Atbilstība temperatūras režīmam ir ļoti svarīgs tehnoloģisks nosacījums ne tikai ražošanā, bet arī ikdienas dzīvē. Būdams tik svarīgs, šis parametrs kaut kam jāregulē un jākontrolē. Tiek ražots milzīgs skaits šādu ierīču, kurām ir daudz funkciju un parametru. Bet termostata izgatavošana ar savām rokām dažreiz ir daudz izdevīgāka nekā gatavu rūpnīcas analogu pirkšana.
Izveidojiet termostatu pats
Temperatūras regulatoru vispārējā koncepcija
Ierīces, kas fiksē un vienlaikus regulē iestatīto temperatūras vērtību, tiek vairāk atrastas ražošanā. Bet viņi atrada arī savu vietu ikdienas dzīvē. Lai uzturētu nepieciešamo mikroklimatu mājā, bieži izmanto ūdens termostatus. Viņi izgatavo šādas ierīces dārzeņu žāvēšanai vai inkubatora sildīšanai ar savām rokām. Līdzīga sistēma var atrast savu vietu jebkur.
Šajā video mēs uzzināsim, kas ir temperatūras regulators:
Faktiski lielākā daļa termostatu ir tikai daļa no kopējās ķēdes, kas sastāv no šādiem komponentiem:
- Temperatūras sensors, kas mēra un fiksē, kā arī saņemto informāciju pārraida kontrolierim. Tas notiek siltumenerģijas pārveidošanas dēļ par ierīces atpazītiem elektriskiem signāliem. Sensors var būt pretestības termometrs vai termoelements, kuru konstrukcijā ir metāls, kas reaģē uz temperatūras izmaiņām un ietekmē to maina pretestību.
- Analītiskā vienība ir pats regulators. Tas saņem elektroniskos signālus un reaģē atkarībā no tā funkcijām, pēc kura to pārraida signālu uz izpildmehānismu.
- Piedziņa ir sava veida mehāniska vai elektroniska ierīce, kas, saņemot signālu no ierīces, rīkojas noteiktā veidā. Piemēram, kad sasniegta iestatītā temperatūra, vārsts izslēgs dzesēšanas šķidruma padevi. Turpretī, tiklīdz rādījumi nokrītas zem iepriekš iestatītajām vērtībām, analītiskā vienība dos komandu atvērt vārstu.
https://youtu.be/5df-HCmm00Y
Šīs ir trīs galvenās temperatūras kontroles sistēmas daļas. Kaut arī bez tām ķēdē var piedalīties citas daļas, piemēram, starpposma relejs. Bet viņi veic tikai papildu funkciju.
Digitālais termostats
Lai izveidotu pilnībā funkcionējošu termostatu ar precīzu kalibrēšanu, jūs nevarat iztikt bez digitāliem elementiem. Apsveriet ierīci temperatūras kontrolei nelielā dārzeņu veikalā.
Galvenais elements šeit ir PIC16F628A mikrokontrolleris. Šis mikroshēma nodrošina dažādu elektronisko ierīču vadību. Mikrokontrollerī PIC16F628A ir 2 analogie salīdzinātāji, iekšējais oscilators, 3 taimeri, CCP salīdzināšanas moduļi un USART datu apmaiņa.
Kad termostats darbojas, MT30361 tiek ievadīta esošās un iestatītās temperatūras vērtība - trīsciparu indikators ar kopēju katodu. Lai iestatītu nepieciešamo temperatūru, izmantojiet pogas: SB1 - lai samazinātu un SB2 - palielinātu. Ja veicat iestatīšanu, vienlaikus nospiežot pogu SB3, varat iestatīt histerēzes vērtības. Minimālā histerēzes vērtība šai ķēdei ir 1 grāds. Plānā ir redzams detalizēts zīmējums.
Šīs ķēdes montāžas iemesls bija termostata sadalījums virtuves elektriskajā krāsnī. Pārmeklējot internetu, mikrokontrolleros neatradu īpašu iespēju pārpilnību, protams, kaut kas ir, bet visi galvenokārt ir paredzēti darbam ar DS18B20 tipa temperatūras sensoru, un tas ir ļoti ierobežots augšējo vērtību temperatūras diapazonā. Un nav piemērots krāsnim. Uzdevums bija mērīt temperatūru līdz 300 ° C, tāpēc izvēle krita uz K tipa termopāri. Ķēdes risinājumu analīze radīja pāris iespējas.
Darbības princips
Princips, pēc kura darbojas visi regulatori, ir fiziskā daudzuma (temperatūras) ņemšana, datu pārsūtīšana uz vadības bloka ķēdi, kas izlemj, kas jādara konkrētā gadījumā.
Ja veicat termoreleju, tad vienkāršākajai iespējai būs mehāniskā vadības ķēde. Šeit ar rezistora palīdzību tiek noteikts noteikts slieksnis, kuru sasniedzot, izpildmehānismam tiks dots signāls.
Lai iegūtu papildu funkcionalitāti un iespēju strādāt ar plašāku temperatūras diapazonu, jums būs jāintegrē kontrolieris. Tas arī palīdzēs palielināt ierīces kalpošanas laiku.
Šajā videoklipā varat noskatīties, kā izveidot savu termostatu elektriskai apkurei:
Pašmāju temperatūras regulators
Faktiski ir daudz shēmu, kā pats izgatavot termostatu. Viss ir atkarīgs no apgabala, kurā šāds produkts tiks izmantots. Protams, izveidot kaut ko pārāk sarežģītu un daudzfunkcionālu ir ārkārtīgi grūti. Bet ar minimālām zināšanām var izveidot termostatu, ko var izmantot akvārija sildīšanai vai dārzeņu žāvēšanai ziemai.
Tas ir noderīgi: sadales kolektors apkures sistēmā.
Vienkāršākā shēma
Visvienkāršākajā pašdarinātajā termostata ķēdē ir strāvas padeve bez transformatora, kas sastāv no diodes tilta ar paralēli savienotu zenera diode, kas stabilizē spriegumu 14 voltu robežās, un dzesēšanas kondensatora. Ja vēlaties, šeit varat pievienot arī 12 voltu stabilizatoru.
Termostata izveide neprasa daudz pūļu un naudas ieguldījumu
Visa ķēde būs balstīta uz TL431 Zener diode, kuru kontrolē dalītājs, kas sastāv no 47 kΩ rezistora, 10 kΩ pretestības un 10 kΩ termistora, kas darbojas kā temperatūras sensors. Tās pretestība samazinās, palielinoties temperatūrai. Rezistors un pretestība ir vislabāk saskaņoti, lai iegūtu vislabāko reakcijas precizitāti.
Pats process izskatās šādi: kad uz mikroshēmas vadības kontakta izveidojas vairāk nekā 2,5 voltu spriegums, tad tas atvērsies, kas ieslēgs releju, piegādājot izpildmehānismam slodzi.
Kā padarīt termostatu inkubatoram ar savām rokām, jūs varat redzēt iesniegtajā videoklipā:
Un otrādi, kad spriegums nokrītas zemāk, mikroshēma tiks aizvērta un relejs izslēgsies.
Lai izvairītos no releja kontaktu grabēšanas, tas jāizvēlas ar minimālo turēšanas strāvu. Un paralēli ieejām jums ir jālodē 470 × 25 V kondensators.
Izmantojot NTC termistoru un mikrouzņēmumu, kas jau ir bijis biznesā, vispirms ir vērts pārbaudīt to veiktspēju un precizitāti.
Pa šo ceļu, izrādās vienkāršākā ierīceregulējot temperatūru. Bet ar pareizajām sastāvdaļām tas lieliski darbojas plašā pielietojuma diapazonā.
Iekštelpu ierīce
Šādi termostati ar pašdarinātu gaisa temperatūras sensoru ir optimāli, lai uzturētu noteiktos mikroklimata parametrus telpās un konteineros. Tas pilnībā spēj automatizēt procesu un kontrolēt jebkuru siltuma izstarotāju, sākot no karstā ūdens līdz sildelementiem. Tajā pašā laikā termiskajam slēdzim ir izcili veiktspējas dati. Un sensors var būt vai nu iebūvēts, vai attālināts.
Šeit termistors, kas norādīts diagrammā R1, darbojas kā termiskais sensors. Sprieguma dalītājā ietilpst R1, R2, R3 un R6, no kuriem signāls nonāk operatīvās pastiprinātāja mikroshēmas ceturtajā tapā. Piektais DA1 kontakts saņem signālu no dalītāja R3, R4, R7 un R8.
Rezistoru pretestības jāizvēlas tā, lai zemākajā izmērītās barotnes zemajā temperatūrā, kad termistora pretestība būtu maksimāla, salīdzinātājs būtu pozitīvi piesātināts.
Spriegums salīdzinātāja izejā ir 11,5 volti. Šajā laikā tranzistors VT1 atrodas atvērtā stāvoklī, un relejs K1 ieslēdz izpildvaru vai starpposma mehānismu, kā rezultātā sākas apkure. Tā rezultātā apkārtējā temperatūra paaugstinās, kas samazina sensora pretestību. Pie mikroshēmas 4. ieejas spriegums sāk pieaugt un rezultātā pārsniedz spriegumu pie tapas 5. Rezultātā salīdzinātājs nonāk negatīvās piesātinājuma fāzē. Pie mikroshēmas desmitās izejas spriegums kļūst aptuveni 0,7 volti, kas ir loģiska nulle. Tā rezultātā tranzistors VT1 aizveras, un relejs izslēdzas un izslēdz izpildmehānismu.
https://youtu.be/qV11L1JJNgs
Uz LM 311 mikroshēmas
Šāds pašdarināts termokontrolieris ir paredzēts darbam ar sildelementiem un spēj uzturēt iestatītos temperatūras parametrus 20-100 grādu robežās. Šī ir drošākā un uzticamākā iespēja, jo tā izmanto temperatūras sensora un vadības ķēžu galvanisko izolāciju, un tas pilnībā novērš elektriskās strāvas trieciena iespējamību.
Tāpat kā vairumam līdzīgu ķēžu, tā pamatā ir līdzstrāvas tilts, kura vienā rokā ir pievienots salīdzinātājs, bet otrā - temperatūras sensors. Salīdzinātājs uzrauga ķēdes neatbilstību un reaģē uz tilta stāvokli, kad tas šķērso līdzsvara punktu. Tajā pašā laikā viņš arī mēģina līdzsvarot tiltu, izmantojot termistoru, mainot tā temperatūru. Un termiskā stabilizācija var notikt tikai ar noteiktu vērtību.
Rezistors R6 nosaka punktu, kurā jāveido līdzsvars. Un atkarībā no vides temperatūras termistors R8 var iekļūt šajā līdzsvarā, kas ļauj regulēt temperatūru.
Video jūs varat redzēt vienkāršas termostata ķēdes analīzi:
https://youtu.be/Q_yrVL0UHNc
Ja R6 iestatītā temperatūra ir zemāka par nepieciešamo, tad pretestība uz R8 ir pārāk liela, kas samazina salīdzinātāja strāvu. Tas izraisīs strāvas plūsmu un atvērs pusvadītāju VS1.kas ieslēgs sildelementu. Par to ziņos gaismas diode.
Temperatūrai paaugstinoties, R8 pretestība sāks samazināties. Tilts tiecas līdz līdzsvara punktam. Salīdzinājumā apgrieztās ievades potenciāls pakāpeniski samazinās, bet tiešajā - palielinās. Kādā brīdī situācija mainās, un process notiek pretējā virzienā. Tādējādi termokontrolieris ar savām rokām ieslēdz vai izslēdz izpildmehānismu atkarībā no pretestības R8.
Ja LM311 nav pieejams, tad to var aizstāt ar vietējo KR554SA301 mikroshēmu. Izrādās vienkāršs pašdarināms termostats ar minimālām izmaksām, augstu precizitāti un uzticamību.
Termostati apkures katliem
Pielāgojot apkures sistēmas, ir svarīgi precīzi kalibrēt ierīci. Tam būs nepieciešams sprieguma un strāvas mērītājs. Lai izveidotu darba sistēmu, varat izmantot šo diagrammu.
Izmantojot šo shēmu, jūs varat izveidot āra aprīkojumu, lai kontrolētu cietā kurināmā katlu. Zenera diode lomu veic K561LA7 mikroshēma. Ierīces darbība ir balstīta uz termistora spēju samazināt pretestību, sildot. Rezistors ir pievienots elektrības sprieguma dalītāja tīklam. Nepieciešamo temperatūru var iestatīt, izmantojot mainīgo rezistoru R2.Spriegums tiek piegādāts invertoram 2I-NOT. Iegūtā strāva tiek ievadīta kondensatorā C1. Kondensators ir pievienots 2I-NOT, kas kontrolē viena sprūda darbību. Pēdējais ir savienots ar otro sprūdu.
Temperatūras regulēšana notiek saskaņā ar šādu shēmu:
- samazinoties grādiem, relejā palielinās spriegums;
- sasniedzot noteiktu vērtību, ventilators, kas savienots ar releju, izslēdzas.
Labāk ir lodēt uz molu žurkas. Kā akumulatoru jūs varat ņemt jebkuru ierīci, kas darbojas 3-15 V robežās.
Uzmanību!
Pašizveidotu ierīču uzstādīšana jebkuram nolūkam uz apkures sistēmām var izraisīt iekārtas bojājumus. Turklāt šādu ierīču lietošana var būt aizliegta pakalpojumu līmenī, kas nodrošina sakarus jūsu mājās.
Priekšrocības un trūkumi
Pat vienkāršam pašdarināmam termostātam ir daudz priekšrocību un pozitīvu aspektu. Par rūpnīcas daudzfunkcionālajām ierīcēm vispār nav jārunā.
Temperatūras regulatori ļauj:
- Uzturiet komfortablu temperatūru.
- Ietaupiet enerģiju.
- Neiesaistiet personu procesā.
- Ievērojiet tehnoloģisko procesu, paaugstinot kvalitāti.
Starp trūkumiem var minēt rūpnīcas modeļu augstās izmaksas. Protams, tas neattiecas uz mājās izgatavotām ierīcēm. Bet ražošanas līdzekļiem, kas nepieciešami, strādājot ar šķidriem, gāzveida, sārmainā un citā līdzīgā vidē, ir lielas izmaksas. It īpaši, ja ierīcei ir jābūt daudzām funkcijām un iespējām.
