Використовується в багатьох технологічних процесах, у тому числі для побутових опалювальних систем. Фактором визначальним вплив терморегулятора, є зовнішня температура, значення якої аналізується і при досягненні встановленої межі, витрата скорочується або збільшується.

Терморегулятори бувають різного виконання і сьогодні у продажу досить багато промислових версій, що працюють за різним принципом і призначені для використання в різних галузях. Також доступні і найпростіші електронні схеми, зібрати які може будь-хто, за наявності відповідних знань в електроніці.

Опис

Терморегулятор є пристроєм, що встановлюється в системах енергопостачання і дозволяє оптимізувати витрати енергії на обігрів. Основні елементи терморегулятора:

1. Температурні датчики- Контролюють рівень температури, формуючи електричні імпульси відповідної величини.
2. Аналітичний блок- обробляє електричні сигнали, що надходять від датчиків і здійснює конвертацію значення температури у величину, що характеризує положення виконавчого органу.
3. Виконавчий орган– регулює подачу на величину вказану аналітичним блоком.

Сучасний терморегулятор – це мікросхема на основі діодів, тріодів або стабілітрона, які можуть перетворювати енергію тепла на електричну. Як у промисловому, так і саморобному варіанті, це єдиний блок, до якого підключається термопара, виносна або розташована тут же. Терморегулятор включається послідовно в електричний ланцюг живлення виконуючого органу, таким чином, зменшуючи або збільшуючи значення напруги живлення.

Принцип роботи

Датчик температури подає електричні імпульси, величина струму яких залежить рівня температури. Закладене співвідношення цих величин дозволяє пристрою дуже точно визначити температурний поріг і прийняти рішення, наприклад, на скільки градусів повинна бути відкрита заслінка подачі повітря в твердопаливний котел або відкрита засувка подачі гарячої води. Суть роботи терморегулятора полягає у перетворенні однієї величини в іншу та співвіднесенні результату з рівнем сили струму.

Прості саморобні регулятори, як правило, мають механічне управління у вигляді резистора, пересуваючи який користувач встановлює необхідний температурний поріг спрацьовування, тобто, вказуючи, при якій зовнішній температурі необхідно буде збільшити подачу. Що мають більш розширений функціонал, промислові прилади, можуть програмуватися більш широкі межі, з допомогою контролера, залежно від різних діапазонів температури. Вони відсутні механічні елементи управління, що сприяє тривалій роботі.

Як зробити своїми руками

Зроблені власноруч регулятори набули широкого застосування в побутових умовах, тим більше, що необхідні електронні деталі та схеми завжди можна знайти. Підігрів води в акваріумі, включення вентилювання приміщення при підвищенні температури та багато інших нескладних технологічних операцій цілком можна перекласти на таку автоматику.

Схеми авторегуляторів

В даний час у любителів саморобної електроніки популярністю користуються дві схеми автоматичного управління:

1. На основі регульованого стабілітрона типу TL431 – принцип роботи полягає у фіксації перевищення порога напруги 2,5 вольт. Коли на електроді, що управляє, він буде пробитий, стабілітрон приходить у відкрите положення і через нього проходить навантажувальний струм. У тому випадку, коли напруга не пробиває поріг 2,5 вольт, схема приходить в закрите положення і відключає навантаження. Гідність схеми в граничній простоті та високій надійності, так як стабілітрон оснащується тільки одним входом, для подачі регульованої напруги.
2. Тиристорна мікросхема типу К561ЛА7, або її сучасний зарубіжний аналог CD4011B – основним елементом є тиристор Т122 або КУ202, що виконує роль потужної ланки, що комутує. Струм, що споживається схемою в нормальному режимі не перевищує 5 мА, при температурі резистора від 60 до 70 градусів. Транзистор приходить у відкрите положення при надходженні імпульсів, що є сигналом для відкриття тиристора. За відсутності радіатора, останній набуває пропускну здатність до 200 Вт. Для збільшення цього порогу, знадобиться установка потужнішого тиристора, або оснащення вже наявного радіатором, що дозволить довести здатність, що комутується, до 1 кВт.

Необхідні матеріали та інструменти

Складання самостійно не займе багато часу, проте обов'язково знадобляться деякі знання в галузі електроніки та електротехніки, а також досвід роботи з паяльником. Для роботи необхідне таке:

• Паяльник імпульсний або звичайний із тонким нагрівальним елементом.
• Друкована плата.
• Припій та флюс.
• Кислота для витравлення доріжок.
• Електронні деталі згідно з обраною схемою.

Схема терморегулятора

Покрокове керівництво

1. Електронні елементи необхідно розмістити на платі з таким розрахунком, щоб їх легко було монтувати, не зачіпаючи паяльником сусідні, біля деталей, що активно виділяють тепло, відстань роблять трохи більшою.
2. Доріжки між елементами протруюються відповідно до малюнка, якщо такого немає, то попередньо виконується ескіз на папері.
3. Обов'язково перевіряється працездатність кожного елемента і після цього виконується посадка на плату з наступним припаюванням до доріжок.
4. Необхідно перевіряти полярність діодів, тріодів та інших деталей відповідно до схеми.
5. Для пайки радіодеталей не рекомендується використовувати кислоту, оскільки вона може закоротити близькі сусідні доріжки, для ізоляції, в простір між ними додається каніфоль.
6. Після збирання, виконується регулювання пристрою, шляхом підбору оптимального резистора для максимально точного порога відкривання та закривання тиристора.

Область застосування саморобних терморегуляторів

У побуті, застосування терморегулятора найчастіше зустрічається у дачників, що експлуатують саморобні інкубатори і як показує практика, вони не менш ефективні, ніж заводські моделі. По суті, використовувати такий пристрій можна скрізь, де необхідно зробити якісь дії, що залежать від показань температури. Аналогічно можна оснастити автоматикою систему обприскування газону або поливу, висування світлозахисних конструкцій або просто звукову або світлову сигналізацію, що попереджає про що-небудь.

Ремонт своїми руками

Зібрані власноруч, ці прилади служать досить довго, проте існує кілька стандартних ситуацій, коли може знадобитися ремонт:

• Вихід з ладу регулювального резистора – трапляється найчастіше, оскільки зношуються мідні доріжки, всередині елемента, якими ковзає електрод, вирішується заміною деталі.
• Перегрів тиристора або тріода - неправильно була підібрана потужність або прилад знаходиться в зоні приміщення, що погано вентилюється. Щоб надалі уникнути подібного, тиристори обладнуються радіаторами, або слід перемістити терморегулятор в зону з нейтральним мікрокліматом, що особливо актуально для вологих приміщень.
• Некоректне регулювання температури – можливе пошкодження терморезистора, корозія або бруд на вимірювальних електродах.

Переваги і недоліки

Безперечно, використання автоматичного регулювання, вже саме собою є перевагою, оскільки споживач енергії отримує такі можливості:

• Економія енергоресурсів.
• Постійна комфортна температура у приміщенні.
• Не потрібна участь людини.

Автоматичне управління знайшло особливо велике застосування у системах опалення багатоквартирних будинків. Вступні засувки, що обладнуються терморегуляторами, автоматично керують подачею теплоносія, завдяки чому жителі отримують значно менші рахунки.

Недоліком такого приладу можна вважати його вартість, що не відноситься до тих, що виготовлені своїми руками. Дорогими є тільки пристрої промислового виконання, призначені для регулювання подачі рідких і газоподібних середовищ, так як виконавчий механізм включає спеціальний двигун та іншу запірну арматуру.

Хоча сам прилад досить невибагливий до умов експлуатації, точність реагування залежить від якості первинного сигналу і особливо це стосується автоматики, що працює в умовах підвищеної вологості або контактує з агресивними середовищами. Термодатчики в таких випадках не повинні контактувати з теплоносієм безпосередньо.

Висновки закладаються в гільзу з латуні і герметично запаюються епоксидним клеєм. Залишити на поверхні можна торець терморезистора, що сприятиме більшій чутливості.

У цій статті ми розглядатимемо пристрої, що підтримують певний тепловий режим, або сигналізують про досягнення потрібного значення температури. Такі пристрої мають дуже широку сферу застосування: вони можуть підтримувати задану температуру в інкубаторах та акваріумах, теплих підлогах і навіть бути частиною розумного будинку. Для вас ми надали інструкцію про те, як зробити терморегулятор своїми руками та з мінімумом витрат.

Трохи теорії

Найпростіші вимірювальні датчики, у тому числі й реагують на температуру, складаються з вимірювального півплеча з двох опорів, опорного та елемента, що змінює свій опір залежно від температури, що до нього прилаштовується. Наочно це представлено на малюнку нижче.

Як видно зі схеми, резистор R2 є вимірювальним елементом саморобного терморегулятора, а R1, R3 та R4 опорним плечем пристрою. Це терморезистор. Він є провідниковий прилад, який змінює свій опір при зміні температури.

Елементом терморегулятора, що реагує зміну стану вимірювального плеча, є інтегральний підсилювач як компаратора. Цей режим перемикає стрибком вихід мікросхеми зі стану вимкнено у робоче положення. Таким чином, на виході компаратора ми маємо лише два значення «ввімкнено» та «вимкнено». Навантаження мікросхеми є вентилятор для ПК. При досягненні температури певного значення плечі R1 і R2 відбувається зміщення напруги, вхід мікросхеми порівнює значення на контакті 2 і 3 і відбувається перемикання компаратора. Вентилятор охолоджує необхідний предмет, його температура падає, опір резистора змінюється і відключає компаратор вентилятор. Таким чином, підтримується температура на заданому рівні, і проводиться управління роботою вентилятора.

Огляд схем

Напруга різниці з вимірювального плеча надходить на спарений транзистор з великим коефіцієнтом посилення, а як компаратор виступає електромагнітне реле. При досягненні на котушці напруги, достатньої для втягування сердечника, відбувається її спрацьовування та підключення через контакти виконавчих пристроїв. При досягненні заданої температури сигнал на транзисторах зменшується, синхронно падає напруга на котушці реле, і в якийсь момент відбувається розчеплення контактів і відключення корисного навантаження.

Особливістю такого типу реле є наявність – це різниця у кілька градусів між включенням та відключенням саморобного терморегулятора, через присутність у схемі електромеханічного реле. Таким чином, температура завжди коливатиметься на кілька градусів біля потрібного значення. Варіант складання, наданий нижче, практично позбавлений гістерези.

Принципова електронна схема аналогового терморегулятора для інкубатора:

Дана схема була дуже популярна для повторення у 2000 роках, але й зараз вона не втратила актуальності і з покладеною на неї функцією справляється. За наявності доступу до старих деталей можна зібрати терморегулятор своїми руками практично безкоштовно.

Серцем саморобки є інтегральний підсилювач К140УД7 або К140УД8. В даному випадку він підключений з позитивним зворотним зв'язком і є компаратором. Термочутливий елемент R5 служить резистор типу ММТ-4 з негативним ТКЕ, це означає, що при нагріванні його опір зменшується.

Виносний датчик підключається через екранований провід. Для зменшення та помилкового спрацьовування пристрою довжина дроту не повинна перевищувати 1 метр. Навантаження керується через тиристор VS1 і максимально допустима потужність нагрівача, що підключається, залежить від його номіналу. В даному випадку 150 Ватт, електронний ключ – тиристор необхідно встановити на невеликий радіатор, для відведення тепла. У таблиці нижче представлені номінали радіоелементів для складання терморегулятора в домашніх умовах.

Пристрій не має гальванічної розв'язки від мережі 220 Вольт, при налаштуванні будьте уважні, на елементах регулятора є мережна напруга, яка небезпечна для життя. Після збирання обов'язково ізолюйте всі контакти та помістіть пристрій у струмопровідний корпус. На відео нижче розглядається, як зібрати терморегулятор на транзисторах:

Саморобний термостат на транзисторах

Тепер розповімо, як зробити регулятор температури для теплої підлоги. Робоча схема змальована із серійного зразка. Стане в нагоді тим, хто хоче ознайомитися і повторити, або як зразок для пошуку несправності приладу.

Центром схеми є мікросхема стабілізатора, підключена незвичайним способом, LM431 починає пропускати струм при напрузі вище 2,5 Вольт. Саме такої величини у цієї мікросхеми внутрішній джерело опорної напруги. При меншому значенні струму вона нічого не пропускає. Цю її особливість стали використовувати у різноманітних схемах терморегуляторів.

Як бачимо, класична схема із вимірювальним плечем залишилася: R5, R4 – додаткові резистори, а R9 – терморезистор. При зміні температури відбувається зсув напруги на вході 1 мікросхеми, і якщо воно досягло порога спрацьовування, то напруга йде далі за схемою. У даній конструкції навантаженням для мікросхеми TL431 є світлодіод індикації роботи HL2 і оптрон U1 для оптичної розв'язки силової схеми від керуючих ланцюгів.

Як і в попередньому варіанті, пристрій не має трансформатора, а отримує харчування на схемі, що гасить конденсаторної C1, R1 і R2, тому воно так само знаходиться під небезпечним для життя напругою, і при роботі зі схемою потрібно бути гранично обережним. Для стабілізації напруги та згладжування пульсацій мережевих сплесків, у схему встановлений стабілітрон VD2 та конденсатор C3. Для візуальної індикації напруги на пристрої встановлено світлодіод HL1. Силовим керуючим елементом є симистор ВТ136 з невеликою обв'язкою для керування через оптрон U1.

За даних номіналах діапазон регулювання знаходиться в межах 30-50°С. При складності, що здається на перший погляд, конструкція проста в налаштуванні і легка в повторенні. Наочна схема терморегулятора на мікросхемі TL431 із зовнішнім живленням 12 вольт для використання в системах домашньої автоматики представлена ​​нижче:

Цей терморегулятор здатний керувати комп'ютерним вентилятором, силовим реле, світловими індикаторами, звуковими сигналізаторами. Для управління температурою паяльника існує цікава схема з використанням тієї ж інтегральної мікросхеми TL431.

Для вимірювання температури нагрівального елемента використовують біметалеву термопару, яку можна запозичити з виносного вимірювача в мультиметрі або купити спеціалізованому магазині радіодеталей. Для збільшення напруги з термопари до рівня спрацьовування TL431 встановлено додатковий підсилювач на LM351. Управління здійснюється через оптрон MOC3021 та симистор T1.

При включенні терморегулятора в мережу необхідно дотримуватися полярності, мінус регулятора повинен бути на нульовому дроті, інакше фазна напруга з'явиться на корпусі паяльника через проводи термопари. У цьому і є головний недолік цієї схеми, адже не кожному хочеться постійно перевіряти правильність підключення вилки в розетку, а якщо знехтувати цим, можна отримати удар струмом або пошкодити електронні компоненти під час паяння. Регулювання діапазону виконується резистором R3. Дана схема забезпечить тривалу роботу паяльника, виключить його перегрів та збільшить якість пайки за рахунок стабільності температурного режиму.

Ще одна ідея складання простого терморегулятора розглянута на відео:

Регулятор температури на мікросхемі TL431

Простий регулятор для паяльника

Розібраних прикладів регуляторів температури цілком достатньо задоволення потреб домашнього майстра. Схеми не містять дефіцитних і дорогих запчастин, легко повторюються і практично не потребують настроювання. Дані саморобки легко можна пристосувати для регулювання температури води в баку водонагрівача, стежити за теплом в інкубаторі або теплиці, модернізувати праску або паяльник. Крім цього можна відновити старий холодильник, переробивши регулятор для роботи з негативними значеннями температури шляхом заміни місцями опорів у вимірювальному плечі. Сподіваємося, наша стаття була цікава, ви знайшли її для себе корисною і зрозуміли, як зробити терморегулятор своїми руками в домашніх умовах! Якщо ж у вас ще залишилися питання, сміливо задавайте їх у коментарях.

Простий термостат для холодильника

Своїми руками

Make a Simple Refrigerator Thermostat Circuit

Бажаєте зробити точний електронний термостат для вашого холодильника? Схема твердотільного термостата, описана в цій статті, здивує вас своєю крутою продуктивністю.

Вступ

Пристрій, одного разу побудований та інтегрований з будь-яким відповідним пристроєм, миттєво почне демонструвати покращений контроль системи, заощаджуючи електроенергію, а також збільшить термін служби приладу. Звичайні холодильні термостати є дорогими і не дуже точними. Більше того, вони схильні до зносу і тому не постійні. Тут обговорюється простий та ефективний електронний рефрижераторний термостат.
Термостат, як ми всі знаємо, це пристрій, який здатний сприймати певний заданий рівень температури і відключати або перемикати зовнішнє навантаження. Такі пристрої можуть бути електромеханічними типами або складнішими електронними типами.
Термостати зазвичай пов'язані з пристроями кондиціювання, охолодження та нагрівання води. Для таких застосувань пристрій стає важливою частиною системи, без якої прилад може досягти та почати працювати в екстремальних умовах і зрештою отримати пошкодження.
Регулювання перемикача керування, передбаченого у вищевказаних пристроях, гарантує, що термостат відключить живлення приладу після того, як температура перетне необхідну межу і перемкнеться, як тільки температура повернеться до нижнього порога.
Таким чином, температура усередині холодильників або кімнатна температура через кондиціонер підтримується у сприятливих діапазонах.
Ідея схеми холодильного термостата, представлена ​​тут, може бути використана зовні над холодильником або будь-яким аналогічним пристроєм для керування його роботою.
Управління їх роботою може бути виконане шляхом приєднання чутливого елемента термостата до зовнішньої тепловідвідної решітки, зазвичай розташованої за більшістю пристроїв, що охолоджують, які використовують фреон.
Конструкція гнучкіша і ширша в порівнянні з вбудованими термостатами і здатна демонструвати кращу ефективність. Схема може легко замінити звичайні низькотехнологічні конструкції, і, крім того, вона набагато дешевша порівняно з ними.
Давайте розібратися, як працює схема:

Опис схеми
Проста схема термостату холодильника

На діаграмі показана проста схема, побудована навколо IC 741, яка в основному налаштована як компаратор напруги. Тут використовується трансформатор із меншим споживанням енергії, щоб зробити схему компактною та твердотільною.
Конфігурація мосту, що містить R3, R2, P1 та NTC R1 на вході, формує основні чутливі елементи схеми.
Інвертуючий вхід IC затискається на половину напруги живлення з використанням мережі дільника напруги R3 та R4.
Це усуває необхідність забезпечення подвійного живлення ІС, і схема може забезпечити оптимальні результати навіть за однополюсної напруги живлення.
Опорна напруга на IC, що не інвертує вхід, фіксуються через заданий P1 по відношенню до NTC (негативного температурного коефіцієнта).
У випадку, якщо температура під контролем має тенденцію дрейфувати вище бажаних рівнів, опір NTC падає, а потенціал на вході IC, що не інвертує, перетинає задане значення.
Це миттєво перемикає вихідний сигнал ІВ, який, у свою чергу, перемикає вихідний каскад, що містить транзистор, мережу з тріаксом, відключаючи навантаження (нагрів або систему охолодження), поки температура досягне нижнього порога.
Опір зворотного зв'язку R5 певною мірою допомагає викликати гістерезис у ланцюг, важливий параметр, без якого схема може швидко обертатися у відповідь на раптові зміни температури.

Як тільки складання завершено, налаштування схеми дуже просте і виконується з наступними пунктами:

ПАМ'ЯТАЙТЕ ЗОВНІШНИЙ ЛАНЦЮГ НА ОСНОВІ ПОТЕНЦІАЛУ ПОСТІЙНОГО ДЖЕРЕЛА, ОБЕРЕЖНО ПОПЕРЕДЖЕННЯ ПОПЕРЕДЖЕНО, ЩОБ ПРОТИ ВИПРОБУВАНЬ І ПРОЦЕДУР УСТАНОВКИ. ВИКОРИСТАННЯ ДЕРЕВ'ЯНОГО ПЛАНКУ АБО БУДЬ-ЯКОГО ІНШОГО ІЗОЛЯЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ З ВАШОЇ НОГИ РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ СТРОГО; ТАКОЖ ВИКОРИСТОВУЙТЕ ЕЛЕКТРИЧНІ ІНСТРУМЕНТИ, ЯКІ ПОВИННІ БУТИ ІЗОЛЬОВАНІ ПОБЛИЗЬ ПОЛИЗУ МАЙДАНЧИКИ.

Як налаштувати цей електронний термостат холодильного контуру Вам знадобиться зразок джерела тепла, точно відрегульований до бажаного порогового рівня відсічення ланцюга термостата.
Увімкніть схему та введіть та прикріпіть вищевказане джерело тепла до NTC.
Тепер налаштуйте попереднє встановлення так, щоб вихід просто переключився (загоряється світлодіод виходу). Видаліть джерело тепла від NTC, залежно від гістерези ланцюга вихід повинен відключитися протягом декількох секунд.
Повторіть процедуру багато разів, щоб підтвердити її правильне функціонування.
Це завершує налаштування цього холодильного термостату та готова до інтеграції з будь-яким холодильником або аналогічним пристроєм для точного та постійного регулювання його роботи.

Список деталей

R2 = Передустановка 10KR3,

R9 = 56 OHM/1watt

С1 = 105/400В

С2 = 100uF/25V

Z1 = 12 В, 1 Вт стабілітрон

*варіант через оптопару, доданий вимикач та діодний міст у блок живлення

Як створити автоматичний ланцюг контролера температури холодильника

Ідея цієї схеми була запропонована мені одним із гострих читачів цього блогу паном Густаво. Я опублікував одну подібну схему автоматичного термостата холодильника, проте схема була призначена для визначення вищого рівня температури, доступного в задній частині решітки холодильників.

Вступ

Пан Густаво не зовсім зрозумів цю ідею, і він попросив мене розробити схему термостата холодильника, яка б відчувала холодні температури всередині холодильника, а не гарячі температури в задній частині холодильника.
Тому з деякими зусиллями я міг би знайти справжню ланцюжкову схема контролера температури холодильника, давайте вивчимо цю ідею з наступними моментами:
Як функції ланцюгів
Концепція не дуже нова, не унікальна, це звичайна концепція компаратора, яка була включена тут.

IC 741 був сфальсифікований в стандартному режимі компаратора, а також як схема без інвертуючого підсилювача.
Термістор NTC стає основним чутливим компонентом та спеціально відповідає за чутливість до холодних температур.
NTC означає негативний температурний коефіцієнт, що означає, що опір термістора зростатиме у міру того, як температура навколо нього знижується.
Слід зазначити, що NTC має бути оцінений відповідно до цих специфікацій, інакше система не функціонуватиме належним чином.
Попередньо встановлено P1 використовується для встановлення точки відключення IC.
Коли температура всередині холодильника падає нижче за пороговий рівень, опір термістора стає досить високим і зменшує напругу на штифті, що інвертує, нижче рівня неінвертуючого пін-напруги.
Це миттєво робить висновок IC високим, активуючи реле та вимикаючи компресор холодильника.
P1 повинен бути встановлений таким чином, щоб вихід операційного підсилювача ставав високим за нульовим градусом Цельсія.
Невеликий гістерезис, введений схемою, приходить як благо або, швидше, замасковане благословення, тому що через це схема не переключається швидко на порогових рівнях, а реагує лише після того, як температура піднялася приблизно на пару градусів вище за рівень відключення.
Наприклад, припустимо, якщо рівень спрацьовування встановлений на нульовому рівні, IC відключить реле в цій точці, а компресор холодильника також буде вимкнений, температура всередині холодильника тепер почне зростати, але ІС не переключиться негайно, але зберігає своє положення до тих пір, поки температура не підвищиться принаймні до 3 градусів за Цельсієм вище нуля.


Якщо у вас є додаткові питання щодо цієї автоматичної схеми регулятора температури холодильника, ви можете висловити те саме через свої коментарі

Регулювання RP1, RP2 може бути заданими точками контролю температури, 555 часовою схемою інвертування схем Шмітта з використанням реле для досягнення автоматичного керування.

Оновлено 01 квіт 2018. Створено 29 бер 2018

Простий електронний терморегулятор власноруч. Пропоную спосіб виготовлення саморобного терморегулятора для підтримання комфортної температури у приміщенні в холодну пору. Термостат дозволяє комутувати потужність до 36 кВт. Найважливіша частина будь-якої радіоаматорської конструкції – це корпус. Гарний та надійний корпус дозволить забезпечити тривале життя будь-якому саморобному пристрої. У наведеному нижче варіанті терморегулятора застосований зручний малогабаритний корпус і вся силова електроніка від електронного таймера, що продається в магазинах. Саморобна електронна частина побудована на мікросхемі компаратора LM311.

Опис роботи схеми

Датчик температури є терморезистор R1 номіналом 150к типу ММТ-1. Датчик R1 разом з резисторами R2, R3, R4 та R5 утворюють вимірювальний міст. Конденсатори С1-С3 встановлені придушення перешкод. Змінний резистор R3 здійснює балансування моста, тобто визначає температуру.

Якщо температура термодатчика R1 знизиться нижче заданої, його опір підвищиться. Напруга на вході мікросхеми 2 LM311 стане більше ніж на вході 3. Компаратор спрацює і на його виході 4 встановиться високий рівень, подана напруга на електронну схему таймера через світлодіод HL1 приведе до спрацьовування реле і включення пристрою обігріву. Одночасно спалахне світлодіод HL1, показуючи включення нагріву. Опір R6 створює негативний зворотний зв'язок між виходом 7 та входом 2 . Це дозволяє встановити гістерезис, тобто нагрівання включається при меншій температурі, ніж вимикається. Живлення на плату подається від електронної схеми таймера. Резистор R1 поміщається сну потребує ретельної ізоляції, так як живлення терморегулятора безтрансформаторне і не має гальванічної розв'язки від мережі, тобто небезпечна мережна напруга присутня на елементах пристрою. Порядок виготовлення терморегулятора і як ізоляція терморезистора показано нижче.

Як зробити терморегулятор своїми руками

1. Розкривається донор корпусу та силової схеми – електронний таймер CDT-1G. На сірому трижильному шлейфі встановлено мікроконтролер таймера. Відпоюємо шлейф від плати. Отвори для проводів шлейфу мають маркування (+) – живлення +5 Вольт, (О) – подача керуючого сигналу, (-) – мінус живлення. Комутуватиме навантаження електромагнітне реле.

2. Оскільки живлення схеми від силового блоку не має гальванічної розв'язки від мережі, то всі роботи з перевірки та налаштування схеми проводимо від безпечного джерела живлення 5 вольт. Спочатку на стенді перевіряємо працездатність елементів схеми.

3. Після перевірки елементів схем конструкція збирається на платі. Плата для пристрою не розроблялася та зібрана на шматку макетної плати. Після збирання також проводиться перевірка працездатності на стенді.

4. Термодатчик R1 встановлений зовні на бічній поверхні корпусу блок-розетки, провідники ізольовані термозбіжною трубкою. Для недопущення контакту з датчиком, а також збереження доступу зовнішнього повітря до датчика зверху встановлена ​​захисна трубка. Трубка виготовлена ​​із середньої частини кулькової авторучки. У трубці вирізаний отвір для встановлення на датчик. Трубка приклеєна до корпусу.

5. Змінний резистор R3 встановлений на верхній кришці корпусу, там зроблено отвір для світлодіода. Корпус резистора корисно для безпеки накрити шаром ізольенти.

6. Ручка регулювання для резистора R3 саморобна та виготовлена ​​своїми руками зі старої зубної щітки відповідної форми:).

Резистор R3

У побуті та підсобному господарстві часто потрібно підтримувати температурний режим будь-якого приміщення. Раніше для цього була потрібна досить величезна схема, виконана на аналогових елементах, одну таку ми розглянемо для загального розвитку. Сьогодні все набагато простіше, якщо виникає необхідно підтримувати температуру в діапазоні від -55 до +125 ° C, то з поставленою метою може чудово впоратися програмований термометр та термостат DS1821.

Схема терморегулятора спеціалізованому температурному датчику. Цей термодатчик DS1821 можна купити в АЛІ Експрес (для замовлення клікніть на малюнок трохи вище)

Поріг температури увімкнення та відключення термостата визначається значеннями TH і TL у пам'яті датчика, які потрібно запрограмувати в DS1821. У разі перевищення температури вище за значення записаного в комірку TH на виході датчика з'явиться рівень логічної одиниці. Для захисту від можливих перешкод схема управління навантаженням реалізована так, що перший транзистор замикається в ту напівхвилю мережевого напруги, коли воно дорівнює нулю, подаючи тим самим напругу зміщення на затвор другого польового транзистора, який включає оптосимістор, а той вже відкриває смістор VS1 керуючий навантаженням . Як навантаження може бути будь-який пристрій, наприклад, електродвигун або обігрівач. Надійність замикання першого транзистора необхідно налаштувати шляхом підбору необхідного номіналу резистора R5.

Датчик температури DS1820 здатний фіксувати температуру від -55 до 125 градусів та працювати в режимі термостату.

Схема терморегулятора на датчику DS1820

Якщо температури перевищить верхній поріг TH, на виході DS1820 буде логічна одиниця, навантаження відключиться мережі. Якщо температура опуститься нижче за нижній запрограмований рівень TL то на виході температурного датчика з'явиться логічний нуль і навантаження буде включено. Якщо залишилися незрозумілі моменти, саморобну конструкцію було запозичено з №2 за 2006 рік.

Сигнал з датчика проходить на пряме виведення компаратора на операційному підсилювачі CA3130. На інвертуючий вхід цього ж ОУ надходить опорна напруга з дільника. Змінним опором R4 задають потрібний температурний режим.

Схема терморегулятора на датчику LM35

Якщо на прямому вході потенціал нижче встановленого на виведенні 2, то на виході компаратора будемо мати рівень близько 0,65 вольта, а якщо навпаки, то на виході компаратора отримаємо високий рівень близько 2,2 вольта. Сигнал із виходу ОУ через транзистори управляє роботою електромагнітного реле. При високому рівні воно включається, а за низького вимикається, комутуючи своїми контактами навантаження.

TL431 – це програмований стабілітрон. Використовується в ролі джерела опорної напруги та джерела живлення для схем із малим споживанням. Необхідний рівень напруги, на керуючому виведенні мікроскладання TL431, визначається за допомогою дільника на резисторах Rl, R2 і терморезисторі з негативним ТКС R3.

Якщо на керуючому виводі TL431 напруга вище 2,5В, мікросхема пропускає струм і включає електромагнітне реле. Реле комутує керуючий висновок симистора та підключає навантаження. Зі збільшенням температури, опір термістора та потенціал на керуючому контакті TL431 знижується нижче 2,5В, реле відпускає свої фронтові контакти та відключає обігрівач.

За допомогою опору R1 регулюємо рівень потрібної температури для включення обігрівача. Ця схема здатна керувати нагрівальним елементом до 1500 Вт. Реле підійде РЕС55А з робочою напругою 10…12 або його аналог.

Конструкція аналогового терморегулятора використовується для підтримки заданої температури всередині інкубатора або в ящику на балконі для зберігання овочів взимку. Живлення організоване від автомобільного акумулятора на 12 вольт.

Конструкція складається з реле у разі падіння температури та відключає при підвищенні закладеного порога.

Температура, спрацьовування реле термостата визначається рівнем напруги на контактах 5 і 6 мікросхеми К561ЛЕ5, а температура відключення реле - потенціалом на висновках 1 і 21. Різницю температур контролюється падінням напруги на резисторі R3. У ролі температурного датчика R4 використовується терморезистор із негативним ТКС, тобто .

Конструкція невелика і складається з двох блоків-вимірювального на базі компаратора на ОУ 554СА3 і комутатора навантаження до 1000 Вт побудованого на регуляторі потужності КР1182ПМ1.

На третій прямий вхід ОУ надходить постійна напруга з дільника напруги, що складається з опорів R3 і R4. На четвертий вхід інверсний подається напруга з іншого дільника на опорі R1 і терморезистор ММТ-4 R2.

Датчиком температури є терморезистор, що знаходиться в скляній колбі з піском, яку розташовують в акваріумі. Головним вузлом конструкції є м/с К554САЗ – компаратор напруги.

Від дільника напруг до складу якого входить і терморезистор, напруга, що управляє, йде на прямий вхід компаратора. Інший вхід компаратора використовується для регулювання необхідної температури. З опорів R3, R4, R5 виконаний дільник напруги, який утворюють чутливий до змін температури міст. При зміні температури води в акваріумі опір терморезистора теж змінюється. Це створює дисбаланс напруги на входах компаратора.

Залежно від різниці напруги на входах буде змінюватися вихідний стан компаратора. Нагрівач зроблений так, що при зниженні температури води терморегулятор акваріума автоматично запускався, а при підвищенні навпаки вимикався. Компаратор має два виходи, колекторний та емітерний. Для управління польовим транзистором потрібна позитивна напруга, тому саме колекторний вихід компаратора підключений до плюсової лінії схеми. Керуючий сигнал виходить з емітерного виводу. Опір R6 і R7 є вихідним навантаженням компаратора.

Для увімкнення та вимикання нагрівального елемента в терморегуляторі використаний польовий транзистор IRF840. Для розряду затвора транзистора є діод VD1.

У схемі терморегулятора використано безтрансформаторний блок живлення. Надмірна змінна напруга зменшується за рахунок реактивного опору ємності С4.

Основа першої конструкції терморегулятора - мікроконтролер PIC16F84A з датчиком температури DS1621, що володіє інтерфейс l2C. У момент включення живлення мікроконтролер спочатку ініціалізує внутрішні регістри температурного датчика, а потім проводить його налаштування. Терморегулятор на мікроконтроллері в другому випадку виконаний вже на PIC16F628 з датчиком DS1820 і керує підключеним навантаженням за допомогою реле контактів.

Датчик температури своїми руками

Залежність падіння напруги на p-n переході напівпровідників від температури, якнайкраще підходить для створення нашого саморобного датчика.