Le respect du régime de température est une condition technologique très importante non seulement dans la production, mais aussi dans la vie quotidienne. Étant si important, ce paramètre doit être régulé et contrôlé par quelque chose. Un grand nombre de ces appareils sont produits, qui présentent de nombreuses fonctionnalités et paramètres. Mais fabriquer un thermostat de vos propres mains est parfois beaucoup plus rentable que d'acheter un analogue d'usine prêt à l'emploi.
Créez vous-même un thermostat
Concept général des régulateurs de température
Les appareils qui fixent et régulent en même temps une valeur de température définie se retrouvent dans une plus grande mesure dans la production. Mais ils ont également trouvé leur place dans la vie de tous les jours. Pour maintenir le microclimat requis dans la maison, des thermostats pour l'eau sont souvent utilisés. Ils fabriquent de tels dispositifs pour sécher les légumes ou chauffer un incubateur de leurs propres mains. Un système similaire peut trouver sa place n'importe où.
Dans cette vidéo, nous découvrirons ce qu'est un régulateur de température:
En fait, la plupart des thermostats ne sont qu'une partie du circuit global, qui se compose des composants suivants:
- Un capteur de température qui mesure et enregistre, ainsi que transfère les informations reçues au contrôleur. Cela se produit en raison de la conversion de l'énergie thermique en signaux électriques reconnus par l'appareil. Le capteur peut être un thermomètre à résistance ou un thermocouple, qui, dans leur conception, ont un métal qui réagit aux changements de température et modifie sa résistance sous son influence.
- L'unité d'analyse est le régulateur lui-même. Il reçoit des signaux électroniques et réagit en fonction de ses fonctions, après quoi il transmet le signal à l'actionneur.
- Un actionneur est une sorte de dispositif mécanique ou électronique qui, lorsqu'il reçoit un signal de l'unité, se comporte d'une certaine manière. Par exemple, lorsque la température de consigne est atteinte, la vanne coupe l'alimentation en liquide de refroidissement. Inversement, dès que les lectures tombent en dessous des valeurs préréglées, l'unité analytique donne l'ordre d'ouvrir la vanne.
https://youtu.be/5df-HCmm00Y
Ce sont les trois parties principales du système de contrôle de la température. Bien que, en plus d'eux, d'autres pièces, comme un relais intermédiaire, puissent participer au circuit. Mais ils ne remplissent qu'une fonction supplémentaire.
Thermostat numérique
Afin de créer un thermostat entièrement fonctionnel avec un étalonnage précis, vous ne pouvez pas vous passer d'éléments numériques. Envisagez un appareil pour contrôler les températures dans un petit magasin de légumes.
L'élément principal ici est le microcontrôleur PIC16F628A. Ce microcircuit permet de contrôler divers appareils électroniques. Le microcontrôleur PIC16F628A contient 2 comparateurs analogiques, un oscillateur interne, 3 minuteries, des modules de comparaison CCP et un échange de données USART.
Lorsque le thermostat fonctionne, la valeur de la température existante et réglée est transmise au MT30361 - un indicateur à trois chiffres avec une cathode commune. Pour régler la température souhaitée, utilisez les boutons: SB1 - pour diminuer et SB2 - pour augmenter. Si vous effectuez le réglage tout en appuyant sur la touche SB3, vous pouvez régler les valeurs d'hystérésis. La valeur minimale d'hystérésis pour ce circuit est de 1 degré. Un dessin détaillé peut être vu sur le plan.
La raison du montage de ce circuit était la panne du thermostat dans le four électrique de la cuisine. Ayant cherché sur Internet, je n'ai pas trouvé une abondance particulière d'options sur les microcontrôleurs, bien sûr il y a quelque chose, mais tous sont principalement conçus pour fonctionner avec un capteur de température de type DS18B20, et il est très limité dans la plage de température des valeurs supérieures Et ne convient pas pour un four. La tâche était de mesurer des températures jusqu'à 300 ° C, le choix s'est donc porté sur le thermocouple de type K. L'analyse des solutions de circuit a conduit à quelques options.
Principe d'opération
Le principe selon lequel tous les régulateurs fonctionnent est de prendre une quantité physique (température), de transférer des données au circuit de l'unité de contrôle, qui décide de ce qui doit être fait dans un cas particulier.
Si vous fabriquez un relais thermique, l'option la plus simple aura un circuit de commande mécanique. Ici, à l'aide d'une résistance, un certain seuil est fixé, à l'atteinte duquel un signal sera donné à l'actionneur.
Pour obtenir des fonctionnalités supplémentaires et la possibilité de travailler avec une plage de température plus large, vous devrez intégrer le contrôleur. Cela contribuera également à augmenter la durée de vie de l'appareil.
Dans cette vidéo, vous pouvez voir comment fabriquer votre propre thermostat pour le chauffage électrique:
Régulateur de température fait maison
Il existe en fait de nombreux schémas pour fabriquer soi-même un thermostat. Tout dépend de la zone dans laquelle un tel produit sera utilisé. Bien sûr, créer quelque chose de trop complexe et multifonctionnel est extrêmement difficile. Mais un thermostat qui peut être utilisé pour chauffer un aquarium ou sécher des légumes pour l'hiver peut être créé avec un minimum de connaissances.
C'est utile: collecteur de distribution dans le système de chauffage.
Le schéma le plus simple
Le circuit de thermostat à faire soi-même le plus simple a une alimentation sans transformateur, qui se compose d'un pont de diodes avec une diode Zener connectée en parallèle, qui stabilise la tension à moins de 14 volts, et un condensateur d'extinction. Vous pouvez également ajouter un stabilisateur de 12 volts ici si vous le souhaitez.
La création d'un thermostat ne nécessite pas beaucoup d'efforts et d'investissement d'argent
L'ensemble du circuit sera basé sur la diode Zener TL431, qui est contrôlée par un diviseur composé d'une résistance de 47 kΩ, d'une résistance de 10 kΩ et d'une thermistance de 10 kΩ faisant office de capteur de température. Sa résistance diminue avec l'augmentation de la température. La résistance et la résistance sont mieux adaptées pour obtenir la meilleure précision de réponse.
Le processus lui-même ressemble à ceci: lorsqu'une tension supérieure à 2,5 volts est formée sur le contact de commande du microcircuit, il s'ouvrira, ce qui activera le relais, fournissant une charge à l'actionneur.
Comment fabriquer un thermostat pour un incubateur de vos propres mains, vous pouvez le voir dans la vidéo présentée:
Inversement, lorsque la tension chute, le microcircuit se ferme et le relais s'éteint.
Pour éviter le cliquetis des contacts du relais, il est nécessaire de le sélectionner avec un courant de maintien minimum. Et parallèlement aux entrées, vous devez souder un condensateur 470 × 25 V.
Lorsque vous utilisez une thermistance NTC et un microcircuit déjà en activité, il convient de vérifier d'abord leurs performances et leur précision.
Ainsi, l'appareil le plus simple s'avèrerégulation de la température. Mais avec les bons ingrédients, il fonctionne parfaitement dans une large gamme d'applications.
Appareil intérieur
De tels thermostats avec un capteur de température de l'air à faire soi-même sont optimaux pour maintenir les paramètres de microclimat spécifiés dans les pièces et les conteneurs. Il est entièrement capable d'automatiser le processus et de contrôler tout radiateur de chaleur, de l'eau chaude aux éléments chauffants. Dans le même temps, l'interrupteur thermique a d'excellentes données de performance. Et le capteur peut être intégré ou distant.
Ici, une thermistance, indiquée sur le diagramme R1, fait office de capteur de température. Le diviseur de tension comprend R1, R2, R3 et R6, dont le signal va à la quatrième broche du microcircuit amplificateur opérationnel. Le cinquième contact de DA1 reçoit un signal du diviseur R3, R4, R7 et R8.
Les résistances des résistances doivent être choisies de manière à ce qu'à la basse température la plus basse du milieu mesuré, lorsque la résistance de la thermistance est maximale, le comparateur soit saturé positivement.
La tension à la sortie du comparateur est de 11,5 volts. A ce moment, le transistor VT1 est en position ouverte et le relais K1 active le mécanisme exécutif ou intermédiaire, à la suite de quoi le chauffage commence. En conséquence, la température ambiante augmente, ce qui abaisse la résistance du capteur. A l'entrée 4 du microcircuit, la tension commence à augmenter et, par conséquent, dépasse la tension à la broche 5. En conséquence, le comparateur entre dans la phase de saturation négative. À la dixième sortie du microcircuit, la tension devient d'environ 0,7 volts, ce qui est un zéro logique. En conséquence, le transistor VT1 se ferme et le relais s'éteint et désactive l'actionneur.
https://youtu.be/qV11L1JJNgs
Sur la puce LM 311
Un tel thermocontrôleur à faire soi-même est conçu pour fonctionner avec des éléments chauffants et est capable de maintenir les paramètres de température réglés entre 20 et 100 degrés. C'est l'option la plus sûre et la plus fiable, car elle utilise une isolation galvanique du capteur de température et des circuits de commande, ce qui élimine complètement la possibilité de choc électrique.
Comme la plupart des circuits similaires, il est basé sur un pont CC, dans un bras duquel un comparateur est connecté, et dans l'autre - un capteur de température. Le comparateur surveille l'inadéquation du circuit et réagit à l'état du pont lorsqu'il franchit le point d'équilibre. Dans le même temps, il essaie également d'équilibrer le pont à l'aide d'une thermistance, en modifiant sa température. Et la stabilisation thermique ne peut se produire qu'à une certaine valeur.
La résistance R6 définit le point auquel l'équilibre doit être formé. Et en fonction de la température de l'environnement, la thermistance R8 peut entrer dans cette balance, ce qui permet de réguler la température.
Dans la vidéo, vous pouvez voir une analyse d'un simple circuit de thermostat:
https://youtu.be/Q_yrVL0UHNc
Si la température réglée par R6 est inférieure à celle requise, alors la résistance sur R8 est trop élevée, ce qui abaisse le courant sur le comparateur. Cela provoquera la circulation du courant et ouvrira le semi-conducteur VS1.qui allumera l'élément chauffant. Cela sera signalé par la LED.
À mesure que la température augmente, la résistance de R8 commencera à diminuer. Le pont tendra vers le point d'équilibre. Sur le comparateur, le potentiel de l'entrée inverse diminue progressivement, et sur celui direct, il augmente. À un moment donné, la situation change et le processus se déroule dans la direction opposée. Ainsi, le thermocontrôleur de ses propres mains allumera ou éteindra l'actionneur en fonction de la résistance R8.
Si LM311 n'est pas disponible, il peut être remplacé par le microcircuit domestique KR554SA301. Il s'agit d'un thermostat simple à faire soi-même avec des coûts minimes, une précision et une fiabilité élevées.
Thermostats pour chaudières de chauffage
Lors du réglage des systèmes de chauffage, il est important de calibrer avec précision l'appareil. Cela nécessitera un compteur de tension et de courant. Pour créer un système de travail, vous pouvez utiliser le diagramme suivant.
Avec ce schéma, vous pouvez créer un équipement extérieur pour contrôler une chaudière à combustible solide. Le rôle de la diode Zener est assuré par le microcircuit K561LA7. Le fonctionnement de l'appareil est basé sur la capacité de la thermistance à réduire la résistance lorsqu'elle est chauffée. La résistance est connectée au réseau diviseur de tension électrique. La température requise peut être réglée à l'aide de la résistance variable R2.La tension est fournie à l'onduleur 2I-NOT. Le courant résultant est fourni au condensateur C1. Un condensateur est connecté à 2I-NOT, qui contrôle le fonctionnement d'un déclencheur. Ce dernier est connecté au deuxième déclencheur.
Le contrôle de la température se déroule selon le schéma suivant:
- avec une diminution en degrés, la tension dans le relais augmente;
- lorsqu'une certaine valeur est atteinte, le ventilateur, qui est connecté au relais, s'éteint.
Il est préférable de souder sur un rat-taupe. En tant que batterie, vous pouvez utiliser n'importe quel appareil fonctionnant entre 3 et 15 V.
Mise en garde!
L'installation d'appareils fabriqués par nos soins à quelque fin que ce soit sur les systèmes de chauffage peut entraîner une défaillance de l'équipement. De plus, l'utilisation de tels appareils peut être interdite au niveau des services qui fournissent des communications à votre domicile.
Avantages et inconvénients
Même un simple thermostat à faire soi-même présente de nombreux avantages et aspects positifs. Il n'est pas du tout nécessaire de parler des appareils multifonctionnels d'usine.
Les régulateurs de température permettent:
- Maintenez une température confortable.
- Économiser l'énergie.
- N'impliquez personne dans le processus.
- Observez le processus technologique, augmentez la qualité.
Les inconvénients comprennent le coût élevé des modèles d'usine. Bien entendu, cela ne s'applique pas aux appareils faits maison. Mais ceux de production, qui sont nécessaires pour travailler avec des fluides liquides, gazeux, alcalins et autres similaires, ont un coût élevé. Surtout si l'appareil doit avoir de nombreuses fonctions et capacités.
