Inhalt:
- Ein bisschen Theorie
- Übersicht der Schaltungen
Ein bisschen Theorie
Die einfachsten, auch auf Temperatur reagierenden Messfühler bestehen aus einem Messhalbarm aus zwei Widerstände, ein unterstützender und ein Element, das seinen Widerstand je nach dem auf ihn angewendeten ändert Temperatur. Dies wird im Bild unten deutlicher gezeigt.
Wie aus dem Diagramm ersichtlich, sind R1 und R2 das Messelement eines selbstgebauten Thermostats und R3 und R4 der Tragarm des Gerätes.
Ein Element des Thermostats, das auf eine Zustandsänderung des Messarms reagiert, ist ein integrierter Verstärker im Komparatormodus. Dieser Modus schaltet den Ausgang des Mikroschaltkreises schlagartig vom Aus-Zustand in die Arbeitsstellung. Die Last dieser Mikroschaltung ist der PC-Lüfter. Wenn die Temperatur in den Zweigen von R1 und R2 einen bestimmten Wert erreicht, tritt eine Spannungsverschiebung auf, der Eingang der Mikroschaltung vergleicht den Wert an Pin 2 und 3 und der Komparator schaltet. Somit wird die Temperatur auf einem vorbestimmten Niveau gehalten und der Betrieb des Lüfters wird gesteuert.
Übersicht der Schaltungen
Die Spannung der Differenz aus dem Messarm wird einem gepaarten Transistor mit hoher Verstärkung zugeführt, ein elektromagnetisches Relais fungiert als Komparator. Wenn die Spule eine Spannung erreicht, die zum Einziehen des Kerns ausreicht, wird sie ausgelöst und über ihre Kontakte mit den Aktoren verbunden. Bei Erreichen der eingestellten Temperatur sinkt das Signal an den Transistoren, gleichzeitig sinkt die Spannung an der Relaisspule und irgendwann werden die Kontakte getrennt.
Ein Merkmal dieses Relaistyps ist das Vorhandensein einer Hysterese - dies ist ein Unterschied von mehreren Grad zwischen Ein- und Ausschalten eines hausgemachten Thermostats aufgrund des Vorhandenseins eines elektromechanischen Relais. Die unten aufgeführte Montagemöglichkeit ist praktisch hysteresefrei.
Schematische elektronische Darstellung eines analogen Thermostats für einen Inkubator:
Dieses Schema war im Jahr 2000 zur Wiederholung sehr beliebt, hat aber auch heute noch nicht an Relevanz verloren und wird der ihm zugewiesenen Funktion gerecht. Wenn Sie Zugang zu alten Teilen haben, können Sie einen Thermostat fast umsonst mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen.
Das Herzstück des selbstgemachten Produktes ist der Vollverstärker K140UD7 oder K140UD8. In diesem Fall ist es mit positiver Rückkopplung verbunden und ist ein Komparator. Das temperaturempfindliche Element R5 ist ein Widerstand vom Typ MMT-4 mit einem negativen TKE, wenn sein Widerstand bei Erwärmung abnimmt.
Der Fernfühler wird über ein abgeschirmtes Kabel angeschlossen. Um Störungen und Fehlauslösungen des Gerätes zu reduzieren, sollte die Kabellänge 1 Meter nicht überschreiten. Die Last wird über den VS1-Thyristor gesteuert und die Heizleistung hängt vollständig von seiner Nennleistung ab. In diesem Fall, 150 Watt, muss der elektronische Thyristorschlüssel auf einem kleinen Heizkörper installiert werden, um die Wärme abzuführen. Die folgende Tabelle zeigt die Bewertungen von Funkelementen für die Montage eines Thermostats zu Hause.
Das Gerät besitzt keine galvanische Trennung vom 220 Volt Netz, Vorsicht beim Aufstellen, an den Reglerelementen liegt Netzspannung an. Das folgende Video zeigt, wie man einen Transistorthermostat zusammenbaut:
Hausgemachter Transistorthermostat
Jetzt erklären wir Ihnen, wie Sie einen Temperaturregler für einen warmen Boden herstellen. Das Arbeitsdiagramm wird aus einem Serienmuster kopiert. Nützlich für diejenigen, die überprüfen und wiederholen möchten, oder als Beispiel für die Fehlerbehebung.
Das Zentrum der Schaltung ist der Regler-Mikroschaltkreis, der auf ungewöhnliche Weise angeschlossen ist. Der LM431 beginnt bei einer Spannung über 2,5 Volt Strom zu leiten. Für diesen Wert hat diese Mikroschaltung eine interne Referenzspannungsquelle. Wenn der Wert niedriger ist, wird nichts übersehen. Diese Funktion wurde in allen Arten von Thermostatkreisen verwendet.
Wie Sie sehen, bleibt die klassische Schaltung mit einem Messarm R5, R4 und R9 Thermistor. Bei einer Temperaturänderung verschiebt sich die Spannung am Eingang 1 der Mikroschaltung, und wenn sie die Triggerschwelle erreicht, wird sie eingeschaltet und die Spannung weiter angelegt. Die Last des TL431 ist in dieser Ausführung die HL2-Betriebsanzeige-LED und der U1-Optokoppler, die optische Trennung des Leistungskreises von den Steuerkreisen.
Wie in der Vorgängerversion besitzt das Gerät keinen Transformator, sondern wird von einer Löschkondensatorschaltung C1R1 und R2 gespeist. Um die Spannung zu stabilisieren und die Welligkeit von Netzüberspannungen zu glätten, werden eine Zener-Diode VD2 und ein Kondensator C3 in die Schaltung eingebaut. Die HL1-LED ist am Gerät zur visuellen Anzeige von Spannungsanwesenheit installiert. Das Leistungssteuerelement ist ein VT136-Triac mit einer kleinen Umreifung zur Steuerung über einen Optokoppler U1.
Bei diesen Bewertungen liegt der Regelbereich innerhalb von 30-50°C. Trotz der scheinbaren Komplexität ist das Design einfach einzurichten und leicht zu wiederholen. Anschauliches Diagramm eines Thermostats auf einem TL431-Mikrokreis mit einer externen 12-Volt-Stromversorgung für den Einsatz in Hausautomationssystemen:
Dieser Thermostat ist in der Lage, einen Computerlüfter, ein Netzrelais, Anzeigeleuchten und akustische Alarme zu steuern. Es gibt eine interessante Schaltung, um die Temperatur des Lötkolbens mit der gleichen integrierten Schaltung TL431 zu steuern.
Um die Temperatur des Heizelements zu messen, wird ein Bimetall-Thermoelement verwendet, das von einem entfernten Messgerät in einem Multimeter ausgeliehen werden kann. Um die Spannung vom Thermoelement auf den Triggerpegel des TL431 zu erhöhen, wird ein zusätzlicher Verstärker LM351 installiert. Die Ansteuerung erfolgt über den Optokoppler MOC3021 und den Triac T1.
Wenn der Thermostat an das Netz angeschlossen ist, muss die Polarität beachtet werden, das Minus des Reglers muss auf dem Neutralleiter liegen, sonst erscheint die Phasenspannung am Körper des Lötkolbens durch die Thermoelementdrähte. Der Bereich wird durch den Widerstand R3 eingestellt. Dieses Schema gewährleistet den langfristigen Betrieb des Lötkolbens, schließt dessen Überhitzung aus und erhöht die Lötqualität.
Eine weitere Idee zum Zusammenbau eines einfachen Thermostats wird im Video besprochen:
Temperaturregler auf dem TL431-Chip
Wir empfehlen auch, sich eine andere Idee zum Zusammenbau eines Thermostats für einen Lötkolben anzusehen:
Ein einfacher Regler für einen Lötkolben
Die zerlegten Beispiele von Temperaturreglern reichen völlig aus, um die Bedürfnisse eines Heimwerkers zu erfüllen. Die Schemata enthalten keine knappen und teuren Ersatzteile, sind leicht zu wiederholen und müssen praktisch nicht angepasst werden. Diese hausgemachten Produkte können leicht angepasst werden, um die Temperatur des Wassers im Warmwasserspeicher zu regulieren, die Wärme in einem Inkubator oder Gewächshaus zu überwachen, ein Bügeleisen oder einen Lötkolben aufzurüsten. Darüber hinaus können Sie einen alten Kühlschrank restaurieren, indem Sie den Regler auf negative Temperaturen umstellen, indem Sie die Widerstände im Messarm austauschen. Wir hoffen, unser Artikel war interessant, Sie fanden ihn für sich nützlich und haben verstanden, wie Sie zu Hause einen Thermostat mit Ihren eigenen Händen herstellen!
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