Överensstämmelse med temperaturregimen är ett mycket viktigt tekniskt villkor inte bara i produktionen utan också i vardagen. Eftersom denna parameter är så viktig måste den regleras och kontrolleras av något. Ett stort antal sådana enheter produceras, som har många funktioner och parametrar. Men att göra en termostat med egna händer är ibland mycket mer lönsamt än att köpa en färdig fabriksanalog.
Skapa en termostat själv
Allmänt koncept för temperaturregulatorer
Enheter som fixerar och samtidigt reglerar ett inställt temperaturvärde återfinns i större utsträckning i produktionen. Men de hittade också sin plats i vardagen. För att upprätthålla det önskade mikroklimatet i huset används ofta termostater för vatten. De tillverkar sådana anordningar för att torka grönsaker eller värma en inkubator med egna händer. Ett liknande system kan hitta sin plats var som helst.
I den här videon får vi reda på vad en temperaturregulator är:
Faktum är att de flesta termostater bara är en del av den totala kretsen, som består av följande komponenter:
- En temperatursensor som mäter och fixar samt överför den mottagna informationen till styrenheten. Detta händer på grund av omvandlingen av termisk energi till elektriska signaler som känns igen av enheten. Sensorn kan vara en motståndstermometer eller termoelement, som i sin design har en metall som reagerar på temperaturförändringar och ändrar dess motstånd under dess inflytande.
- Den analytiska enheten är själva regulatorn. Den tar emot elektroniska signaler och reagerar beroende på dess funktioner, varefter den överför signalen till ställdonet.
- Ett ställdon är en slags mekanisk eller elektronisk anordning som, när den tar emot en signal från enheten, beter sig på ett visst sätt. Till exempel, när den inställda temperaturen har uppnåtts, stänger ventilen kylvätsketillförseln. Omvänt, så snart avläsningarna faller under de förinställda värdena, ger analysenheten kommandot att öppna ventilen.
https://youtu.be/5df-HCmm00Y
Dessa är de tre huvuddelarna i temperaturkontrollsystemet. Även om, förutom dem, andra delar, som ett mellanliggande relä, kan delta i kretsen. Men de utför bara en ytterligare funktion.
Digital termostat
För att skapa en fullt fungerande termostat med noggrann kalibrering kan du inte göra utan digitala element. Tänk på en anordning för att kontrollera temperaturen i en liten grönsaksaffär.
Huvudelementet här är PIC16F628A mikrokontroller. Denna mikrokrets ger kontroll över olika elektroniska enheter. PIC16F628A mikrokontroller innehåller två analoga komparatorer, en intern oscillator, 3 timers, CCP-jämförelsemoduler och USART-datautbyte.
När termostaten är i drift matas värdet på den befintliga och inställda temperaturen till MT30361 - en tresiffrig indikator med en gemensam katod. För att ställa in önskad temperatur, använd knapparna: SB1 - för att minska och SB2 - för att öka. Om du utför inställningen medan du trycker på SB3-knappen kan du ställa in hysteresvärdena. Det minsta hysteresvärdet för denna krets är 1 grad. En detaljerad ritning kan ses på planen.
Anledningen till montering av denna krets var nedbrytningen av termostaten i den elektriska ugnen i köket. Efter att ha sökt på internet hittade jag inte ett speciellt överflöd av alternativ på mikrokontroller, naturligtvis finns det något, men alla är huvudsakligen utformade för att fungera med en DS18B20-temperatursensor och det är mycket begränsat i temperaturområdet för övre värden Och är inte lämplig för en ugn. Uppgiften var att mäta temperaturer upp till 300 ° C, så valet föll på termoelementet av K-typ. Analysen av kretslösningar ledde till ett par alternativ.
Funktionsprincip
Principen enligt vilken alla regulatorer arbetar är att ta en fysisk kvantitet (temperatur), överföra data till styrenhetens krets, som bestämmer vad som ska göras i ett visst fall.
Om du gör ett termiskt relä, kommer det enklaste alternativet att ha en mekanisk styrkrets. Här, med hjälp av ett motstånd, ställs ett visst tröskelvärde in, när en signal kommer att ges till ställdonet.
För att få ytterligare funktioner och förmågan att arbeta med ett bredare temperaturområde måste du integrera kontrollenheten. Detta hjälper också till att öka enhetens livslängd.
I den här videon kan du titta på hur du skapar din egen termostat för eluppvärmning:
Hemmagjord temperaturregulator
Det finns faktiskt många system för att skapa en termostat själv. Allt beror på i vilket område en sådan produkt kommer att användas. Naturligtvis är det extremt svårt att skapa något för komplicerat och multifunktionellt. Men en termostat som kan användas för att värma ett akvarium eller torra grönsaker för vintern kan skapas med ett minimum av kunskap.
Detta är användbart: fördelningsgrenrör i värmesystemet.
Det enklaste systemet
Den enklaste gör-det-själv-termostatkretsen har en transformatorfri strömförsörjning, som består av en diodbro med en parallellkopplad zenerdiod, som stabiliserar spänningen inom 14 volt och en släckkondensator. Du kan också lägga till en 12 volt stabilisator här om du vill.
Skapandet av en termostat kräver inte mycket ansträngningar och pengar
Hela kretsen kommer att baseras på TL431 Zener-dioden, som styrs av en avdelare som består av ett 47 kΩ motstånd, ett 10 kΩ motstånd och en 10 kΩ termistor som fungerar som en temperatursensor. Dess motstånd minskar med ökande temperatur. Motstånd och motstånd matchas bäst för att uppnå bästa svarsnoggrannhet.
Själva processen ser ut så här: när en spänning på mer än 2,5 volt bildas på mikrokretsens styrkontakt öppnas den, vilket slår på reläet och levererar en belastning till ställdonet.
Hur man gör en termostat för en inkubator med egna händer, kan du se i videon som presenteras:
Omvänt, när spänningen sjunker under, stängs mikrokretsen och reläet stängs av.
För att undvika skramling av reläkontakterna är det nödvändigt att välja den med en minsta hållström. Och parallellt med ingångarna måste du lödda en 470 × 25 V kondensator.
När du använder en NTC-termistor och en mikrokrets som redan har varit i drift är det värt att först kontrollera deras prestanda och noggrannhet.
På det här sättet, den enklaste enheten visar sigreglerar temperaturen. Men med rätt ingredienser fungerar den utmärkt i ett brett spektrum av applikationer.
Inomhusenhet
Sådana termostater med en gör-det-själv-lufttemperatursensor är optimala för att bibehålla de angivna mikroklimatparametrarna i rum och behållare. Det är fullt kapabelt att automatisera processen och kontrollera vilken värmeavgivare som helst, från varmt vatten till värmeelement. Samtidigt har den termiska omkopplaren utmärkta prestandadata. Och sensorn kan antingen vara inbyggd eller fjärrkontroll.
Här fungerar en termistor, indikerad i diagrammet R1, som en termisk sensor. Spänningsdelaren inkluderar R1, R2, R3 och R6, vars signal går till den fjärde stiftet på operationsförstärkarens mikrokrets. Den femte kontakten för DA1 tar emot en signal från delaren R3, R4, R7 och R8.
Motstånden hos motstånden måste väljas så att vid den lägsta låga temperaturen i det uppmätta mediet, när motståndet hos termistorn är maximalt, är komparatorn positivt mättad.
Spänningen vid utgången från komparatorn är 11,5 volt. Vid denna tidpunkt är transistorn VT1 i öppet läge och reläet K1 slår på den verkställande eller mellanliggande mekanismen, vilket leder till att uppvärmningen börjar. Som ett resultat stiger omgivningstemperaturen, vilket sänker sensorns motstånd. Vid ingången 4 till mikrokretsen börjar spänningen öka och överstiger som ett resultat spänningen vid stift 5. Som ett resultat går komparatorn in i fasen med negativ mättnad. Vid mikrokretsens tionde utgång blir spänningen ungefär 0,7 volt, vilket är en logisk noll. Som ett resultat stängs transistorn VT1 och reläet stängs av och stänger av ställdonet.
https://youtu.be/qV11L1JJNgs
På LM 311-chipet
En sådan gör-det-själv-termostyrning är utformad för att fungera med värmeelement och kan hålla de inställda temperaturparametrarna inom 20-100 grader. Detta är det säkraste och mest tillförlitliga alternativet, eftersom det använder galvanisk isolering av temperaturgivaren och styrkretsarna, och detta eliminerar helt risken för elektrisk stöt.
Liksom de flesta liknande kretsar är den baserad på en likströmsbrygga, i vilken en komparator är ansluten och i den andra - en temperatursensor. Jämföraren övervakar kretsens felaktighet och reagerar på bryggans tillstånd när den passerar balanspunkten. Samtidigt försöker han också balansera bron med en termistor och ändra temperaturen. Och termisk stabilisering kan endast ske till ett visst värde.
Motstånd R6 ställer in den punkt vid vilken balans ska bildas. Och beroende på omgivningens temperatur kan termistorn R8 komma in i denna balans, vilket gör att du kan reglera temperaturen.
I videon kan du se en analys av en enkel termostatkrets:
https://youtu.be/Q_yrVL0UHNc
Om temperaturen som ställts in av R6 är lägre än den önskade är motståndet på R8 för stort, vilket minskar strömmen på komparatorn. Detta kommer att få ström att strömma och öppna halvledaren VS1.som slår på värmeelementet. Detta kommer att signaleras av lysdioden.
När temperaturen stiger kommer motståndet på R8 att börja minska. Broen tenderar till balanspunkten. På komparatorn minskar potentialen för den inversa ingången gradvis och på den direkta ökar den. Vid någon tidpunkt förändras situationen och processen sker i motsatt riktning. Således kommer termokontrollern med egna händer att slå på eller av ställdonet beroende på motståndet R8.
Om LM311 inte är tillgängligt kan den ersättas med den inhemska KR554SA301-mikrokretsen. Det visar sig en enkel gör-det-själv-termostat med minimala kostnader, hög noggrannhet och tillförlitlighet.
Termostater för värmepannor
Vid justering av värmesystem är det viktigt att kalibrera enheten noggrant. Detta kräver en spännings- och strömmätare. För att skapa ett fungerande system kan du använda följande diagram.
Med detta schema kan du skapa utomhusutrustning för att styra en fastbränslepanna. Zenerdiodens roll utförs av mikrokretsen K561LA7. Anordningens funktion baseras på termistorns förmåga att minska motståndet vid uppvärmning. Motståndet är anslutet till elnätet. Den önskade temperaturen kan ställas in med variabelt motstånd R2.Spänningen matas till omformaren 2I-NOT. Den resulterande strömmen matas till kondensatorn Cl. En kondensator är ansluten till 2I-NOT, som styr driften av en trigger. Den senare är ansluten till den andra utlösaren.
Temperaturreglering följer följande schema:
- med en minskning i grader ökar spänningen i reläet;
- när ett visst värde uppnås stängs fläkten, som är ansluten till reläet.
Det är bättre att löda på en molråtta. Som batteri kan du ta vilken enhet som helst som arbetar inom 3-15 V.
Varning!
Installation av självtillverkade apparater för alla ändamål på värmesystem kan leda till att utrustningen går sönder. Dessutom kan det vara förbjudet att använda sådana enheter på tjänster som tillhandahåller kommunikation i ditt hem.
Fördelar och nackdelar
Även en enkel gör-det-själv-termostat har många fördelar och positiva aspekter. Det finns inget behov av att prata om fabrikens multifunktionella enheter alls.
Temperaturregulatorer tillåter:
- Håll en behaglig temperatur.
- Spara energi.
- Inblanda inte en person i processen.
- Observera den tekniska processen, öka kvaliteten.
Nackdelarna inkluderar de höga kostnaderna för fabriksmodeller. Naturligtvis gäller detta inte hemgjorda enheter. Men produktionsmedlen, som krävs när man arbetar med flytande, gasformiga, alkaliska och andra liknande medier, har en hög kostnad. Speciellt om enheten måste ha många funktioner och funktioner.
