Obsah:
- Trochu teorie
- Přehled obvodů
Trochu teorie
Nejjednodušší měřicí snímače, včetně těch, které reagují na teplotu, se skládají z měřicího poloramena z dva odpory, jeden podpůrný a prvek, který mění svůj odpor v závislosti na tom, jaký je na něj aplikován teplota. To je jasněji znázorněno na obrázku níže.
Jak je patrné z diagramu, R1 a R2 jsou měřicím prvkem domácího termostatu a R3 a R4 jsou nosné rameno zařízení.
Prvkem termostatu, který reaguje na změnu stavu měřicího ramene, je integrovaný zesilovač v režimu komparátoru. Tento režim přepíná výstup mikroobvodu náhle z vypnutého stavu do pracovní polohy. Zátěž tohoto mikroobvodu je ventilátor PC. Když teplota dosáhne určité hodnoty v nohách R1 a R2, dojde k posunu napětí, vstup mikroobvodu porovná hodnotu na pinu 2 a 3 a komparátor sepne. Teplota je tak udržována na předem stanovené úrovni a provoz ventilátoru je řízen.
Přehled obvodů
Napětí rozdílu z měřicího ramene je přivedeno na párový tranzistor s vysokým zesílením, jako komparátor funguje elektromagnetické relé. Když cívka dosáhne napětí dostatečného k vtažení jádra, je spuštěno a připojeno přes kontakty akčních členů. Po dosažení nastavené teploty se sníží signál na tranzistorech, současně klesne napětí na cívce relé a v určitém okamžiku se rozpojí kontakty.
Charakteristickým rysem tohoto typu relé je přítomnost hystereze - to je rozdíl několika stupňů mezi nimi zapínání a vypínání domácího termostatu kvůli přítomnosti elektromechaniky relé. Níže uvedená možnost montáže prakticky postrádá hysterezi.
Schematické elektronické schéma analogového termostatu pro inkubátor:
Toto schéma bylo velmi oblíbené pro opakování v roce 2000, ale ani nyní neztratilo na aktuálnosti a vyrovnává se s funkcí, která mu byla přidělena. Pokud máte přístup ke starým dílům, můžete sestavit termostat vlastníma rukama téměř za nic.
Srdcem domácího produktu je integrovaný zesilovač K140UD7 nebo K140UD8. V tomto případě je spojena s pozitivní zpětnou vazbou a je komparátorem. Teplotně citlivý prvek R5 je odpor typu MMT-4 se záporným TKE, tehdy se jeho odpor při zahřívání snižuje.
Dálkové čidlo je připojeno přes stíněný vodič. Pro omezení rušení a falešného spouštění zařízení by délka vodiče neměla přesáhnout 1 metr. Zátěž je řízena přes tyristor VS1 a výkon ohřívače zcela závisí na jeho jmenovité hodnotě. V tomto případě, 150 wattů, musí být elektronický tyristorový klíč nainstalován na malém radiátoru, aby se odstranilo teplo. Níže uvedená tabulka ukazuje hodnocení radiových prvků pro montáž termostatu doma.
Zařízení nemá galvanické oddělení od sítě 220V, pozor při nastavování, na prvcích regulátoru je síťové napětí. Níže uvedené video ukazuje, jak sestavit tranzistorový termostat:
Domácí tranzistorový termostat
Nyní vám řekneme, jak vyrobit regulátor teploty pro teplou podlahu. Pracovní diagram je zkopírován ze sériového vzorku. Užitečné pro ty, kteří chtějí zkontrolovat a opakovat, nebo jako vzorek pro řešení problémů.
Středem obvodu je mikroobvod regulátoru, zapojený neobvyklým způsobem, LM431 začíná procházet proudem při napětí nad 2,5 voltu. Právě tuto hodnotu má tento mikroobvod vnitřní zdroj referenčního napětí. Pokud je hodnota nižší, nic mu nechybí. Tato funkce se začala používat ve všech druzích termostatických obvodů.
Jak vidíte, klasickým zapojením s měřicím ramenem zůstává termistor R5, R4 a R9. Při změně teploty se napětí na vstupu 1 mikroobvodu posune, a pokud dosáhne provozního prahu, zapne se a napětí je dále aplikováno. V tomto provedení je zátěží TL431 LED indikace provozu HL2 a optočlen U1, optické oddělení silového obvodu od řídicích obvodů.
Stejně jako v předchozí verzi zařízení nemá transformátor, ale je napájeno obvodem zhášecího kondenzátoru C1R1 a R2. Pro stabilizaci napětí a vyhlazení zvlnění síťových rázů je v obvodu instalována Zenerova dioda VD2 a kondenzátor C3. Pro vizuální indikaci přítomnosti napětí je na zařízení instalována LED HL1. Ovládací prvek výkonu je triak VT136 s malým páskem pro ovládání přes optočlen U1.
S těmito hodnotami je regulační rozsah v rozmezí 30-50 °C. Navzdory zdánlivé složitosti lze návrh snadno nastavit a snadno opakovat. Ilustrativní schéma termostatu na mikroobvodu TL431 s externím 12V napájecím zdrojem pro použití v systémech domácí automatizace:
Tento termostat je schopen ovládat ventilátor počítače, napájecí relé, kontrolky a zvukové alarmy. Existuje zajímavý obvod pro řízení teploty páječky pomocí stejného integrovaného obvodu TL431.
K měření teploty topného tělesa se používá bimetalový termočlánek, který lze zapůjčit ze vzdáleného měřiče v multimetru. Pro zvýšení napětí z termočlánku na spouštěcí úroveň TL431 je nainstalován další zesilovač LM351. Řízení se provádí přes optočlen MOC3021 a triak T1.
Při připojení termostatu k síti je třeba dodržet polaritu, mínus regulátoru musí být na nulovém vodiči, jinak se na těle páječky objeví fázové napětí přes vodiče termočlánku. Rozsah se nastavuje odporem R3. Toto schéma zajistí dlouhodobý provoz páječky, vyloučí její přehřátí a zvýší kvalitu pájení.
Další nápad na sestavení jednoduchého termostatu je diskutován ve videu:
Regulátor teploty na čipu TL431
Doporučujeme také podívat se na další nápad pro sestavení termostatu pro páječku:
Jednoduchý regulátor pro páječku
Demontované příklady regulátorů teploty jsou dostačující pro potřeby domácího řemeslníka. Schémata neobsahují vzácné a drahé náhradní díly, lze je snadno opakovat a prakticky není nutné je upravovat. Tyto domácí produkty lze snadno upravit pro regulaci teploty vody v nádrži ohřívače vody, sledování tepla v inkubátoru nebo skleníku, upgrade žehličky nebo páječky. Kromě toho můžete obnovit starou chladničku změnou regulátoru tak, aby pracoval se zápornými teplotami, výměnou odporů v měřicím rameni. Doufáme, že náš článek byl zajímavý, zjistili jste, že je pro vás užitečný a pochopili, jak si vyrobit termostat vlastníma rukama doma!
Bude zajímavé číst:
- Jak vyrobit páječku z improvizovaných prostředků
- DIY ovladač osvětlení
- Jak pájet rádiové součástky z desek