Överensstämmelse med temperaturregimen är ett mycket viktigt tekniskt villkor inte bara i produktionen utan också i vardagen. Eftersom den här parametern 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 finns 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 omvandling av termisk energi till elektriska signaler som känns igen av enheten. Sensorn kan vara en motståndstermometer eller ett 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. När till exempel den inställda temperaturen har uppnåtts stänger ventilen kylvätsketillförseln. Omvänt, så snart avläsningarna faller under de förinställda värdena, kommer den analytiska enheten att ge kommandot att öppna ventilen.
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.
Hur den färdiga kretsen fungerar
Med hjälp av en transistor slås ett relä på, vilket i sin tur gör det möjligt för magnetstarterna att starta. Genom sina kontakter är värmaren ansluten till nätverket med två av sina egna kontakter. I det här fallet finns ingen fas kvar på lasten när startmotorn utlöses. Om det är hög luftfuktighet i rummet rekommenderas att du använder en jordfelsbrytare för anslutning.
Som värmare används förutom värmeelement oljekylare, 100 W glödlampor och hushållsvärmare med inbyggd fläkt. Det är nödvändigt att utesluta direkt tillgång till strömförande delar.
När termostaten för att slå på och av med dina egna händer är monterad, bör du kontrollera kvaliteten och rätt installation. Alla anslutningar måste vara väl lödda. Därefter kan du konfigurera enheten i enlighet med de angivna parametrarna.
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 funktionalitet och förmågan att arbeta med ett bredare temperaturområde måste du integrera styrenheten. Detta hjälper också till att öka enhetens livslängd.
I den här videon kan du se hur du skapar din egen termostat för eluppvärmning:
Typisk termisk reläkrets
Designen är baserad på LM335-temperatursensorn eller dess analoger, liksom på LM311-kompressorn. Termostatkretsen kompletteras med en utgångsenhet till vilken en värmare med inställd effekt är ansluten. En strömförsörjning krävs, vid behov kan indikatorer användas.
En mer komplex krets inkluderar transistorer, reläer, en zenerdiod och en kondensator C1, som jämnar ut spänningsringar. Utjämning av strömmen utförs med hjälp av en parametrisk stabilisator. I det här fallet kan enheten drivas från vilken källa som helst, vars parametrar sammanfaller med reläspolens spänning i intervallet 12 till 24 volt. Strömförsörjningen kan stabiliseras med en konventionell diodbro med kondensator.
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 komplext 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: fördelningsrör 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 volts stabilisator här om du vill.
Skapandet av en termostat kräver inte mycket ansträngningar och pengar
Hela kretsen kommer att baseras på en TL431 zenerdiod, som styrs av en delare 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, 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 vara antingen inbyggd eller fjärrkontroll.
Här fungerar en termistor, indikerad i diagrammet R1, som en temperatursensor. 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 hos det uppmätta mediet, när termistorns motstånd 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 resulterar i 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 den tionde utgången av mikrokretsen blir spänningen cirka 0,7 volt, vilket är en logisk noll. Som ett resultat stängs transistorn VT1 och reläet stängs av och stänger av ställdonet.
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 temperatursensorn 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 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 gå in i denna balans, vilket gör att du kan reglera temperaturen.
I videon kan du se en analys av en enkel termostatkrets:
Om temperaturen som ställts in av R6 är lägre än den önskade är motståndet på R8 för högt, vilket sänker 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 - den ökar. 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 vara en enkel gör-det-själv-termostat med minimala kostnader, hög noggrannhet och tillförlitlighet.
Enkel gör-det-själv termostat - diagram
Termostatens anordning är inte särskilt komplicerad, så många nybörjare radioamatörer skärper sina färdigheter vid tillverkningen av denna enhet. Kretsar erbjuds på olika sätt, men den mest utbredda är varianten med användning av en speciell mikrokrets som kallas en komparator.
Detta element har två ingångar och en utgång. En viss referensspänning matas till en ingång, som motsvarar den erforderliga temperaturen, och den andra, spänningen från temperatursensorn.
Termoregulator krets för golvvärme
Jämföraren jämför inkommande data och genererar vid ett visst förhållande en signal vid utgången som slår på transistorn eller slår på reläet. I detta fall matas ström till värmaren eller kylenheten.
Fördelar och nackdelar
Även en enkel gör-det-själv-termostat har många fördelar och positiva aspekter. Det finns inget behov av att prata om fabriksfunktionella 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.
