Usklađenost s temperaturnim režimom vrlo je važan tehnološki uvjet ne samo u proizvodnji, već i u svakodnevnom životu. Budući da je toliko važan, ovaj parametar mora biti nečim reguliran i kontroliran. Proizvodi se ogroman broj takvih uređaja koji imaju brojne značajke i parametre. Ali izrada termostata vlastitim rukama ponekad je mnogo isplativija od kupnje gotovog tvorničkog analoga.
Izradite sami termostat
Opći pojam regulatora temperature
Uređaji koji fiksiraju i istodobno reguliraju zadanu vrijednost temperature nalaze se u većoj mjeri u proizvodnji. Ali svoje su mjesto pronašli i u svakodnevnom životu. Da bi se održala potrebna mikroklima u kući, često se koriste termostati za vodu. Takve uređaje izrađuju za sušenje povrća ili grijanje inkubatora vlastitim rukama. Sličan sustav može pronaći svoje mjesto bilo gdje.
U ovom videozapisu saznat ćemo što je regulator temperature:
Zapravo je većina termostata samo dio ukupnog kruga koji se sastoji od sljedećih komponenata:
- Senzor temperature koji mjeri i popravlja, kao i odašiljanje primljenih informacija na regulator. To se događa zbog pretvorbe toplinske energije u električne signale koje uređaj prepoznaje. Senzor može biti otporni termometar ili termoelement koji u svom dizajnu imaju metal koji reagira na promjene temperature i mijenja svoj otpor pod njegovim utjecajem.
- Analitička jedinica je sam regulator. Prima elektroničke signale i reagira ovisno o svojim funkcijama, nakon čega signal prenosi na pogon.
- Pokretač je vrsta mehaničkog ili elektroničkog uređaja koji se, kad prima signal od jedinice, ponaša na određeni način. Na primjer, kada se postigne zadana temperatura, ventil će isključiti dovod rashladne tekućine. Suprotno tome, čim očitanja padnu ispod unaprijed zadanih vrijednosti, analitička jedinica dat će naredbu za otvaranje ventila.
To su tri glavna dijela sustava za kontrolu temperature. Iako, osim njih, u krugu mogu sudjelovati i drugi dijelovi, poput među releja. Ali oni izvršavaju samo dodatnu funkciju.
Kako funkcionira gotov krug
Uz pomoć tranzistora uključuje se relej, koji zauzvrat omogućuje uključivanje magnetskog startera. Kroz svoje kontakte, grijač je povezan s mrežom s dva svoja kontakta. U tom slučaju na opterećenju ne ostaje faza kada se starter aktivira. Ako u sobi postoji visoka vlažnost zraka, preporuča se korištenje RCD-a za povezivanje.
Kao grijač, pored grijaćih elemenata koriste se uljni radijatori, žarulje sa žarnom niti od 100 W i kućanski grijači s ugrađenim ventilatorom. Potrebno je isključiti izravan pristup dijelovima pod naponom.
Nakon sastavljanja termostata za uključivanje i isključivanje vlastitim rukama, trebali biste provjeriti kvalitetu i ispravnu instalaciju. Svi priključci moraju biti dobro zalemljeni. Nakon toga možete konfigurirati uređaj u skladu s navedenim parametrima.
Načelo rada
Načelo po kojem rade svi regulatori je mjerenje fizičke veličine (temperature), prijenos podataka u krug upravljačke jedinice koji odlučuje što treba učiniti u određenom slučaju.
Ako napravite toplinski relej, tada će najjednostavnija opcija imati mehanički upravljački krug.Ovdje se uz pomoć otpornika postavlja određeni prag, nakon postizanja kojeg će se dati signal aktuatoru.
Da biste dobili dodatnu funkcionalnost i mogućnost rada sa širim temperaturnim rasponom, morat ćete integrirati regulator. To će također pomoći da se produži vijek trajanja uređaja.
U ovom videu možete pogledati kako izraditi vlastiti termostat za električno grijanje:
Tipični krug toplinskog releja
Dizajn se temelji na temperaturnom osjetniku LM335 ili njegovim analogama, kao i na kompresoru LM311. Krug termostata dopunjen je izlaznim uređajem na koji je spojen grijač s podešenom snagom. Potrebno je napajanje, ako je potrebno, mogu se koristiti indikatori.
Složeniji krug uključuje tranzistore, releje, cener diodu i kondenzator C1, koji izglađuje valove napona. Izjednačavanje struje vrši se pomoću parametarskog stabilizatora. U tom se slučaju uređaj može napajati iz bilo kojeg izvora, čiji se parametri podudaraju s naponom zavojnice releja u rasponu od 12 do 24 volti. Napajanje se može stabilizirati pomoću konvencionalnog diodnog mosta s kondenzatorom.
Domaći regulator temperature
Postoji zapravo mnogo shema za samostalnu izradu termostata. Sve ovisi o području u kojem će se takav proizvod koristiti. Naravno, stvoriti nešto previše složeno i višenamjensko izuzetno je teško. No, s minimalnim znanjem može se stvoriti termostat koji se može koristiti za zagrijavanje akvarija ili sušenje povrća za zimu.
Ovo je korisno: razdjelnik u sustavu grijanja.
Najjednostavnija shema
Najjednostavniji "uradi sam" termostatski krug ima napajanje bez transformatora, koje se sastoji od diodnog mosta s paralelno povezanom zener diodom, koji stabilizira napon unutar 14 volti, i kondenzatora za gašenje. Ovdje također možete dodati stabilizator od 12 volta ako želite.
Stvaranje termostata ne zahtjeva puno truda i ulaganja novca
Cijeli će se krug temeljiti na TN431 Zener diodi, koja se kontrolira razdjelnikom koji se sastoji od otpora od 47 kΩ, otpora od 10 kΩ i termistora od 10 kΩ koji djeluje kao temperaturni senzor. Njegov otpor opada s porastom temperature. Otpornik i otpornost najbolje se podudaraju kako bi se postigla najbolja točnost odziva.
Sam postupak izgleda ovako: kada se na upravljačkom kontaktu mikrovezja stvori napon veći od 2,5 volta, on će se otvoriti, što će uključiti relej, isporučujući opterećenje aktuatoru.
Kako izraditi termostat za inkubator vlastitim rukama, možete vidjeti u predstavljenom videozapisu:
Suprotno tome, kad napon padne, mikrovezje će se zatvoriti i relej će se isključiti.
Da biste izbjegli zveckanje kontakata releja, potrebno ga je odabrati s minimalnom zadrškom struje. I paralelno s ulazima, trebate lemiti kondenzator 470 × 25 V.
Kada upotrebljavate NTC termistor i mikrovezje koje je već posluvalo, vrijedi prvo provjeriti njihovu izvedbu i točnost.
Na ovaj način, ispada najjednostavniji uređajreguliranje temperature. Ali s pravim sastojcima izvrsno djeluje u širokom spektru primjena.
Unutarnji uređaj
Takvi termostati s vlastitim osjetnikom temperature zraka optimalni su za održavanje zadanih parametara mikroklime u sobama i spremnicima. Potpuno je sposoban automatizirati postupak i kontrolirati bilo koji emiter topline, od tople vode do grijaćih elemenata. Istodobno, termalni prekidač ima izvrsne podatke o performansama. A senzor može biti ili ugrađeni ili daljinski.
Ovdje termistor, naznačen na dijagramu R1, djeluje kao toplinski senzor. Dijelnik napona uključuje R1, R2, R3 i R6, čiji signal odlazi na četvrti pin mikrosklopa operativnog pojačala. Peti kontakt DA1 prima signal od razdjelnika R3, R4, R7 i R8.
Otpori otpornika moraju biti odabrani na takav način da na najnižoj niskoj temperaturi izmjerenog medija, kada je otpor termistora maksimalan, komparator bude pozitivno zasićen.
Napon na izlazu komparatora je 11,5 volti. Trenutno je tranzistor VT1 u otvorenom položaju, a relej K1 uključuje izvršni ili međumehanizam, uslijed čega započinje zagrijavanje. Kao rezultat, temperatura okoline raste, što smanjuje otpor senzora. Na ulazu 4 mikroveznice napon počinje rasti i, kao rezultat, premašuje napon na zavoju 5. Kao rezultat, komparator ulazi u fazu negativnog zasićenja. Na desetom izlazu mikrovezja napon postaje približno 0,7 volti, što je logična nula. Kao rezultat, tranzistor VT1 se zatvara, a relej isključuje i isključuje pogon.
Na čipu LM 311
Takav termokontroler "uradi sam" dizajniran je za rad s grijaćim elementima i sposoban je održavati zadane temperaturne parametre unutar 20-100 stupnjeva. Ovo je najsigurnija i najpouzdanija opcija, jer koristi galvansku izolaciju temperaturnog osjetnika i upravljačkih krugova, a to u potpunosti uklanja mogućnost električnog udara.
Poput većine sličnih krugova, temelji se na istosmjernom mostu, u kojem je jedan krak povezan s usporednikom, a u drugom - temperaturnom senzoru. Usporednik nadgleda neusklađenost kruga i reagira na stanje mosta kad pređe točku ravnoteže. Istodobno, također pokušava uravnotežiti most pomoću termistora, mijenjajući njegovu temperaturu. A toplinska stabilizacija može se dogoditi samo na određenoj vrijednosti.
Otpornik R6 postavlja točku u kojoj treba stvoriti ravnotežu. I ovisno o temperaturi okoline, termistor R8 može ući u ovu ravnotežu koja vam omogućuje regulaciju temperature.
U videu možete vidjeti analizu jednostavnog kruga termostata:
Ako je temperatura postavljena pomoću R6 niža od potrebne, tada je otpor na R8 prevelik, što smanjuje struju na usporedbi. To će uzrokovati strujanje struje i otvoriti poluvodič VS1.koji će uključiti grijaći element. To će signalizirati LED.
Kako temperatura raste, otpor R8 počet će se smanjivati. Most će težiti točki ravnoteže. Na usporedbi se potencijal inverznog ulaza postupno smanjuje, a na izravnom povećava. U nekom se trenutku situacija promijeni, a proces se odvija u suprotnom smjeru. Tako će termokontroler vlastitim rukama uključiti ili isključiti pogon, ovisno o otporu R8.
Ako LM311 nije dostupan, tada ga je moguće zamijeniti domaćim mikrovezem KR554SA301. Ispada jednostavan termostat "uradi sam" s minimalnim troškovima, velikom točnošću i pouzdanošću.
Jednostavan termostat "uradi sam" - dijagram
Uređaj termostata nije osobito složen, pa mnogi radioamateri početnici usavršavaju svoje vještine u proizvodnji ovog uređaja. Strujni krugovi nude se na razne načine, ali najrasprostranjenija je varijanta uz upotrebu posebnog mikrovezja koje se naziva komparator.
Ovaj element ima dva ulaza i jedan izlaz. Na jedan se ulaz napaja određeni referentni napon koji odgovara traženoj temperaturi, a na drugi napon s temperaturnog osjetnika.
Krug termoregulatora za podno grijanje
Usporednik uspoređuje dolazne podatke i u određenom omjeru generira signal na izlazu koji uključuje tranzistor ili uključuje relej. U tom se slučaju struja dovodi do grijača ili rashladne jedinice.
Prednosti i nedostatci
Čak i jednostavni termostat "uradi sam" ima puno prednosti i pozitivnih aspekata. O tvorničkim višenamjenskim uređajima uopće nije potrebno govoriti.
Regulatori temperature omogućuju:
- Održavajte ugodnu temperaturu.
- Štedjeti energiju.
- Ne uključuju osobu u proces.
- Promatrajte tehnološki postupak povećavajući kvalitetu.
Mane uključuju visoku cijenu tvorničkih modela. Naravno, to se ne odnosi na uređaje domaće izrade. Ali oni proizvodni, koji su potrebni za rad s tekućim, plinovitim, alkalnim i drugim sličnim medijima, imaju visoku cijenu. Pogotovo ako uređaj mora imati mnogo funkcija i mogućnosti.
