DIY temperatursensor 50 m. Gjør-det-selv-termostat: diagram og trinn-for-trinn-instruksjoner for å lage en hjemmelaget enhet

Den foreslåtte utprøvde og velprøvde termostaten fungerer i området 0 - 100°C. Den utfører elektronisk temperaturkontroll ved å bytte lasten gjennom et relé. Kretsen er satt sammen ved hjelp av tilgjengelige IC-er LM35 (temperatursensor), LM358 og TL431.

Termostat elektrisk krets

Enhetsdeler

IC1: LM35DZ temperatursensor
IC2: TL431 presisjonsspenningsreferanse
IC3: To enkeltpolet LM358 op-amp.
LED1: 5mm LED
B1: PNP-transistor A1015
D1 - D4: 1n4148 og 1N400x silisiumdioder
ZD1: Zenerdiode 13 V, 400 mW
Trimmermotstand 2,2 k
P1 - 10k
R2 - 4,7 M
P3 - 1,2 K
P4 - 1k
P5 - 1k
P6 - 33 Ohm
C1 - 0,1 uF keramikk
C2 - 470 µF elektrolytisk
Relé 12 VDC SPDT 400 Ω eller høyere

Enheten utfører enkel, men svært nøyaktig termisk strømstyring, som kan brukes der automatisk temperaturkontroll er nødvendig. Kretsen bytter reléet avhengig av temperaturen detektert av LM35DZ enkeltbrikkesensor. Når LM35DZ registrerer en temperatur høyere enn innstilt nivå (innstilt av regulatoren), aktiveres releet. Når temperaturen faller under innstilt temperatur, kobles releet ut. Slik opprettholdes ønsket verdi på inkubator, termostat, hjemmevarmesystem og så videre. Kretsen kan drives fra en hvilken som helst 12 V AC eller DC-kilde, eller fra et selvstendig batteri. Det finnes flere versjoner av LM35 temperatursensor:

LM35CZ og LM35CAZ (i til-92-hus) − 40 - +110C
LM35DZ (til-92-hus) 0 - 100s.
LM35H og LM35AH (B-46-hus) − 55 - +150C

Prinsipp for operasjon

Hvordan fungerer en termostat? Grunnlaget for kretsen er en temperatursensor, som er en grader-volt-omformer. Utgangsspenningen (ved pinne 2) varierer lineært med temperaturen fra 0 V (ved null) til 1000 mV (ved 100 grader). Dette forenkler kretsdesignet betydelig siden vi bare trenger å gi en presisjonsspenningsreferanse (TL431) og en presisjonskomparator (A1 LM358) for å oppnå full termisk kontroll av bryteren. Regulatoren og motstanden setter referansespenningen (vref) til 0 - 1,62 V. Komparatoren (A1) sammenligner referansespenningen vref (innstilt av regulatoren) med utgangsspenningen til LM35DZ og bestemmer om reléstrømmen skal slås på eller av. Hensikten med motstand R2 er å skape hysterese, som bidrar til å forhindre relésprett. Hysterese er omvendt proporsjonal med R2-verdien.

Innstillinger

Ingen spesialutstyr kreves. For å stille inn 70C-respons, koble til et digitalt voltmeter eller multimeter gjennom testpunktene "TP1" og "jord". Juster vr1 til du får en nøyaktig avlesning på 0,7V på voltmeteret. For et annet kretsalternativ som bruker en mikrokontroller, se.

Behovet for å justere temperaturregimet oppstår ved bruk av ulike varme- eller kjøleutstyrssystemer. Det er mange alternativer, og de krever alle en kontrollenhet, uten hvilken systemene kan fungere enten i maksimal effektmodus eller med et fullstendig minimum av muligheter. Kontroll og justering utføres ved hjelp av en termostat - en enhet som kan påvirke systemet gjennom en temperatursensor og slå det på eller av etter behov. Ved bruk av ferdige utstyrssett følger styringsenheter med i leveringspakken, men for hjemmelagde anlegg må du selv montere termostaten. Oppgaven er ikke den enkleste, men ganske løsbar. La oss se nærmere på det.

Prinsippet for drift av termostaten

En termostat er en enhet som kan reagere på endringer i temperaturen. Basert på typen handling skilles det mellom termostater av triggertype, som slår av eller slår på oppvarming når en spesifisert grense er nådd, eller jevnvirkende enheter med evne til å finjustere og nøyaktig justere, i stand til å kontrollere temperaturendringer i området av brøkdeler av en grad.

Det finnes to typer termostater:

Mekanisk. Det er en enhet som bruker prinsippet om ekspansjon av gasser når temperaturen endres, eller bimetallplater som endrer form ved oppvarming eller avkjøling.
Elektronisk. Den består av en hovedenhet og en temperatursensor som sender signaler om økning eller reduksjon i innstilt temperatur i systemet. Brukes i systemer som krever høy følsomhet og finjustering.

Mekaniske enheter tillater ikke innstillinger med høy presisjon. De er både en temperatursensor og en aktuator, kombinert til en enkelt enhet. En bimetallisk stripe som brukes i oppvarmingsenheter er et termoelement laget av to metaller med forskjellige koeffisienter for termisk utvidelse.

Hovedformålet med termostaten er å automatisk opprettholde ønsket temperatur

Ved oppvarming blir en av dem større enn den andre, noe som får platen til å bøye seg. Kontaktene som er installert på den åpner og stopper oppvarmingen. Når den er avkjølt, går platen tilbake til sin opprinnelige form, kontaktene lukkes igjen og oppvarmingen gjenopptas.

Kammeret med gassblandingen er et følsomt element i kjøleskapstermostaten eller varmetermostaten. Når temperaturen endres, endres volumet av gass, noe som forårsaker bevegelse av overflaten av membranen koblet til spaken til kontaktgruppen.

Termostaten for oppvarming bruker et kammer med en gassblanding som fungerer i henhold til Gay-Lussacs lov - når temperaturen endres, endres gassvolumet

Mekaniske termostater er pålitelige og gir stabil drift, men driftsmodusen justeres med en stor feil, nesten "med øyet". Hvis finjustering er nødvendig, og gir justering innen noen få grader (eller enda finere), brukes elektroniske kretser. Temperatursensoren for dem er en termistor, som er i stand til å skille de minste endringene i oppvarmingsmodusen i systemet. For elektroniske kretser er situasjonen motsatt - følsomheten til sensoren er for høy og den er kunstig grovt, og bringer den til fornuftens grenser. Driftsprinsippet er en endring i motstanden til sensoren forårsaket av svingninger i temperaturen i det kontrollerte miljøet. Kretsen reagerer på endringer i signalparametere og øker/reduserer oppvarmingen i systemet inntil et annet signal mottas. Mulighetene til elektroniske kontrollenheter er mye høyere og lar deg oppnå temperaturinnstillinger med hvilken som helst nøyaktighet. Følsomheten til slike termostater er til og med overdreven, siden oppvarming og avkjøling er prosesser med høy treghet, som reduserer reaksjonstiden til skiftende kommandoer.

Omfanget av hjemmelaget enhet

Å lage en mekanisk termostat hjemme er ganske vanskelig og irrasjonelt, siden resultatet vil fungere i et for bredt område og ikke vil kunne gi den nødvendige justeringsnøyaktigheten. Oftest er hjemmelagde elektroniske termostater satt sammen, som lar deg opprettholde den optimale temperaturen på et oppvarmet gulv, inkubator, gi ønsket vanntemperatur i bassenget, varme opp damprommet i badstuen, etc. Det kan være like mange muligheter for å bruke en hjemmelaget termostat som det er systemer i huset som må konfigureres og justeres. For grove justeringer ved hjelp av mekaniske enheter er det lettere å kjøpe ferdige elementer; de er rimelige og ganske tilgjengelige.

Fordeler og ulemper

En hjemmelaget termostat har visse fordeler og ulemper. Fordelene med enheten er:

Høy vedlikeholdsevne. En termostat laget av deg selv er lett å reparere, siden dens design og driftsprinsipp er kjent til minste detalj.
Kostnadene ved å lage en regulator er mye lavere enn når du kjøper en ferdig enhet.
Det er mulig å endre driftsparametrene for å oppnå et mer passende resultat.

Ulempene inkluderer:

Monteringen av en slik enhet er bare tilgjengelig for personer som har tilstrekkelig opplæring og visse ferdigheter i å jobbe med elektroniske kretser og et loddejern.
Driftskvaliteten til enheten avhenger i stor grad av tilstanden til delene som brukes.
Den sammensatte kretsen krever justering og justering på et kontrollstativ eller ved bruk av en referanseprøve. Det er umulig å skaffe en ferdig versjon av enheten umiddelbart.

Hovedproblemet er behovet for opplæring eller, i det minste, deltakelse fra en spesialist i prosessen med å lage enheten.

Hvordan lage en enkel termostat

Produksjonen av en termostat skjer i trinn:

Velge type og krets for enheten.
Innkjøp av nødvendige materialer, verktøy og deler.
Enhetsmontering, konfigurasjon, igangkjøring.

Produksjonsstadiene til enheten har sine egne egenskaper, så de bør vurderes mer detaljert.

Nødvendige materialer

Materialer som kreves for montering inkluderer:

Folie getinax eller kretskort;
Loddebolt med lodde og kolofonium, ideelt sett en loddestasjon;
Pinsett;
Tang;
Forstørrelsesglass;
Avbitertang;
Isoleringstape;
Kobber tilkobling wire;
Nødvendige deler i henhold til elektrisk diagram.

Andre verktøy eller materialer kan være nødvendig under prosessen, så denne listen bør ikke betraktes som uttømmende eller endelig.

Enhetsdiagrammer

Valget av opplegg bestemmes av mesterens evner og treningsnivå. Jo mer kompleks kretsen er, jo flere nyanser vil oppstå ved montering og konfigurering av enheten. Samtidig gjør de enkleste ordningene det mulig å oppnå bare de mest primitive enhetene som opererer med høy feil.

La oss vurdere en av de enkle ordningene.

I denne kretsen brukes en zenerdiode som komparator

Figuren til venstre viser regulatorkretsen, og til høyre er reléblokken som slår på lasten. Temperatursensoren er motstand R4, og R1 er en variabel motstand som brukes til å justere oppvarmingsmodusen. Styreelementet er en zenerdiode TL431, som er åpen så lenge det er en belastning på kontrollelektroden over 2,5 V. Oppvarming av termistoren fører til en reduksjon i motstanden, noe som fører til at spenningen på kontrollelektroden faller, zenerdioden lukkes, og kutter av lasten.

Den andre ordningen er noe mer komplisert. Den bruker en komparator - et element som sammenligner avlesningene til en temperatursensor og en referansespenningskilde.

En lignende krets med en komparator kan brukes for å justere temperaturen på et oppvarmet gulv.

Enhver endring i spenning forårsaket av en økning eller reduksjon i termistorens motstand skaper en forskjell mellom standarden og driftslinjen til kretsen, som et resultat av at det genereres et signal ved enhetens utgang, noe som får oppvarmingen til å slå på eller av. Slike ordninger brukes spesielt til å regulere driftsmodusen til oppvarmede gulv.

Trinn-for-steg instruksjon

Monteringsprosedyren for hver enhet har sine egne egenskaper, men noen generelle trinn kan identifiseres. La oss se på byggefremgangen:

Vi forbereder enhetens kropp. Dette er viktig fordi brettet ikke kan stå ubeskyttet.
Vi forbereder betalingen. Hvis du bruker foliegetinax, må du etse sporene ved hjelp av elektrolytiske metoder, etter først å ha malt dem med maling som er uløselig i elektrolytten. Et kretskort med ferdige kontakter forenkler og fremskynder monteringsprosessen.
Ved hjelp av et multimeter kontrollerer vi ytelsen til delene og om nødvendig erstatter vi dem med brukbare prøver.
I henhold til diagrammet monterer og kobler vi alle nødvendige deler. Det er nødvendig å sikre nøyaktigheten av tilkoblingen, riktig polaritet og retning for installasjon av dioder eller mikrokretser. Enhver feil kan føre til svikt i viktige deler som må kjøpes på nytt.
Etter å ha fullført montering, anbefales det å inspisere brettet nøye igjen, kontrollere nøyaktigheten av tilkoblingene, kvaliteten på lodding og andre viktige punkter.
Brettet plasseres i etuiet, en testkjøring utføres og enheten konfigureres.

Hvordan sette opp

For å konfigurere enheten må du enten ha en referanseenhet eller kjenne spenningsklassen som tilsvarer en bestemt temperatur i det kontrollerte miljøet. Individuelle enheter har sine egne formler som viser avhengigheten av spenningen på komparatoren på temperaturen. For eksempel, for LM335-sensoren ser denne formelen slik ut:

V = (273 + T) 0,01,

der T er nødvendig temperatur i Celsius.

I andre ordninger gjøres justeringer ved å velge verdiene for justeringsmotstander når du oppretter en viss, kjent temperatur. I hvert enkelt tilfelle kan våre egne metoder brukes, optimalt tilpasset de eksisterende forholdene eller utstyret som brukes. Kravene til enhetens nøyaktighet er også forskjellige fra hverandre, så i prinsippet er det ingen enkelt justeringsteknologi.

Grunnleggende feil

Den vanligste funksjonsfeilen til hjemmelagde termostater er ustabilitet i termistoravlesningene forårsaket av deler av dårlig kvalitet. I tillegg er det ofte vanskeligheter med innstillingsmoduser forårsaket av uoverensstemmelser i vurderinger eller endringer i sammensetningen av deler som er nødvendige for riktig drift av enheten. De fleste mulige problemer avhenger direkte av treningsnivået til teknikeren som monterer og konfigurerer enheten, siden ferdigheter og erfaring i denne saken betyr mye. Eksperter sier imidlertid at å lage en termostat med egne hender er en nyttig praktisk oppgave som gir god erfaring med å lage elektroniske enheter.

Hvis du ikke har tillit til evnene dine, er det bedre å bruke en ferdig enhet, som det er mye av til salgs. Det må tas i betraktning at en regulatorsvikt i det mest uheldige øyeblikket kan forårsake alvorlige problemer, hvis eliminering vil kreve innsats, tid og penger. Derfor, når du bestemmer deg for selvmontering, bør du nærme deg problemet så ansvarlig som mulig og nøye veie alternativene dine.

Jeg presenterer en elektronisk utvikling - en hjemmelaget termostat for elektrisk oppvarming. Temperaturen for varmesystemet stilles inn automatisk basert på endringer i utetemperaturen. Termostaten trenger ikke å legge inn eller endre avlesninger manuelt for å opprettholde temperaturen i varmesystemet.

Det er lignende enheter i varmenettet. For dem er forholdet mellom gjennomsnittlige daglige temperaturer og diameteren til oppvarmingsstigeledningen tydelig angitt. Basert på disse dataene settes temperaturen for varmesystemet. Jeg tok dette varmenettbordet som grunnlag. Noen faktorer er selvfølgelig ukjente for meg, bygningen kan for eksempel ikke være isolert. Varmetapet til en slik bygning vil være stort, oppvarmingen kan være utilstrekkelig for normal oppvarming av lokalene. Termostaten har mulighet til å gjøre justeringer for tabelldata. (du kan lese mer om materialet på denne lenken).

Jeg planla å vise en video av termostaten i drift, med en eklektisk kjele (25KW) koblet til varmesystemet. Men som det viste seg, hadde ikke bygningen som alt dette ble gjort for vært bebodd på lenge, ved inspeksjon var varmesystemet nesten fullstendig forfalt. Det er ikke kjent når alt vil bli restaurert, kanskje det ikke blir i år. Siden jeg under virkelige forhold ikke kan justere termostaten og observere dynamikken i skiftende temperaturprosesser, både i oppvarming og ute, tok jeg en annen rute. For disse formålene bygde jeg en modell av varmesystemet.

Rollen til en elektrisk kjele utføres av en literskrukke i glassgulv, rollen til et varmeelement for vann er en fem hundre watts kjele. Men med et slikt vannvolum var denne kraften i overkant. Derfor ble kjelen koblet til via en diode, noe som reduserte varmeeffekten.

Koblet i serie fjerner to strømningsradiatorer i aluminium varme fra varmesystemet og danner et slags batteri. Ved å bruke en kjøler skaper jeg dynamikk for kjøling av varmesystemet, siden programmet i termostaten overvåker hastigheten på økning og reduksjon i temperatur i varmesystemet. På returen er det en digital temperaturføler T1, basert på avlesningene som den innstilte temperaturen i varmesystemet opprettholdes.

For at varmesystemet skal begynne å fungere, er det nødvendig at T2-sensoren (utendørs) registrerer et temperaturfall under +10C. For å simulere endringer i utetemperaturen designet jeg et minikjøleskap med et Peltier-element.

Det er ingen vits i å beskrive driften av hele den hjemmelagde installasjonen, jeg filmet alt på video.

Noen punkter om montering av en elektronisk enhet:

Termostatelektronikken er plassert på to trykte kretskort; for å se og skrive ut trenger du SprintLaut-programmet, versjon 6.0 eller høyere. Termostaten for oppvarming er montert på en DIN-skinne, takket være Z101-seriens hus, men ingenting hindrer deg i å plassere all elektronikken i et annet hus av passende størrelse, hovedsaken er at det passer deg. Z101-dekselet har ikke et vindu for indikatoren, så du må merke og kutte det selv. Klassifiseringen til radiokomponentene er angitt på diagrammet, bortsett fra rekkeklemmene. For å koble til ledningene brukte jeg rekkeklemmer i WJ950-9.5-02P-serien (9 stk.), men de kan erstattes med andre; når du velger, sørg for at stigningen mellom bena sammenfaller, og høyden på terminalen blokken forstyrrer ikke huset som lukkes. Termostaten bruker en mikrokontroller som må programmeres; selvfølgelig gir jeg også fastvaren for gratis tilgang (den må kanskje endres under drift). Når mikrokontrolleren blinker, still inn den interne klokkegeneratoren til mikrokontrolleren til 8 MHz.

P.S. Selvfølgelig er oppvarming en alvorlig sak, og mest sannsynlig må enheten modifiseres, så den kan ennå ikke kalles en komplett enhet. Jeg vil gjøre alle endringene som termostaten skal gjennomgå i fremtiden.

Autonom oppvarming av et privat hus lar deg velge individuelle temperaturforhold, noe som er veldig behagelig og økonomisk for beboerne. For ikke å stille inn en annen modus innendørs hver gang været skifter ute, kan du bruke en termostat eller termostat for oppvarming, som kan monteres på både radiatorer og kjelen.

Automatisk romvarmeregulering

Hva er den til

Den vanligste på territoriet til den russiske føderasjonen er , på gasskjeler. Men slik, så å si, luksus finnes ikke i alle områder og lokaliteter. Årsakene til dette er de mest banale - mangelen på termiske kraftverk eller sentrale kjelehus, samt gassnett i nærheten.
Har du noen gang besøkt et bolighus, pumpestasjon eller værstasjon fjernt fra tettbygde strøk om vinteren, når den eneste kommunikasjonsmåten er en slede med dieselmotor? I slike situasjoner arrangerer de ofte oppvarming med egne hender ved hjelp av strøm.

For små rom, for eksempel ett rom for personen på vakt ved en pumpestasjon, er det nok - det vil være nok for den hardeste vinteren, men for et større område vil det være nødvendig med en varmekjele og et radiatorsystem. For å opprettholde ønsket temperatur i kjelen, gjør vi oppmerksom på en hjemmelaget kontrollenhet.

Temperatur sensor

Denne utformingen krever ikke termistorer eller forskjellige TCM-sensorer, her brukes i stedet en vanlig bipolar transistor. Som alle halvlederenheter avhenger driften i stor grad av miljøet, mer presist, av temperaturen. Når temperaturen stiger, øker kollektorstrømmen, og dette påvirker driften av forsterkertrinnet negativt - driftspunktet skifter til signalet er forvrengt og transistoren rett og slett ikke reagerer på inngangssignalet, det vil si at den slutter å fungere.

Dioder er også halvledere, og stigende temperaturer påvirker dem også negativt. Ved t25⁰C vil "kontinuiteten" til en fri silisiumdiode vise 700 mV, og for en permanent - omtrent 300 mV, men hvis temperaturen stiger, vil fremspenningen til enheten reduseres tilsvarende. Så når temperaturen øker med 1⁰C, vil spenningen synke med 2mV, det vil si -2mV/1⁰C.

Denne avhengigheten av halvlederenheter gjør at de kan brukes som temperatursensorer. Hele driftskretsen til termostaten er basert på denne negative kaskadeegenskapen med en fast grunnstrøm (diagram på bildet ovenfor).
Temperaturføleren er montert på en transistor VT1 type KT835B, kaskadebelastningen er motstanden R1, og likestrømdriftsmodusen til transistoren er satt av motstandene R2 og R3. For å sikre at spenningen ved transistoremitteren ved romtemperatur er 6,8V, settes en fast forspenning av motstand R3.

Råd. Av denne grunn er R 3 i diagrammet merket med * og spesiell nøyaktighet bør ikke oppnås her, så lenge det ikke er store forskjeller. Disse målingene kan gjøres i forhold til en transistorkollektor koblet med en strømkilde til en felles stasjon.

Transistor pnp KT835B spesielt valgt, samleren er koblet til en metallkroppsplate som har et hull for å feste halvlederen til radiatoren. Det er gjennom dette hullet at enheten er festet til platen, som undervannsledningen også er festet til.
Den sammensatte sensoren festes til varmerøret ved hjelp av metallklemmer, og konstruksjonen trenger ikke å isoleres med noen pakning fra varmerøret. Faktum er at kollektoren er koblet med en ledning til strømkilden - dette forenkler hele sensoren og gir bedre kontakt.

Komparator

komparator, montert på en operasjonsforsterker OR1 type K140UD608, setter temperaturen. Den inverterbare inngangen R5 forsynes med spenning fra emitteren VT1, og gjennom R6 tilføres den ikke-inverterbare inngangen spenning fra motoren R7.
Denne spenningen bestemmer temperaturen for å slå av lasten. De øvre og nedre områdene for innstilling av terskelen for å utløse komparatoren settes med R8 og R9. Den nødvendige posterese av komparatoren leveres av R4.

Lasthåndtering

På VT2 og Rel1 det er laget en lastkontrollenhet og termostatens driftsmodusindikator er plassert her - rød ved oppvarming og grønn når ønsket temperatur er nådd. En diode VD1 er koblet parallelt med Rel1-viklingen for å beskytte VT2 mot spenning forårsaket av selvinduksjon på Rel1-spolen når den er slått av.

Råd. Figuren over viser at den tillatte koblingsstrømmen til reléet er 16A, noe som betyr at den tillater styring av en belastning på opptil 3 kW. Bruk en enhet med en effekt på 2-2,5 kW for å lette belastningen.

kraftenhet

En vilkårlig instruksjon gjør det mulig for en ekte termostat, på grunn av sin lave effekt, å bruke en billig kinesisk adapter som strømforsyning. Du kan også montere en 12V likeretter selv, med et strømforbruk på kretsen på ikke mer enn 200mA. For dette formålet er en transformator med en effekt på opptil 5 W og en effekt på 15 til 17 V egnet.
Diodebroen er laget ved hjelp av 1N4007 dioder, og spenningsstabilisatoren er basert på en integrert type 7812. På grunn av lav effekt er det ikke nødvendig å installere en stabilisator på batteriet.

Justering av termostaten

For å sjekke sensoren kan du bruke en helt vanlig bordlampe med metallskjerm. Som nevnt ovenfor lar romtemperatur spenningen ved emitteren til VT1 tåle omtrent 6,8V, men hvis du øker den til 90⁰C, faller spenningen til 5,99V. For målinger kan du bruke et vanlig kinesisk multimeter med termoelement type DT838.
Komparatoren fungerer som følger: hvis spenningen til temperatursensoren ved den inverterende inngangen er høyere enn spenningen ved den ikke-inverterende inngangen, vil den ved utgangen være lik spenningen til strømkilden - dette vil være en logisk en. Derfor åpner VT2 og reléet slås på, og flytter relékontaktene til oppvarmingsmodus.
Temperaturføler VT1 varmes opp når varmekretsen varmes opp og når temperaturen stiger, synker spenningen ved emitteren. I det øyeblikket den faller litt under spenningen som er satt på R7-motoren, oppnås en logisk null, noe som fører til at transistoren slås av og reléet slås av.
På dette tidspunktet tilføres ingen spenning til kjelen og systemet begynner å avkjøles, noe som også medfører kjøling av VT1-sensoren. Dette betyr at spenningen ved emitteren øker og så snart den passerer grensen satt av R7 starter releet igjen. Denne prosessen vil gjentas hele tiden.
Som du forstår, er prisen på en slik enhet lav, men den lar deg opprettholde ønsket temperatur under alle værforhold. Dette er veldig praktisk i tilfeller der det ikke er fastboende i rommet som overvåker temperaturen, eller når folk hele tiden erstatter hverandre og også er opptatt med arbeid.

Driften av en gass- eller elektrisk kjele kan optimaliseres ved å bruke ekstern styring av enheten. Kommersielt tilgjengelige eksterne termostater er designet for dette formålet. Denne artikkelen vil hjelpe deg å forstå hva disse enhetene er og forstå deres varianter. Det vil også diskutere spørsmålet om hvordan du monterer et termisk relé med egne hender.

Formål med termostater

Enhver elektrisk eller gasskjele er utstyrt med et automatiseringssett som overvåker oppvarmingen av kjølevæsken ved utløpet av enheten og slår av hovedbrenneren når den innstilte temperaturen er nådd. Kjeler for fast brensel er også utstyrt med lignende midler. De lar deg holde vanntemperaturen innenfor visse grenser, men ikke noe mer.

I dette tilfellet er det ikke tatt hensyn til de klimatiske forholdene innendørs eller utendørs. Dette er ikke veldig praktisk; huseieren må hele tiden velge riktig driftsmodus for kjelen på egen hånd. Været kan endre seg i løpet av dagen, da blir rommene varme eller kjølige. Det ville være mye mer praktisk hvis kjeleautomatikken var orientert mot lufttemperaturen i lokalene.

For å kontrollere driften av kjeler avhengig av den faktiske temperaturen, brukes forskjellige varmetermostater. Når et slikt relé er koblet til kjeleelektronikken, slås det av og starter oppvarming, opprettholder den nødvendige temperaturen på luften, ikke kjølevæsken.

Typer termiske reléer

En konvensjonell termostat er en liten elektronisk enhet installert på veggen på et passende sted og koblet til en varmekilde med ledninger. Det er bare en temperaturregulator på frontpanelet; dette er den billigste typen enhet.

I tillegg til det er det andre typer termiske reléer:

programmerbare: de har et flytende krystalldisplay, kobles til ved hjelp av ledninger eller bruker trådløs kommunikasjon med kjelen. Programmet lar deg stille inn temperaturendringer på bestemte tider på dagen og på dagen i løpet av uken;
samme enhet, kun utstyrt med en GSM-modul;
autonom regulator drevet av sitt eget batteri;
trådløst termisk relé med en fjernsensor for å kontrollere oppvarmingsprosessen avhengig av omgivelsestemperaturen.

Merk. En modell hvor føleren er plassert utenfor bygget gir væravhengig styring av driften av kjeleanlegget. Metoden anses som den mest effektive, siden varmekilden reagerer på skiftende værforhold selv før de påvirker temperaturen inne i bygningen.

Multifunksjonelle termiske reléer som kan programmeres sparer betydelig energi. I de timene på døgnet hvor ingen er hjemme, er det ingen vits i å holde høy temperatur i rommene. Når han kjenner familiens arbeidsplan, kan huseieren alltid programmere temperaturbryteren slik at lufttemperaturen til bestemte tider synker og oppvarmingen slås på en time før folk ankommer.

Husholdningstermostater utstyrt med en GSM-modul er i stand til å gi fjernkontroll av kjeleinstallasjonen via mobilkommunikasjon. Et budsjettalternativ er å sende varsler og kommandoer i form av SMS-meldinger fra en mobiltelefon. Avanserte versjoner av enheter har sine egne applikasjoner installert på en smarttelefon.

Hvordan montere et termisk relé selv?

Varmekontrollenheter tilgjengelig for salg er ganske pålitelige og forårsaker ingen klager. Men samtidig koster de penger, og dette passer ikke de huseierne som har i det minste litt kunnskap om elektro eller elektronikk. Tross alt, for å forstå hvordan et slikt termisk relé skal fungere, kan du montere og koble det til varmegeneratoren med egne hender.

Selvfølgelig kan ikke alle lage en kompleks programmerbar enhet. I tillegg, for å sette sammen en slik modell, er det nødvendig å kjøpe komponenter, samme mikrokontroller, digital skjerm og andre deler. Hvis du er ny i denne saken og har en overfladisk forståelse av problemet, bør du starte med en enkel krets, sette den sammen og sette den i drift. Etter å ha oppnådd et positivt resultat, kan du gå videre til noe mer alvorlig.

Først må du ha en ide om hvilke elementer en termostat med temperaturkontroll skal bestå av. Svaret på spørsmålet er gitt av kretsdiagrammet presentert ovenfor, som gjenspeiler driftsalgoritmen til enheten. I følge diagrammet skal enhver termostat ha et element som måler temperatur og sender en elektrisk impuls til prosessorenheten. Sistnevntes oppgave er å forsterke eller konvertere dette signalet på en slik måte at det fungerer som en kommando til aktuatoren - reléet. Deretter vil vi presentere 2 enkle kretser og forklare hvordan de fungerer i samsvar med denne algoritmen, uten å ty til spesifikke termer.

Krets med zenerdiode

En zenerdiode er den samme halvlederdioden som bare sender strømmen i én retning. Forskjellen fra en diode er at zenerdioden har en kontrollkontakt. Så lenge den innstilte spenningen tilføres det, er elementet åpent og strøm flyter gjennom kretsen. Når verdien faller under grensen, ryker kjeden. Det første alternativet er en termisk relékrets, der zenerdioden spiller rollen som en logisk kontrollenhet:

Som du kan se, er diagrammet delt inn i to deler. På venstre side er delen som går foran relékontrollkontaktene (betegnelse K1). Her er måleenheten en termisk motstand (R4), motstanden avtar med økende omgivelsestemperatur. Den manuelle temperaturregulatoren er en variabel motstand R1, strømforsyningen til kretsen er 12 V. I normal modus er en spenning på mer enn 2,5 V til stede ved kontrollkontakten til zenerdioden, kretsen er lukket, reléet er skrudd på.

Råd. Enhver rimelig kommersielt tilgjengelig enhet kan tjene som en 12 V strømforsyning. Relé – reedbryter merke RES55A eller RES47, termisk motstand – KMT, MMT eller lignende.

Så snart temperaturen stiger over den innstilte grensen, vil motstanden til R4 falle, spenningen blir mindre enn 2,5 V, og zenerdioden vil bryte kretsen. Deretter vil reléet gjøre det samme, og slå av strømdelen, hvis diagram er vist til høyre. Her er et enkelt termisk relé for kjelen utstyrt med en triac D2, som sammen med reléets lukkekontakter fungerer som en utøvende enhet. Kjelens forsyningsspenning på 220 V passerer gjennom den.

Krets med logikkbrikke

Denne kretsen skiller seg fra den forrige ved at den i stedet for en zenerdiode bruker en K561LA7 logikkbrikke. Temperatursensoren er fortsatt en termistor (betegnelse VDR1), først nå tas beslutningen om å lukke kretsen av den logiske blokken til mikrokretsen. Forresten, K561LA7-merket har blitt produsert siden sovjettiden og koster kun en krone.

For mellomforsterkning av pulser brukes KT315-transistoren; for samme formål er en andre transistor, KT815, installert i sluttfasen. Dette diagrammet tilsvarer venstre side av det forrige; kraftenheten vises ikke her. Som du kanskje gjetter, kan det være likt - med KU208G triac. Driften av et slikt hjemmelaget termisk relé er testet på kjeler ARISTON, BAXI, Don.

Konklusjon

Å koble en termostat til kjelen selv er ikke en vanskelig oppgave; det er mye materiale om dette emnet på Internett. Men å lage det selv fra bunnen av er ikke så lett, i tillegg trenger du en spennings- og strømmåler for å gjøre innstillingene. Om du kjøper et ferdig produkt eller begynner å lage det selv er en avgjørelse du tar.

Det er ingen vits i å beskrive driften av hele den hjemmelagde installasjonen, jeg filmet alt på video.

Noen punkter om montering av en elektronisk enhet:

Andrey, kanskje hele problemet ligger i KU208G triac. 127V oppnås fra det faktum at triacen hopper over en av halvsyklusene til nettspenningen. Prøv å bytte den ut med en importert BTA16-600 (16A, 600V), de fungerer mer stabilt. Det er ikke noe problem å kjøpe en BTA16-600 nå, og det er ikke dyrt.

sta9111, for å svare på dette spørsmålet må du huske hvordan termostaten vår fungerer. Her er et avsnitt fra artikkelen: «Spenningen ved kontrollelektrode 1 stilles inn med en deler R1, R2 og R4. En termistor med negativ TCR brukes som R4, så når den varmes opp, reduseres motstanden. Når spenningen på pinne 1 er over 2,5V, er mikrokretsen åpen, releet er slått på."

Med andre ord, ved ønsket temperatur, i ditt tilfelle 220 grader, bør termistor R4. Spenningsfallet er 2,5V, la oss betegne det som U_2,5V. Rangeringen til termistoren din er 1KOhm - dette er ved en temperatur på 25 grader. Dette er temperaturen som er angitt i oppslagsbøkene.

Oppslagsbok om termistorer msevm.com/data/trez/index.htm

Her kan du se driftstemperaturområdet og TKS: for en temperatur på 220 grader passer lite.

Karakteristikken til halvledertermistorer er ikke-lineær, som vist på figuren.

Tegning. Volt-ampere egenskaper for termistoren - website/vat.jpg

Dessverre er typen av termistor ukjent, så vi vil anta at du har en MMT-4 termistor.

I følge grafen viser det seg at ved 25 grader er motstanden til termistoren nøyaktig 1KOhm. Ved en temperatur på 150 grader faller motstanden til omtrent 300 ohm; det er rett og slett umulig å bestemme mer nøyaktig fra denne grafen. La oss betegne denne motstanden som R4_150.

Dermed viser det seg at strømmen gjennom termistoren vil være (Ohms lov) I= U_2.5V/ R4_150 = 2.5/300 = 0.0083A = 8.3mA. Dette er ved en temperatur på 150 grader, det ser ut til at alt er klart så langt, og det ser ikke ut til å være feil i resonnementet. La oss fortsette videre.

Med en forsyningsspenning på 12V viser det seg at motstanden til kretsen R1, R2 og R4 vil være 12V/8,3mA=1,445KOhm eller 1445Ohm. Subtraherer R4_150, viser det seg at summen av motstandene til motstandene R1 + R2 vil være 1445-300 = 1145 Ohm, eller 1,145 KOhms. Dermed kan du bruke en avstemningsmotstand R1 1KOhm, og en begrensende motstand R2 470Ohm. Slik blir regnestykket.

Dette ville vært vel og bra, men få termistorer er designet for å fungere ved temperaturer opp til 300 grader. Termistorer ST1-18 og ST1-19 er best egnet for denne serien. Se referanse msevm.com/data/trez/index.htm

Dermed viser det seg at denne termostaten ikke vil gi temperaturstabilisering ved 220 grader og over, siden den er designet for bruk av halvledertermistorer. Du må se etter en krets med termiske metallmotstander TSM eller TSP.