Inhoud:
- Een beetje theorie
- Overzicht van circuits
Een beetje theorie
De eenvoudigste meetsensoren, ook die welke op temperatuur reageren, bestaan uit een halve meetarm van twee weerstanden, een ondersteunende en een element dat zijn weerstand verandert afhankelijk van de toegepaste erop temperatuur. In onderstaande afbeelding is dit duidelijker weergegeven.
Zoals te zien is in het diagram, zijn R1 en R2 het meetelement van een zelfgemaakte thermostaat en zijn R3 en R4 de ondersteunende arm van het apparaat.
Een element van de thermostaat dat reageert op een verandering in de toestand van de meetarm is een geïntegreerde versterker in de comparatormodus. Deze modus schakelt de uitgang van de microschakeling abrupt van de uit-stand naar de werkstand. De belasting van deze microschakeling is de pc-ventilator. Wanneer de temperatuur een bepaalde waarde bereikt in de benen van R1 en R2, treedt er een spanningsverschuiving op, de ingang van de microschakeling vergelijkt de waarde op pin 2 en 3 en de comparator schakelt. Zo wordt de temperatuur op een vooraf bepaald niveau gehouden en wordt de werking van de ventilator geregeld.
Overzicht van circuits
De spanning van het verschil van de meetarm wordt toegevoerd aan een gepaarde transistor met een hoge versterking; een elektromagnetisch relais fungeert als comparator. Wanneer de spoel een spanning bereikt die voldoende is om de kern naar binnen te trekken, wordt deze getriggerd en verbonden via de contacten van de actuatoren. Wanneer de ingestelde temperatuur is bereikt, neemt het signaal op de transistoren af, tegelijkertijd daalt de spanning op de relaisspoel en op een gegeven moment worden de contacten verbroken.
Een kenmerk van dit type relais is de aanwezigheid van hysterese - dit is een verschil van enkele graden tussen het in- en uitschakelen van een zelfgemaakte thermostaat, vanwege de aanwezigheid van een elektromechanische relais. De onderstaande montage-optie is vrijwel hysteresevrij.
Schematisch elektronisch schema van een analoge thermostaat voor een broedstoof:
Dit schema was in 2000 erg populair voor herhaling, maar zelfs nu heeft het zijn relevantie niet verloren en voldoet het aan de functie die eraan is toegewezen. Als je toegang hebt tot oude onderdelen, kun je voor bijna niets een thermostaat met je eigen handen in elkaar zetten.
Het hart van het zelfgemaakte product is de geïntegreerde versterker K140UD7 of K140UD8. In dit geval is het verbonden met positieve feedback en is het een comparator. Het temperatuurgevoelige element R5 is een weerstand van het type MMT-4 met een negatieve TKE, dit is wanneer de weerstand ervan afneemt bij verhitting.
De afstandssensor is aangesloten via een afgeschermde draad. Om interferentie en valse activering van het apparaat te verminderen, mag de draadlengte niet langer zijn dan 1 meter. De belasting wordt geregeld via de VS1-thyristor en het verwarmingsvermogen is volledig afhankelijk van het vermogen. In dit geval, 150 watt, moet de elektronische thyristorsleutel op een kleine radiator worden geïnstalleerd om warmte af te voeren. De onderstaande tabel toont de beoordelingen van radio-elementen voor het monteren van een thermostaat thuis.
Het apparaat heeft geen galvanische scheiding van het 220 volt netwerk, wees voorzichtig bij het opstellen, er staat netspanning op de regelelementen. Onderstaande video laat zien hoe je een transistorthermostaat monteert:
Zelfgemaakte transistorthermostaat
Nu zullen we je vertellen hoe je een temperatuurregelaar maakt voor een warme vloer. Het werkschema is gekopieerd van een seriemonster. Handig voor degenen die willen bekijken en herhalen, of als voorbeeld voor het oplossen van problemen.
Het centrum van het circuit is de microschakeling van de regelaar, op een ongebruikelijke manier aangesloten, de LM431 begint stroom door te geven bij een spanning van meer dan 2,5 volt. Het is deze waarde dat deze microschakeling een interne referentiespanningsbron heeft. Als de waarde lager is, mist hij niets. Deze functie begon te worden gebruikt in allerlei thermostaatcircuits.
Zoals je kunt zien, blijft het klassieke circuit met een meetarm R5, R4 en R9 thermistor. Wanneer de temperatuur verandert, verschuift de spanning aan de ingang 1 van de microschakeling en als deze de triggerdrempel bereikt, wordt deze ingeschakeld en wordt de spanning verder toegepast. In dit ontwerp is de belasting van de TL431 de HL2-bedrijfsindicatie-LED en de U1-optocoupler, optische isolatie van het stroomcircuit van de stuurcircuits.
Net als in de vorige versie heeft het apparaat geen transformator, maar wordt het gevoed door een bluscondensatorcircuit C1R1 en R2. Om de spanning te stabiliseren en de rimpel van netwerkpieken af te vlakken, zijn een zenerdiode VD2 en een condensator C3 in het circuit geïnstalleerd. De HL1-led is op het apparaat geïnstalleerd voor een visuele indicatie van de aanwezigheid van spanning. Het vermogensregelelement is een VT136-triac met een kleine omsnoering voor bediening via een optocoupler U1.
Met deze classificaties ligt het regelbereik binnen 30-50 ° C. Ondanks de schijnbare complexiteit is het ontwerp eenvoudig op te zetten en gemakkelijk te herhalen. Een illustratief diagram van een thermostaat op een TL431-microschakeling, met een externe 12 volt voeding voor gebruik in domoticasystemen:
Deze thermostaat kan een computerventilator, stroomrelais, indicatielampjes en hoorbare alarmen regelen. Er is een interessant circuit om de temperatuur van de soldeerbout te regelen met dezelfde TL431 geïntegreerde schakeling.
Om de temperatuur van het verwarmingselement te meten, wordt een bimetaal thermokoppel gebruikt, dat kan worden geleend van een externe meter in een multimeter. Om de spanning van het thermokoppel naar het TL431-triggerniveau te verhogen, is een extra LM351-versterker geïnstalleerd. De besturing wordt uitgevoerd via de MOC3021 optocoupler en de T1 triac.
Wanneer de thermostaat op het netwerk is aangesloten, moet de polariteit in acht worden genomen, de min van de regelaar moet op de nuldraad staan, anders verschijnt de fasespanning op het lichaam van de soldeerbout, via de thermokoppeldraden. Het bereik wordt aangepast door weerstand R3. Dit schema zorgt voor een langdurige werking van de soldeerbout, sluit oververhitting uit en verhoogt de kwaliteit van het solderen.
Een ander idee voor het samenstellen van een eenvoudige thermostaat wordt besproken in de video:
Temperatuurregelaar op de TL431-chip
We raden ook aan om naar een ander idee te kijken voor het monteren van een thermostaat voor een soldeerbout:
Een eenvoudige regelaar voor een soldeerbout
De gedemonteerde voorbeelden van temperatuurregelaars zijn voldoende om aan de behoeften van een thuisvakman te voldoen. De schema's bevatten geen schaarse en dure reserveonderdelen, zijn eenvoudig te herhalen en hoeven praktisch niet te worden aangepast. Deze zelfgemaakte producten kunnen eenvoudig worden aangepast om de temperatuur van het water in de boiler te regelen, de warmte in een broedmachine of kas te bewaken, een strijkijzer of een soldeerbout te upgraden. Daarnaast kunt u een oude koelkast herstellen door de regelaar aan te passen om met negatieve temperaturen te werken, door de weerstanden in de meetarm te vervangen. We hopen dat ons artikel interessant was, je vond het nuttig voor jezelf en begreep hoe je thuis een thermostaat met je eigen handen kunt maken!
Het zal interessant zijn om te lezen:
- Hoe maak je een soldeerbout van geïmproviseerde middelen?
- DIY-verlichtingscontroller
- Hoe radiocomponenten van borden te solderen