Usklađenost s temperaturnim režimom vrlo je važan tehnološki uvjet ne samo u proizvodnji, već i u svakodnevnom životu. Budući da je toliko važan, ovaj parametar mora biti nečim reguliran i kontroliran. Proizvodi se ogroman broj takvih uređaja koji imaju mnoge značajke i parametre. Ali izrada termostata vlastitim rukama ponekad je mnogo isplativija od kupnje gotovog tvorničkog analoga.
Izradite sami termostat
Opći pojam regulatora temperature
Uređaji koji fiksiraju i istodobno reguliraju zadanu vrijednost temperature nalaze se u većoj mjeri u proizvodnji. Ali svoje su mjesto pronašli i u svakodnevnom životu. Da bi se održala potrebna mikroklima u kući, često se koriste termostati za vodu. Izrađuju takve uređaje za sušenje povrća ili grijanje inkubatora vlastitim rukama. Sličan sustav može pronaći svoje mjesto bilo gdje.
U ovom videozapisu saznat ćemo što je regulator temperature:
Zapravo je većina termostata samo dio ukupnog kruga koji se sastoji od sljedećih komponenata:
- Senzor temperature koji mjeri i popravlja, kao i odašiljanje primljenih informacija na regulator. To se događa zbog pretvorbe toplinske energije u električne signale koje uređaj prepoznaje. Senzor može biti otporni termometar ili termoelement koji u svom dizajnu imaju metal koji reagira na promjene temperature i mijenja svoj otpor pod njegovim utjecajem.
- Analitička jedinica je sam regulator. Prima elektroničke signale i reagira ovisno o svojim funkcijama, nakon čega signal prenosi u pogon.
- Pogon je vrsta mehaničkog ili elektroničkog uređaja koji se, kad prima signal od jedinice, ponaša na određeni način. Na primjer, kada se postigne zadana temperatura, ventil će isključiti dovod rashladne tekućine. Suprotno tome, čim očitanja padnu ispod unaprijed zadanih vrijednosti, analitička jedinica dat će naredbu za otvaranje ventila.
https://youtu.be/5df-HCmm00Y
To su tri glavna dijela sustava za kontrolu temperature. Iako, osim njih, u krugu mogu sudjelovati i drugi dijelovi, poput među releja. Ali oni izvršavaju samo dodatnu funkciju.
Digitalni termostat
Da biste stvorili potpuno funkcionalni termostat s preciznom kalibracijom, ne možete bez digitalnih elemenata. Razmislite o uređaju za kontrolu temperature u maloj trgovini povrća.
Ovdje je glavni element mikrokontroler PIC16F628A. Ovaj mikrovezje osigurava upravljanje raznim elektroničkim uređajima. Mikrokontroler PIC16F628A sadrži 2 analogna komparatora, unutarnji oscilator, 3 timera, CCP usporedne module i USART razmjenu podataka.
Kad radi termostat, vrijednost postojeće i zadate temperature dovodi se na MT30361 - troznamenkasti indikator sa zajedničkom katodom. Da biste postavili potrebnu temperaturu, koristite tipke: SB1 - za smanjenje i SB2 - za povećanje. Ako izvršavate podešavanje pritiskom na tipku SB3, možete postaviti vrijednosti histereze. Minimalna vrijednost histereze za ovaj krug je 1 stupanj. Detaljan crtež može se vidjeti na planu.
Razlog montaže ovog kruga bio je kvar termostata u električnoj pećnici u kuhinji. Pretražujući Internet, nisam našao posebno obilje opcija na mikrokontrolerima, naravno da postoji nešto, ali sve su uglavnom dizajnirane za rad s temperaturnim senzorom tipa DS18B20, a vrlo je ograničeno u temperaturnom rasponu gornjih vrijednosti I nije prikladan za pećnicu. Zadatak je bio izmjeriti temperature do 300 ° C, pa je izbor pao na termoelement K-tipa. Analiza rješenja sklopa dovela je do nekoliko mogućnosti.
Načelo rada
Načelo po kojem rade svi regulatori je mjerenje fizičke veličine (temperature), prijenos podataka u krug upravljačke jedinice koji odlučuje što treba učiniti u određenom slučaju.
Ako napravite toplinski relej, tada će najjednostavnija opcija imati mehanički upravljački krug. Ovdje se uz pomoć otpornika postavlja određeni prag, nakon postizanja kojeg će se dati signal aktuatoru.
Da biste dobili dodatnu funkcionalnost i mogućnost rada sa širim temperaturnim rasponom, morat ćete integrirati regulator. To će također pomoći produžiti vijek trajanja uređaja.
U ovom videu možete pogledati kako izraditi vlastiti termostat za električno grijanje:
Domaći regulator temperature
Postoji zapravo mnogo shema za samostalnu izradu termostata. Sve ovisi o području u kojem će se takav proizvod koristiti. Naravno, stvoriti nešto previše složeno i višenamjensko izuzetno je teško. No, termostat koji se može koristiti za zagrijavanje akvarija ili sušenje povrća za zimu može se stvoriti uz minimalno znanje.
Ovo je korisno: razdjelnik u sustavu grijanja.
Najjednostavnija shema
Najjednostavniji "uradi sam" termostatski krug ima napajanje bez transformatora, koje se sastoji od diodnog mosta s paralelno povezanom zener diodom, koji stabilizira napon unutar 14 volti, i kondenzatora za gašenje. Ovdje također možete dodati stabilizator od 12 volta ako želite.
Stvaranje termostata ne zahtjeva puno truda i novčanih ulaganja
Cijeli će se krug temeljiti na tner-diodi TL431, koja se kontrolira razdjelnikom koji se sastoji od otpora od 47 kΩ, otpornika od 10 kΩ i termistora od 10 kΩ koji djeluje kao temperaturni senzor. Njegov otpor opada s porastom temperature. Otpornik i otpornost najbolje se podudaraju kako bi se postigla najbolja točnost odziva.
Sam postupak izgleda ovako: kada se na upravljačkom kontaktu mikrovezja stvori napon veći od 2,5 volta, on će se otvoriti, što će uključiti relej, isporučujući opterećenje aktuatoru.
Kako izraditi termostat za inkubator vlastitim rukama, možete vidjeti u predstavljenom videozapisu:
Suprotno tome, kad napon padne, mikrovezje će se zatvoriti i relej će se isključiti.
Da biste izbjegli zveckanje kontakata releja, potrebno ga je odabrati s minimalnom zadrškom struje. I paralelno s ulazima, trebate lemiti kondenzator 470 × 25 V.
Kada upotrebljavate NTC termistor i mikrovezje koje je već posluvalo, vrijedi prvo provjeriti njihovu izvedbu i točnost.
Na ovaj način, ispada najjednostavniji uređajreguliranje temperature. No s pravim sastojcima izvrsno djeluje u širokom spektru primjena.
Unutarnji uređaj
Takvi termostati s vlastitim osjetnikom temperature zraka optimalni su za održavanje zadanih parametara mikroklime u sobama i spremnicima. Potpuno je sposoban automatizirati postupak i kontrolirati bilo koji radijator topline, od tople vode do grijaćih elemenata. Istodobno, termalni prekidač ima izvrsne podatke o performansama. A senzor može biti ugrađeni ili daljinski.
Ovdje termistor, naznačen na dijagramu R1, djeluje kao toplinski senzor. Dijelnik napona uključuje R1, R2, R3 i R6, čiji signal odlazi na četvrti pin mikrokruga operativnog pojačala. Peti kontakt DA1 prima signal od razdjelnika R3, R4, R7 i R8.
Otpori otpornika moraju biti odabrani na takav način da na najnižoj niskoj temperaturi izmjerenog medija, kada je otpor termistora maksimalan, komparator bude pozitivno zasićen.
Napon na izlazu komparatora je 11,5 volti. Trenutno je tranzistor VT1 u otvorenom položaju, a relej K1 uključuje izvršni ili međumehanizam, uslijed čega započinje zagrijavanje. Kao rezultat, temperatura okoline raste, što smanjuje otpor senzora. Na ulazu 4 mikrovezice napon počinje rasti i, kao rezultat, premašuje napon na zavoju 5. Kao rezultat, komparator ulazi u fazu negativnog zasićenja. Na desetom izlazu mikrovezja napon postaje približno 0,7 volti, što je logična nula. Kao rezultat, tranzistor VT1 se zatvara, a relej isključuje i isključuje pogon.
https://youtu.be/qV11L1JJNgs
Na čipu LM 311
Takav termokontroler "uradi sam" dizajniran je za rad s grijaćim elementima i sposoban je održavati zadane temperaturne parametre unutar 20-100 stupnjeva. Ovo je najsigurnija i najpouzdanija opcija, jer koristi galvansku izolaciju temperaturnog osjetnika i upravljačkih krugova, a to u potpunosti uklanja mogućnost električnog udara.
Poput većine sličnih sklopova, temelji se na istosmjernom mostu, u kojem je jedan krak povezan s usporednikom, a u drugom - temperaturnom senzoru. Usporednik nadgleda neusklađenost kruga i reagira na stanje mosta kad pređe točku ravnoteže. Istodobno, most pokušava uravnotežiti termistorom, mijenjajući njegovu temperaturu. A toplinska stabilizacija može se dogoditi samo na određenoj vrijednosti.
Otpornik R6 postavlja točku u kojoj treba stvoriti ravnotežu. I ovisno o temperaturi okoline, termistor R8 može ući u ovu ravnotežu koja vam omogućuje regulaciju temperature.
U videu možete vidjeti analizu jednostavnog kruga termostata:
https://youtu.be/Q_yrVL0UHNc
Ako je temperatura postavljena pomoću R6 niža od potrebne, tada je otpor na R8 previsok, što smanjuje struju na usporedbi. To će uzrokovati strujanje struje i otvoriti poluvodič VS1.koji će uključiti grijaći element. To će signalizirati LED.
Kako temperatura raste, otpor R8 počet će se smanjivati. Most će težiti točki ravnoteže. Na usporedbi se potencijal inverznog ulaza postupno smanjuje, a na izravnom povećava. U nekom se trenutku situacija promijeni, a proces se odvija u suprotnom smjeru. Tako će termokontroler vlastitim rukama uključiti ili isključiti pogon, ovisno o otporu R8.
Ako LM311 nije dostupan, tada ga je moguće zamijeniti domaćim mikrovezem KR554SA301. Ispada jednostavan termostat "uradi sam" s minimalnim troškovima, velikom točnošću i pouzdanošću.
Termostati za kotlove za grijanje
Pri podešavanju sustava grijanja važno je točno kalibrirati uređaj. To će zahtijevati mjerač napona i struje. Da biste stvorili radni sustav, možete se poslužiti sljedećim dijagramom.
Ovom shemom možete stvoriti vanjsku opremu za upravljanje kotlom na kruta goriva. Ulogu cener diode obavlja mikrokrug K561LA7. Rad uređaja temelji se na sposobnosti termistora da smanji otpor pri zagrijavanju. Otpor je povezan s mrežom djelitelja napona električne energije. Potrebna temperatura može se podesiti pomoću promjenjivog otpora R2.Napon se napaja na pretvarač 2I-NOT. Rezultirajuća struja dovodi se na kondenzator C1. Kondenzator je spojen na 2I-NOT, koji kontrolira rad jednog okidača. Potonji je povezan s drugim okidačem.
Regulacija temperature odvija se prema sljedećoj shemi:
- s smanjenjem stupnjeva, napon u releju se povećava;
- kada se postigne određena vrijednost, ventilator koji je spojen na relej se isključuje.
Bolje je lemiti na krtici štakora. Kao bateriju možete uzeti bilo koji uređaj koji radi unutar 3-15 V.
Oprez!
Instalacija vlastitih uređaja za bilo koju svrhu na sustave grijanja može dovesti do kvara opreme. Štoviše, uporaba takvih uređaja može biti zabranjena na razini usluga koje pružaju komunikaciju u vašem domu.
Prednosti i nedostatci
Čak i jednostavni termostat "uradi sam" ima puno prednosti i pozitivnih aspekata. O tvorničkim višenamjenskim uređajima uopće nije potrebno govoriti.
Regulatori temperature omogućuju:
- Održavajte ugodnu temperaturu.
- Štedjeti energiju.
- Ne uključuju osobu u proces.
- Promatrajte tehnološki postupak povećavajući kvalitetu.
Mane uključuju visoku cijenu tvorničkih modela. Naravno, to se ne odnosi na uređaje domaće izrade. Ali oni proizvodni, koji su potrebni za rad s tekućim, plinovitim, alkalnim i drugim sličnim medijima, imaju visoku cijenu. Pogotovo ako uređaj mora imati mnogo funkcija i mogućnosti.
