Як зібрати терморегулятор в домашніх умовах?

Продовжуємо нашу рубрику електронні саморобки, в цій статті будемо розглядати пристрої підтримують певний тепловий режим, або ж сигналізують про досягнення якогось значення. Для вас ми надали інструкцію про те, як зробити терморегулятор своїми руками.

 

Трохи теорії

Найпростіші вимірювальні датчики, в тому числі і реагують на температуру, складаються з вимірювального пів плеч з двох опорів, опорного і елемента, що змінює свій опір залежно від прилаштовувати до нього температури. Більш наочно це представлено на зображенні нижче.

Як видно зі схеми, R1 і R2 є вимірювальним елементом саморобного терморегулятора, а R3 і R4 опорним плечем пристрою.

Елементом терморегулятора, що реагує на зміну стану вимірювального плеча, є інтегральний підсилювач в режимі компаратора. Даний режим перемикає стрибком вихід мікросхеми зі стану вимкнено в робоче положення. Навантаженням даної мікросхеми є вентилятор ПК. При досягненні температури певного значення в плечі R1 і R2 відбувається зміщення напруги, вхід мікросхеми порівнює значення на контакті 2 і 3 і відбувається перемикання компаратора. Таким чином підтримується температура на заданому рівні і здійснюється управління роботою вентилятора.

Огляд схем

Напруга різниці з вимірювального плеча надходить на спарений транзистор з великим коефіцієнтом посилення, як компаратора виступає електромагнітне реле. При досягненні на котушці напруги, достатнього для втягування сердечника, відбувається її спрацьовування і підключення через її контакти виконавчих пристроїв. При досягненні заданої температури, сигнал на транзисторах зменшується, синхронно падає напруга на котушці реле, і в якийсь момент відбувається розчеплення контактів.

Особливістю такого типу реле є наявність гістерезису - це різниця в кілька градусів між включенням і відключенням саморобного терморегулятора, через присутність в схемі електромеханічного реле. Варіант зборки, наданий нижче, практично позбавлений гистерезиса.

Принципова електронна схема аналогового терморегулятора для інкубатора:

Дана схема була дуже популярна для повторення в 2000 роках, але і зараз вона не втратила актуальність і з покладеним на неї функцією справляється. При наявності доступу до старих деталей, можна зібрати терморегулятор своїми руками практично за даром.

Серцем саморобки є інтегральний підсилювач К140УД7 або К140УД8. В даному випадку він підключений з позитивним зворотним зв'язком і є компаратором. Термочутливим елементом R5 служить резистор типу ММТ-4 з негативним ТКЕ, це коли при нагріванні його опір зменшується.

Виносний датчик підключається через екранований провід. Для зменшення наведень і помилкового спрацьовування пристрою, довжина проводу не повинна перевищувати 1 метр. Навантаження управляється через тиристор VS1 і потужність нагрівача цілком залежить від його номіналу. В даному випадку 150 ват, електронний ключ - тиристор необхідно встановити на невеликий радіатор, для відводу тепла. У таблиці нижче представлені номінали радіоелементів, для зборки терморегулятора в домашніх умовах.

Пристрій не має гальванічної розв'язки від мережі 220 вольт, при налаштуванні будьте уважні, на елементах регулятора присутній напруга в електромережі. На відео нижче розглядається, як зібрати терморегулятор на транзисторах:

Саморобний термостат на транзисторах

Тепер розповімо як зробити регулятор температури для теплої підлоги. Робоча схема змальована з серійного зразка. Стане в нагоді тим, хто хоче ознайомитися і повторити, або як зразок для пошуку несправності.

Центром схеми є мікросхема стабілізатора, підключена незвичайним способом, LM431 починає пропускати струм при напрузі вище 2.5 вольт. Саме такої величини у даній мікросхеми внутрішнє джерело опорної напруги. При меншому значенні вона ні чого не пропускає. Цю її особливість стали використовувати у всіляких схемах терморегуляторів.

Як бачимо, класична схема з вимірювальним плечем залишилася R5, R4 і R9 терморезистор. При зміні температури відбувається зсув напруги на вході 1 мікросхеми, і в разі якщо воно досягло порогу спрацьовування відбувається включення і подається напруга далі. У даній конструкції навантаженням TL431 є світлодіод індикації роботи HL2 і оптрон U1, оптична розв'язка силовий схеми від керуючих ланцюгів.

Як і в попередньому варіанті, пристрій не має трансформатора, а отримує харчування на гасить конденсаторної схемою C1R1 і R2. Для стабілізації напруги і згладжування пульсацій мережевих сплесків, в схему встановлений стабілітрон VD2 і конденсатор C3. Для візуальної індикації наявності напруги на пристрої встановлений світлодіод HL1. Силовим керуючим елементом встановлений симистор ВТ136 з невеликою обв'язкою для управління через оптрон U1.

При даних номіналах діапазон регулювання знаходиться в межах 30-50 ° С. При уявній складності конструкція проста в налаштуванні і легка в повторенні. Наочна схема терморегулятора на мікросхемі TL431, із зовнішнім живленням 12 вольт для використання в системах домашньої автоматики:

Даний терморегулятор здатний управляти комп'ютерним вентилятором, силовим реле, світловими індикаторами, звуковими сигналізаторами. Для управління температурою паяльника існує цікава схема з використанням тієї ж інтегральної мікросхеми TL431.

Для вимірювання температури нагрівальний елемент використовують біметалічну термопару, яку можна запозичити з виносного датчика в мультиметри. Для збільшення напруги з термопари до рівня спрацьовування TL431, встановлений додатковий підсилювач LM351. Управління здійснюється через оптрон MOC3021 і симистор T1.

При включенні терморегулятора в мережу необхідно дотримуватись полярності, мінус регулятора повинен бути на нульовому проводі, інакше фазна напруга з'явиться на корпусі паяльника, через дроти термопари. Регулювання діапазону проводиться резистором R3. Дана схема забезпечить довгу роботу паяльника, виключить його перегрів і збільшить якість пайки.

Ще одна ідея збірки простого терморегулятора розглянута на відео:

Регулятор температури на мікросхемі TL431

Також рекомендуємо переглянути ще одну ідею збірки термостата для паяльника:

Простий регулятор для паяльника

Розібраних прикладів регуляторів температури цілком достатньо для задоволення потреб домашнього майстра. Схеми не містять дефіцитних і дорогих запчастин, легко повторюються і практично не потребують в налаштуванні. Дані саморобки запросто можна пристосувати для регулювання температури води в баку водонагрівача, стежити за теплом в інкубаторі або теплиці, модернізувати праска або паяльник. Крім цього можна відновити старенький холодильник, переробивши регулятор для роботи з негативними значеннями температури, шляхом заміни місцями опорів в вимірювальному плечі. Сподіваємося наша стаття була цікава, ви знайшли її для себе корисною і зрозуміли, як зробити терморегулятор своїми руками в домашніх умовах!

Буде цікаво прочитати:

    * 2 ідеї збірки саморобного кип'ятильника
    * 5 ідей збірки саморобного електричного обігрівача
    * Збираємо сонячну батарею в домашніх умовах

 

Додати коментар


Захисний код
Оновити