Overholdelse av temperaturregimet er en veldig viktig teknologisk tilstand ikke bare i produksjonen, men også i hverdagen. Å være så viktig, må denne parameteren reguleres og kontrolleres av noe. Et stort antall slike enheter produseres, som har mange funksjoner og parametere. Men å lage en termostat med egne hender er noen ganger mye mer lønnsomt enn å kjøpe en ferdig fabrikkanalog.
Lag en termostat selv
Generelt konsept med temperaturregulatorer
Enheter som fikser og samtidig regulerer en innstilt temperaturverdi, blir i større grad funnet i produksjonen. Men de fant også sin plass i hverdagen. For å opprettholde det nødvendige mikroklimaet i huset, brukes ofte termostater for vann. De lager slike innretninger for tørking av grønnsaker eller oppvarming av en inkubator med egne hender. Et lignende system kan finne sin plass hvor som helst.
I denne videoen vil vi finne ut hva en temperaturregulator er:
Faktisk er de fleste termostater bare en del av den totale kretsen, som består av følgende komponenter:
- En temperatursensor som måler og fikser, samt overfører den mottatte informasjonen til kontrolleren. Dette skjer på grunn av konvertering av termisk energi til elektriske signaler som gjenkjennes av enheten. Sensoren kan være et motstandstermometer eller termoelement, som i sitt design har et metall som reagerer på temperaturendringer og endrer motstanden under dens innflytelse.
- Den analytiske enheten er selve regulatoren. Den mottar elektroniske signaler og reagerer avhengig av funksjonene, hvorpå den overfører signalet til aktuatoren.
- En aktuator er en slags mekanisk eller elektronisk enhet som når den mottar et signal fra enheten, oppfører seg på en bestemt måte. Når den innstilte temperaturen er nådd, stenger ventilen for eksempel kjølevæsketilførselen. Omvendt, så snart målingene faller under de forhåndsinnstilte verdiene, vil den analytiske enheten gi kommandoen om å åpne ventilen.
https://youtu.be/5df-HCmm00Y
Dette er de tre hoveddelene av temperaturkontrollsystemet. Selv om andre deler, som et mellomrelé, kan delta i kretsen i tillegg til dem. Men de utfører bare en tilleggsfunksjon.
Digital termostat
For å lage en fullt fungerende termostat med nøyaktig kalibrering, kan du ikke klare deg uten digitale elementer. Tenk på en enhet for å kontrollere temperaturen i en liten grønnsaksbutikk.
Hovedelementet her er PIC16F628A mikrokontroller. Denne mikrokretsen gir kontroll over forskjellige elektroniske enheter. PIC16F628A mikrokontroller inneholder 2 analoge komparatorer, en intern oscillator, 3 tidtakere, CCP-sammenligningsmoduler og USART datautveksling.
Når termostaten er i drift, blir verdien til den eksisterende og innstilte temperaturen matet til MT30361 - en tresifret indikator med en felles katode. For å stille inn ønsket temperatur, bruk knappene: SB1 - for å senke og SB2 - for å øke. Hvis du utfører innstillingen mens du trykker på SB3-knappen, kan du stille inn hystereseverdiene. Minimum hystereseverdi for denne kretsen er 1 grad. En detaljert tegning kan sees på planen.
Årsaken til montering av denne kretsen var ødeleggelsen av termostaten i den elektriske ovnen på kjøkkenet. Etter å ha søkt på Internett, fant jeg ikke en spesiell overflod av alternativer på mikrokontrollere, selvfølgelig er det noe, men alle er hovedsakelig designet for å fungere med en DS18B20-temperaturføler, og det er veldig begrenset i temperaturområdet for øvre verdier Og er ikke egnet for en ovn. Oppgaven var å måle temperaturer opp til 300 ° C, så valget falt på K-typen termoelement. Analysen av kretsløsninger førte til et par alternativer.
Prinsipp for drift
Prinsippet som alle regulatorer arbeider med er å ta en fysisk mengde (temperatur), overføre data til kontrollenhetens krets, som bestemmer hva som må gjøres i et bestemt tilfelle.
Hvis du lager et termisk relé, vil det enkleste alternativet ha en mekanisk styringskrets. Her, ved hjelp av en motstand, settes en viss terskel når den når et signal som vil bli gitt til aktuatoren.
For å få ekstra funksjonalitet og muligheten til å jobbe med et bredere temperaturområde, må du integrere kontrolleren. Dette vil også bidra til å øke enhetens levetid.
I denne videoen kan du se hvordan du lager din egen termostat for elektrisk oppvarming:
Hjemmelaget temperaturregulator
Det er faktisk mange ordninger for å lage en termostat selv. Alt avhenger av området der et slikt produkt skal brukes. Å lage noe for komplisert og multifunksjonelt er selvfølgelig ekstremt vanskelig. Men en termostat som kan brukes til å varme opp et akvarium eller tørre grønnsaker til vinteren, kan opprettes med et minimum av kunnskap.
Dette er nyttig: fordelingsmanifold i varmesystemet.
Den enkleste ordningen
Den enkleste gjør-det-selv-termostatkretsen har en transformatorfri strømforsyning, som består av en diodebro med en parallellkoblet zenerdiode, som stabiliserer spenningen innen 14 volt, og en slokkende kondensator. Du kan også legge til en 12 volt stabilisator her hvis du ønsker det.
Opprettelsen av en termostat krever ikke mye innsats og penger
Hele kretsen vil være basert på TL431 Zener-dioden, som styres av en skillelinje som består av en 47 kΩ motstand, en 10 kΩ motstand og en 10 kΩ termistor som fungerer som en temperatursensor. Motstanden reduseres med økende temperatur. Motstand og motstand matches best for å oppnå best responsnøyaktighet.
Selve prosessen ser slik ut: Når det dannes en spenning på mer enn 2,5 volt på mikrokretsens styrekontakt, vil den åpne, som vil slå på reléet og tilføre belastningen til aktuatoren.
Hvordan lage en termostat for en inkubator med egne hender, kan du se i videoen som presenteres:
Omvendt, når spenningen synker, lukkes mikrokretsen og reléet slås av.
For å unngå rasling av relékontaktene, er det nødvendig å velge den med en minimum holdestrøm. Og parallelt med inngangene, må du lodde en 470 × 25 V kondensator.
Når du bruker en NTC-termistor og en mikrokrets som allerede har vært i virksomhet, er det verdt å sjekke ytelsen og nøyaktigheten deres først.
Dermed, den enkleste enheten viser segregulering av temperaturen. Men med de rette ingrediensene, fungerer den utmerket i et bredt spekter av applikasjoner.
Innendørsanordning
Slike termostater med en gjør-det-selv lufttemperatursensor er optimale for å opprettholde de spesifiserte mikroklimatparametrene i rom og beholdere. Den er fullt i stand til å automatisere prosessen og kontrollere hvilken som helst varmeemitter, fra varmt vann til varmeelementer. Samtidig har den termiske bryteren utmerkede ytelsesdata. Og sensoren kan enten være innebygd eller fjernkontroll.
Her fungerer en termistor, angitt i diagrammet R1, som en termisk sensor. Spenningsdeleren inkluderer R1, R2, R3 og R6, hvor signalet går til den fjerde pinnen på operasjonsforsterkerens mikrokrets. Den femte kontakten til DA1 mottar et signal fra skillelinjen R3, R4, R7 og R8.
Motstandene til motstandene må velges på en slik måte at komparatoren er positivt mettet ved den laveste lave temperaturen til det målte mediet, når motstanden til termistoren er maksimal.
Spenningen ved utgangen til komparatoren er 11,5 volt. På dette tidspunktet er transistoren VT1 i åpen stilling, og reléet K1 slår på den utøvende eller mellomliggende mekanismen, som et resultat av at oppvarmingen begynner. Som et resultat stiger omgivelsestemperaturen, noe som senker sensorens motstand. Ved inngangen 4 til mikrokretsen begynner spenningen å øke og som et resultat overstiger spenningen ved pinne 5. Som et resultat går komparatoren inn i fasen med negativ metning. Ved den tiende utgangen av mikrokretsen blir spenningen omtrent 0,7 volt, som er et logisk null. Som et resultat lukkes transistoren VT1, og reléet slås av og slår av aktuatoren.
https://youtu.be/qV11L1JJNgs
På LM 311-brikken
En slik gjør-det-selv-termostyring er designet for å fungere med varmeelementer og er i stand til å opprettholde de angitte temperaturparametrene innen 20-100 grader. Dette er det tryggeste og mest pålitelige alternativet, siden det bruker galvanisk isolasjon av temperatursensoren og kontrollkretsene, og dette eliminerer muligheten for elektrisk støt fullstendig.
Som de fleste lignende kretser er den basert på en DC-bro, i den ene armen som en komparator er koblet til, og i den andre - en temperatursensor. Komparatoren overvåker misforholdet mellom kretsen og reagerer på broens tilstand når den krysser balansepunktet. Samtidig prøver han å balansere broen med en termistor og endre temperaturen. Og termisk stabilisering kan bare forekomme til en viss verdi.
Motstand R6 setter punktet hvor balansen skal dannes. Og avhengig av temperaturen i miljøet, kan termistoren R8 gå inn i denne balansen, som lar deg regulere temperaturen.
I videoen kan du se en analyse av en enkel termostatkrets:
https://youtu.be/Q_yrVL0UHNc
Hvis temperaturen som er innstilt av R6 er lavere enn den nødvendige, er motstanden på R8 for høy, noe som senker strømmen på komparatoren. Dette vil føre til at strøm flyter og åpner halvleder VS1.som vil slå på varmeelementet. Dette vil bli signalisert av LED-en.
Når temperaturen stiger, vil motstanden til R8 begynne å synke. Broen vil ha en tendens til balansepunktet. På komparatoren synker potensialet til den inverse inngangen gradvis, og på den direkte øker den. På et tidspunkt endrer situasjonen seg, og prosessen foregår i motsatt retning. Dermed vil termostyringen med egne hender slå på eller av aktuatoren avhengig av motstanden R8.
Hvis LM311 ikke er tilgjengelig, kan den byttes ut med den innenlandske KR554SA301-mikrokretsen. Det viser seg en enkel gjør-det-selv-termostat med minimale kostnader, høy nøyaktighet og pålitelighet.
Termostater for oppvarming av kjeler
Når du justerer varmesystemer, er det viktig å kalibrere enheten nøyaktig. Dette vil kreve en spennings- og strømmåler. For å lage et fungerende system kan du bruke følgende diagram.
Med denne ordningen kan du lage utendørsutstyr for å kontrollere en kjele med fast drivstoff. Rollen til zenerdioden utføres av K561LA7-mikrokretsen. Driften av enheten er basert på termistorens evne til å redusere motstanden når den varmes opp. Motstanden er koblet til strømspenningsdelernettverket. Den nødvendige temperaturen kan stilles inn ved hjelp av variabel motstand R2.Spenningen tilføres omformeren 2I-NOT. Den resulterende strømmen mates til kondensatoren C1. En kondensator er koblet til 2I-NOT, som styrer driften av en trigger. Sistnevnte er koblet til den andre utløseren.
Temperaturkontroll følger følgende skjema:
- med en reduksjon i grader øker spenningen i reléet;
- når en viss verdi er nådd, slås viften, som er koblet til reléet.
Det er bedre å lodde på en molrotte. Som batteri kan du ta en hvilken som helst enhet som fungerer innen 3-15 V.
Forsiktighet!
Installasjon av selvlagde enheter til ethvert formål på varmesystemer kan føre til utstyrssvikt. Videre kan bruk av slike enheter være forbudt på tjenestenivå som leverer kommunikasjon i ditt hjem.
Fordeler og ulemper
Selv en enkel gjør-det-selv-termostat har mange fordeler og positive aspekter. Det er ikke nødvendig å snakke om fabrikkens multifunksjonelle enheter i det hele tatt.
Temperaturregulatorer tillater:
- Oppretthold en behagelig temperatur.
- Spar energi.
- Ikke involver en person i prosessen.
- Observer den teknologiske prosessen, og øk kvaliteten.
Ulempene inkluderer høye kostnader for fabrikkmodeller. Dette gjelder selvfølgelig ikke hjemmelagde enheter. Men produksjonen, som er nødvendig når du arbeider med flytende, gassformige, alkaliske og andre lignende medier, har høye kostnader. Spesielt hvis enheten må ha mange funksjoner og funksjoner.
