A hőmérsékleti rendszer betartása nemcsak a gyártásban, hanem a mindennapi életben is nagyon fontos technológiai feltétel. Mivel ilyen fontos, ezt a paramétert valamivel szabályozni és ellenőrizni kell. Hatalmas számú ilyen eszköz készül, amelyek számos tulajdonsággal és paraméterrel rendelkeznek. De a termosztát saját kezűleg történő elkészítése néha sokkal jövedelmezőbb, mint egy kész gyári analóg vásárlása.
Készítsen magának termosztátot
A hőmérséklet-szabályozók általános koncepciója
Azok a készülékek, amelyek rögzítik és ugyanakkor szabályozzák a beállított hőmérsékleti értéket, nagyobb mértékben megtalálhatók a gyártásban. De megtalálták a helyüket a mindennapi életben is. A házban a szükséges mikroklíma fenntartása érdekében gyakran vízhez termosztátokat használnak. Ilyen eszközöket készítenek zöldségek szárítására vagy inkubátor fűtésére saját kezűleg. Egy hasonló rendszer bárhol megtalálhatja a helyét.
Ebben a videóban megtudhatjuk, mi a hőmérséklet-szabályozó:
Valójában a legtöbb termosztát csak a teljes áramkör részét képezi, amely a következő elemekből áll:
- Hőmérséklet-érzékelő, amely méri és rögzíti, valamint továbbítja a kapott információt a vezérlőnek. Ez annak köszönhető, hogy a hőenergia az eszköz által felismert elektromos jelekké alakul. Az érzékelő lehet ellenállás-hőmérő vagy hőelem, amelynek kialakításában van egy fém, amely reagál a hőmérséklet-változásokra, és hatására megváltoztatja az ellenállását.
- Az analitikai egység maga a szabályozó. Elektronikus jeleket fogad és funkciói függvényében reagál, majd továbbítja a jelet a működtetőnek.
- A működtető egyfajta mechanikus vagy elektronikus eszköz, amely az egységtől érkező jel fogadásakor bizonyos módon viselkedik. Például a beállított hőmérséklet elérésekor a szelep elzárja a hűtőfolyadék-ellátást. Ezzel ellentétben, amint az értékek az előre beállított értékek alá esnek, az analitikai egység parancsot ad a szelep kinyitására.
https://youtu.be/5df-HCmm00Y
Ez a hőmérséklet-szabályozó rendszer három fő része. Bár rajtuk kívül más részek is részt vehetnek az áramkörben, mint egy köztes relé. De csak egy kiegészítő funkciót látnak el.
Digitális termosztát
Teljesen működő, pontos kalibrációjú termosztát létrehozása érdekében nem lehet digitális elemek nélkül. Vegyünk egy eszközt a hőmérséklet szabályozására egy kis zöldségboltban.
A fő elem itt a PIC16F628A mikrovezérlő. Ez a mikrokapcsolat biztosítja a különféle elektronikus eszközök vezérlését. A PIC16F628A mikrovezérlő 2 analóg komparátort, egy belső oszcillátort, 3 időzítőt, CCP összehasonlító modulokat és USART adatcserét tartalmaz.
Amikor a termosztát működik, a meglévő és beállított hőmérséklet értékét betáplálják az MT30361-be - egy háromjegyű indikátorba, közös katóddal. A kívánt hőmérséklet beállításához használja a következő gombokat: SB1 - csökkentésre és SB2 - növelésre. Ha a beállítást az SB3 gomb lenyomása közben hajtja végre, beállíthatja a hiszterézis értékeket. Ennek az áramkörnek a minimális hiszterézis értéke 1 fok. Részletes rajz látható a terven.
Ennek az áramkörnek az összeállítása oka a termosztát meghibásodása volt a konyhában található elektromos sütőben. Az interneten végzett keresés után nem találtam különösebb lehetőségeket a mikrovezérlőkön, természetesen van valami, de mindegyiket elsősorban DS18B20 típusú hőmérséklet-érzékelővel való működésre tervezték, és ez nagyon korlátozott a felső értékek hőmérsékleti tartományában És nem alkalmas sütőhöz. A feladat 300 ° C-ig terjedő hőmérsékletek mérése volt, így a választás a K-típusú hőelemre esett. Az áramköri megoldások elemzése pár lehetőséghez vezetett.
Működés elve
Az alapelv, amely szerint minden szabályozó dolgozik, fizikai mennyiség (hőmérséklet) felvétele, adatok átvitele a vezérlő egység áramkörébe, amely eldönti, hogy mit kell tenni egy adott esetben.
Ha hőrelét készít, akkor a legegyszerűbb megoldás mechanikus vezérlő áramkörrel rendelkezik. Itt egy ellenállás segítségével egy bizonyos küszöbértéket állítunk be, amelynek elérésekor jelet adunk a működtetőnek.
Ha további funkcionalitást és nagyobb hőmérséklet-tartományban történő munkavégzést szeretne kapni, integrálnia kell a vezérlőt. Ez szintén hozzájárul a készülék élettartamának növeléséhez.
Ebben a videóban megnézheti, hogyan készíthet saját termosztátot elektromos fűtéshez:
Házi hőmérséklet-szabályozó
Valójában sokféle séma létezik arra, hogy saját maga készítsen termosztátot. Minden attól függ, hogy milyen területen fogják használni az ilyen terméket. Természetesen valami túl összetett és multifunkcionális funkció létrehozása rendkívül nehéz. De minimális tudással létrehozható az a termosztát, amely télire akvárium fűtésére vagy zöldségfélék szárítására használható.
Ez hasznos: elosztócsatorna a fűtési rendszerben.
A legegyszerűbb séma
A legegyszerűbb barkácsoló termosztát áramkör transzformátor nélküli tápegységgel rendelkezik, amely egy párhuzamosan összekapcsolt zener diódával ellátott diódahídból áll, amely 14 volton belül stabilizálja a feszültséget, és egy kioltó kondenzátorból. Ha kívánja, ide is hozzáadhat egy 12 voltos stabilizátort.
A termosztát létrehozása nem igényel sok erőfeszítést és pénzt
Az egész áramkör egy TL431 zener diódán alapul, amelyet egy elválasztó vezérel, amely 47 kΩ-os ellenállásból, 10 kΩ-os ellenállásból és 10 kΩ-os termisztorból áll, amely hőmérséklet-érzékelőként működik. Ellenállása csökken a hőmérséklet növekedésével. Az ellenállás és az ellenállás a legjobban illeszkedik a legjobb válasz pontosság eléréséhez.
Maga a folyamat így néz ki: amikor 2,5 voltnál nagyobb feszültség alakul ki a mikrokapcsoló vezérlő érintkezőjén, akkor megnyílik, amely bekapcsolja a relét, és terhelést ad a működtetőnek.
Hogyan készíthet termosztátot az inkubátorhoz saját kezével, a bemutatott videóban láthatja:
Ezzel ellentétben, amikor a feszültség csökken, a mikrokapcsolás bezárul, és a relé kikapcsol.
A relé érintkezőinek zörgésének elkerülése érdekében minimális tartási árammal kell kiválasztani. És a bemenetekkel párhuzamosan meg kell forrasztania egy 470 × 25 V-os kondenzátort.
Az NTC termisztor és az üzleti életben már működő mikrokapcsoló használatakor érdemes először ellenőrizni azok teljesítményét és pontosságát.
Ily módon a legegyszerűbb eszköz kiderüla hőmérséklet szabályozása. Megfelelő összetevőkkel azonban kiválóan működik sokféle alkalmazásban.
Beltéri eszköz
Az ilyen, „csináld magad” léghőmérséklet-érzékelővel ellátott termosztátok optimálisak a helyiségekben és a tartályokban meghatározott mikroklíma paraméterek fenntartásához. Teljes mértékben képes automatizálni a folyamatot és vezérelni minden hő radiátort, a melegvíztől a fűtőelemekig. Ugyanakkor a hőkapcsoló kiváló teljesítményadatokkal rendelkezik. Az érzékelő lehet beépített vagy távoli.
Itt az R1 ábrán látható termisztor működik hőérzékelőként. A feszültségosztó magában foglalja az R1, R2, R3 és R6 jeleket, amelyekből a jel az operációs erősítő mikrokapcsolat negyedik tűjéhez jut. A DA1 ötödik érintkezője jelet kap az R3, R4, R7 és R8 osztóról.
Az ellenállások ellenállásait úgy kell megválasztani, hogy a mért közeg legalacsonyabb alacsony hőmérsékletén, amikor a termisztor ellenállása maximális, az összehasonlító pozitívan telített legyen.
A komparátor kimenetén a feszültség 11,5 volt. Ekkor a VT1 tranzisztor nyitott helyzetben van, és a K1 relé bekapcsolja a végrehajtó vagy a közbenső mechanizmust, amelynek eredményeként a fűtés megkezdődik. Ennek eredményeként a környezeti hőmérséklet emelkedik, ami csökkenti az érzékelő ellenállását. A mikrokapcsolás 4. bemeneténél a feszültség növekszik és ennek eredményeként meghaladja az 5. tű feszültségét. Ennek eredményeként az összehasonlító a negatív telítettség fázisába lép. A mikrokapcsolás tizedik kimenetén a feszültség körülbelül 0,7 voltra változik, ami logikus nulla. Ennek eredményeként a VT1 tranzisztor bezárul, a relé kikapcsol és kikapcsolja a működtetőt.
https://youtu.be/qV11L1JJNgs
Az LM 311 chipen
Az ilyen barkácsoló hővezérlőt úgy tervezték, hogy fűtőelemekkel működjön, és képes a beállított hőmérsékleti paramétereket 20-100 fokon belül tartani. Ez a legbiztonságosabb és legmegbízhatóbb lehetőség, mivel a hőmérséklet-érzékelő és a vezérlő áramkörök galvánikus leválasztását használja, és ez teljesen kiküszöböli az áramütés lehetőségét.
A legtöbb hasonló áramkörhöz hasonlóan ez egy egyenáramú hídon alapul, amelynek egyik karjában egy komparátor van csatlakoztatva, a másikban pedig egy hőmérséklet-érzékelő. Az összehasonlító figyeli az áramkör eltérését és reagál a híd állapotára, amikor átlépi az egyensúlyi pontot. Ugyanakkor megpróbálja egy termisztorral egyensúlyba hozni a hidat, megváltoztatva annak hőmérsékletét. A hőstabilizáció pedig csak egy bizonyos értéknél fordulhat elő.
Az R6 ellenállás meghatározza azt a pontot, amelyen az egyensúlynak kialakulnia kell. És a környezet hőmérsékletétől függően az R8 termisztor beléphet ebbe az egyensúlyba, amely lehetővé teszi a hőmérséklet szabályozását.
A videóban egy egyszerű termosztát áramkör elemzését láthatja:
https://youtu.be/Q_yrVL0UHNc
Ha az R6 által beállított hőmérséklet alacsonyabb, mint az előírt hőmérséklet, akkor az R8 ellenállása túl magas, ami csökkenti az összehasonlító áramát. Ez az áram áramlását okozza, és kinyitja a VS1 félvezetőt.amely bekapcsolja a fűtőelemet. Ezt a LED jelzi.
A hőmérséklet emelkedésével az R8 ellenállása csökkenni kezd. A híd az egyensúlyi ponthoz hajlik. Az összehasonlítón az inverz bemenet potenciálja fokozatosan csökken, a közvetlennél pedig növekszik. Egy ponton a helyzet megváltozik, és a folyamat ellentétes irányban zajlik. Így a hővezérlő saját kezével be- vagy kikapcsolja a működtetőt az R8 ellenállástól függően.
Ha az LM311 nem érhető el, akkor cserélhető a hazai KR554SA301 mikrovezetékkel. Kiderült egy egyszerű, barkácsoló termosztát, minimális költségekkel, nagy pontossággal és megbízhatósággal.
Termosztátok kazánok fűtésére
A fűtési rendszerek beállításakor fontos a készülék pontos kalibrálása. Ehhez feszültség- és árammérőre lesz szükség. Működő rendszer létrehozásához használja a következő ábrát.
Ezzel a sémával szabadtéri berendezéseket hozhat létre a szilárd tüzelésű kazán vezérléséhez. A zener dióda szerepét a K561LA7 mikrokapcsolat látja el. A készülék működése azon alapul, hogy a termisztor képes-e csökkenteni az ellenállást melegítéskor. Az ellenállás az elektromos feszültségosztó hálózathoz csatlakozik. A kívánt hőmérséklet az R2 változtatható ellenállással állítható be.A feszültséget a 2I-NOT inverter táplálja. A keletkező áramot a C1 kondenzátorba táplálják. A 2I-NOT-hez kondenzátor van csatlakoztatva, amely vezérli az egyik ravaszt. Ez utóbbi kapcsolódik a második ravaszt.
A hőmérséklet-szabályozás a következő séma szerint történik:
- fok csökkenésével a relé feszültsége növekszik;
- egy bizonyos érték elérésekor a reléhez csatlakozó ventilátor kikapcsol.
Jobb, ha vakond patkányon forrasztunk. Akkumulátorként bármilyen eszközt felvehet, amely 3-15 V-on belül működik.
Vigyázat!
Bármilyen célra készített, saját gyártású készülékek fűtési rendszerekre történő telepítése a berendezés meghibásodásához vezethet. Ezenkívül az ilyen eszközök használata tilos lehet az otthoni kommunikációt biztosító szolgáltatások szintjén.
Előnyök és hátrányok
Még egy egyszerű, barkácsoló termosztátnak is sok előnye és pozitív aspektusa van. A gyári multifunkcionális eszközökről egyáltalán nem kell beszélni.
A hőmérséklet-szabályozók lehetővé teszik:
- Tartsa a kényelmes hőmérsékletet.
- Spórolj energiát.
- Ne vonjon be egy személyt a folyamatba.
- Figyelje meg a technológiai folyamatot, növelve a minőséget.
A hátrányok közé tartozik a gyári modellek magas költsége. Természetesen ez nem vonatkozik a házi készítésű készülékekre. A folyékony, gáznemű, lúgos és egyéb hasonló közegekkel végzett munkához szükséges gyártási eljárások azonban magas költségekkel járnak. Különösen, ha az eszköznek sok funkcióval és képességgel kell rendelkeznie.
