистерезис.

Разница по сравнению с компаратором на операционном усилителе только в том, что эти точки можно сближать, или удалять друг от друга (подбором R2, в данном случае), но невозможно регулировать по среднему уровню. То есть, «опорное напряжение» оказывается неизменным. нерегулируемым.

Ну, впрочем, и не надо Что нам мешает регулировать измерительный делитель напряжения, состоящий из терморезистора и второго резистора. который для такого случая должен быть переменным или подстроечным. Ну или постоянным, подобранным при налаживании, если поддерживаемую температуру в процессе эксплуатации изменять не предполагается.

И так, схема показана на рисунке выше. Триггер Шмитта, работающий компаратором, выполнен на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы D1. Превращает эти элементы в триггер Шмитта резистор R2.

Он же создает и гистерезис. Чем больше сопротивление этого резистора, тем меньше гистерезис.

Рис. 1. Принципиальная схема терморегулятора для овощехранилища.

Датчик температуры – терморезистор RT1 типа NTCLE203E2. Он на номинальное сопротивление 100 kOm. При температуре +25°С его сопротивление 100 kOm, при температуре +3°С его сопротивление около 300 kOm, а при температуре +40°С его сопротивление около 52 kOm.

Он с резистором R1 создает термозависимый делитель напряжения, поступающего на вход выше указанного триггера Шмитта. Средний порог триггера Шмитта, собранного на элементах микросхемы К561ЛЕ5 или К561ЛА7 лежит примерно чуть ниже половины напряжения питания микросхемы. Таким образом, чтобы настроить схему на поддержание определенной температуры нужно чтобы сопротивление резистора R1 было немного меньше сопротивления терморезистора RT1 на такой температуре.

Если R1 настроен правильно, то при температуре ниже заданного значения напряжение на входах логического элемента D 1.1 оказывается ниже порога логического нуля для триггера Шмитта на D1 1-D1.2. Триггер Шмита принимает нулевое положение, и на выходе D1.2 устанавливается логический ноль. Ну а на выходе D1 3, соответственно. логическая единица.

Это напряжение поступает на базу транзистора VT1 и открывает его. Через VT1 поступает ток на светодиод оптопары VS1, которая включает нагрузку, в данном случае, нагревательный прибор Температура начинает подниматься. и достигает верхнего предела (с учетом гистерезиса, зависящего от сопротивления резистора R3).

При этом напряжение на входах элемента D1.1 достигает порога переключения триггера Шмитта в логическую единицу. Триггер Шмита принимает единичное положение, и на выходе D1 2 устанавливается логическая единица. Ну а на выходе D1 3. соответственно, логический ноль Транзистор VT1 закрывается и оптопара VS1 выключает нагреватель

Все это будет повторяться циклически. Микросхема питается от источника, состоящего из диода VD1 и параметрического стабилизатора R3-VD2. Конденсатор С1 сглаживает пульсации. Это очень слабый по току источник питания, для питания КМОП-микросхемы его достаточно, но не для питания светодиода оптопары VS1.

Поэтому, светодиод оптопары питается выпрямленным сетевым напряжением через батарею резисторов R4 и R5. А транзистор VT1. поэтому, применен высоковольтный.

Детали и монтаж

Транзистор VT1 типа КТ940А – с разборки старого телевизора «УСЦТ» (из блока цветности). Можно заменить более современным. выдерживающим напряжение эмиттер-коллектор не ниже 300V. Стабилитрон VD2 – любой на напряжение около 10-15V. желательно в металлическом корпусе.

Терморезистор можно применить и другой, но относительно высокоомный. Он должен быть таким, чтобы его сопротивление при температуре, которую нужно поддерживать было не менее 20-30 kOm. Соответственно, может потребуется и выбрать R1 на другое сопротивление, чтобы обеспечить удобство регулировки.

Если планируется работа на разных температурах, резистор R1 должен быть переменным. Вокруг его ручки нужно нанести метки значения температуры, полученным экспериментальным путем. Если же. регулировка не требуется, так как прибор должен поддерживать одну и туже температуру, резистор R1 можно заменить подстроечным или переменным, но без ручки, – с голым валом, чтобы случайно не сбить настройку.

Рис .2. Печатная плата для схемы терморегулятора.

Во время настройки вместо нагревателя (или параллельно нагревателю), для наглядности, можно подключить лампу.

Монтаж выполнен на небольшой печатной плате.

Лыжин Р. РК-09-18.

Как собрать терморегулятор в домашних условиях? — Портал о строительстве, ремонте и дизайне

Статья
Видео

Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье будем рассматривать устройства поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении какого то значения. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками.

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, R1 и R2 являются измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R3 и R4 опорным плечом устройства.

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. Нагрузкой данной микросхемы является вентилятор 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. 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, в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов.

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

Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

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

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

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

В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

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

Самодельный термостат на транзисторах

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

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

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

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

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

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

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

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

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Также рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече.

Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях!

Будет интересно прочитать:

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

Самодельный термостат на транзисторах

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Простой регулятор для паяльника

Цепь контроллера температуры

: что заставляет ее тикать?

Приложения управления предлагают множество идей для проектов. Но, по правде говоря, с помощью правильной схемы можно управлять различными устройствами и приборами. Итак, возможно, вам нужен ответ на вопрос: что я могу сделать со схемой регулятора температуры?

Терморегулятор может делать многое, помимо включения и выключения термостата.

К счастью, в этой статье вы узнаете, как построить схему контроля температуры и что с ней делать.

Начнем!

Что такое устройство контроля температуры?

Как следует из названия, устройства контроля температуры могут управлять нагревателями или другими устройствами в зависимости от температуры при воздействии холода или тепла.

Вы можете установить пороговое значение температуры и настроить контроллер температуры на отключение или включение любого подключенного к нему устройства.

Кроме того, эти устройства обеспечивают точный и точный контроль температуры при работе в различных промышленных, бытовых и даже медицинских целях.

Например, устройство контроля температуры идеально подойдет для чувствительных к температуре устройств, таких как инкубаторы.

Как работает переключатель регулятора температуры?

Реле контроля температуры работает в соответствии с установленным значением (порог температуры). Интересно, что он делает это, измеряя условия окружающей среды или устройства в комнате и сравнивая их с температурным порогом.

Затем контроллер температуры использует разницу между двумя значениями для определения действия, которое необходимо предпринять. В конце концов, он решит, нуждается ли устройство в нагреве или охлаждении.

Когда устройство завершает свои расчеты, оно отправляет выходной сигнал мощности. Этот выходной сигнал выполняет необходимые изменения. Кроме того, конечный элемент управления (нагреватель, вентилятор или другие устройства) принимает сигнал и охлаждает или нагревает подключенное устройство.

Представьте себе духовку с нагревателем, термопарой и контроллером, чтобы лучше понять, как она работает. Контроллер измеряет температуру термопары духовки и сравнивает ее с установленным порогом.

Кроме того, контроллер рассчитывает, как долго нагреватель будет продолжать работать, чтобы поддерживать условия окружающей среды печи.

Цепь контроля температуры

Вы можете создавать различные схемы контроля температуры, такие как:

Цепь реле с контролем температуры
555 Схема контроллера температуры
Теперь давайте рассмотрим, как сделать эти схемы и как они работают.
Цепь реле контроля температуры
Во-первых, у нас есть схема контроля температуры, которую легко обойти. Это один из самых простых температурных контуров, но это не делает его менее эффективным. Короче говоря, это довольно практично для приложений автоматического контроля температуры.
Этот контроллер температуры управляет реле, подключенным к контуру. Для этой задачи используется однокристальный датчик температуры LM35DZ.
Когда температура пересекает настройки температуры, реле начинает работать. Но, если температура опускается ниже точки, реле перестает работать.
Необходимые компоненты
- LM35DZ (IC1)
- TL431 (IC2)
- LM358 (1C3)
- D1-2: 1N24 3000 диод 4: диод 1N400X (2)
- Стабилитрон (13 В, 400 мВт)
- Транзистор PNP (Q1)
- Предустановка потенциометра: 2,2 кОм Порог температуры
- Резисторы 1–6 (10 кОм, 4,7 МОм, 1,2 кОм, 1 кОм, 1 кОм и 33 Ом)
- 4
- C1- Керамический или майларовый конденсатор (0,1 мкФ)
- C2- Электролитический конденсатор (470 мкФ или 680 мкФ)
- Маленькое реле
Принцип работы
Датчик температуры LM35DZ является центральным узлом этой схемы. Он работает со шкалой Цельсия и использует преобразование градусов в вольты для обеспечения точного управления.
Кроме того, LM35DZ изменяет свое выходное напряжение питания в соответствии с измеренной температурой. Кроме того, максимальная температура может составлять от нуля градусов (0 В) до 100 градусов Цельсия (1000 мВ).
R3 (резистор) и VR1 (предустановка) этой схемы отвечают за настройку температуры схемы от 0В до 1,62В. Кроме того, операционный усилитель снижает опорное напряжение, чтобы предотвратить перегрузку VR1 и R3.
Затем срабатывает компаратор и сравнивает выходное напряжение LM35DZ с настройками температуры. Он также решает, нужно ли реле включать или выключать.
Реле контроля температуры с Arduino
Эта схема контроля температуры отлично справляется с управлением реле вентиляторов постоянного тока. Самое интересное, что в схеме используется плата Arduino, а не только вентилятор постоянного тока. Таким образом, вы можете переключить вентилятор постоянного тока на лампочку или другие электрические устройства.
Эта схема автоматически включает вентилятор или устройство, когда достигается максимальный предел температуры, и выключает его, когда она падает ниже.
Вот что вам нужно для этого проекта:
- Датчик температуры (LM35)
- Arduino UNO
- 16 x 2 LCD (1)
- Батарея 9 В (1)
- Релейный модуль (1)
- Перемычки