Come assemblare un termoregolatore a casa
Un po 'di teoria
I sensori di misurazione più semplici, compresi quelli che rispondono alla temperatura, sono costituiti da un mezzo braccio di misura di due resistenze, uno di supporto e un elemento che cambia la sua resistenza a seconda della temperatura che viene regolata su di essa. Questo è più chiaramente mostrato nella figura sotto.
Come si può vedere dal diagramma, la resistenza R2 è un elemento di misura di un termostato fatto in casa e R1, R3 e R4 sono il braccio di supporto del dispositivo. Questo è un termistore. È un dispositivo conduttore che cambia la sua resistenza con la temperatura.
Un elemento del termostato che risponde a un cambiamento nello stato del braccio di misura è un amplificatore integrato in modalità comparatore. Questa modalità commuta l'uscita del microcircuito dallo stato spento alla posizione operativa in un salto. Pertanto, all'uscita del comparatore, abbiamo solo due valori "on" e "off". Il carico del chip è una ventola del PC. Quando la temperatura raggiunge un certo valore nel braccio R1 e R2, si verifica uno spostamento di tensione, l'ingresso del microchip confronta il valore sui pin 2 e 3 e gli interruttori del comparatore. La ventola raffredda l'oggetto necessario, la sua temperatura scende, la resistenza del resistore cambia e il comparatore spegne la ventola. Pertanto, la temperatura viene mantenuta a un livello predeterminato e il funzionamento del ventilatore viene controllato.
Panoramica dello schema
La tensione della differenza dal braccio di misura viene fornita a un transistor accoppiato con un grande guadagno e un relè elettromagnetico funge da comparatore. Quando la bobina raggiunge una tensione sufficiente per ritrarre il nucleo, viene attivato e collegato attraverso i suoi contatti degli attuatori. Quando viene raggiunta la temperatura impostata, il segnale sui transistor diminuisce, la tensione sulla bobina del relè diminuisce simultaneamente e ad un certo momento i contatti si disinnestano e il carico utile viene disconnesso.
Una caratteristica di questo tipo di relè è la presenza isteresi - questa è una differenza di diversi gradi tra l'accensione e lo spegnimento di un regolatore di temperatura fatto in casa, a causa della presenza di un relè elettromeccanico nel circuito. Pertanto, la temperatura fluttuerà sempre di diversi gradi vicino al valore desiderato. L'opzione di assemblaggio fornita di seguito è praticamente priva di isteresi.
Diagramma schematico di un termoregolatore analogico per un'incubatrice:
Questo schema era molto popolare per la ripetizione nel 2000, ma anche ora non ha perso la sua rilevanza e può far fronte alla funzione assegnatagli. Se hai accesso a parti vecchie, puoi assemblare un termoregolatore con le tue mani quasi gratuitamente.
Il cuore del prodotto fatto in casa è l'amplificatore integrato K140UD7 o K140UD8. In questo caso, è collegato con feedback positivo ed è un comparatore. L'elemento termosensibile R5 è un resistore MMT-4 con un TKE negativo, il che significa che quando riscaldato, la sua resistenza diminuisce.
Il sensore remoto è collegato tramite un filo schermato. Per diminuire crosstalk e falso funzionamento del dispositivo, la lunghezza del filo non deve superare 1 metro. Il carico è controllato attraverso il tiristore VS1 e la potenza massima consentita del riscaldatore collegato dipende dalla sua potenza nominale. In questo caso, 150 watt, la chiave elettronica - il tiristore deve essere installato su un piccolo radiatore, per rimuovere il calore. La tabella seguente mostra i valori nominali degli elementi radio per il montaggio del termostato a casa.
Il dispositivo non ha isolamento galvanico dalla rete 220 V, durante l'installazione, fare attenzione, c'è una tensione di rete sugli elementi del regolatore, che è in pericolo di vita. Dopo il montaggio, assicurarsi di isolare tutti i contatti e posizionare il dispositivo in un alloggiamento non conduttivo. Il video seguente illustra come assemblare un termostato sui transistor:
Ora ti diremo come realizzare un termoregolatore per un pavimento caldo. Lo schema di lavoro viene copiato da un campione seriale. Utile per coloro che vogliono familiarizzare e ripetere, o come modello per la risoluzione dei problemi del dispositivo.
Il centro del circuito è un chip stabilizzatore collegato in modo insolito, l'LM431 inizia a far passare corrente a tensioni superiori a 2,5 volt. Questa è l'entità di questa sorgente interna di tensione di riferimento del chip. A un valore corrente inferiore, non passa nulla. Questa caratteristica ha iniziato ad essere utilizzata in vari schemi di regolatori di temperatura.
Come puoi vedere, rimane il classico circuito con un braccio di misura: R5, R4 - resistori aggiuntivi partitore di tensionee R9 è un termistore. Quando la temperatura cambia, la tensione viene spostata all'ingresso 1 del microcircuito e se raggiunge la soglia, la tensione va oltre secondo lo schema. In questo progetto, il carico per il chip TL431 è il LED di funzionamento HL2 e il fotoaccoppiatore U1, per l'isolamento ottico del circuito di potenza dai circuiti di controllo.
Come nella versione precedente, il dispositivo non ha un trasformatore, ma riceve alimentazione sul circuito del condensatore estinguente C1, R1 e R2, quindi è anche sotto una tensione pericolosa per la vita e devi lavorare con estrema cautela quando lavori con il circuito. Per stabilizzare la tensione e appianare le ondulazioni delle sovratensioni di rete, nel circuito sono installati un diodo Zener VD2 e un condensatore C3. Per indicare visivamente la presenza di tensione sul dispositivo, è installato il LED HL1. L'elemento di controllo della potenza è il triac VT136 con una piccola reggia per il controllo attraverso il fotoaccoppiatore U1.
Con questi valori nominali, l'intervallo di controllo è compreso nell'intervallo 30-50 ° C. Con una complessità apparentemente apparente, il design è facile da configurare e facile da ripetere. Di seguito è presentato uno schema illustrativo del termoregolatore sul chip TL431, con un alimentatore esterno di 12 volt per l'uso nei sistemi di automazione domestica:
Questo termostato è in grado di controllare una ventola del computer, un relè di potenza, indicatori luminosi, allarmi sonori. Per controllare la temperatura del saldatore, esiste un circuito interessante che utilizza lo stesso circuito integrato TL431.
Per misurare la temperatura dell'elemento riscaldante, viene utilizzata una termocoppia bimetallica, che può essere presa in prestito da un contatore remoto in un multimetro o acquistata in un negozio specializzato di ricambi radio.Per aumentare la tensione dalla termocoppia al livello di risposta TL431, sull'LM351 è installato un amplificatore aggiuntivo. Il controllo avviene tramite il fotoaccoppiatore MOC3021 e il triac T1.
Quando si accende il termostato nella rete, è necessario osservare la polarità, il meno del regolatore deve essere sul filo neutro, altrimenti la tensione di fase apparirà sul corpo del saldatore, attraverso i fili della termocoppia. Questo è il principale svantaggio di questo circuito, perché non tutti vogliono controllare costantemente che la spina sia inserita nella presa e, se si trascura questo, si può ottenere una scossa elettrica o danneggiare i componenti elettronici durante la saldatura. La regolazione della portata viene effettuata dalla resistenza R3. Questo schema garantirà il lungo funzionamento del saldatore, eliminerà il suo surriscaldamento e aumenterà la qualità della saldatura a causa della stabilità del regime di temperatura.
Un'altra idea di assemblare un semplice termostato è discussa nel video:
Ti consigliamo anche di guardare un'altra idea di assemblaggio di un termostato per un saldatore:
Esempi smontati di termoregolatori sono sufficienti per soddisfare le esigenze di un padrone di casa. Gli schemi non contengono parti di ricambio scarse e costose, sono facili da ripetere e praticamente non devono essere configurati. Questi prodotti fatti in casa possono essere facilmente adattati per regolare la temperatura dell'acqua nel serbatoio dello scaldabagno, monitorare il calore nell'incubatrice o nella serra e migliorare il ferro o il saldatore. Inoltre, è possibile ripristinare un vecchio frigorifero eseguendo nuovamente il regolatore affinché funzioni con valori di temperatura negativi sostituendo le resistenze nel braccio di misurazione. Speriamo che il nostro articolo sia stato interessante, lo hai trovato utile per te stesso e hai capito come realizzare un regolatore di temperatura con le tue mani a casa! Se hai ancora domande, sentiti libero di farle nei commenti.
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