Необхідність настройки температурного режиму виникає при використанні різних систем теплового або холодильного устаткування. Варіантів багато, і всі вони вимагають наявності керуючого пристрою, без якого робота систем можлива або в режимі максимальної потужності, або на повному мінімумі можливостей. Контроль та налаштування виробляються за допомогою терморегулятора - пристрою, здатного впливати на систему через датчик температури і включати або відключати її за потребою. При використанні готових комплектів обладнання блоки управління входять в комплект поставки, але для саморобних систем доводиться збирати терморегулятор своїми руками. Завдання не найпростіша, але цілком вирішувана. Розглянемо її уважніше.

Принцип роботи терморегулятора

Терморегулятор - це пристрій, здатний реагувати на зміни температурного режиму. За типом дії розрізняють терморегулятори триггерного типу, що відключають або включають нагрів при досягненні заданої межі, або пристрої плавного дії з можливістю тонкої і точної настройки, здатні контролювати зміни температури в діапазоні часток градуса.

Існують два різновиди терморегуляторів:

1. Механічний. Являє собою пристрій, що використовує принцип розширення газів при зміні температури, або біметалічні пластини, які змінюють свою форму від нагрівання або охолодження.
2. Електронний. Складається з основного блоку і датчика температури, що подає сигнали про збільшення або зниження заданої температури в системі. Використовується в системах, що вимагають високої чутливості і тонкого регулювання.

Механічні пристрої не дозволяють забезпечити високу точність настройки. Вони є одночасно і датчиком температури, і виконавчим органом, об'єднаними в єдиний вузол. Біметалічна пластина, яка використовується в нагрівальних пристроях, є термопару з двох металів з різним коефіцієнтом теплового розширення.

Головне призначення терморегулятора - автоматичне підтримання необхідної температури

Нагріваючись, один з них стає більше іншого, чому пластина згинається. Контакти, встановлені на ній, розмикаються і припиняють нагрівання. При охолодженні пластина повертається в початкову форму, контакти знову замикаються і нагрів поновлюється.

Камера з газовою сумішшю - чутливий елемент термостата холодильника або опалювального терморегулятора. При змінах температури змінюється обсяг газу, що викликає переміщення поверхні мембрани, з'єднаної з важелем контактної групи.

У регуляторі для опалення використовується камера з газовою сумішшю, що працює за законом Гей-Люссака - при зміні температури змінюється обсяг газу

Механічні термостати надійні і забезпечують стійку роботу, але настройка режиму роботи відбувається з великою похибкою, практично «на око». При необхідності тонкої настройки, що забезпечує регулювання в межах декількох градусів (або ще тонше), використовуються електронні схеми. Датчиком температури для них служить терморезистор, здатний розрізнити найдрібніші зміни режиму нагріву в системі. Для електронних схем ситуація зворотна - чутливість датчика занадто висока і її штучно загрубляти, доводячи до меж розумного. Принцип дії полягає в зміні опору датчика, викликаному коливаннями температури контрольованого середовища. Схема реагує на зміну параметрів сигналу і підвищує / знижує нагрів в системі до отримання іншого сигналу. Можливості електронних блоків контролю набагато вище і дозволяють отримати настройку температури будь точності. Чутливість таких термостатів навіть надлишкова, оскільки нагрівання та охолодження - процеси, що володіють високою інерційністю, які уповільнюють час реакції на зміну команд.

Область застосування саморобного пристрою

Виготовлення механічного терморегулятора в домашніх умовах досить складно і нераціонально, оскільки результат буде працювати в дуже широкому діапазоні і не зможе забезпечити необхідної точності настройки. Найчастіше збирають саморобні електронні терморегулятори, які дозволяють підтримувати оптимальний режим температури теплої підлоги, інкубатора, забезпечувати бажану температуру води в басейні, нагрів парилки в сауні і т.д. Варіантів застосування саморобного терморегулятора може бути стільки, скільки систем, що підлягають настройці і регулюванню температурного режиму, є в будинку. Для грубої настройки за допомогою механічних пристроїв простіше придбати готові елементи, вони недорогі і цілком доступні.

Переваги і недоліки

Саморобний терморегулятор має певні достоїнствами і недоліками. Плюсами пристрою є:

• Висока ремонтопридатність. Терморегулятор, зроблений самостійно, легко відремонтувати, оскільки його конструкція і принцип роботи відомі до дрібниць.
• Витрати на створення регулятора набагато нижче, ніж при покупці готового блоку.
• Існує можливість зміни робочих параметрів для отримання більш потрібного результату.

До недоліків слід віднести:

• Збірка такого пристрою доступна тільки людям, які мають достатню підготовку і певні навички роботи з електронними схемами і паяльником.
• Якість роботи пристрою в великій мірі залежить від стану використаних деталей.
• Зібрана схема вимагає настройки і юстирування на контрольному стенді або за допомогою еталонного зразка. Отримати відразу готовий варіант пристрою неможливо.

Основною проблемою є необхідність підготовки або, як мінімум, участь фахівця в процесі створення приладу.

Як зробити простий терморегулятор

Виготовлення терморегулятора відбувається поетапно:

• Вибір типу і схеми пристрою.
• Придбання необхідних матеріалів, інструментів і деталей.
• Збірка приладу, настройка, запуск в експлуатацію.

Стадії виготовлення приладу мають свої особливості, тому їх слід розглянути докладніше.

необхідні матеріали

У число необхідних для збірки матеріалів входять:

• Фольгований гетинакс або монтажна плата;
• Паяльник з припоєм і каніфоллю, в ідеалі - паяльна станція;
• пінцет;
• пасатижі;
• лупа;
• Кусачки;
• Ізоляційна стрічка;
• Мідний з'єднувальний провід;
• Необхідні деталі, згідно електричної схеми.

В процесі роботи можуть знадобитися і інші інструменти або матеріали, тому даний список не слід вважати вичерпним і остаточним.

схеми пристроїв

Вибір схеми обумовлений можливостями і рівнем підготовки майстра. Чим складніше схема, тим більше нюансів виникне при складанні та встановлення виробу. У той же час найпростіші схеми дозволяють отримати лише найбільш примітивні прилади, що працюють з високою похибкою.

Розглянемо одну з нескладних схем.

У даній схемі в якості компаратора використовується стабілітрон

На малюнку зліва зображено схема регулятора, а праворуч - блок реле, що включає навантаження. Датчик температури - це резистор R4, а R1 - змінний резистор, який використовується для настройки режиму нагріву. Керуючим елементом є стабілітрон TL431, який відкритий до тих пір, поки на його керуючому електроді є навантаження вище 2,5 В. Нагрівання терморезистора викликає зниження опору, чому напруга на керуючому електроді падає, стабілітрон закривається, відсікаючи навантаження.

Інша схема трохи складніше. У ній використаний компаратор - елемент, що виробляє порівняння показань термодатчика і еталонного джерела напруги.

Подібна схема з компаратором застосовна для регулювання температури теплої підлоги

Будь-яка зміна напруги, викликане збільшенням або зменшенням опору терморезистора, створює різницю між еталоном і робочої лінією схеми, внаслідок чого на виході пристрою генерується сигнал, що викликає включення або відключення нагріву. Подібні схеми, зокрема, використовуються для регулювання режиму роботи теплої підлоги.

Покрокова інструкція

Порядок складання кожного пристрою має свої особливості, але деякі загальні кроки виділити можна. Розглянемо хід збирання:

1. Готуємо корпус приладу. Це важливо, оскільки залишати плату незахищеною не можна.
2. Готуємо плату. Якщо використовується фольгований гетинакс, доведеться труїти доріжки за допомогою електролітичних методів, попередньо намалювавши їх нерозчинної в електроліті фарбою. Монтажна плата з готовими контактами значно спрощує і прискорює процес складання.
3. Перевіряємо за допомогою мультиметра працездатність деталей, при необхідності замінюємо їх на справні зразки.
4. За схемою збираємо і з'єднуємо всі необхідні деталі. Необхідно стежити за точністю з'єднання, дотримувати полярності і напрямком установки діодів або мікросхем. Будь-яка помилка може призвести до виходу з ладу важливих деталей, які доведеться купувати знову.
5. Після закінчення збирання рекомендується ще раз уважно оглянути плату, перевірити точність з'єднань, якість пайки та інші важливі моменти.
6. Плата поміщається в корпус, проводиться пробний запуск і настройка роботи пристрою.

Як настроїти

Для настройки приладу необхідно або мати еталонне пристрій, або знати номінал напруг, відповідних тій чи іншій температурі контрольованого середовища. Для окремих пристроїв існують власні формули, що показують залежність напруги на компараторе від температури. Наприклад, для датчика LM335 така формула має вигляд:

V \u003d (273 + T) 0,01,

де Т - необхідна температура за Цельсієм.

В інших схемах настройка проводиться шляхом підбору номіналів регулювальних резисторів при створенні певної, відомої температури. У кожному конкретному випадку можуть бути використані власні методики, оптимальним чином підходять до наявних умов або використовується обладнання. Вимоги до точності приладу також відрізняються один від одного, тому єдиної технології настройки не існує в принципі.

Основні несправності

Найбільш поширеною несправністю саморобних терморегуляторів є нестабільність показань терморезистора, викликана низькою якістю деталей. Крім того, нерідко зустрічаються складності з налаштуванням режимів, викликані невідповідністю номіналів або зміною складу деталей, необхідних для правильної роботи пристрою. Більшість можливих проблем безпосередньо залежать від рівня підготовки майстра, що виробляє збірку і настройку приладу, так як навички та досвід в цій справі значать дуже багато. Проте, фахівці стверджують, що виготовлення терморегулятора своїми руками - корисна практичне завдання, що дає непоганий досвід у створенні електронних пристроїв.

Якщо впевненості в своїх силах немає, краще використовувати готовий пристрій, яких достатньо в продажу. Необхідно враховувати, що відмова регулятора в самий невідповідний момент може стати причиною серйозних неприємностей, для усунення яких потрібні зусилля, час і гроші. Тому, приймаючи рішення про самостійну збірці, слід підійти до питання максимально відповідально і ретельно зважити свої можливості.

Серед численного асортименту корисних приладів, які приносять в наше життя комфорт, є велика кількість тих, які можна зробити своїми руками. До цього числа можна віднеси і терморегулятор, який включає або відключає нагрівальні і холодильні обладнання відповідно до певної температурою, на яку він встановлений. Такий пристрій відмінно підійде на період холодної погоди, наприклад для підвалу, де потрібно зберігати овочі. Так як же зробити терморегулятор своїми руками, і які деталі для цього знадобляться?

Терморегулятор своїми руками: схема

Про конструкцію термостата можна сказати, що вона не особа складна, саме з цієї причини більшість радіоаматорів починають своє навчання саме з цього приладу, а так же саме на ньому відточують свої навички і майстерність. Схем приладу можна знайти дуже велику кількість, але найпоширенішою є схема із застосуванням, так званого компаратора.

Даний елемент має кілька входів і виходів:

• Один вхід відповідає подачу еталонного напруги, яке відповідає необхідній температурі;
• Другий отримує напруги від датчика температури.

Сам компаратор приймає всі вступники показання і порівнює їх. У разі якщо буде генерувати сигнал на виході, то він включить реле, яке подасть ток на дистанційний пульт або холодильний апарат.

Які деталі знадобляться: терморегулятор своїми руками

Для датчика температури найчастіше використовують терморезистор, це елемент який регулює електричний опір в залежності від температурного показника.

Так само часто застосовують напівпровідникові деталі:

• діоди;
• Транзистори.

На їх характеристики температура повинна надавати такий же вплив. Тобто при нагріванні повинен збільшуватися струм транзистора і при цьому він повинен престати працювати, не дивлячись на вхідний сигнал. Потрібно врахувати, що такі деталі володію великим недоліком. Занадто складно провести калібрування, кажучи точніше, буде важко прив'язати ці деталі до деяких датчикам температури.

Однак на даний момент промисловість не стоїть на місці, і ви можете побачити пристрої з серії 300, це LM335, яким все частіше рекомендують скористатися фахівці і LM358n. Не дивлячись на дуже низьку вартість, дана деталь займає першу позицію в маркуваннях і орієнтується на поєднання з побутовою технікою. Варто згадати, що модифікації цієї деталі LM 235і 135 успішно застосовуються у військових сферах і промисловості. Включаючи в свою конструкцію близько 16 транзисторів, датчик здатний працювати як стабілізатор, а його напруга буде повністю залежати від температурного показника.

Залежність полягає в наступному:

1. На кожен градус буде припадати близько 0, 01 В, якщо орієнтуватися на Цельсій, то на показник 273 результат на виході складе 2, 73В.
2. Діапазон роботи обмежується в показнику від -40 до +100 градусів. Завдяки таким показникам, користувач повністю позбавляється від регулювань методом проб і помилок, а необхідна температура буде в будь-якому випадку забезпечена.

Так само крім датчика температур вам буде потрібно компаратор, найкраще придбати LM 311, який випускає той же виробник, потенціометр для того щоб сформувати еталонне напруга і вихідну установку щоб включати реле. Не забудьте придбати блок живлення і спеціальні індикатори.

Регулятор температури своїми руками: харчування і навантаження

Що стосується підключення LM 335 то воно повинно бути послідовним. Все опору необхідно підібрати так, щоб загальна величина струму, який проходить через термодатчик відповідала показникам від 0,45 мА до 5 мА. Перевищення позначки допускати не можна, так як датчик буде перегріватися, і показувати спотворені дані.

Запитка терморегулятора може відбуватися кількома способами:

• За допомогою блоку живлення з орієнтуванням на 12 В;
• За допомогою будь-якого іншого пристрою, живлення якого не перевищує вищевказаний показник, але при цьому струм, що протікає через котушку не повинен перевищувати 100 мА.

Ще раз нагадаємо про те, що показник струму в ланцюзі датчика не повинен перевищувати 5 мА, з цієї причини доведеться використовувати транзистор з великою потужністю. Найкраще підійде КТ 814. Звичайно, якщо ви хочете уникнути застосування транзистора, можна використовувати реле з меншим рівнем струму. Він зможе працювати від напруги в 220 В.

Саморобний терморегулятор: покрокова інструкція

Якщо ви придбали всі необхідні складові для збірки, залишилося розглянути докладну інструкцію. Розглядати будемо на прикладі датчика температури розрахованого на 12В.

Саморобний регулятор температури збирається за наступним принципом:

1. Готуємо корпус. Можна використовувати старі оболонки від лічильника, наприклад від установки «Граніт-1».
2. Схему підбираєте ту, яка вам більше сподобається, але можна і зорієнтуватися і на плату від лічильника. Прямий хід з позначкою «+» необхідний для підключення потенціометра, Інверсійний вхід з відміткою «-» буде служити для підключення термодатчика. Якщо так сталося, що напруга на прямому вході буде вище необхідного, на виході встановиться висока відмітка і транзистор почне подавати живлення на реле, а воно в свою чергу на нагрівальний елемент. Як тільки напруга на виході перевищить допустиму позначку - реле відключиться.
3. Для того щоб терморегулятор спрацьовував вчасно і перепади температур були забезпечені, потрібно зробити за допомогою резистора зв'язок негативного типу, яка утворюється між прямим входом і виходом на компараторе.
4. Що стосується трансформатора і його харчування, то тут може знадобитися індукційна котушка від старого електричного лічильника. Для того щоб напруга відповідало показнику в 12 вольт, вам потрібно буде зробити 540 витків. Вмістити їх вийде тільки в тому випадку, якщо діаметр проводу буде не більше 0,4 мм.

От і все. У цих невеликих діях і полягає вся робота по створенню терморегулятора своїми руками. Можливо, самому без певних навичок зробити його відразу і не вийде, проте з опорою на фото і відео інструкції ви зможете випробувати всі свої вміння.

Завдяки простій конструкції, внутрішньо генерований термоконтроллер може бути використаний будь-де.

наприклад:

• Для теплої підлоги;
• Для льоху;
• Може зайнятися регулюванням температури повітря;
• Для духовки;
• Для акваріума, де буде контролювати температурний показник води;
• Для того щоб контролювати температурний значення насоса електрокотла (його включення і відключення);
• І навіть для автомобіля.

Не обов'язково використовувати цифровий, електронний або механічний покупної термовиключатель. Купивши недороге термореле, зробити регулювання потужності на сімісторов і термопарі і ваш саморобний апарат буде працювати не гірше покупного.

Як зробити терморегулятор своїми руками (відео)

У нашій статті присвяченій самостійного створення терморегулятора були вказані всі головні моменти, від необхідних деталей для конструкції до покрокової інструкції. Не поспішайте відразу братися за створення, вивчіть літературу і поради досвідчених майстрів. Тільки з правильним підходом ви зможете отримати ідеальний результат з першої спроби.

Простий термостат для холодильника

Make a Simple Refrigerator Thermostat Circuit

Хочете зробити точний електронний термостат для вашого холодильника? Схема твердотільного термостата, описана в цій статті, здивує вас своєю «крутий» продуктивністю.

Вступ

Пристрій, одного разу побудоване і інтегроване з будь-яким відповідним пристроєм, миттєво почне демонструвати поліпшений контроль системи, економлячи електроенергію, а також збільшить термін служби прібора.Обичние холодильні термостати є дорогими і не дуже точними. Більш того, вони схильні до зносу і тому не постійні. Тут обговорюється простий і ефективний електронний рефрижераторний термостат.
Термостат, як ми всі знаємо, - це пристрій, який здатний сприймати певний заданий рівень температури і відключати або перемикати зовнішнє навантаження. Такі пристрої можуть бути електромеханічними типами або більш складними електронними типами.
Термостати зазвичай пов'язані з пристроями кондиціонування, охолодження та нагріву води. Для таких застосувань пристрій стає важливою частиною системи, без якої прилад може досягти і почати працювати в екстремальних умовах і в кінцевому підсумку отримати пошкодження.
Регулювання перемикача управління, передбаченого в вищевказаних пристроях, гарантує, що термостат відключить живлення приладу після того, як температура перетне необхідну межу і переключиться, як тільки температура повернеться до нижнього порогу.
Таким чином, температура всередині холодильників або кімнатна температура через кондиціонер підтримується в сприятливих діапазонах.
Ідея схеми холодильного термостата, представлена \u200b\u200bтут, може використовуватися зовні над холодильником або будь-яким аналогічним пристроєм для управління його роботою.
Управління їх роботою може бути виконано шляхом приєднання чутливого елемента термостата до зовнішньої тепловідводної решітці, зазвичай розташованої за більшістю охолоджувальних пристроїв, які використовують фреон.
Конструкція більш гнучка і широка в порівнянні з вбудованими термостатами і здатна демонструвати кращу ефективність. Схема може легко замінити звичайні низькотехнологічні конструкції, і, крім того, вона набагато дешевше в порівнянні з ними.
Давайте розібратися, як працює схема:

опис схеми
Проста схема термостата холодильника

На діаграмі показана проста схема, побудована навколо IC 741, яка в основному налаштована як компаратор напруги. Тут використовується трансформатор з меншим споживанням енергії, щоб зробити схему компактної і твердотільної.
Конфігурація моста, що містить R3, R2, P1 і NTC R1 на вході, формує основні чутливі елементи схеми.
Інвертується вхід IC затискається на половину напруги живлення з використанням мережі подільника напруги R3 і R4.
Це усуває необхідність забезпечення подвійного живлення ІС, і схема може забезпечити оптимальні результати навіть при однополюсного напрузі живлення.
Опорна напруга на неінвертуючий вхід IC фіксуються через заданий P1 по відношенню до NTC (негативному температурному коефіцієнту).
У разі, якщо температура під контролем має тенденцію дрейфувати вище бажаних рівнів, опір NTC падає, а потенціал на неінвертуючий вході IC перетинає задане значення.
Це миттєво перемикає вихідний сигнал ІС, який, в свою чергу, перемикає вихідний каскад, що містить транзистор, мережа з Тріакс, відключаючи навантаження (нагрів або систему охолодження), поки температура не досягне нижнього порога.
Опір зворотного зв'язку R5 в деякій мірі допомагає викликати гистерезис в ланцюг, важливий параметр, без якого схема може швидко обертатися у відповідь на раптові зміни температури.

Як тільки збірка завершена, настройка схеми дуже проста і виконується з наступними пунктами:

ПАМ'ЯТАЙТЕ ВИДІЛЕННЯ ЦЕПЬ НА ОСНОВІ ПОТЕНЦІАЛУ ПОСТІЙНОГО ДЖЕРЕЛА, ОБЕРЕЖНО ПОПЕРЕДЖЕННЯ ПОПЕРЕДЖЕНІ, ЩОБ ПРОТИ ВИПРОБУВАНЬ І ПРОЦЕДУР установки. ВИКОРИСТАННЯ ДЕРЕВ'ЯНОГО ПЛАНКА АБО БУДЬ-ЯКОГО ІНШОГО ізоляційного матеріалу ПО ВАШІЙ НОЗІ РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ СУВОРО; ТАКОЖ використовуйте ЕЛЕКТРИЧНІ ІНСТРУМЕНТИ, ЯКІ ПОВИННІ БУТИ ізолювати ПОБЛИЗУ ПОБЛИЗУ МАЙДАНЧИКИ.

Як налаштувати цей електронний термостат холодильного контураВам знадобиться зразок джерела тепла, точно відрегульований до бажаного порогового рівня відсічення ланцюга термостата.
Увімкніть схему і введіть і прикріпіть вищевказаний джерело тепла до NTC.
Тепер налаштуйте попередню так, щоб вихід просто переключився (загоряється світлодіод виходу) .Удаліте джерело тепла від NTC, в залежності від гистерезиса ланцюга вихід повинен відключитися протягом декількох секунд.
Повторіть процедуру багато разів, щоб підтвердити її належну роботу.
Це завершує настройку цього холодильного термостата і готова до інтеграції з будь-яким холодильником або аналогічним пристроєм для точного і постійного регулювання його роботи.

список деталей

R2 \u003d Передустановка 10KR3,

R9 \u003d 56 OHM / 1watt

С1 \u003d 105 / 400В

С2 \u003d 100uF / 25V

Z1 \u003d 12 В, 1 Вт стабілітрон

* Варіант через оптопару, доданий вимикач і діодний міст в блок пітананія

Як створити автоматичну ланцюг контролера температури холодильника

Ідея цієї схеми була запропонована мені одним з гострих читачів цього блогу паном Густаво. Я опублікував одну подібну схему автоматичного термостата холодильника, проте схема була призначена для визначення більш високого рівня температури, доступного в задній частині ґрати холодильників.

Вступ

Г-н Густаво не зовсім зрозумів цю ідею, і він попросив мене розробити схему термостата холодильника, яка могла б відчувати холодні температури всередині холодильника, а не гарячі температури в задній частині холодильника.
Тому з деякими зусиллями я міг би знайти справжню ЛАНЦЮГОВУ СХЕМУ контролера температури холодильника, давайте вивчимо цю ідею з наступними моментами:
Як функції ланцюгів
Концепція не дуже нова, ні унікальна, це звичайна концепція компаратора, яка була включена тут.

IC 741 був сфальсифікований в стандартному режимі компаратора, а також в якості схеми без инвертирующего підсилювача.
Термістор NTC стає основним чутливим компонентом і спеціально відповідає за чутливість до холодних температур.
NTC означає негативний температурний коефіцієнт, що означає, що опір термістора буде зростати в міру того, як температура навколо нього падає.
Слід зазначити, що NTC повинен бути оцінений відповідно до даних специфікаціями, інакше система не буде функціонувати належним чином.
Попередньо P1 використовується для установки точки відключення IC.
Коли температура всередині холодильника падає нижче порогового рівня, опір термістора стає досить високим і зменшує напругу на инвертирующем штифті нижче рівня неинвертирующего пін-напруги.
Це миттєво робить висновок IC високим, активуючи реле і вимикаючи компресор холодильника.
P1 повинен бути встановлений таким чином, щоб вихід операційного підсилювача ставав високим при нульовому градусі Цельсія.
Невеликий гистерезис, введений схемою, приходить як благо чи, скоріше, замасковане благословення, тому що через це схема не перемикається швидко на порогових рівнях, а реагує тільки після того, як температура піднялася приблизно на пару градусів вище рівня відключення.
Наприклад, припустимо, що якщо рівень спрацьовування встановлений на нульовому рівні, IC відключить реле в цій точці, а компресор холодильника також буде вимкнено, температура всередині холодильника тепер почне зростати, але ІВ переключиться негайно, але зберігає своє становище до тих пір, поки температура не зросте, принаймні, до 3 градусів за Цельсієм вище нуля.


Якщо у вас виникли якісь запитання щодо цієї автоматичної схеми регулятора температури холодильника, ви можете висловити те ж саме через свої коментарі

Регулювання RP1, RP2 може бути заданими точками контролю температури, 555 тимчасової схемою інвертування схем Шмітта з використанням реле для досягнення автоматичного управління.

Простий електронний терморегулятор своїми руками. Пропоную спосіб виготовлення саморобного терморегулятора для підтримки комфортної температури в приміщенні в холодну пору. Термостат дозволяє комутувати потужність до 3,6 кВт. Найважливіша частина будь-якої радіоаматорського конструкції це корпус. Красивий і надійний корпус дозволить забезпечити тривалу життя будь-якого саморобному пристрою. У показаному нижче варіанті терморегулятора застосований зручний компактний корпус і вся силова електроніка від продаваного в магазинах електронного таймера. Саморобна електронна частина побудована на мікросхемі компараторе LM311.

Опис роботи схеми

Датчиком температури є терморезистор R1 номіналом 150к типу ММТ-1. Датчик R1 разом з резисторами R2, R3, R4 і R5 утворюють вимірювальний міст. Конденсатори С1-С3 встановлені для придушення перешкод. Змінний резистор R3 здійснює балансування моста, тобто задає температуру.

Якщо температура термодатчика R1 знизиться нижче заданої, то його опір підвищиться. Напруга на вході 2 мікросхеми LM311 побільшає ніж на вході 3. Компаратор спрацює і на його виході 4 встановиться високий рівень, подане напруга на електронну схему таймера через світлодіод HL1 призведе до спрацьовую реле і включенню пристрої обігріву. Одночасно загориться світлодіод HL1, показуючи включення нагріву. Опір R6 створює негативний зворотний зв'язок між виходом 7 і входом 2. Це дозволяє встановити гистерезис, тобто нагрів включається при температурі меншій, ніж виключается.Пітаніе на плату подається від електронної схеми таймера. Резистор R1 поміщається снанужі вимагає ретельної ізоляції, так як харчування терморегулятора без трансформаторних і не має гальванічної розв'язки від мережі, тобто небезпечне мережеве напруга присутня на елементах пристрою. Порядок виготовлення терморегулятора і як здійснена ізоляція терморезистора показано нижче.

Як зробити терморегулятор своїми руками

1. Розкривається донор корпусу і силової схеми - електронний таймер CDT-1G. На сірому трижильні шлейфі встановлений мікроконтролер таймера. Відпаюємо шлейф від плати. Отвори для проводів шлейфа мають маркування (+) - харчування +5 Вольт, (О) - подача сигналу, (-) - мінус харчування. Комутувати навантаження буде електромагнітне реле.

2. Так як харчування схеми від силового блоку не має гальванічної розв'язки від мережі, то всі роботи по перевірки і налаштування схеми проводимо від безпечного джерела живлення 5 вольт. Спочатку на стенді перевіряємо працездатність елементів схеми.

3. Після перевірки елементів схеми конструкція збирається на платі. Плата для пристрою не розроблялася і зібрана на шматку макетної плати. Після складання також проводиться перевірка працездатності на стенді.

4. Термодатчик R1 встановлений зовні на бічній поверхні корпусу блок розетки, провідники ізольовані термоусадочної трубкою. Для недопущення контакту з датчиком, а й збереження доступу зовнішнього повітря до датчика зверху встановлена \u200b\u200bзахисна трубка. Трубка виготовлена \u200b\u200bіз середньої частини кульковою авторучки. У трубці вирізаний отвір для установки на датчик. Трубка приклеєна до корпусу.

5. Змінний резистор R3 встановлений на верхній кришці корпусу, там же зроблено отвір для світлодіода. Корпус резистора корисно для безпеки покрити шаром ізоляційної стрічки.

6. Регулятор для резистора R3 саморобна і виготовлена \u200b\u200bсвоїми руками зі старої зубної щітки підходящої форми :).

Автономний обігрів приватного будинку дозволяє вибирати індивідуальні температурні режими, що дуже комфортно і економно для мешканців. Щоб кожен раз не при зміні погоди на вулиці не ставити інший режим в приміщенні, можна використовувати терморегулятор або термореле для опалення, який можна встановити і на радіатори і на котел.

Автоматичне регулювання тепла в приміщенні

Для чого це потрібно

• Найпоширенішим на території Російської Федерації є , На газових котлах. Але така, з дозволу сказати, розкіш, доступна далеко не у всіх районах та місцевостях. Причини того найбанальніші - відсутність ТЕЦ або центральних котелень, а так же газових магістралей поблизу.
• Чи доводилося вам коли-небудь побувати віддаленому від густонаселених районів житловому будинку, насосної або метеостанції в зимову пору, коли єдиним засобом сполучення є сани з дизельним двигуном? У таких ситуаціях дуже часто влаштовують опалення своїми руками за допомогою електрики.

• Для невеликих приміщень, наприклад, одна кімната чергового на насосній станції, досить - його вистачить для самої суворої зими, але для більшої площі вже потрібно опалювальний котел і система радіаторів. Щоб зберегти потрібну температуру в котлі, пропонуємо вашій увазі саморобний регулюючий пристрій.

Датчик температури

• У цій конструкції не потрібні терморезистори або різні датчики типу ТСМ, Тут замість них задіяний біполярний звичайний транзистор. Як і всіх напівпровідникових приладів, його робота у великій мірі залежить від навколишнього середовища, точніше, від її температури. З підвищенням температури струм колектора зростає, а це негативно позначається на роботі підсилювального каскаду - робоча точка зміщується аж до спотворення сигналу і транзистор просто не реагує на вхідний сигнал, тобто, перестає працювати.

• Діоди теж відносяться до напівпровідників, І підвищення температури негативно позначається і на них. При t25⁰C «прозвонка» вільного кремнієвого діода покаже 700МВ, а у перманентного - близько 300мВ, але якщо температура підвищується, то відповідно буде знижуватися пряме напруга приладу. Так, при підвищенні температури на 1⁰C напруга буде знижуватися на 2мВ, тобто, -2мВ / 1⁰C.

• Така залежність напівпровідникових приладів дозволяє використовувати їх в якості температурних датчиків. На такому негативному каскадному властивості з фіксованим базовим струмом і заснована вся схема роботи терморегулятора (схема на фото вгорі).
• Температурний датчик змонтований на транзисторі VT1 типу КТ835Б, Навантаження каскаду - резистор R1, а режим роботи по постійному струму транзистора задають резистори R2 і R3. Щоб напруга на транзисторному емітер при кімнатній температурі було 6,8В, фіксоване зміщення задається резистором R3.

Порада. З цієї причини на схемі R 3 позначений знаком * і особливої \u200b\u200bточності тут домагатися не слід, тільки б не було великих перепадів. Ці вимірювання можна провести щодо транзисторного колектора, сполученим джерелом харчування із загальним приводом.

• Транзистор p-n-p КТ835Б підібраний спеціально, його колектор з'єднується з металевою корпусних платівкою, яка має отвір для кріплення напівпровідника на радіатор. Саме за цей отвір прилад кріпиться до пластини, до якої ще прикріплений підводного провід.
• Зібраний датчик кріпитися до труби опалення за допомогою металевих хомутів, І конструкцію не потрібно ізолювати будь-якої прокладкою від труби опалення. Справа в тому, що колектор з'єднаний одним проводом з джерелом живлення - це значно спрощує весь датчик і робить контакт краще.

компаратор

• компаратор, змонтований на операційний підсилювач ОР1 типу К140УД608, задає температуру. На інвертіруемий вхід R5 подається напруга з емітера VT1, а через R6 - на неінвертіруемий вхід надходить напруга з движка R7.
• Така напруга визначає температуру для відключення навантаження. Верхній і нижній діапазон для установки порога на спрацьовування компаратора задаються за допомогою R8 і R9. Потрібний постерезіс спрацьовування компаратора забезпечує R4.

управління навантаженням

• На VT2 і Rel1 зроблено пристрій управління навантаженням і індикатор режиму роботи терморегулятора знаходиться тут же - червоний колір при нагріванні, а зелений - досягнення необхідної температури. Паралельно обмотці Rel1 включений діод VD1 для захисту VT2 від напруги, викликаного самоіндукцією на котушці Rel1 при відключенні.

Порада. На малюнку вище видно, що допустима комутація струму реле 16A, значить, допускає управління навантаженням до 3кВт. Використовуйте прилад для потужності 2-2,5кВт, щоб полегшити навантаження.

Блок живлення

• Довільна інструкція дозволяє для справжнього терморегулятора на увазі його невеликої потужності задіяти в якості блоку живлення дешевий китайський адаптер. Також можна самому зібрати випрямляч на 12В, з струмом споживання схеми не більше 200мА. Для цієї мети згодиться трансформатор потужністю до 5Вт і виходом від 15 до 17В.
• Доданий місток зроблений на діодах 1N4007, а стабілізатор на напруги на інтегральному типу 7812. З причини невеликої потужності встановлювати стабілізатор на батарею не потрібно.

налагодження терморегулятора

• Для перевірки датчика можна використовувати саму звичайну настільну лампу з абажуром з металу. Як було зазначено вище, кімнатна температура дозволяє витримувати напругу на емітер VT1 близько 6,8В, але якщо підвищити її до 90⁰C, то напруга впаде до 5,99В. Для вимірів можна використовувати звичайний китайський мультиметр з термопарою типу DT838.
• Компаратор працює наступним чином: якщо напруга термодатчика на інвертується вході вище напруги на неінвертірущем, то на виході воно буде рівнозначним з напругою джерела живлення - це буде логічна одиниця. Тому VT2 відкривається і реле включається, переміщаючи релейні контакти в режим нагріву.
• Температурний датчик VT1 гріється в міру нагрівання опалювального контуру і з підвищенням температури знижується напруга на емітер. У той момент, коли воно опускається трохи нижче напруги, яке задано на движку R7, виходить логічний нуль, що призводить до замикання транзистора і відключення реле.
• В цей час напруга на котел не надходить і система починає остигати, що також тягне за собою охолодження датчика VT1. Значить, напруга на емітер підвищується і як тільки воно переходить кордон, встановлену R7, реле запускається заново. Такий процес буде повторюватися постійно.
• Як ви розумієте, ціна такого пристрою невисока, зате дозволяє витримувати потрібну температуру за будь-яких погодних умовах. Це дуже зручно в тих випадках, коли в приміщенні немає постійних жителів, що стежать за температурним режимом, або коли люди постійно змінюють один одного і до того ж зайняті роботою.

Роботу газового або електричного котла можна оптимізувати, якщо задіяти зовнішнє управління агрегатом. Для цієї мети призначені виносні терморегулятори, наявні в продажу. Зрозуміти, що це за прилади й розібратися в їх різновидах допоможе ця стаття. Також в ній буде розглянуто питання, як зібрати термореле своїми руками.

призначення терморегуляторів

Будь-електричний або газовий котел обладнаний комплектом автоматики, що відстежує нагрів теплоносія на виході з агрегату і відключає основний пальник при досягненні заданої температури. Забезпечені подібними засобами та твердопаливні котли. Вони дозволяють підтримувати температуру води в певних межах, але не більше того.

При цьому кліматичні умови в приміщеннях або на вулиці не враховуються. Це не дуже зручно, домовласникові доводиться постійно підбирати відповідний режим роботи котла самостійно. Погода може змінюватися протягом дня, тоді в кімнатах стає жарко або прохолодно. Було б набагато зручніше, якщо автоматика котла орієнтувалася на температуру повітря в приміщеннях.

Щоб керувати роботою котлав залежності від фактичної температури, використовуються різні термореле для опалення. Будучи підключеним до електроніки котла, таке реле відключає і запускає нагрів, підтримуючи необхідну температуру повітря, а не теплоносія.

види термореле

Звичайний терморегулятор є невеликий електронний блок, який встановлюється на стіні в потрібному місці і приєднаний до джерела тепла проводами. На передній панелі є тільки регулятор температури, це найдешевший різновид приладу.

Крім неї, існують і інші види термореле:

• програмовані: ммеют рідкокристалічний дисплей, підключаються за допомогою проводів або використовують бездротовий зв'язок з котлом. Програма дозволяє задати зміна температури в певні години доби і по днях протягом тижня;
• такий же прилад, тільки забезпечений модулем GSM;
• автономний регулятор з живленням від власної батареї;
• бездротове термореле з виносним датчиком для керування процесом нагрівання в залежності від температури навколишнього середовища.

Примітка. Модель, де датчик розташований зовні будівлі, забезпечує погодозалежне регулювання роботою котельні установки. Спосіб вважається найбільш ефективним, так як джерело тепла реагує на зміну погодних умов ще до того, як вони вплинуть на температуру всередині будівлі.

Багатофункціональні термореле, які можна програмувати, істотно економлять енергоносії. У ті години доби, коли вдома нікого немає, підтримувати високу температуру в кімнатах немає сенсу. Знаючи робочий розклад своєї сім'ї, домовласник завжди може запрограмувати реле температури так, щоб в певні години температура повітря знижувалася, а за годину до приходу людей включався нагрів.

Побутові терморегулятори, укомплектовані GSM - модулем, здатні забезпечити дистанційне керування котельною установкою за допомогою стільникового зв'язку. Бюджетний варіант - відправка повідомлень і команд у вигляді SMS - повідомлень з мобільного телефону. Просунуті версії приладів мають власні програми, що встановлюються на смартфон.

Як зібрати термореле самостійно?

Прилади для регулювання опалення, наявні в продажі, досить надійні і нарікань не викликають. Але при цьому вони коштують грошей, а це не влаштовує тих домовласників, хто хоч трохи розбирається в електротехніці або електроніці. Адже розуміючи, як має функціонувати таке термореле, можна зібрати і підключити його до генератора тепла своїми руками.

Звичайно, зробити складний програмований прилад під силу далеко не кожному. Крім того, для складання подібної моделі необхідно закупити комплектуючі, той же мікроконтролер, цифровий дисплей і інші деталі. Якщо ви в цій справі людина нова і розбираєтеся в питанні поверхнево, то варто почати з будь-якої простої схеми, зібрати і запустити її в роботу. Досягнувши позитивного результату, можна замахнутися на щось більш серйозне.

Для початку треба мати уявлення, з яких елементів має складатися термореле з регулюванням температури. Відповідь на питання дає принципова схема, представлена \u200b\u200bвище і відображає алгоритм дії приладу. Згідно зі схемою, будь терморегулятор повинен мати елемент, що вимірює температуру і відправляє електричний імпульс в блок обробки. Завдання останнього - посилити або перетворити цей сигнал таким чином, щоб він послужив командою виконавчому елементу - реле. Далі ми представимо 2 прості схеми і пояснимо їх роботу відповідно до цього алгоритмом, не вдаючись до специфічних термінів.

Схема зі стабілітроном

Стабілітрон - це той же напівпровідниковий діод, який пропускає струм лише в одну сторону. Відмінність від діода полягає в тому, що у стабилитрона є керуючий контакт. Поки до нього підводиться встановлене напруга, елемент відкритий і струм йде по ланцюгу. Коли його величина стає нижче граничної, ланцюг розривається. Перший варіант - це схема термореле, де стабілітрон грає роль логічного керуючого блоку:

Як бачите, схема розділена на дві частини. З лівого боку зображена частина, що передує керуючим контактам реле (позначення К1). Тут вимірювальним блоком є \u200b\u200bтермічний резистор (R4), його опір зменшується з ростом температури навколишнього середовища. Ручний регулятор температури - це змінний резистор R1, харчування схеми - напруга 12 В. У звичайному режимі на керуючому контакті стабилитрона присутня напруга більш 2.5 В, ланцюг замкнута, реле включено.

Порада. Блоком живлення 12 В може служити будь-який прилад з недорогих, наявних у продажу. Реле - герконовое марки РЕС55А або РЕС47, термічний резистор - КМТ, ММТ або їм подібний.

Як тільки температура зросте вище встановленої межі, опір R4 впаде, напруга стане менше, ніж 2.5 В, стабілітрон розірве ланцюг. Слідом те ж саме зробить і реле, відключивши силову частину, чия схема показана праворуч. Тут просте термореле для котла забезпечено симистором D2, що разом із замикаючими контактами реле є виконавчим блоком. Через нього проходить напруга живлення котла 220 В.

Схема з логічної мікросхемою

Ця схема відрізняється від попередньої тим, що замість стабілітрона в ній задіяна логічна мікросхема К561ЛА7. Датчиком температури як і раніше служить терморезистор (позначення - VDR1), тільки тепер рішення про замиканні ланцюга приймає логічний блок мікросхеми. До речі, марка К561ЛА7 проводиться ще з радянських часів і коштує сущі копійки.

Для проміжного посилення імпульсів задіяний транзистор КТ315, з тією ж метою в кінцевому каскаді встановлений другий транзистор - КТ815. Дана схема відповідає лівій частині попередньої, силовий блок тут не показаний. Як неважко здогадатися, він може бути аналогічним - з симистором КУ208Г. Робота такого саморобного термореле перевірена на котлах ARISTON, BAXI, Дон.

висновок

Самостійно підключити термореле до котла - справа нескладна, на цю тему в інтернеті є маса матеріалів. А ось виготовити його своїми руками з нуля не так і просто, крім того, потрібен вимірювач напруги та струму, щоб зробити налаштування. Купувати готовий виріб або братися за його виготовлення самому - рішення приймати вам.

Уявляю електронну розробку - саморобний терморегулятор для електричного опалення. Температура для системи опалення, встановлюється автоматично виходячи зі зміни вуличної температури. Терморегулятора не потрібно в ручну, вносити і змінювати показання для підтримки температури в опалювальній системі.

У тепломережі, є подібні прилади. Для них чітко прописані співвідношення середньо добової температур і діаметра стояка опалення. На підставі цих даних, задається температура для системи опалення. Дану таблицю тепломережі взяв за основу. Звичайно, деякі фактори мені невідомі, будівля може виявитися приміром, не утепленим. Тепловтрати такого будинку будуть великими, нагріву може виявитися недостатнім для нормального опалення приміщень. У регуляторі є можливість вносити коригування для табличних даних. (Додатково можна прочитати матеріалі за цим посиланням).

Я планував показати відео в роботі терморегулятора, з еклектичним котлом (25кв), підключеним до системи опалення. Але як виявилося, цю твердиню, яку все це робилося, довгий час було не житлове, при перевірці, опалювальна система практично вся прийшла в непридатність. Коли все відновлять, невідомо, можливо це буде і не в цьому році. Так як в реальних умовах я не можу налаштовувати терморегулятор і спостерігати динаміку змінюючи температурних процесів, як в опаленні, так і на вулиці, то я пішов іншим шляхом. Для цих цілей спорудив макет опалювальної системи.

Роль електрокотла, виконує скляна підлога літрова банка, роль нагрівального елементу для води-п'ятсот ватний кип'ятильник. Але при такому обсягу води, даної потужності було в надлишку. Тому кип'ятильник підключив через діод, знизивши потужність нагрівача.

Сполучені послідовно, два алюмінієвих проточних радіатора, виконують відбір тепла з опалювальної системи, утворюючи подобу батареї. За допомогою кулера створюю динаміку охолодження опалювальної системи, так як програма в регуляторі відстежує швидкість наростання і спад температури в опалювальній системі. На звороті, розташований цифровий датчик температури T1, на підставі показань якого підтримується задана температура в опалювальній системі.

Щоб система опалення почала працювати, потрібно щоб датчик T2 (вуличний) зафіксував зниження температури, нижче + 10С. Для імітації зміни вуличної температури, сконструював міні холодильник на елементі Пельтьє.

Описувати роботу всієї саморобної установки немає сенсу, все зняв на відео.

Деякі моменти про збірку електронного пристрою:

Електроніка терморегулятора, розміщується на двох друкованих платах, для перегляду і роздруківки знадобиться програма SprintLaut, не нижче версії 6.0. Терморегулятор для опалення кріпиться на дин рейку, завдяки корпусу серії Z101, але щось не заважає розташувати всю електроніку в інший корпус підходить за розмірами, головне щоб вас влаштовувало. У корпусі Z101 не передбачено вікно для індикатора, так що доведеться самостійно розмітити і вирізати. Номінали радіодеталей вказані на схемі, крім клемників. Для підключення проводів я застосував клеммники серії WJ950-9.5-02P (9шт.) Але їх можна замінити на інші, при виборі враховуйте щоб крок між ніжками збігався, також висота клемника не заважала закриватися корпусу. У регуляторі застосовується мікроконтролер, який потрібно запрограмувати, звичайно, прошивку я також надаю у вільному доступі (можливо в процесі роботи доведеться доопрацьовувати). Прошиваючи мікроконтролер, встановіть роботу внутрішнього тактового генератора мікроконтролера на 8МГц.