Jak zrobić termostat do szklarni własnymi rękami: zalety i zasady projektowania. DIY regulator temperatury lutownicy lub stacja lutownicza

Powodem montażu tego obwodu była awaria termostatu w piekarniku elektrycznym w kuchni. Po przeszukaniu Internetu nie znalazłem szczególnej obfitości opcji dotyczących mikrokontrolerów, oczywiście jest ich kilka, ale wszystkie są przeznaczone głównie do pracy z czujnikiem temperatury takim jak DS18B20 i jest on bardzo ograniczony w zakresie temperatur górnego wartości i nie nadaje się do piekarnika. Zadaniem był pomiar temperatur do 300°C, dlatego wybór padł na termopary typu K. Analiza rozwiązań obwodów doprowadziła do kilku opcji.

Obwód termostatu - opcja pierwsza

Termostat zmontowany według tego schematu ma deklarowaną górną granicę 999°C. Oto co się stało po złożeniu:

Testy wykazały, że sam termostat działa dość niezawodnie, jednak nie podobał mi się brak elastycznej pamięci w tej wersji. Szycie mikrokontrolera dla obu opcji znajduje się w archiwum.

Obwód termostatu - opcja druga

Po chwili namysłu doszedłem do wniosku, że da się tu podłączyć ten sam sterownik co na stacji lutowniczej, tyle że z małą modyfikacją. W trakcie pracy stacji lutowniczej stwierdzono drobne niedogodności: konieczność ustawienia timerów na 0, a czasem pojawia się zakłócenie przełączające stację na tryb SPAĆ . Biorąc pod uwagę, że kobiety nie muszą pamiętać algorytmu przełączania timera na tryb 0 lub 1, powtórzono obwód tej samej stacji, ale tylko kanał suszarki do włosów. A drobne ulepszenia doprowadziły do ​​stabilnej i „bezzakłóceniowej” pracy termostatu pod względem sterowania. Podczas flashowania oprogramowania AtMega8 należy zwrócić uwagę na nowe bezpieczniki. Poniższe zdjęcie przedstawia termoparę typu K, którą można wygodnie zamontować w piekarniku.

Spodobała mi się praca regulatora temperatury na płytce stykowej - przystąpiłem do końcowego montażu na płytce drukowanej.

Skończyłem montaż, praca również stabilna, wskazania w porównaniu z termometrem laboratoryjnym różnią się o około 1,5°C, czyli w zasadzie wzorowo. Podczas konfiguracji na płytce drukowanej znajduje się rezystor wyjściowy; nie znalazłem jeszcze na stanie SMD o tej wartości.

Dioda LED modeluje elementy grzejne piekarnika. Jedyna uwaga: konieczność stworzenia niezawodnej wspólnej płaszczyzny, co z kolei wpływa na końcowy wynik pomiaru. Obwód wymaga wieloobrotowego rezystora dostrajającego, a po drugie zwróć uwagę na R16, może trzeba go również wybrać, w moim przypadku jest to 18 kOhm. Oto co mamy:

W trakcie eksperymentów z najnowszym termostatem pojawiło się więcej drobnych ulepszeń, które jakościowo wpłynęły na wynik końcowy, spójrz na zdjęcie z napisem 543 - oznacza to, że czujnik jest odłączony lub uszkodzony.

I wreszcie przechodzimy od eksperymentów do gotowego projektu termostatu. Zaimplementowałem obwód w kuchence elektrycznej i zaprosiłem autorytatywną komisję do odbioru pracy :) Jedyne, co moja żona odrzuciła, to małe przyciski sterujące konwekcją, ogólnym zasilaniem i przepływem powietrza, ale z czasem da się to rozwiązać, ale na razie wygląda to tak.

Regulator utrzymuje zadaną temperaturę z dokładnością do 2 stopni. Dzieje się tak w momencie nagrzewania, ze względu na bezwładność całej konstrukcji (elementy grzejne schładzają się, rama wewnętrzna wyrównuje temperaturę), ogólnie bardzo podobał mi się schemat w pracy, dlatego zaleca się go do samodzielnego powtórzenie. Autor - GUBERNATOR.

Omów artykuł SCHEMAT TERMOREGULATORA

Skuteczna inkubacja jaj drobiu jest niemożliwa bez stabilnej kontroli temperatury. Termostat do inkubatora musi zapewniać dokładność ±0,1˚С, z możliwością jego zmiany w zakresie od 35 do 39˚С. Większość dostępnych na rynku urządzeń cyfrowych i analogowych spełnia ten wymóg. Dość dokładny przekaźnik termiczny można wykonać w domu, pod warunkiem, że masz podstawową wiedzę z zakresu elektroniki i umiejętność trzymania lutownicy.

W czasach starożytnych…

W pierwszych inkubatorach domowych i przemysłowych ubiegłego wieku temperaturę regulowano za pomocą przekaźników bimetalicznych. Aby odciążyć obciążenie i wyeliminować wpływ przegrzania styków, grzejniki włączono nie bezpośrednio, ale za pomocą potężnych przekaźników mocy. Takie połączenie do dziś można spotkać w tanich modelach. Prostota obwodu była kluczem do niezawodnego działania, a każdy uczeń szkoły średniej mógł własnoręcznie wykonać taki termostat do inkubatora.

Wszystkie pozytywne aspekty zostały zanegowane przez niską rozdzielczość i złożoność regulacji. Temperaturę w trakcie procesu należy obniżać według harmonogramu w krokach co 0,5˚C, a dokładne wykonanie tego za pomocą śruby regulacyjnej na przekaźniku umieszczonym wewnątrz inkubatora jest bardzo problematyczne. Z reguły temperatura pozostawała stała przez cały okres inkubacji, co prowadziło do zmniejszenia wylęgalności. Konstrukcje z pokrętłem regulacyjnym i skalą były wygodniejsze, ale dokładność trzymania spadła o ±1-2˚С.

Pierwsza elektronika

Analogowy regulator temperatury dla inkubatora jest nieco bardziej skomplikowany. Zazwyczaj termin ten odnosi się do rodzaju sterowania, w którym poziom napięcia pobieranego z czujnika jest bezpośrednio porównywany z poziomem odniesienia. Załączanie i wyłączanie obciążenia następuje w trybie impulsowym w zależności od różnicy poziomów napięć. Dokładność regulacji nawet prostych obwodów mieści się w granicach 0,3-0,5°C, a przy zastosowaniu wzmacniaczy operacyjnych dokładność wzrasta do 0,1-0,05°C.

Aby zgrubnie ustawić wymagany tryb, na korpusie urządzenia znajduje się szakal. Stabilność odczytów w niewielkim stopniu zależy od temperatury w pomieszczeniu i zmian napięcia sieciowego. Aby wyeliminować wpływ zakłóceń, czujnik podłącza się przewodem ekranowanym o minimalnej wymaganej długości. W tej kategorii znajdują się również rzadkie modele z analogową kontrolą obciążenia. Element grzejny w nich jest stale włączony, a temperatura jest regulowana poprzez płynną zmianę mocy.

Dobrym przykładem jest model TRi-02 - analogowy termostat do inkubatora, którego cena nie przekracza 1500 rubli. Od lat 90-tych ubiegłego wieku wyposażane są w seryjne. Urządzenie jest łatwe w obsłudze i wyposażone w zdalny czujnik z kablem o długości 1 m, przewód zasilający i przewód obciążeniowy licznika. Specyfikacja techniczna:

1. Moc obciążenia przy standardowym napięciu sieciowym od 5 do 500 W.
2. Zakres regulacji wynosi 36-41˚С z dokładnością nie gorszą niż ±0,1˚С.
3. Temperatura otoczenia od 15 do 35˚С, dopuszczalna wilgotność do 80%.
4. Bezstykowe przełączanie obciążenia triakiem.
5. Wymiary gabarytowe obudowy to 120x80x50 mm.

Liczby są zawsze dokładniejsze

Cyfrowe przyrządy pomiarowe zapewniają większą dokładność regulacji. Klasyczny cyfrowy termostat do inkubatora różni się od analogowego sposobem przetwarzania sygnału. Napięcie pobrane z czujnika przechodzi przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) i dopiero potem trafia do jednostki porównawczej. Wstępnie określona cyfrowo wartość wymaganej temperatury jest porównywana z wartością otrzymaną z czujnika i odpowiednie polecenie jest wysyłane do urządzenia sterującego.

Taka konstrukcja znacznie poprawia dokładność pomiaru, przy minimalnej zależności od temperatury otoczenia i zakłóceń. Stabilność i czułość są zwykle ograniczone możliwościami samego czujnika i wydajnością systemu. Sygnał cyfrowy umożliwia wyświetlanie aktualnej wartości temperatury na wyświetlaczu LED lub ciekłokrystalicznym bez komplikowania obwodów. Znaczna część modeli przemysłowych posiada zaawansowaną funkcjonalność, którą rozważymy na przykładzie kilku nowoczesnych urządzeń.

Możliwości budżetowego termostatu cyfrowego Ringder THC-220 są wystarczające dla domowego inkubatora domowego. Regulacja temperatury w zakresie 16-42˚С oraz zewnętrzny blok gniazd do podłączenia obciążenia pozwala na wykorzystanie urządzenia poza sezonem - na przykład do sterowania klimatem w pomieszczeniu.

Dla Twojej informacji, oto krótka charakterystyka urządzenia:

1. Aktualna temperatura i wilgotność w obszarze czujnika wyświetlana jest na wyświetlaczu LCD.
2. Zakres wyświetlanej temperatury wynosi od -40˚С do 100˚С, wilgotność 0-99%.
3. Wybrane tryby są wyświetlane na ekranie w postaci symboli.
4. Krok ustawiania temperatury wynosi 0,1˚C.
5. Możliwość regulacji wilgotności do 99%.
6. 24-godzinny format timera z podziałem dzień/noc.
7. Obciążalność jednego kanału wynosi 1200 W.
8. Dokładność utrzymania temperatury w dużych pomieszczeniach wynosi ±1˚С.

Bardziej złożoną i kosztowną konstrukcją jest uniwersalny kontroler XM-18. Urządzenie produkowane jest w Chinach, a na rynek rosyjski trafia w dwóch wersjach – z interfejsem angielskim i chińskim. Przy wyborze oczywiście preferowana jest opcja eksportu do Europy Zachodniej.

Opanowanie urządzenia nie zajmie dużo czasu. W zależności od tego, jaka temperatura powinna panować w inkubatorze, program fabryczny można dostosować za pomocą 4 klawiszy. 4 ekrany na panelu przednim wyświetlają aktualną temperaturę, wilgotność i dodatkowe parametry pracy. Aktywne tryby sygnalizowane są 7 diodami LED. Sygnalizacja dźwiękowa i świetlna w przypadku niebezpiecznych odchyleń znacznie ułatwia kontrolę. Możliwości urządzenia:

1. Zakres temperatury pracy 0-40,5˚С z dokładnością ±0,1˚С.
2. Regulacja wilgotności 0-99% z dokładnością ±5%.
3. Maksymalne obciążenie wzdłuż kanału grzewczego wynosi 1760 W.
4. Maksymalne obciążenie kanałów wilgotności, silnika i alarmu wynosi nie więcej niż 220 W.
5. Odstęp między obracaniem jaj 0-999 min.
6. Czas pracy wentylatora chłodzącego 0-999 sek. z przerwą pomiędzy okresami 0-999 min.
7. Dopuszczalna temperatura pomieszczenia -10 do +60˚С, wilgotność względna nie większa niż 85%.

Wybierając termostaty z czujnikiem temperatury powietrza do inkubatora, należy wziąć pod uwagę możliwości swojego projektu. Mały inkubator będzie miał wystarczającą kontrolę nad temperaturą i wilgotnością, a większość dodatkowych opcji drogiego sprzętu pozostanie nieodebrana.

Termostat zrób to sam

Pomimo dużego wyboru gotowych produktów wielu woli samodzielnie złożyć obwód termostatu do inkubatora. Najprostsza wersja, przedstawiona poniżej, była jedną z najpopularniejszych konstrukcji krótkofalówek w latach 80-tych. Prosty montaż i dostępna podstawa elementu przeważyły ​​nad wadami - uzależnieniem od temperatury pokojowej i niestabilnością na zakłócenia sieciowe.

Amatorskie obwody radiowe wykorzystujące wzmacniacze operacyjne często przewyższały wydajnością swoje przemysłowe odpowiedniki. Jeden z tych obwodów, zamontowany na wzmacniaczu operacyjnym KR140UD6, może powtórzyć nawet początkujący. Wszystkie szczegóły znajdują się w domowych urządzeniach radiowych z końca ubiegłego wieku. Jeśli elementy są w dobrym stanie, obwód zaczyna działać natychmiast i wymaga jedynie kalibracji. W razie potrzeby można znaleźć podobne rozwiązania w innych wzmacniaczach operacyjnych.

Obecnie coraz więcej obwodów powstaje na kontrolerach PIC - programowalnych mikroukładach, których funkcje zmieniane są przez oprogramowanie układowe. Wykonane na nich termostaty wyróżniają się prostą konstrukcją obwodów, jednak pod względem funkcjonalności nie ustępują najlepszym wzorom przemysłowym. Poniższy schemat ma charakter wyłącznie poglądowy i wymaga odpowiedniego oprogramowania sprzętowego. Jeśli posiadasz programistę, łatwo jest pobrać gotowe rozwiązania wraz z kodem oprogramowania na forach krótkofalarstwa.

Szybkość działania regulatora zależy bezpośrednio od masy czujnika temperatury, ponieważ zbyt masywny korpus ma dużą bezwładność. Można „zgrubnie” zmniejszyć czułość miniaturowego termistora lub diody, umieszczając na tej części kawałek plastikowego batystu. Czasami jest wypełniony żywicą epoksydową, aby ją uszczelnić. W przypadku projektów jednorzędowych z ogrzewaniem górnym lepiej jest umieścić czujnik bezpośrednio nad powierzchnią jaj, w równej odległości od elementów grzejnych.

Inkubacja jest nie tylko opłacalna, ale także ekscytująca. W połączeniu z kreatywnością techniczną dla wielu staje się hobby na całe życie. Nie bójcie się eksperymentować i życzymy udanej realizacji Waszych projektów!

Przegląd termostatów do inkubatorów - wideo

Andriej, być może cały problem tkwi w triaku KU208G. 127 V uzyskuje się dzięki temu, że triak pomija jeden z półcykli napięcia sieciowego. Spróbuj zastąpić go importowanym BTA16-600 (16A, 600V), działają stabilniej. Kupno BTA16-600 nie stanowi teraz żadnego problemu, a do tego nie jest drogi.

sta9111, aby odpowiedzieć na to pytanie, będziesz musiał przypomnieć sobie, jak działa nasz termostat. Oto akapit z artykułu: „Napięcie na elektrodzie sterującej 1 ustala się za pomocą dzielnika R1, R2 i R4. Jako R4 używany jest termistor z ujemnym TCR, więc po podgrzaniu jego rezystancja maleje. Gdy napięcie na pinie 1 przekracza 2,5 V, mikroukład jest otwarty, przekaźnik zostaje włączony.”

Innymi słowy, przy żądanej temperaturze, w twoim przypadku 220 stopni, termistor R4 powinien. Spadek napięcia wynosi 2,5 V, oznaczmy to jako U_2,5 V. Wartość znamionowa termistora wynosi 1KOhm – jest to temperatura 25 stopni. Jest to temperatura wskazana w podręcznikach.

Podręcznik dotyczący termistorów msevm.com/data/trez/index.htm

Tutaj możesz zobaczyć zakres temperatur roboczych i TKS: dla temperatury 220 stopni niewiele jest odpowiednie.

Charakterystyka termistorów półprzewodnikowych jest nieliniowa, jak pokazano na rysunku.

Rysunek. Charakterystyka woltoamperowa termistora - website/vat.jpg

Niestety, typ twojego termistora jest nieznany, więc założymy, że masz termistor MMT-4.

Z wykresu wynika, że ​​przy 25 stopniach rezystancja termistora wynosi dokładnie 1KOhm. W temperaturze 150 stopni rezystancja spada do około 300 omów, po prostu nie da się dokładniej określić na podstawie tego wykresu. Oznaczmy ten opór jako R4_150.

Okazuje się zatem, że prąd płynący przez termistor będzie wynosił (prawo Ohma) I= U_2,5V/ R4_150 = 2,5/300 = 0,0083A = 8,3mA. To jest w temperaturze 150 stopni, wydaje się, że na razie wszystko jest jasne i wydaje się, że nie ma błędów w rozumowaniu. Kontynuujmy dalej.

Przy napięciu zasilania 12V okazuje się, że rezystancja obwodu R1, R2 i R4 będzie wynosić 12V/8,3mA=1,445KOhm czyli 1445Ohm. Odejmując R4_150, okazuje się, że suma rezystancji rezystorów R1 + R2 wyniesie 1445-300 = 1145 omów lub 1,145 KOhm. W ten sposób można zastosować rezystor dostrajający R1 1KOhm i rezystor ograniczający R2 470Ohm. Tak wychodzi obliczenie.

Wszystko byłoby dobrze, ale niewiele termistorów jest zaprojektowanych do pracy w temperaturach do 300 stopni. Dla tego zakresu najbardziej odpowiednie są termistory ST1-18 i ST1-19. Zobacz odniesienie msevm.com/data/trez/index.htm

Okazuje się zatem, że ten termostat nie zapewni stabilizacji temperatury na poziomie 220 stopni i więcej, ponieważ jest przeznaczony do stosowania termistorów półprzewodnikowych. Będziesz musiał poszukać obwodu z metalowymi oporami termicznymi TSM lub TSP.

Utrzymanie warunków temperaturowych jest bardzo ważnym warunkiem technologicznym nie tylko w produkcji, ale także w życiu codziennym. Mając tak duże znaczenie, parametr ten trzeba jakoś regulować i kontrolować. Produkują ogromną liczbę takich urządzeń, które mają wiele funkcji i parametrów. Ale wykonanie termostatu własnymi rękami jest czasami znacznie bardziej opłacalne niż zakup gotowego fabrycznego odpowiednika.

Zrób swój własny termostat

Ogólna koncepcja regulatorów temperatury

Coraz powszechniejsze w produkcji są urządzenia rejestrujące i jednocześnie regulujące zadaną wartość temperatury. Ale znalazły też swoje miejsce w życiu codziennym. Aby utrzymać niezbędny mikroklimat w domu, często stosuje się termostaty wodne. Wykonują takie urządzenia własnymi rękami do suszenia warzyw lub ogrzewania inkubatora. Taki system może znaleźć swoje miejsce wszędzie.

W tym filmie dowiemy się, czym jest regulator temperatury:

W rzeczywistości większość termostatów stanowi tylko część całego obwodu, który składa się z następujących elementów:

1. Czujnik temperatury, który mierzy, rejestruje i przekazuje otrzymane informacje do sterownika. Dzieje się tak na skutek zamiany energii cieplnej na sygnały elektryczne rozpoznawane przez urządzenie. Czujnikiem może być termometr oporowy lub termopara, które w swojej konstrukcji mają metal, który reaguje na zmiany temperatury i pod jej wpływem zmienia swoją rezystancję.
2. Jednostką analityczną jest sam regulator. Odbiera sygnały elektroniczne i reaguje w zależności od swoich funkcji, po czym przekazuje sygnał do siłownika.
3. Siłownik to rodzaj urządzenia mechanicznego lub elektronicznego, które po otrzymaniu sygnału z urządzenia zachowuje się w określony sposób. Na przykład po osiągnięciu ustawionej temperatury zawór odetnie dopływ płynu chłodzącego. I odwrotnie, gdy tylko odczyty spadną poniżej określonych wartości, jednostka analityczna wyda polecenie otwarcia zaworu.

Są to trzy główne części układu utrzymującego określone parametry temperaturowe. Chociaż oprócz nich w obwodzie mogą również uczestniczyć inne części, takie jak przekaźnik pośredni. Ale pełnią tylko dodatkową funkcję.

Zasada działania

Zasada działania wszystkich regulatorów polega na usunięciu wielkości fizycznej (temperatury) i przesłaniu danych do obwodu jednostki sterującej, która decyduje, co należy zrobić w konkretnym przypadku.

Jeśli tworzysz przekaźnik termiczny, najprostszą opcją będzie mechaniczny obwód sterujący. Tutaj za pomocą rezystora ustawia się pewien próg, po osiągnięciu którego zostanie podany sygnał do siłownika.

Aby uzyskać dodatkową funkcjonalność i możliwość pracy w szerszym zakresie temperatur, konieczna będzie integracja sterownika. Pomoże to również wydłużyć żywotność urządzenia.

W tym filmie możesz zobaczyć, jak samodzielnie wykonać termostat do ogrzewania elektrycznego:

Domowy regulator temperatury

W rzeczywistości istnieje wiele schematów samodzielnego wykonania termostatu. Wszystko zależy od obszaru, w którym taki produkt będzie używany. Oczywiście niezwykle trudno jest stworzyć coś zbyt złożonego i wielofunkcyjnego. Ale termostat, który można wykorzystać do ogrzewania akwarium lub suszenia warzyw na zimę, można stworzyć przy minimalnej wiedzy.

Najprostszy schemat

Najprostszy obwód przekaźnika termicznego typu „zrób to sam” ma beztransformatorowy zasilacz, który składa się z mostka diodowego z równolegle połączoną diodą Zenera, która stabilizuje napięcie w granicach 14 woltów, oraz kondensatora gaszącego. W razie potrzeby można tutaj również dodać stabilizator 12 V.

Stworzenie termostatu nie wymaga dużego wysiłku ani inwestycji finansowych.

Cały obwód będzie oparty na diodzie Zenera TL431, której sterowanie odbywa się za pomocą dzielnika składającego się z rezystora 47 kOhm, rezystancji 10 kOhm i termistora 10 kOhm pełniącego funkcję czujnika temperatury. Jego rezystancja maleje wraz ze wzrostem temperatury. Lepiej jest dobrać rezystor i rezystancję, aby osiągnąć najlepszą dokładność działania.

Sam proces jest następujący: gdy na styku sterującym mikroukładu zostanie wygenerowane napięcie większe niż 2,5 wolta, spowoduje to otwarcie, które włączy przekaźnik, przykładając obciążenie do siłownika.

Jak zrobić termostat do inkubatora własnymi rękami, możesz zobaczyć na prezentowanym filmie:

I odwrotnie, gdy napięcie spadnie niżej, mikroukład zamknie się, a przekaźnik wyłączy się.

Aby uniknąć grzechotania styków przekaźnika, należy wybrać go z minimalnym prądem trzymania. A równolegle do wejść trzeba wlutować kondensator 470×25 V.

W przypadku korzystania z termistora NTC i mikroukładu, które były już używane, należy najpierw sprawdzić ich działanie i dokładność.

Zatem, okazuje się, że jest to proste urządzenie regulacja temperatury. Jednak przy odpowiednich składnikach sprawdza się doskonale w szerokim zakresie zastosowań.

Urządzenie wewnętrzne

Takie termostaty do samodzielnego montażu z czujnikiem temperatury powietrza optymalnie nadają się do utrzymania określonych parametrów mikroklimatu w pomieszczeniach i kontenerach. Jest w pełni zdolny do automatyzacji procesu i sterowania dowolnym emiterem ciepła, od gorącej wody po elementy grzejne. Jednocześnie wyłącznik termiczny ma doskonałe dane dotyczące wydajności. Czujnik może być wbudowany lub zdalny.

W tym przypadku termistor, oznaczony na schemacie jako R1, pełni rolę czujnika temperatury. Dzielnik napięcia zawiera R1, R2, R3 i R6, z których sygnał jest wysyłany na czwarty pin układu wzmacniacza operacyjnego. Piąty pin DA1 odbiera sygnał z dzielnika R3, R4, R7 i R8.

Rezystancję rezystorów należy dobrać tak, aby przy minimalnie niskiej temperaturze mierzonego medium, gdy rezystancja termistora jest maksymalna, komparator był dodatnio nasycony.

Napięcie na wyjściu komparatora wynosi 11,5 wolta. W tym momencie tranzystor VT1 znajduje się w pozycji otwartej, a przekaźnik K1 włącza siłownik lub mechanizm pośredni, w wyniku czego rozpoczyna się ogrzewanie. W rezultacie wzrasta temperatura otoczenia, co zmniejsza rezystancję czujnika. Na wejściu 4 mikroukładu napięcie zaczyna rosnąć, w wyniku czego przekracza napięcie na pinie 5. W rezultacie komparator wchodzi w ujemną fazę nasycenia. Na dziesiątym wyjściu mikroukładu napięcie wynosi około 0,7 wolta, co stanowi logiczne zero. W rezultacie tranzystor VT1 zamyka się, a przekaźnik wyłącza się i wyłącza siłownik.

Na chipie LM 311

Ten samodzielny regulator temperatury przeznaczony jest do współpracy z elementami grzejnymi i jest w stanie utrzymać określone parametry temperaturowe w zakresie 20-100 stopni. Jest to najbezpieczniejsza i najbardziej niezawodna opcja, ponieważ w jej działaniu zastosowano galwaniczną izolację czujnika temperatury i obwodów sterujących, co całkowicie eliminuje możliwość porażenia prądem.

Podobnie jak większość podobnych układów, opiera się na mostku prądu stałego, w którego jednym ramieniu podłączony jest komparator, a w drugim - czujnik temperatury. Komparator monitoruje niedopasowanie obwodu i reaguje na stan mostka w momencie przejścia przez punkt równowagi. Jednocześnie próbuje zrównoważyć mostek za pomocą termistora, zmieniając jego temperaturę. Stabilizacja termiczna może nastąpić tylko przy określonej wartości.

Rezystor R6 ustala punkt, w którym powinna powstać równowaga. W zależności od temperatury otoczenia do tej wagi można włączyć termistor R8, który pozwala regulować temperaturę.

Na filmie można zobaczyć analizę prostego obwodu termostatu:

Jeżeli temperatura ustawiona przez R6 jest niższa od wymaganej, to rezystancja na R8 jest zbyt duża, co powoduje zmniejszenie prądu na komparatorze. Spowoduje to przepływ prądu i otwarcie siedmiopiętrowego VS1, co włączy element grzejny. Dioda LED będzie to sygnalizować.

Wraz ze wzrostem temperatury rezystancja R8 zacznie spadać. Most będzie dążył do punktu równowagi. Na komparatorze potencjał wejścia odwrotnego stopniowo maleje, a na wejściu bezpośrednim wzrasta. W pewnym momencie sytuacja się zmienia i proces przebiega w odwrotnym kierunku. Tym samym regulator temperatury będzie włączał lub wyłączał siłownik w zależności od rezystancji R8.

Jeśli LM311 nie jest dostępny, można go zastąpić domowym mikroukładem KR554CA301. Okazuje się, że jest to prosty termostat typu „zrób to sam” o minimalnych kosztach, wysokiej dokładności i niezawodnym działaniu.

Wymagane materiały i narzędzia

Sam montaż dowolnego obwodu elektrycznego regulatora temperatury nie zajmuje dużo czasu i wysiłku. Ale aby zrobić termostat, potrzebujesz minimalnej wiedzy z elektroniki, zestaw części wg schematu i narzędzi:

1. Lutownica impulsowa. Możesz użyć zwykłego, ale z cienką końcówką.
2. Lut i topnik.
3. Płytka drukowana.
4. Kwas do wytrawiania śladów.

Zalety i wady

Nawet prosty termostat typu „zrób to sam” ma wiele zalet i pozytywnych aspektów. O fabrycznych urządzeniach wielofunkcyjnych w ogóle nie trzeba mówić.

Regulatory temperatury umożliwiają:

1. Utrzymuj komfortową temperaturę.
2. Oszczędzaj zasoby energii.
3. Nie angażuj nikogo w ten proces.
4. Postępuj zgodnie z procesem technologicznym, podnosząc jakość.

Wady obejmują wysoki koszt modeli fabrycznych. Nie dotyczy to oczywiście urządzeń domowych. Ale te produkcyjne, które są wymagane podczas pracy z mediami ciekłymi, gazowymi, alkalicznymi i innymi podobnymi, mają wysoki koszt. Zwłaszcza jeśli urządzenie musi mieć wiele funkcji i możliwości.

Witam wszystkich fanów elektronicznych wyrobów domowego użytku. Ostatnio na szybko zrobiłem własnymi rękami termostat elektroniczny; schemat obwodu urządzenia jest bardzo prosty. Jako siłownik zastosowano przekaźnik elektromagnetyczny z mocnymi stykami, które wytrzymują prąd do 30 amperów. Dlatego omawiany domowy produkt można wykorzystać do różnych potrzeb domowych.

Według poniższego schematu termostat można wykorzystać np. do akwarium lub do przechowywania warzyw. Niektórzy mogą uznać to za przydatne w połączeniu z bojlerem elektrycznym, podczas gdy inni mogą używać go do lodówki.

Termostat elektroniczny DIY, schemat urządzenia

Jak już powiedziałem, obwód jest bardzo prosty i zawiera minimum niedrogich i powszechnych komponentów radiowych. Zazwyczaj termostaty są zbudowane na mikroukładzie porównawczym. Z tego powodu urządzenie staje się bardziej skomplikowane. Ten domowy produkt jest zbudowany na regulowanej diodzie Zenera TL431:

Porozmawiajmy teraz bardziej szczegółowo o częściach, których użyłem.

Szczegóły urządzenia:

• Transformator obniżający napięcie 12 V
• diody; IN4007 lub inne o podobnych parametrach 6 szt.
• Kondensatory elektrolityczne; 1000 mikronów, 2000 mikronów, 47 mikronów
• Układ stabilizujący; 7805 lub inne 5 woltów
• Tranzystor; KT 814A lub inny p-n-p o prądzie kolektora co najmniej 0,3 A
• Regulowana dioda Zenera; TL431 lub radziecki KR142EN19A
• Rezystory; 4,7 Kohm, 160 Kohm, 150 Ohm, 910 Ohm
• Rezystor zmienny; 150 kom
• Termistor jako czujnik; około 50 Kohm z ujemnym TCS
• Dioda LED; dowolny o najniższym poborze prądu
• Przekaźnik elektromagnetyczny; dowolne napięcie 12 V i pobór prądu 100 mA lub mniej
• Przycisk lub przełącznik; do sterowania ręcznego

Jak zrobić termostat własnymi rękami

Jako obudowę wykorzystano spalony miernik elektroniczny Granit-1. Z licznika pochodzi również płytka na której znajdują się wszystkie główne elementy radia. Wewnątrz obudowy znajduje się transformator zasilający i przekaźnik elektromagnetyczny:

Jako przekaźnik zdecydowałem się użyć samochodu, który można kupić w każdym sklepie motoryzacyjnym. Prąd roboczy cewki wynosi około 100 miliamperów:

Ponieważ regulowana dioda Zenera ma małą moc, jej maksymalny prąd nie przekracza 100 miliamperów, bezpośrednie podłączenie przekaźnika do obwodu diody Zenera nie będzie możliwe. Dlatego musieliśmy zastosować mocniejszy tranzystor KT814. Oczywiście obwód można uprościć, jeśli zastosuje się na przykład przekaźnik, którego prąd płynący przez cewkę jest mniejszy niż 100 miliamperów, lub SRA-12VDC-AL. Takie przekaźniki można podłączyć bezpośrednio do obwodu katody diody Zenera.

Opowiem ci trochę o transformatorze. Jakość, którą zdecydowałem się zastosować, była niestandardowa. Mam zalegającą cewkę napięciową ze starego licznika indukcyjnego energii elektrycznej:

Jak widać na zdjęciu jest wolne miejsce na uzwojenie wtórne, postanowiłem spróbować je nawinąć i zobaczyć co się stanie. Oczywiście pole przekroju rdzenia jest małe, a zatem moc jest niewielka. Ale do tego regulatora temperatury ten transformator wystarczy. Według moich obliczeń mam 45 zwojów na 1 wolt. Aby uzyskać 12 woltów na wyjściu, należy nawinąć 540 zwojów. Do ich dopasowania użyłem drutu o średnicy 0,4 milimetra. Oczywiście można użyć gotowego o napięciu wyjściowym 12 woltów lub adaptera.

Jak zauważyłeś, obwód zawiera stabilizator 7805 o ustabilizowanym napięciu wyjściowym 5 woltów, które zasila pin sterujący diody Zenera. Dzięki temu regulator temperatury posiada stabilną charakterystykę, która nie ulegnie zmianie pod wpływem zmian napięcia zasilania.

Jako czujnik zastosowałem termistor, który w temperaturze pokojowej ma rezystancję 50 Kom. Po podgrzaniu rezystancja tego rezystora maleje:

Aby chronić go przed wpływami mechanicznymi, zastosowałem rurki termokurczliwe:

Po prawej stronie termostatu znaleziono miejsce na rezystor zmienny R1. Ponieważ oś rezystora jest bardzo krótka, musiałem przylutować do niej flagę, którą wygodnie się obraca. Po lewej stronie umieściłem włącznik ręcznego sterowania. Dzięki niemu w łatwy sposób można sprawdzić stan pracy urządzenia, bez konieczności zmiany ustawionej temperatury:

Pomimo tego, że listwa zaciskowa dawnego licznika elektrycznego jest bardzo nieporęczna, nie wyjmowałem jej z obudowy. Wyraźnie zawiera wtyczkę jakiegoś urządzenia, takiego jak grzejnik elektryczny. Usuwając zworkę (żółta po prawej na zdjęciu) i używając amperomierza zamiast zworki, można zmierzyć prąd dostarczany do obciążenia:

Teraz pozostaje tylko skalibrować termostat. Do tego potrzebujemy. Musisz połączyć oba czujniki urządzenia razem za pomocą taśmy elektrycznej:

Użyj termometru do pomiaru temperatury różnych gorących i zimnych obiektów. Za pomocą markera zaznacz skalę i oznaczenia na termostacie, wskazując moment załączenia przekaźnika. U mnie temperatura od 8 do 60 stopni. Jeśli ktoś potrzebuje przesunąć temperaturę roboczą w tę czy inną stronę, można to łatwo zrobić, zmieniając wartości rezystorów R1, R2, R3:

Więc zrobiliśmy elektroniczny termostat własnymi rękami. Zewnętrznie wygląda to tak:

Aby nie było widać wnętrza urządzenia przez przezroczystą pokrywę, zakleiłem je taśmą, zostawiając otwór na diodę HL1 LED. Niektórzy radioamatorzy, którzy zdecydowali się powtórzyć ten schemat, narzekają, że przekaźnik nie włącza się bardzo wyraźnie, jakby grzechotał. Nic takiego nie zauważyłem, przekaźnik włącza się i wyłącza bardzo wyraźnie. Nawet przy niewielkiej zmianie temperatury nie dochodzi do drgań. Jeśli tak się stanie, należy dokładniej dobrać kondensator C3 i rezystor R5 w obwodzie bazowym tranzystora KT814.

Zmontowany termostat zgodnie z tym schematem włącza obciążenie, gdy temperatura spada. Jeśli wręcz przeciwnie, ktoś musi włączyć obciążenie, gdy temperatura wzrośnie, to trzeba zamienić czujnik R2 z rezystorami R1, R3.