Contente:
- Um pouco de teoria
- Visão geral dos circuitos
Um pouco de teoria
Os sensores de medição mais simples, incluindo aqueles que reagem à temperatura, consistem em um meio-braço de medição feito de duas resistências, uma de suporte e um elemento que muda sua resistência dependendo do aplicado a ela temperatura. Isso é mostrado mais claramente na imagem abaixo.
Como pode ser visto no diagrama, R1 e R2 são o elemento de medição de um termostato caseiro, e R3 e R4 são o braço de suporte do dispositivo.
Um elemento do termostato que responde a uma mudança no estado do braço de medição é um amplificador integrado no modo comparador. Este modo muda a saída do microcircuito abruptamente do estado desligado para a posição de trabalho. A carga desse microcircuito é o ventilador do PC. Quando a temperatura atinge um determinado valor nos braços de R1 e R2, ocorre uma mudança de voltagem, a entrada do microcircuito compara o valor nos pinos 2 e 3 e o comparador muda. Assim, a temperatura é mantida em um nível pré-determinado e o funcionamento do ventilador é controlado.
Visão geral dos circuitos
A tensão da diferença do braço de medição é fornecida a um transistor emparelhado com alto ganho; um relé eletromagnético atua como um comparador. Quando a bobina atinge uma tensão suficiente para puxar o núcleo, ela é acionada e conectada por meio de seus contatos dos atuadores. Quando a temperatura definida é atingida, o sinal nos transistores diminui, a tensão na bobina do relé cai simultaneamente e em algum ponto os contatos são desconectados.
Uma característica deste tipo de relé é a presença de histerese - esta é uma diferença de vários graus entre ligar e desligar um termostato caseiro, devido à presença de um eletromecânico retransmissão. A opção de montagem fornecida abaixo é virtualmente isenta de histerese.
Diagrama eletrônico esquemático de um termostato analógico para uma incubadora:
Este esquema era muito popular para repetição em 2000, mas mesmo agora não perdeu sua relevância e dá conta da função que lhe foi atribuída. Se você tem acesso a peças antigas, pode montar um termostato com suas próprias mãos de quase nada.
O coração do produto caseiro é o amplificador integrado K140UD7 ou K140UD8. Nesse caso, ele está conectado com um feedback positivo e é um comparador. O elemento termossensível R5 é um resistor do tipo MMT-4 com TKE negativo, isto é, quando sua resistência diminui quando aquecido.
O sensor remoto é conectado por meio de um fio blindado. Para reduzir a interferência e o falso disparo do dispositivo, o comprimento do fio não deve exceder 1 metro. A carga é controlada pelo tiristor VS1 e a potência do aquecedor depende inteiramente de sua classificação. Neste caso, 150 watts, a chave tiristor eletrônica deve ser instalada em um pequeno radiador para retirar o calor. A tabela abaixo mostra as classificações dos elementos radioativos para a montagem de um termostato em casa.
O dispositivo não possui isolação galvânica da rede de 220 volts, cuidado ao configurar, pois há tensão de rede nos elementos reguladores. O vídeo abaixo mostra como montar um termostato transistorizado:
Termostato transistorizado caseiro
Agora vamos lhe ensinar como fazer um controlador de temperatura para um piso quente. O diagrama de trabalho é copiado de uma amostra serial. Útil para quem deseja revisar e repetir ou como um exemplo para solução de problemas.
O centro do circuito é o microcircuito estabilizador, conectado de forma incomum, o LM431 começa a passar corrente em uma tensão acima de 2,5 volts. É neste valor que este microcircuito possui uma fonte de tensão de referência interna. Se o valor for menor, não perde nada. Esse recurso começou a ser usado em todos os tipos de circuitos de termostato.
Como você pode ver, o circuito clássico com um braço de medição continua sendo o termistor R5, R4 e R9. Quando a temperatura muda, a voltagem na entrada 1 do microcircuito muda e, se atingir o limite de disparo, é ligado e a voltagem é aplicada novamente. Neste projeto, a carga do TL431 é o LED de indicação de operação HL2 e o optoacoplador U1, isolação ótica do circuito de potência dos circuitos de controle.
Como na versão anterior, o dispositivo não possui transformador, mas é alimentado por um circuito capacitor de extinção C1R1 e R2. Para estabilizar a tensão e suavizar a ondulação dos surtos da rede, um diodo Zener VD2 e um capacitor C3 são instalados no circuito. O LED HL1 é instalado no dispositivo para indicação visual da presença de tensão. O elemento de controle de potência é um triac VT136 com uma pequena cinta para controle por meio de um optoacoplador U1.
Com essas classificações, a faixa de controle está entre 30-50 ° C. Apesar da aparente complexidade, o design é fácil de configurar e repetir. Um diagrama ilustrativo de um termostato em um microcircuito TL431, com uma fonte de alimentação externa de 12 volts para uso em sistemas de automação residencial:
Este termostato é capaz de controlar um ventilador de computador, relé de energia, luzes indicadoras e alarmes sonoros. Existe um circuito interessante para controlar a temperatura do ferro de soldar usando o mesmo circuito integrado TL431.
Para medir a temperatura do elemento de aquecimento, é utilizado um termopar bimetálico, que pode ser emprestado de um medidor remoto em um multímetro. Para aumentar a tensão do termopar para o nível de disparo TL431, um amplificador LM351 adicional é instalado. O controle é realizado através do optoacoplador MOC3021 e do triac T1.
Quando o termostato estiver conectado à rede, a polaridade deve ser observada, o negativo do regulador deve estar no fio neutro, caso contrário a tensão de fase aparecerá no corpo do ferro de soldar, através dos fios do termopar. A faixa é ajustada pelo resistor R3. Este esquema irá garantir a operação de longo prazo do ferro de solda, excluir o superaquecimento e aumentar a qualidade da solda.
Outra ideia para montar um termostato simples é discutida no vídeo:
Regulador de temperatura no chip TL431
Recomendamos também olhar para outra ideia para montar um termostato para um ferro de solda:
Um regulador simples para um ferro de solda
Os exemplos desmontados de controladores de temperatura são suficientes para atender às necessidades de um artesão doméstico. Os esquemas não contêm peças de reposição escassas e caras, são fáceis de repetir e praticamente não precisam ser ajustados. Esses produtos caseiros podem ser facilmente adaptados para regular a temperatura da água no tanque do aquecedor, monitorar o calor em uma incubadora ou estufa, atualizar um ferro ou um ferro de solda. Além disso, você pode restaurar um refrigerador antigo alterando o regulador para funcionar com temperaturas negativas, substituindo as resistências no braço de medição. Esperamos que nosso artigo tenha sido interessante, você o achou útil e entendeu como fazer um termostato com as próprias mãos em casa!
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