Термостат простой – схема регулятора температуры, установка и настройка термостата для батареи отопления

Как сделать простой термостат | КАК?!..

Предлагаю вашему вниманию схему простого и одновременно надежного термостата. Данная схема может использоваться практически везде, где не требуется индикация температуры, и требуется средняя точность работы. Как работает схема?

Для ответа на этот вопрос, нужно посмотреть на схему:

 

В качестве датчика температуры используется термистор NTC на 10 кОм, который уменьшает свое сопротивление при нагревании. Для установки температуры используется переменный резистор, также на 10 кОм. Как видно по схеме, резисторы R10 и R12, а также R8 и R11 образуют делители напряжения, выходы которых поступают на входы компаратора. Второй компаратор служит для формирования четкого сигнала на оптрон. В схеме применена общедоступная и широко известная микросхема LM393, которая включает в себя два компаратора и работает в широком диапазоне напряжений.

Силовая часть состоит из симистора и схемы подавления помех от его работы (R1 и C1). Симистор управляется оптроном MOC3042.

Таким образом, при изменении температуры – изменяется сопротивление термистора, а, значит, и подаваемое на вход компаратора напряжение. В зависимости от положения ручки R12 оптрон открывает или закрывает симистор – нагрузка включается или отключается. Схема не имеет никакого настраиваемого гистерезиса, т.е. в идеале при температуре меньше установленного нагрузка включится, а как только температура повысится, то отключится. Поэтому, если требуется обеспечить некую задержку в изменении температуры, то можно заключить термистор в небольшой металлический цилиндрик.

Для работы данной схемы требуется также небольшой источник питания, напряжением от 5В до 35В.

В конце прилагаю рисунок печатной платы в Sprint-Layout.

Термостат

Update:  Как правильно заметил Дмитрий в комментариях, ошибочка в схеме. Общий на MOC3042 должен быть на 2й ноге, а не на 3й. Спасибо за поправку.

www.how.net.ua

Простой термостат на одной микросхеме. Схема и описание

Предназначение различных электронных термостатов, да и механических тоже, удерживать необходимый температурный показатель в определенном диапазоне. Разница между температурой, при которой термостат включает нагрузку и температурой, при которой он снова выключает ее, называется гистерезисом. Без этого гистерезиса термостат практически каждую секунду включал бы и выключал нагрузку.

Ниже приведена схема простого термостата на одной интегральной микросхеме. Он включает реле при снижении температуры и выключает его при повышении заданного порога. Если необходимо инвертировать работу реле, то нужно заменить p-n-p транзистор (BC557) на n-p-n тип (BC547). Для снижения энергопотребления, желательно выбрать такой режим работы, при котором реле большую часть времени будет обесточено.

Определение диапазона рабочих температур термостата

Есть много факторов, от которых зависит точность работа термостата. В основном это инертность самого нагревателя. Например, при достижении фактической температуры верхнего порога выставленного в термостате, реле обесточит нагреватель. Но все же он еще будет какое-то время отдавать тепло, тем самым еще немного поднимая температуру.

Так же обстоит дело и с нагревом, то есть при включении реле, нагреватель не сможет сразу начать отдавать тепло, для этого потребуется некоторое время, при котором фактическая температура будет продолжать опускаться. Другими словами — система, которую вы пытаетесь контролировать — может иметь свой определенный гистерезис.

Температура, при которой реле термостата включается — управляется уровнем напряжения, поступающим на контакты 5 и 6, а температура, при котором реле выключается — управляется напряжением, идущим на контакты 1 и 2. Разница между двумя уровнями температуры (гистерезис) — контролируется величиной сопротивления резистора R3. В качестве температурного датчика R4 применен термистор (терморезистор с отрицательным ТКС). Питание термостата осуществляется от самодельного блока питания.

В нашем случае, при тех значениях, которые указаны на схеме — температура, при которой реле включится, может быть в диапазоне от 22 гр.С до 29 гр.С, и с гистерезисом около 4 гр.С. Из-за возможных отклонений в заводских параметрах резисторов, результат возможен немного иной. Но за счет подбора значений R1, R2 и R3 – можно подобрать необходимый температурный диапазон и значение гистерезиса.

Сопротивлением переменного резистора R1 (желательно многооборотный) задается температурный диапазон. Чем выше значение R1, тем шире диапазон. Однако если вы сделаете диапазон регулировки слишком широким, то установить точную температуру станет труднее.

Значение R2 позволяет установить температурный порог работы термостата. Уменьшение значения R2 обеспечивает более высокую температуру, увеличение более низкую. Необходимо подобрать R2, которое будет близко к целевой температуре, а затем подстроить более точно переменным резистором R1. Необходимое сопротивление можно легко подобрать зная цветовую маркировку постоянных резисторов

Резистором R3 выставляется значение гистерезиса в работе термостата. При увеличении/уменьшении сопротивления R3 соответственно увеличивается/уменьшается гистерезис.

www.zen22142.zen.co.uk

www.joyta.ru

Простой термостат — Меандр — занимательная электроника

Читать все новости

Термостат предназначен для управ­ления подогревом воды в аквариуме.

Датчиком температуры является тер­мистор R1 (полупроводниковый, с отрица­тельной температурной зависимостью). Он образует делитель напряжения с резистором R2 Так как с увеличением температуры сопротивление R1 умень­шается, напряжение на R2 изменяется в прямой пропорциональности от темпера­туры. Это напряжение поступает на инверсный вход компаратора на опер­ационном усилителе А1.

Принципиальная схема термостата

На прямой вход А1 подается напряжение с установочного делителя R3-R4-R5, где с помощью переменного резистора R1 можно установить такой порог переклю­чения компаратора А1, который соответ­ствует напряжению на R2 при необхо­димой температуре.

Некоторый гистерезис, необходимый для нормальной рабо­ты электромагнит­ного реле К1, ус­танавливается со­отношением соп­ротивлений резис­торов R6 и R7.

Пока температу­ра среды, в кото­рой находится термистор R1 ниже требуемой, напряжение на R2 выше чем напряжение на прямом входе А1. В результате на выходе А1 напряжение высоко, что открывает транзистор VT1 и реле К1, включенное в его коллекторе, держит контакты замкнутыми, подавая ток на нагревательный элемент (на схеме не показан).

Резистором R4 устанавливается не точное значение температуры, а некото­рый диапазон, например, 30-32°С (а протяженность этого диапазона зависит от величин R7 и R6). Как только температура в зоне расположения R1 достигает верх­него порога этого диапазона (32°С, в дан­ном случае), напряжение на инверсном входе компаратора становится выше напряжения на его прямом входе. Компаратор переключается в состояние, когда на его выходе напряжение близко к нулю. Ключ на VТ1 закрывается и реле К1 выключает нагреватель.

Светодиод HL1 служит для индикации того, что в данный момент нагреватель включен.

Среда, в которой нужно поддерживать температуру, начинает остывать. Спустя некоторое время температура опускается до нижнего порога установленного диапа­зона (до 30°С, в данном случае) и в результате роста сопротивления R1 напряжение на инверсном входе А1 становится ниже напряжения на его прямом входе. Ключ на VT1 открывается, а реле К1 включает нагреватель снова.

Налаживание заключается в градуировке шкалы R4 по образцовому термометру. Так же, может потребоваться подбор R2 (под конкретный термистор) и R3, R5 — под нужные пределы регулировки. Ширину диапазона контроля можно установить подбором сопротивлений R6 или R7.

Реле КУЦ-1 — это реле от ДУ старого телевизора. Такое реле допускает нагрузку до 200W, если этого недоста­точно нужно использовать более мощное реле, например, автомобильное, соот­ветственно используя более мощный ключ для его включения (вместо VТ1).

Светодиод — любой. Операционный усилитель MC33171N можно так же заменить практически любым ОУ широкого применения.

Для того чтобы измерять температуру в аквариуме, нужно сделать конструктив термодатчика     водонепроницаемым.

Проще всего для этого в качестве корпуса использовать высокую химическую или медицинскую стеклянную пробирку. И ре­зиновую пробку, плотно её закрывающую. В пробирку помещают терморезистор, на самое её дно, и затем, засыпают очень сухим песком. Чтобы песок был очень сухим, его перед засыпкой желательно прогреть на сковороде, чтобы вся влага из него испарилась.

Засыпать песком нужно почти до самого верха пробирки, что бы только осталось место для пробки. Затем, под пробкой выводят провода от терморезистора, и затыкают пробирку пробкой.

Установить пробирку нужно так, чтобы её часть с терморезистором была как можно глубже в аквариуме, но верхняя часть с пробкой была выше воды как минимум на два сантиметра.

Автор: Стриженко А.Н.

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Терморегулятор своими руками

Подробности
Категория: Электроника в быту

Терморегулятор в быту применяется в самых разных устройствах, начиная от холодильника и заканчивая утюгами и паяльниками. Наверно, нет такого радиолюбителя, который обошел бы стороной подобную схему. Чаще всего в качестве датчика или сенсора температуры в различных любительских конструкциях используются терморезисторы, транзисторы или диоды. Работа таких терморегуляторов достаточно проста, алгоритм работы примитивный, и как следствие простая электрическая схема.

Поддержание заданной температуры производится включением – выключением нагревательного элемента (ТЭН): как только температура достигнет заданной величины, срабатывает сравнивающее устройство (компаратор) и ТЭН отключается. Такой принцип регулирования реализован во всех простых регуляторах. Казалось бы, все просто и понятно, но это лишь до того, пока не дошло до практических опытов.

Самым сложным и трудоемким процессом в изготовлении «простых» терморегуляторов является настройка на требуемую температуру. Для определения характерных точек температурной шкалы предлагается сначала погружать датчик в сосуд с тающим льдом (это ноль градусов Цельсия), а затем в кипяток (100 градусов).

После этой «калибровки» методом проб и ошибок при помощи градусника и вольтметра производится настойка необходимой температуры срабатывания. После таких опытов результат оказывается не самым лучшим.

Сейчас различными фирмами выпускается множество температурных сенсоров уже откалиброванных в процессе производства. В основном это датчики, рассчитанные на работу с микроконтроллерами. Информация на выходе этих датчиков цифровая, передается по однопроводному двунаправленному интерфейсу 1-wire, что позволяет создавать целые сети на базе подобных устройств. Другими словами очень просто создать многоточечный термометр, контролировать температуру, например, в помещении и за окном, и даже не в одной комнате.

На фоне такого изобилия интеллектуальных цифровых сенсоров неплохо выглядит скромный прибор LM335 и его разновидности 235, 135. Первая цифра в маркировке говорит о назначении прибора: 1 соответствует военной приемке, 2 индустриальное применение, а тройка говорит об использовании компонента в бытовых приборах.

Кстати, такая же стройная система обозначений свойственна многим импортным деталям, например операционным усилителям, компараторам и многим другим. Отечественным аналогом таких обозначений была маркировка транзисторов, например, 2Т и КТ. Первые предназначались для военных, а вторые для широкого применения. Но пора вернуться к уже знакомому нам LM335.

Внешне этот сенсор похож на маломощный транзистор в пластмассовом корпусе ТО — 92, но внутри него находится 16 транзисторов. Также этот датчик может быть и в корпусе SO – 8, но различий между ними нет никаких. Внешний вид датчика показан на рисунке 1.


Рисунок 1. Внешний вид датчика LM335

По принципу действия датчик LM335 представляет собой стабилитрон, у которого напряжение стабилизации зависит от температуры. При повышении температуры на один градус Кельвина напряжение стабилизации увеличивается на 10 милливольт. Типовая схема включения показана на рисунке 2.


Рисунок 2. Типовая схема включения датчика LM335

При взгляде на этот рисунок сразу можно спросить, какое же сопротивление резистора R1 и, какое напряжение питания при такой схеме включения. Ответ содержится в технической документации, где сказано, что нормальная работа изделия гарантируется в диапазоне токов 0,45…5,00 миллиампер. Следует заметить, что предел в 5 мА превышать не следует, поскольку датчик будет перегреваться и измерять собственную температуру.

Что будет показывать датчик LM335

Согласно документации (Data Sheet) датчик проградуирован по абсолютной шкале Кельвина. Если предположить, что температура внутри помещения -273,15°C, а это абсолютный ноль по Кельвину, то рассматриваемый датчик должен показать нулевое напряжение. При увеличении температуры на каждый градус выходное напряжение стабилитрона будет возрастать на целых 10мВ или на 0,010В.

Чтобы перевести температуру из привычной всем шкалы Цельсия в шкалу Кельвина достаточно просто прибавить 273,15. Ну, про 0,15 всегда и все забывают, поэтому просто 273, и получается, что 0°C это 0+273 = 273°K.

В учебниках физики нормальной температурой считается 25°C, а по Кельвину получается 25+273 = 298, а точнее 298,15. Именно эта точка упоминается в даташите, как единственная точка калибровки сенсора. Таким образом, при температуре 25°C на выходе датчика должно быть 298,15 * 0,010 = 2,9815В.

Рабочий диапазон датчика находится в пределах -40…100°C и во всем диапазоне характеристика датчика очень линейна, что позволяет легко рассчитать показания датчика при любой температуре: сначала надо пересчитать температуру по Цельсию в градусы Кельвина. Затем полученную температуру умножить на 0,010В. Последний ноль в этом числе говорит о том, что напряжение в Вольтах указано с точностью до 1мВ.

Все эти рассуждения и расчеты должны навести на мысль, что при изготовлении терморегулятора не придется ничего градуировать, макая сенсор в кипяток и в тающий лед. Достаточно просто рассчитать напряжение на выходе LM335, после чего останется только выставить это напряжение в качестве задающего на входе сравнивающего устройства (компаратора).

Еще один повод для использования LM335 в своей конструкции это небольшая цена. В интернет магазине его можно купить по цене около 1 доллара. Наверно, доставка обойдется дороже. После всех этих теоретических рассуждений можно перейти к разработке электрической схемы терморегулятора. В данном случае для погреба.

Принципиальная схема терморегулятора для погреба

Чтобы сконструировать терморегулятор для погреба на базе аналогового термодатчика LM335 не надо изобретать ничего нового. Достаточно обратиться к технической документации (Data Sheet) на этот компонент. Даташит содержит все способы применения датчика, в том числе и собственно терморегулятор.

Но эту схему можно рассматривать как функциональную, по которой можно изучить принцип работы. Практически придется дополнить ее выходным устройством, позволяющим включать нагреватель заданной мощности и, естественно, блоком питания и, возможно, индикаторами работы. Об этих узлах будет рассказано несколько позже, а пока посмотрим, что же предлагает фирменная документация, она же даташит. Схема, как она есть, показана на рисунке 3.


Рисунок 3. Схема подключения датчика LM335

Как работает компаратор

Основой предлагаемой схемы является компаратор LM311, он же 211 или 111. Как и все компараторы, 311-й имеет два входа и выход. Один из входов (2) является прямым и обозначен знаком +. Другой вход — инверсный (3) обозначен знаком «минус». Выходом компаратора является вывод 7.

Логика работы компаратора достаточно проста. Когда напряжение на прямом входе (2) больше, чем на инверсном (3), на выходе компаратора устанавливается высокий уровень. Транзистор открывается и подключает нагрузку. На рисунке 1 это сразу нагреватель, но ведь это функциональная схема. К прямому входу подключен потенциометр, задающий порог срабатывания компаратора, т.е. уставку температуры.

Когда напряжение на инверсном входе больше, чем на прямом, на выходе компаратора установится низкий уровень. К инверсному входу подключен термодатчик LM335, поэтому при повышении температуры (нагреватель уже включен) будет повышаться напряжение на инверсном входе.

Когда напряжение датчика достигнет порога срабатывания, установленного потенциометром, компаратор переключится в низкий уровень, транзистор закроется и отключит нагреватель. Далее весь цикл повторится.

Осталось совсем ничего, — на базе рассмотренной функциональной схемы разработать практическую схему, по возможности простую и доступную для повторения начинающими радиолюбителями. Возможный вариант практической схемы показан на рисунке 4.


Рисунок 4.

Несколько пояснений к принципиальной схеме

Нетрудно видеть, что базовая схема немного изменилась. Прежде всего, вместо нагревателя транзистор будет включать реле, а что будет включать реле об этом чуть позже. Еще появился электролитический конденсатор C1, назначение которого сглаживание пульсаций напряжения на стабилитроне 4568. Но расскажем о назначении деталей чуть подробней.

Питание термодатчика и делителя напряжения уставки температуры R2, R3, R4 стабилизировано параметрическим стабилизатором R1, 1N4568, C1 с напряжением стабилизации 6,4В. Даже если питание всего устройства будет производиться от стабилизированного источника, дополнительный стабилизатор не помешает.

Такое решение позволяет питать все устройство от источника, напряжение которого можно выбрать в зависимости от напряжения катушки реле, имеющегося в наличии. Скорее всего, это будет 12 или 24В. Источник питания может быть даже нестабилизированным, просто диодный мост с конденсатором. Но лучше все-таки не поскупиться и поставить в блок питания интегральный стабилизатор 7812, который обеспечит еще и защиту от КЗ.

Если уж разговор зашел про реле, что можно в данном случае применить? Прежде всего, это современные малогабаритные реле, наподобие тех, что применяются в стиральных машинах. Внешний вид реле показан на рисунке 5.


Рисунок 5. Малогобаритное реле

При всей миниатюрности такие реле могут коммутировать ток до 10А, что позволяет коммутировать нагрузку до 2КВт. Это если на все 10А, но так делать не надо. Самое большее, что можно включить таким реле это нагреватель мощностью не более 1КВт, ведь должен же быть хоть какой-то «запас прочности»!

Совсем хорошо, если реле своими контактами будет включать магнитный пускатель серии ПМЕ, а уж он пусть включает нагреватель. Это один из самых надежных вариантов включения нагрузки. Возможная реализация такого варианта показана на рисунке 6.


Рисунок 6.

Электропитание терморегулятора

Блок питания устройства нестабилизированный, а поскольку сам терморегулятор (одна микросхема и один транзистор) практически никакой мощности не потребляет, то в качестве источника питания вполне подойдет любой сетевой адаптер китайского производства.

Если сделать блок питания, как показано на схеме, то вполне подойдет небольшой силовой трансформатор от кассетного магнитофона калькулятора или чего-то другого. Главное, чтобы напряжение на вторичной обмотке было не свыше 12..14В. При меньшем напряжении не будет срабатывать реле, а при большем оно просто может сгореть.

Если выходное напряжения трансформатора находится в пределах 17…19В, то тут без стабилизатора не обойтись. Это не должно пугать, ведь современные интегральные стабилизаторы имеют всего 3 вывода, запаять их не так и сложно.

Включение нагрузки

Открытый транзистор VT1 включает реле K1, которое своим контактом K1.1 включает магнитный пускатель K2. Контакты магнитного пускателя K2.1 и K2.2 подключают к сети нагреватель. Следует отметить, что нагреватель включается сразу двумя контактами. Такое решение гарантирует, что при отключенном пускателе на нагрузке не останется фаза, если, конечно все исправно.

Поскольку погреб помещение влажное, иногда очень сырое, в плане электробезопасности очень опасное, то подключение всего устройства лучше всего осуществить с применением УЗО по всем требованиям к современной проводке.

Каким должен быть нагреватель

Схем терморегуляторов для погреба опубликовано немало. Когда-то их печатал журнал «Моделист-коструктор» и другие печатные издания, а теперь все это изобилие перекочевало в интернет. В этих статьях даются рекомендации, каким же должен быть нагреватель.

Кто-то предлагает обычные стоваттные лампы накаливания, трубчатые нагреватели марки ТЭН, масляные радиаторы (можно даже с неисправным биметаллическим регулятором). Также предлагается использовать бытовые обогреватели с встроенным вентилятором. Главное, чтобы не было прямого доступа к токоведущим частям. Поэтому старые электроплитки с открытой спиралью и самодельные нагреватели типа «козёл» применять ни в коем случае нельзя.

Сначала проверьте монтаж

Если устройство собрано без ошибок из исправных деталей, то особой наладки не требуется. Но в любом случае перед первым включением обязательно проверить качество монтажа: нет ли непропаек или наоборот замкнутых дорожек на печатной плате. И проделывать эти действия надо не забывать, просто взять себе за правило. Особенно это относится к конструкциям, подключаемым к электрической сети.

Настройка терморегулятора

Если первое включение конструкции произошло без дыма и взрывов, то единственное, что надо сделать, это выставить опорное напряжение на прямом входе компаратора (вывод 2), согласно желаемой температуре. Для этого необходимо произвести несколько расчетов.

Предположим, что температура в погребе должна поддерживаться на уровне +2 градуса по Цельсию. Тогда сначала переводим ее в градусы Кельвина, затем полученный результат умножаем на 0,010В в результате получается опорное напряжение, оно же уставка температуры.

(273,15 + 2) * 0,010 = 2,7515(В)

Если предполагается, что терморегулятор должен поддерживать температуру, например, +4 градуса, то получится следующий результат: (273,15 + 4) * 0,010 = 2,7715(В)

автор Борис Аладышкин

Добавить комментарий

radiofanatic.ru

Простой термостат на компараторе — Меандр — занимательная электроника

Читать все новости

Идея подобного устройства возникла в процессе апгрейда усилителя на 4-х TDA2030A. Очень уж мне не нравился шум вентилятора. За музыкой его слышно конечно же не было но, когда музыка выключалась, было слышно довольно громкое жужжание вентилятора, обдувающего радиатор. В результате родилась такая вот схема на компараторе LM311.Для начала вспомним, что есть компаратор.

Компаратор (от англ. compare — сравнивать) — это сравнивающее устройство.Он сравнивает напряжение на прямом входе (у компаратора их два — прямой и инверсный), с напряжением на инверсном входе (напряжение срабатывания). Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. С их помощью осуществляется настройка порогового напряжения срабатывания компаратора. Если на прямом входе напряжение превысит напряжение инверсного входа, то компаратор выдаст на выходе высокий уровень, равный напряжению питания компаратора.

Резистор R3 служит для создания положительной  обратной связи для формирования гистерезисной передаточной характеристики. Эта мера позволяет избежать быстрых нежелательных переключений состояния выхода, обусловленном шумами во входном сигнале.

На компараторе можно даже построить простейший АЦП, если выставить порог срабатывания и напряжение питания компаратора равными логической единице!

Итак, термостат.

Принцип его действия таков: радиатор не охлаждается, пока его температура не достигнет 40-50 градусов (зависит от сопротивления резисторов RV1 и RT1). По достижении необходимой температуры кулер включается, охлаждает радиатор и снова отключается. Такая схема позволит снизить шум вентилятора на тех режимах работы усилителя, когда нагрев микросхем УМЗЧ незначителен и таким образом уменьшить уровень шума.Здесь компаратор управляет полевым транзистором, который может коммутировать нагрузку (кулер, светодиод, реле и пр.).

Видно что напряжение на прямом входе (12,7В) меньше чем на инверсном (12,8В). На выходе компаратора 0В, следовательно полевик закрыт, ток через него не течет и двигатель не вращается.

Немного изменим сопротивление RV1.

Напряжение на входе превысило пороговое, компаратор открыл транзистор, через него пошел ток, двигатель начал вращаться. В реальных условиях должно изменится сопротивление RT1 из-за нагревания (если это NCT) или охлаждения ( если PCT).

Теперь посмотрим как это будет выглядеть «в железе».Данные о температуре снимаются с помощью NTC термистора на 1 кОм.

Мой выбор пал на SMD-монтаж, т.к. передо мной стояла задача сделать устройство, имеющее как можно меньшие габариты.

Такую платку можно просто прилепить на термоклей или 2-сторонний скотч к радиатору или стенке корпуса усилителя.

Настройка осуществляется довольно просто: необходимо чтобы терморезистор приобрел комнатную температуру. После этого его калибруют вращением подстроечного резистора до прекращения срабатывания на комнатную температуру. Затем нагревают термистор до необходимой расчетной температуры (я калибровал примерно на 50*С. Прилепил термистор к настольной лампе со 100Вт лампой накаливания и настраивал по теплу, отдаваемому лампой.) и подстраивают резистор до появления срабатывания на необходимую температуру.

Ну и не стоит забывать о теплопроводящей пасте между термистором и радиатором.

Печатная плата

cxem.net

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Простой термостат CAVR.ru



Простой термостат CAVR.ru


Рассказать в:

Недавно в чешском радиолюбительском журнале
[1] была опубликована статья со схемой простого термостата. Она заинтересовала
в первую очередь тем, что интуиция подска­зывает — в схеме имеется ошибка, и
она из-за этого не спо­собна выполнять возложенные на нее функции. Как говорит­ся,
«когда кажется надо креститься», но на это надо… время. Вот и
возникла мысль ознакомить читателей с указанной публикацией без ее проверки, а
они самостоятельно проведут анализ схемы и ее экспериментальную проверку. Кто
знает… Все когда-то с чего-то начинали…

                                                        Простой
термостат

Схема термостата
представле­на на рис. 1. Термостаты часто при­меняют в системах регулирования
температуры. Устройства содер­жат схему с релейной характерис­тикой — обогрев
включен/выклю­чен. При этом для удобства эксп­луатации такого устройства термо­регулирования
ему обеспечивают гистерезис при работе. Это позво­ляет исключить частые
включения/ выключения оконечных устройств термостата.

Сопротивление
термистора R3 в схеме рис. 1 изменяет
потенциал входов инверторов IC1-B и IC1-A. Подстроечным сопротивлением Р1 задают начальное смещение этих входов
инверторов при регулиров­ке схемы. Величина резистора R2 определяет зону гистерезиса схе­мы. При указанных на схеме номи­налах
радиокомпонентов и сопро­тивлении термистора R3 4,7 кОм (при 25°С) порог включения реле RE1 составляет не более 22°С, а его отключения — не более 27°С. Это
выбиралось из условия под­держания комфортной температу­ры в комнате квартиры.

Устройство обогрева
управля­ется реле RE1.

В схеме могут
использоваться микросхемы К561ЛА7 или К561ЛЕ5 вместо более дефицитных импорт­ных
микросхем CD4011 и CD4001, поскольку любая из них включает­ся в данной
схеме, как инвертор.

Автор отмечает [1],
что микро­схемы разных производителей от­личаются порогом переключения
инверторов при одинаковом напря­жении питания микросхем, поэтому

в схеме используется подстроечный элемент —
Р1. Добавлю, что ранее экспериментально этот порог для большинства микросхем
серии К561 был определен, примерно,как 0,45 ипит микросхем. Отсюда и тре­бование
стабилизации напряжения питания КМОП микросхем. В про­тивном случае пороги
переключе­ния микросхем будут зависеть от колебаний напряжения источника
питания устройства.

Как было отмечено в
преамбу­ле этой статьи, ряд вопросов в по­строении схемы рис. 1 вызывает
сомнение. В частности, это исполь­зование в качестве релейных эле­ментов лишь
КМОП микросхем, включенных как инверторы. Более «привычным» решением
было бы, например, использование триггера Шмитта или, что еще более перс­пективно,
микросхемы таймера се­рии 555, как двухуровневого ком­паратора.

Алгоритм
работы микросхем IC1 -A, IC1 -В и диодов D1, D2 в схе­ме рис. 1 не раскрывался в журна­ле [1 ], так же как и назначение
кон­денсатора С2. Но и «расшифров­кой» можно было бы заняться, если
бы была уверенность в работоспо­собности этой схемы. Эти сообра­жения и
побудили опубликовать материалы [1 ] как дайджест для оз­накомления с ним
читателей, а к читателям журнала «Радиолюби­тель» обратиться с
предложением более детально разобраться в пуб­ликации, возможно, провести экс­периментальную
проверку схемы [1] и высказать со страниц журна­ла свои соображения по целесооб­разности
самой схемы, предложить альтернативные варианты схемы термостата.

Литература

1. Jednoduchy termostat // Amaterske RADIO. 2010.
№1. S.10-11.

   Е.Л. Яковлев

г. Ужгород, Украина



Раздел:
[Схемы]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:



www.cavr.ru

Простой электронный термостат для холодильника на LM35. Схема и описание

Данный электронный термостат для холодильника поможет в тех случаях, когда собственный (заводской) термостат неисправен или его точность работы уже недостаточна. В старых холодильниках используется механический термостат температуры с использованием жидкости или газа, которыми заполнен капилляр.

При изменении температуры меняется и давление внутри капилляра, которое передается на мембрану (сильфона). В результате термостат включает и выключает компрессор холодильника. Конечно же, подобная система термостатирования имеет низкую точность, и детали ее со временем изнашиваются.

Описание работы термостата для холодильника

Как известно температура хранения пищевых продуктов в холодильной камере должна быть +2…8 градусов Цельсия. Рабочая температура холодильника +5 градусов.

Электронный терморегулятор для холодильника характеризуется двумя параметрами: температура запуска и остановки (либо средняя температура плюс значение гистерезиса) компрессора. Гистерезис необходим для предотвращения слишком частого включения компрессора холодильника.

В данной схеме предусмотрен гистерезис в 2 градуса при средней температуре в 5 градусов. Таким образом, компрессор холодильника включается, когда температура достигнет + 6 градусов и отключается при снижении ее до + 4 градусов.

Этот температурный интервал достаточный для поддержания оптимальной температуры хранения продуктов, и при этом он обеспечивает комфортную работу компрессора, предотвращая его чрезмерный износ. Это особенно важно для уже старых холодильников, использующих термореле для запуска двигателя.

Электронный термостат является подходящей заменой оригинального термостата. Терморегулятор считывает температуру с помощью датчика, сопротивление которого меняется в зависимости от изменения температуры. Для этих целей довольно часто используют термистор (NTC), но проблема заключается в его низкой точности и необходимости в калибровке.

Для обеспечения точной установки контролируемой температуры и избавления от многочасовой калибровки, в данном варианте термостата для холодильника был выбран датчик температуры LM35. Он представляет собой интегральную схему, линейно откалиброванную в градусах Цельсия, с коэффициентом 10 мВ на 1 градус Цельсия. В связи с тем, что пороговая температура близка к нулю, относительное изменение выходного напряжения велико. Поэтому сигнал с выхода датчика можно контролировать с помощью простой схемы состоящей всего из двух транзисторов.

Так как выходное напряжение слишком мало, чтобы открыть транзистор VT1, датчик LM35  включен как источник тока. Его выход нагружен резистором R1 и поэтому сила тока на нем  изменяется пропорционально температуре. Этот ток влечет падение на резисторе R2. Падение напряжения управляет работой транзистора VT1. Если падение напряжения превышает пороговое напряжение перехода база-эмиттер, транзисторы VT1 и VT2 открываются, реле К1 включается, чьи контакты подключены вместо контактов старого термостата.

Резистор R3 создает положительно обратную связь. Это добавляет небольшой ток к сопротивлению R2, который сдвигает порог и тем самым обеспечивает гистерезис. Обмотка электромагнитного реле должна быть рассчитана на 5…6 вольт. Контактная пара реле должна выдерживать необходимый ток и напряжение.

Датчик LM35 расположен внутри холодильника в подходящем месте. Сопротивление R1 припаивается непосредственно к датчику температуры, что в свою очередь позволяет соединить LM35 с монтажной платой всего двумя проводами.

Провода соединяющие датчик могут внести в схему помехи, поэтому для подавления помех добавлен конденсатор С2. Схема работает от источника питания 5 вольт построенного на стабилизаторе 78L05. Потребление тока главным образом зависит от типа используемого реле. Блок питания должен быть надежно изолированы от сети.

Большим преимуществом этой схемы является то, что она начинает работать сразу при первом запуске и не нуждается в калибровке и настройке. Если возникнет необходимость немного изменить уровень температуры, то это можно сделать путем подбора сопротивлений R1 или R2. Сопротивление R3 определяет величину гистерезиса.

www.joyta.ru