Терморегулаторът със собствени ръце инструкции стъпка по стъпка за производството на самоизработващо се устройство

Сред разнообразни полезни инструменти, които могат да добавят утеха към нашия живот, има много, които лесно можете да направите сами.

Тази категория също така включва термостат, наричан още терморегулатор, устройство, което включва и изключва отоплителното или охлаждащото оборудване в съответствие с температурата на средата, в която е инсталирана.

Такова устройство може например да включва нагревател в мазето, където се съхраняват зеленчуци, по време на силно студено време. От нашата статия ще научите как да направите сами терморегулатор (за отоплителен котел, хладилник и други системи) и кои части са най-подходящи за това.

Опростен терморегулатор със собствени ръце - верига

Устройството на термостата не е особено сложно, тъй като много начинаещи аматьори усъвършенстват уменията си при производството на това устройство. Схемите се предлагат най-различни, но най-разпространеният е вариантът с използването на специален чип, наречен сравнителен.

Този елемент има два входа и един изход. На един входен сигнал се подава определено напрежение, което съответства на изискваната температура, а на второ - напрежението от температурния датчик.

Схема на термостата за топъл под

Сравнението сравнява входящите данни и в определено съотношение генерира сигнал на изхода, който отваря транзистора или включва релето. В този случай се прилага ток към нагревателя или охлаждащия блок.

Подробности за температурния контролер

Ролята на сензора за температура е обикновено термистор - елемент, чието електрическо съпротивление варира в зависимост от температурата. Използване и полупроводникови елементи - транзистори и диоди, в която също се влияят на характеристиките на температурата: При нагряване се увеличава тока на колектора (у транзистори), със смяна на работната точка и транзистор престава да работи, без взаимодействие на входния сигнал.

Но тези сензори имат значителен недостатък: те са трудни за калибриране, т.е. да се "свързват" с определени температурни стойности, поради което точността на домашния термостат оставя много да се желае.

Междувременно индустрията отдавна овладя производството на евтини температурни сензори, които са калибрирани по време на производствения процес.

Те включват марката на устройството LM335 от компанията National Semiconductor, която препоръчваме да използвате. Цената на този аналогов термодатчик е само 1 долар.

"Тройка" на първата позиция на цифровата серия в маркировката означава, че устройството е предназначено за употреба в домакински уреди. Модификациите LM235 и LM135 са предназначени за използване съответно в промишлеността и военните.

Като има в своя състав 16 транзистора, този сензор работи като ценерови диод. Същевременно стабилизационното напрежение зависи от температурата.

Зависимост от следните: за всяка степен на абсолютна скала (Келвин) има до 0.01 V на напрежение, т.е. нула Целзий (273 Келвин) стабилизиране на изходното напрежение ще бъде 2,73 V. Производителят калибрира 25в на температурния сензор (298К ). Работният диапазон е от -40 до +100 градуса по Целзий.

По този начин, при сглобяването на температурен контролер на базата на LM335, потребителят се отървава от необходимостта да вземе проба и грешка на еталонното напрежение, при което устройството ще осигури необходимата температура.

Тя може да бъде изчислена с помощта на некомплицирана формула:

V = (273 + Т) х 0.01,

Където Т е температурата, представляваща интерес за потребителя, по скалата на Целзий.

В допълнение към сензора за температура, трябва за сравнение (LM311 подходяща марка от същия производител), потенциометър за генериране на опорно напрежение (задаване на желаната температура), изходно устройство за свързване на товара (реле), светодиодите и захранването.

Захранване с термостат

Температурният датчик LM335 е свързан последователно с резистора R1. Така съпротивлението на този резистор и захранващото напрежение трябва да бъде избрано по такъв начин, че токът, преминаващ през термичния сензор, да е в обхвата от 0.45 до 5 mA.

Максималната стойност на този диапазон не трябва да се превишава, тъй като характеристиките на сензора ще бъдат изкривени поради прегряване.

Термостатът може да се захранва от стандартно захранване от 12 V или от собствен трансформатор.

Заредете активирането

Като задвижващ механизъм, който захранва нагревателя, може да се използва автомобилно реле. Той е проектиран за напрежение 12 V, като ток от 100 mA протича през серпентината.

Припомнете, че токът в схемата на температурния датчик не надвишава 5 mA, така че за да свържете релето, което трябва да използвате транзистор с по-голяма мощност, например KT814.

Как да направите сами терморегулатор: инструкции стъпка по стъпка

Нека разгледаме как терморегулаторите (термостати) с температурния сензор на въздуха се правят с ръце на 12 V. Сглобяването на устройството се извършва в следната последователност:

1. На първо място, трябва да подготвите случая. Подходящ за неговия брояч, например "Гранит-1".
2. Веригата може да бъде монтирана на дъската от един и същ брояч. Потенциометърът е свързан към директния вход на устройството за сравнение (маркиран със знак "+"), което ви позволява да настроите температурата. Към инвертирания вход (знак ";") се намира температурният датчик LM335. Ако напрежението в директен вход ще бъде по-висока, отколкото на гърба, е установен на изхода на компаратора е висока (един) и на транзистора ще даде власт на релето, и то е - на нагревателя. Веднага след като напрежението на входа обръщане ще бъде по-голяма, отколкото на буквално ниво на изхода за сравнение ще бъде ниска (нула) и релето ще се спъне.
3. За да се гарантира температурна разлика, т.е. изключването на термостата, например, при 23 градуса, а за изключване - с 25, трябва да се използва резистор, за да създадете отрицателна обратна връзка между изхода и директен вход на компаратора.
4. Трансформаторът за подаване на термостата може да бъде направен от намотка от стар електромер от индукционен тип. Има място за вторична намотка. За да получите напрежение от 12 V, трябва да вятър 540 оборота. Те могат да бъдат настанени чрез използване на тел с диаметър 0,4 мм.

Просто домашен термостат

Какво трябва да бъде нагревателят?

Силата на нагревателя зависи от това колко ток може да се задържи от контактите на релето, което се използва. Ако тази стойност е например 30 А (релсата на колата се изчислява за този ток), нагревателят може да има мощност до 30 х 220 = 6,6 kW. Необходимо е първо да се уверите, че кабелите и машината в щита са в състояние да издържат на такъв товар.

монтиране

Термостатът трябва да се монтира в долната част на помещението, където се съхранява студен въздух.

Важно е да се предотврати ефекта от топлинните смущения, които могат да объркат устройството.

Така например не поставяйте термостата в черно или близо до електрическо оборудване, което излъчва топлина.

Настройване на термостата

Както вече споменахме, термостатът, базиран на сензора LM335, не се нуждае от настройка. Достатъчно е да се знае напрежението, приложено от потенциометъра към директния вход на контролера.

Можете да го измервате с волтметър. Необходимата стойност на напрежението се определя от горната формула.

Ако искате, например, устройството да работи на температура от 20 градуса, трябва да е 2,93 V.

Ако някой друг елемент се използва като термичен датчик, еталонното напрежение ще трябва да бъде тествано чрез експеримент. За да направите това, трябва да използвате цифров термометър, например TM-902C. За прецизно настройване сензорите за термометър и термостат могат да бъдат свързани чрез изолационна лента, след което те се поставят в среда с различни температури.

Терморегулатор от импровизирани материали

Копчето на потенциометъра трябва да се завърта гладко, докато термостатът не работи. В този момент трябва да погледнете мащаба на цифровия термометър и да покажете температурата, показана върху нея, върху скалата на термостата. Можете да дефинирате крайни точки, например за температури от 8 и 40 градуса, и да отбележите междинните стойности, като разделите диапазона на равни части.

Ако цифровият термометър не е на ръка, крайните точки могат да бъдат определени от водата с леда, плаваща в него (0 градуса) или вряща вода (100 градуса).

Видео по темата