Pematuhan terhadap rejim suhu adalah keadaan teknologi yang sangat penting bukan hanya dalam pengeluaran, tetapi juga dalam kehidupan seharian. Menjadi sangat penting, parameter ini mesti dikawal dan dikendalikan oleh sesuatu. Sebilangan besar peranti sedemikian dihasilkan, yang mempunyai banyak ciri dan parameter. Tetapi membuat termostat dengan tangan anda sendiri kadang-kadang jauh lebih menguntungkan daripada membeli analog kilang siap pakai.
Buat termostat sendiri
Konsep umum pengawal suhu
Peranti yang memperbaiki dan pada masa yang sama mengatur nilai suhu yang ditetapkan didapati lebih banyak dalam pengeluaran. Tetapi mereka juga mendapat tempat dalam kehidupan seharian. Untuk mengekalkan iklim mikro yang diperlukan di rumah, termostat untuk air sering digunakan. Mereka membuat alat sedemikian untuk mengeringkan sayur-sayuran atau memanaskan inkubator dengan tangan mereka sendiri. Sistem yang serupa boleh didapati di mana sahaja.
Dalam video ini, kita akan mengetahui apa itu pengawal suhu:
Pada hakikatnya, kebanyakan termostat hanyalah sebahagian daripada litar keseluruhan, yang terdiri daripada komponen berikut:
- Sensor suhu yang mengukur dan memperbaiki, serta menghantar maklumat yang diterima ke pengawal. Ini berlaku kerana penukaran tenaga terma menjadi isyarat elektrik yang dikenali oleh peranti. Sensor boleh menjadi termometer rintangan atau termokopel, yang dalam reka bentuknya mempunyai logam yang bertindak balas terhadap perubahan suhu dan mengubah rintangannya di bawah pengaruhnya.
- Unit analisis adalah pengatur itu sendiri. Ia menerima isyarat elektronik dan bertindak balas bergantung pada fungsinya, selepas itu ia menghantar isyarat ke penggerak.
- Penggerak adalah sejenis alat mekanikal atau elektronik yang, apabila menerima isyarat dari unit, berkelakuan dengan cara tertentu. Contohnya, apabila suhu yang ditetapkan dicapai, injap akan mematikan bekalan penyejuk. Sebaliknya, sebaik sahaja bacaan berada di bawah nilai yang telah ditetapkan, unit analisis akan memberikan arahan untuk membuka injap.
https://youtu.be/5df-HCmm00Y
Ini adalah tiga bahagian utama sistem kawalan suhu. Walaupun, selain mereka, bahagian lain, seperti geganti perantaraan, dapat turut serta dalam litar. Tetapi mereka hanya menjalankan fungsi tambahan.
Termostat digital
Untuk membuat termostat berfungsi sepenuhnya dengan penentukuran yang tepat, anda tidak boleh melakukannya tanpa elemen digital. Pertimbangkan alat untuk mengawal suhu di kedai sayur kecil.
Elemen utama di sini ialah mikrokontroler PIC16F628A. Litar mikro ini menyediakan kawalan pelbagai alat elektronik. Mikrokontroler PIC16F628A mengandungi 2 pembanding analog, pengayun dalaman, 3 pemasa, modul perbandingan CCP dan pertukaran data USART.
Semasa termostat beroperasi, nilai suhu yang ada dan yang ditetapkan dimasukkan ke MT30361 - penunjuk tiga digit dengan katod biasa. Untuk menetapkan suhu yang diperlukan, gunakan butang: SB1 - untuk menurunkan dan SB2 - untuk meningkat. Sekiranya anda menjalankan tetapan sambil menekan butang SB3, anda dapat menetapkan nilai histeresis. Nilai histeresis minimum untuk litar ini ialah 1 darjah. Lukisan terperinci dapat dilihat pada rancangan tersebut.
Sebab pemasangan litar ini adalah kerosakan termostat di ketuhar elektrik di dapur. Setelah mencari di Internet, saya tidak menemui banyak pilihan khusus pada mikrokontroler, tentu saja ada sesuatu, tetapi semuanya dirancang terutamanya untuk berfungsi dengan sensor suhu jenis DS18B20, dan sangat terhad dalam julat suhu nilai atas Dan tidak sesuai untuk ketuhar. Tugasnya adalah mengukur suhu hingga 300 ° C, jadi pilihan jatuh pada termokopel jenis-K. Analisis penyelesaian litar membawa kepada beberapa pilihan.
Prinsip operasi
Prinsip yang digunakan oleh semua pengatur adalah untuk mengambil kuantiti fizikal (suhu), memindahkan data ke litar unit kawalan, yang memutuskan apa yang perlu dilakukan dalam kes tertentu.
Sekiranya anda membuat geganti terma, maka pilihan termudah akan mempunyai litar kawalan mekanikal. Di sini, dengan bantuan perintang, ambang tertentu ditetapkan, apabila mencapai isyarat yang akan diberikan kepada penggerak.
Untuk mendapatkan fungsi tambahan dan keupayaan untuk bekerja dengan julat suhu yang lebih luas, anda harus menggabungkan pengawal. Ini juga akan membantu meningkatkan jangka hayat peranti.
Dalam video ini, anda dapat menonton cara membuat termostat anda sendiri untuk pemanasan elektrik:
Pengawal suhu buatan sendiri
Sebenarnya terdapat banyak skema untuk membuat termostat sendiri. Semuanya bergantung pada kawasan di mana produk tersebut akan digunakan. Sudah tentu, membuat sesuatu yang terlalu kompleks dan pelbagai fungsi adalah sangat sukar. Tetapi termostat yang boleh digunakan untuk memanaskan akuarium atau sayur-sayuran kering untuk musim sejuk dapat dibuat dengan pengetahuan minimum.
Ini berguna: manifold pengagihan dalam sistem pemanasan.
Skim paling mudah
Litar termostat do-it-yourself yang paling mudah mempunyai bekalan kuasa tanpa transformer, yang terdiri daripada jambatan diod dengan diod zener bersambung selari, yang menstabilkan voltan dalam 14 volt, dan kapasitor pelindapkejutan. Anda juga boleh menambah penstabil 12 volt di sini jika anda mahu.
Pembuatan termostat tidak memerlukan banyak usaha dan pelaburan wang
Keseluruhan litar akan didasarkan pada dioda TL431 Zener, yang dikendalikan oleh pembahagi yang terdiri daripada perintang 47 kΩ, rintangan 10 kΩ dan termistor 10 kΩ yang bertindak sebagai sensor suhu. Rintangannya berkurang dengan peningkatan suhu. Perintang dan rintangan paling sesuai dipadankan untuk mendapatkan ketepatan tindak balas terbaik.
Proses itu sendiri kelihatan seperti ini: apabila voltan lebih daripada 2.5 volt terbentuk pada kenalan kawalan litar mikro, maka ia akan terbuka, yang akan menghidupkan geganti, membekalkan beban ke penggerak.
Cara membuat termostat untuk inkubator dengan tangan anda sendiri, anda dapat melihat dalam video yang disajikan:
Sebaliknya, apabila voltan turun di bawah, litar mikro akan ditutup dan geganti akan mati.
Untuk mengelakkan gegaran kenalan geganti, perlu memilihnya dengan arus pegangan minimum. Dan selari dengan input, anda perlu memateri kapasitor 470 × 25 V.
Semasa menggunakan termistor NTC dan rangkaian mikro yang sudah beroperasi, perlu diperhatikan terlebih dahulu prestasi dan ketepatannya.
Dengan cara ini, peranti paling mudah ternyatamengawal suhu. Tetapi dengan ramuan yang tepat, ia berfungsi dengan baik dalam pelbagai aplikasi.
Peranti dalaman
Termostat seperti itu dengan sensor suhu udara yang dilakukan sendiri adalah optimum untuk mengekalkan parameter mikroklimat yang ditentukan di bilik dan bekas. Ia sepenuhnya mampu mengotomatisasi proses dan mengawal sebarang radiator haba, dari air panas hingga elemen pemanasan. Pada masa yang sama, suis terma mempunyai data prestasi yang sangat baik. Sensornya boleh dibina secara dalaman atau jauh.
Di sini, termistor, yang ditunjukkan dalam rajah R1, berfungsi sebagai sensor terma. Pembahagi voltan merangkumi R1, R2, R3 dan R6, isyarat dari mana menuju ke pin keempat mikrosirkuit penguat operasi. Kenalan kelima DA1 menerima isyarat dari pembahagi R3, R4, R7 dan R8.
Rintangan perintang mesti dipilih sedemikian rupa sehingga pada suhu rendah paling rendah dari medium yang diukur, apabila rintangan termistor maksimum, pembanding tepu positif.
Voltan pada output pembanding ialah 11.5 volt. Pada masa ini, transistor VT1 berada dalam posisi terbuka, dan relay K1 menghidupkan mekanisme eksekutif atau perantaraan, akibatnya pemanasan bermula. Akibatnya, suhu persekitaran meningkat, yang menurunkan rintangan sensor. Pada input 4 dari rangkaian mikro, voltan mula meningkat dan, sebagai hasilnya, melebihi voltan pada pin 5. Akibatnya, pembanding memasuki fasa saturasi negatif. Pada keluaran kesepuluh rangkaian mikro, voltan menjadi kira-kira 0,7 volt, yang merupakan sifar logik. Akibatnya, transistor VT1 ditutup, dan relay mematikan dan mematikan penggerak.
https://youtu.be/qV11L1JJNgs
Pada cip LM 311
Termokontroler yang dibuat sendiri dirancang untuk berfungsi dengan elemen pemanasan dan dapat mengekalkan parameter suhu yang ditetapkan dalam lingkungan 20-100 darjah. Ini adalah pilihan paling selamat dan boleh dipercayai, kerana ia menggunakan pengasingan galvanik sensor suhu dan litar kawalan, dan ini sepenuhnya menghilangkan kemungkinan kejutan elektrik.
Seperti kebanyakan litar yang serupa, ia berdasarkan jambatan DC, di satu lengan di mana pembanding disambungkan, dan di bahagian lain - sensor suhu. Pembanding memantau ketidakcocokan litar dan bertindak balas terhadap keadaan jambatan ketika melintasi titik keseimbangan. Pada masa yang sama, dia juga berusaha mengimbangkan jambatan menggunakan termistor, mengubah suhunya. Dan penstabilan haba boleh berlaku hanya pada nilai tertentu.
Resistor R6 menetapkan titik di mana keseimbangan harus dibentuk. Dan bergantung pada suhu persekitaran, termistor R8 dapat memasuki keseimbangan ini, yang memungkinkan anda mengatur suhu.
Dalam video, anda dapat melihat analisis litar termostat sederhana:
https://youtu.be/Q_yrVL0UHNc
Sekiranya suhu yang ditetapkan oleh R6 lebih rendah daripada yang diperlukan, maka rintangan pada R8 terlalu besar, yang mengurangkan arus pada pembanding. Ini akan menyebabkan arus mengalir dan membuka semikonduktor VS1.yang akan menghidupkan elemen pemanasan. Ini akan ditandakan oleh LED.
Apabila suhu meningkat, rintangan R8 akan mula berkurang. Jambatan akan cenderung ke titik keseimbangan. Pada pembanding, potensi input terbalik secara beransur-ansur berkurang, dan pada yang langsung, ia meningkat. Pada satu ketika, keadaan berubah, dan prosesnya berlaku ke arah yang berlawanan. Oleh itu, termokontroler dengan tangannya sendiri akan menghidupkan atau mematikan penggerak bergantung pada rintangan R8.
Sekiranya LM311 tidak tersedia, maka ia boleh diganti dengan rangkaian mikro KR554SA301 domestik. Ternyata termostat do-it-yourself sederhana dengan kos minimum, ketepatan dan kebolehpercayaan yang tinggi.
Termostat untuk pemanasan dandang
Semasa menyesuaikan sistem pemanasan, penting untuk menentukur peranti dengan tepat. Ini memerlukan meter voltan dan arus. Untuk membuat sistem kerja, anda boleh menggunakan gambar rajah berikut.
Dengan skema ini, anda boleh membuat peralatan luar untuk mengawal dandang bahan api pepejal. Peranan diod zener dilakukan oleh rangkaian mikro K561LA7. Pengoperasian peranti berdasarkan kemampuan termistor untuk mengurangkan rintangan ketika dipanaskan. Perintang disambungkan ke rangkaian pembahagi voltan elektrik. Suhu yang diperlukan dapat diatur menggunakan perintang pemboleh ubah R2.Voltan dibekalkan ke penyongsang 2I-NOT. Arus yang dihasilkan disalurkan ke kapasitor C1. Kapasitor disambungkan ke 2I-NOT, yang mengawal operasi satu pencetus. Yang terakhir disambungkan ke pencetus kedua.
Pengendalian suhu mengikut skema berikut:
- dengan penurunan darjah, voltan dalam geganti meningkat;
- apabila nilai tertentu tercapai, kipas, yang disambungkan ke geganti, mati.
Lebih baik solder pada tikus tahi lalat. Sebagai bateri, anda boleh mengambil mana-mana peranti yang beroperasi dalam masa 3-15 V.
Awas!
Pemasangan peranti buatan sendiri untuk sebarang tujuan pada sistem pemanasan boleh menyebabkan kegagalan peralatan. Lebih-lebih lagi, penggunaan peranti seperti itu mungkin dilarang pada tahap perkhidmatan yang menyediakan komunikasi di rumah anda.
Kelebihan dan kekurangan
Malah termostat do-it-yourself yang sederhana mempunyai banyak kelebihan dan aspek positif. Tidak perlu sama sekali membincangkan peranti multifungsi kilang.
Pengawal suhu membenarkan:
- Kekalkan suhu yang selesa.
- Jimat tenaga.
- Jangan melibatkan seseorang dalam proses.
- Perhatikan proses teknologi, meningkatkan kualiti.
Kelemahannya termasuk kos model kilang yang tinggi. Sudah tentu, ini tidak berlaku untuk peranti buatan rumah. Tetapi pengeluaran, yang diperlukan ketika bekerja dengan media cair, gas, alkali dan lain-lain yang serupa, mempunyai kos yang tinggi. Terutama jika peranti mesti mempunyai banyak fungsi dan kemampuan.
