Главная
О нас
Наши собаки
- Репортаж
- Фотоальбом
- Видео
Информация
- Новости
- Статьи
- Ветеринария
- Разное
Юмор
Форум
Контакты

Это интересно

ОКД
ЗКС
ИПО
КНПВ
Мондиоринг
Большой ринг
Французский ринг
Аджилити
Фризби

Опрос

Какой уровень дрессировки необходим Вашей собаке?

	Элементарное послушание в быту
	Чёткое выполнение команд
	Спорт и соревнования

Полезные ссылки

РКФ

Все о дрессировке собак

Стрижка собак в Коломне

Поиск по сайту

Простой терморегулятор. Терморегулятор из журнала радио

Классические схемы терморегуляторов для домашнего инкубатора

Ниже представлена подборка схем терморегуляторов для небольшого домашнего инкубатора, опубликованных в 2000 — 2003 годах в украинских журналах «Радiоаматор-Электрик» и «Радiоаматор-Конструктор». Данные конструкции можно назвать классическими для всех, кто работает с электроникой на постсоветском пространстве, поскольку используются знакомые схемотехнические решения и привычная элементная база.

Эти схемы нужны, ведь часто эксплуатируются промышленно изготовленные домашние инкубаторы с механическими регуляторами, которым необходима замена, в таких случаях помогут схемы электронных терморегуляторов.

Схема из журнала «Радiоаматор-Электрик» №7/2001

Терморегулятор_1

Точность поддержания температуры внутри мини-инкубатора данным терморегулятором (полноразмерная схема здесь) 0,2°С, и ее можно регулировать в пределах 37...39°С. Работоспособность сохраняется при колебаниях напряжения сети в пределах ±20% от номинального значения.

Работа предложенной схемы терморегулятора для домашнего мини-инкубатора

Схема состоит из терморезистивного моста R1...R6; двух компараторов на операционных усилителях DA1, DA2; узла индикации “нагрев” на светодиоде HL3, индикации “норма” на светодиоде HL2, индикации “перегрев” на светодиоде HL1, контроля протекания тока через нагревательный элемент на светодиоде HL4, звуковой индикации превышения предельной температуры на транзисторах VT6-VT9, VT11, пьезоэлементе (звонке) BQ1 и ключа, обеспечивающего протекание тока через нагревательный элемент, на транзисторе VT10. Питание схемы выполнено по бестрансформаторной схеме с гасящими конденсаторами С8, С9. Выпрямляется напряжение диодным мостом VD2, фильтруется конденсаторами С6, С7, стабилизируется стабилитроном VD1. Диодный мост VD3-VD6 служит для подачи напряжения необходимой полярности на транзистор VT10. На компараторе DA2 собран пороговый элемент, включающий нагрев элемента ЕК1. Когда температура воздуха внутри инкубатора ниже установленной резистором R2, на выводе 6 DA2 устанавливается напряжение, близкое к напряжению питания схемы.

Усиленный по току сигнал через R11, HL3 поступает в базу транзистора VT10, транзистор открывается, и ток протекает через нагревательный элемент ЕК1. Падения напряжения на резисторе R17 достаточно, чтобы засветился светодиод HL4, контролирующий протекание тока через нагревательный элемент, а светодиод HL3 индицирует включение режима “нагрев”. При достижении заданной температуры напряжение на выводе 6 DA2 снижается настолько, что закрывается транзистор VT10, гаснут светодиоды HL3, HL4, нагревательный элемент ЕК1 обесточивается, и начинает светиться светодиод HL2. При понижении температуры внутри инкубатора включается режим "нагрев”.

Для более четкого переключения между режимами в компараторе введена положительная обратная связь с помощью резистора R8. Режимы “нагрев” и “норма” сменяют друг друга. В результате короткого замыкания транзистора VT10 или по каким-либо другим причинам температура внутри инкубатора может превысить 39,4°С. Перегрев выше этой температуры опасен для развития эмбриона (особенно в последние дни инкубации) и вызывает массовую гибель зародышей. Для предотвращения этого в схему введен еще один компаратор на операционном усилителе DA1. Он переключается при достижении температуры 39°С. При этом начинает светиться светодиод HL1, и открывается ключ на транзисторе VT5. На транзисторах VT6-VT9 собран модифицированный мультивибратор с высокой нагрузочной способностью. Этот низкочастотный релаксационный генератор служит модулирующим для автогенератора высокого тона, выполненного на транзисторе VT11 и пьезозвонке BQ1. В этом режиме излучатель издает прерывистый сигнал тревоги.

Для лучшего визуального контроля за режимами работы терморегулятора, ток через светодиоды HL1-HL3 выбран относительно большим. Так как выходной ток ОУ DA1, DA2 недостаточен для обеспечения яркого свечения HL1-HL3, в схему введены усилители на транзисторах VT1-VT4.

Детали и налаживание терморегулятора для мини-инкубатора

Детали терморегулятора. Резисторы R3-R6 стабильные типа С2-29, терморезистор R1 типа ММТ-1, подстроенный резистор R2 типа СП5-16 0,25 Вт. Остальные - типов МЛТ, С2-23, С2-33. Конденсаторы С1, С2, С7 малогабаритные многослойные керамические, фирмы HITANO, конденсаторы С8, С9 типа К73-17. Конденсаторы С4-С6 фирмы HITANO или типа К50-35. Операционные усилители можно заменить на К140УД6 или КР140УД708, транзисторы VT1-VT11 - на другие кремниевые маломощные соответствующей структуры, транзистор VT10 - на мощный составной высоковольтный. Стабилитрон должен быть рассчитан на напряжение 9... 10 В. Диодный мост VD2 можно заменить на мост из отдельных диодов типа КД209А, этими же диодами можно заменить мост VD3-VD6.

Налаживание терморегулятора. Предварительно собирают тональный генератор (VT11 и BQ1) на макетной плате и уточняют сопротивление резисторов R21, R22 для обеспечения надежной генерации, затем эти элементы устанавливают на печатную плату. Терморезистор монтируют внутри инкубатора. Подключают нагреватель ЕК1 мощностью 30...35 Вт к плате. В качестве нагревателя можно использовать 4 последовательно соединенные 60-ваттные лампы накаливания или ТЭН.

Включают инкубатор в сеть. Контролируя температуру воздуха внутри инкубатора термометром, например, ТЛ-4 (ГОСТ 215-73) с ценой деления 0,1°С, устанавливают порог включения нагревательного элемента резистором R2 при температуре 37,7...38°C. Через полчаса работы инкубатора уточняют порог включения. Затем замыкают выводы коллектор-эмиттер транзистора VT10. При температуре 39°С должна включиться световая и звуковая сигнализации. Порог включения устанавливают подбором резистора R5, а желаемую яркость свечения светодиода HL4 - подбором резистора R17. На этом налаживание терморегулятора можно считать законченным.

Схема терморегулятора из журнала «Радiоаматор-Электрик» №8/2001

Терморегулятор_2

Технические данные:

напряжение питания 220 В, 50 Гц;
коммутируемая мощность активной нагрузки до 150 Вт;
точность поддержания температуры ±0,1 °С;
диапазон регулирования температуры от + 24 до 45°С.

Описание работы схемы терморегулятора

Принципиальная схема устройства показана на рис.1. На микросхеме DA1 собран компаратор. Регулировка заданной температуры производится переменным резистором R4. Термодатчик R5 подключен к схеме экранированным проводом в хлорвиниловой изоляции через фильтр C1R7 для уменьшения наводок. Можно применить двойной тонкий провод, свитый в жгут. Терморезистор необходимо поместить в тонкую полихлорвиниловую трубку.

Конденсатор С2 создает отрицательную обратную связь по переменному току. Питание схемы осуществляется через параметрический стабилизатор, выполненный на стабилитроне VD1 типа Д814А-Д. Конденсатор С3 - фильтр по питанию. Балластный резистор R9 для уменьшения рассеиваемой мощности составлен из двух последовательно соединенных резисторов 22 кОм 2 Вт. С этой же целью транзисторный ключ на VT1 типа КТ605Б, КТ940А подключен не к стабилитрону, а к аноду тиристора VS1.

Выпрямительный мост собран на диодах VD2-VD5 типа КД202К,М,Р, установленных на не-большие П-образные радиаторы из алюминия толщиной 1-2 мм площадью 2-2,5 см2 Тиристор VS1 также установлен на аналогичный радиатор площадью 10-12 см2.

В качестве нагревателя используются осветительные лампы HL1...HL4, включенные последовательно-параллельно для увеличения срока службы и исключения аварийных ситуаций в случае перегорания нити накала одной из ламп.

Работа схемы. Когда температура термодатчика меньше заданного уровня, выставленного потенциометром R4, напряжение на выводе 6 микросхемы DA1 близко к напряжению питания. Ключ на транзисторе VT1 и тиристоре VS1 открыт, обогреватель на HL1...HL4 подключен к сети. Как только температура достигнет заданного уровня, микросхема DA1 переключится, напряжение на ее выходе станет близким к нулю, тиристорный ключ закроется, и обогреватель отключится от сети. При отключении обогревателя температура начнет понижаться, и когда она станет ниже заданного уровня, снова включатся ключ и обогреватель.

Детали и их замена. В качества DA1 можно применить К140УД7, К140УД8, К153УД2 (подойдет практически любой операционный усилитель или компаратор). Конденсаторы любого типа на соответствующее рабочее напряжение. Терморезистор R5 типа ММТ-4 (или другой с отрицательным ТКС). Его номинал может быть от 10 до 50 кОм. При этом номинал R4 должен быть таким же.

Устройство, выполненное из исправных деталей, начинает работать сразу. При испытании и работе следует соблюдать правила техники безопасности, так как устройство имеет гальваническую связь с сетью.

Печатная плата при используемой микросхеме DA1 типа КР140УД6 показана на рис.2.

Терморегулятор_плата

Совет практика. КТ605Б для этой схемы не годятся! Ставьте BU807!

Схема терморегулятора из журнала «Радiоаматор-Электрик» №8/2000

/Терморегулятор_3

Данный термостабилизатор (увеличенная схема здесь) предлагается для замены в мини-инкубаторе «Квочка». Точность поддержания температуры в инкубаторе "Квочка" 0,2°С. Температуру можно устанавливать в пределах 37...38,5°С. Термостабилизатор содержит терморезисторный мост RK1, R1...R8, два компаратора на операционных усилителях DA1, DA2, узел индикации температуры "норма", "перегрев", узел звуковой индикации превышения верхнего порога температуры на пьезозвонке BQ1 и цепь управления симистором VS1.

В термостабилизаторе применен блок питания с гасящим конденсатором С7, однополупериодный выпрямитель на диодах VD4, VD5. Напряжение питания схемы стабилизировано стабилитроном VD6, сглажено и отфильтровано конденсаторами С5 и С6. Так как симистор VS1 можно включить при любой полярности между анодами А1 и А2 отрицательным импульсом напряжения на управляющим электроде по отношению к аноду А1, то питание схемы выбрано отрицательным напряжением. На компараторе DA2 собран пороговый элемент, включающий нагрев инкубатора. Когда температура воздуха внутри инкубатора ниже установленной резистором R2, сопротивление терморезистора RK1 большое, напряжение на выводе 2 DA2 выше чем на выводе 3 DA2, заданное делителем R7R8, тогда на выводе 6 DA2 устанавливается низкий потенциал, разрешающий работу генератора импульсов на DD1.3, DD1.4. Светодиод HL3 индуцирует режим "нагрев". Так как нагревательным элементом в инкубаторе "Квочка" служат четыре последовательно соединенные 60-ваттные лампы накаливания, то в индикации протекания тока через нагрузку нет необходимости.

Генератор на DD1.3, DD1.4 вырабатывает импульсы высокой скважности с периодом следования 0,7 мс. Усиленные по току транзистором VT4 импульсы отрицательной полярности поступают через ограничивающий резистор R24 на управляющий электрод симистора VS1, и он включается. Как только температура в инкубаторе достигает заданной, сопротивление терморезистора RK1 понижается настолько, что на выводе 2 DA2 напряжение становится ниже, чем на выводе 3 DA2. В это время на выводе 6 DA2 напряжение низкого уровня изменяется на высокое. Генератор импульсов выключается, следовательно, прекращается нагрев. Светодиод HL3 гаснет, а светодиод HL2 "норма" зажигается. Гистерезис между режимами "нагрев" и "норма" составляет 0,2°С.

Для яиц всех видов сельскохозяйственной птицы во все периоды инкубации наиболее благоприятная температура воздуха около яиц в диапазоне 37,7...38,3°С. Перегрев выше 39,4°С опасен для развития эмбриона. Перегрев в последние дни инкубации вызывает массовую гибель зародышей [1]. Для предотвращения перегрева инкубационного материала предназначен узел на DA1. Когда температура воздуха внутри инкубатора превысит пороговое значение, установленное резистором R5, на выводе 6 DA1 появится напряжение высокого уровня, засветится светодиод HL1 "перегрев".

Проинвертированное транзистором VT1 напряжение разрешает работу низкочастотного генератора на DD1.1, DD1.2. Этот генератор модулирует по амплитуде тональный генератор на VT2 и BQ1. Прерывистый акустический сигнал оповещает о том, что температура вышла за верхнюю допустимую границу и необходимо дополнительно открыть вентиляционные отверстия или выключить инкубатор.

Схема терморегулятора расположена на печатной плате размерами 115 мм х 45 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Расположение токопроводящих дорожек и радиоэлементов показано на рис.2. Плата рассчитана на установку постоянных резисторов типа МЛТ. Резисторы R1...R8 моста необходимо использовать стабильные с малым ТКС типа С2-29 с допуском, не хуже 5%. Терморезистор RK1 типа ММТ-1. Подстроенные резисторы проволочные типа СП5-16, ВА-0,25Вт. Конденсаторы С1-С4, С6 типа К10-17, конденсаторы С7 типа К73-17, электролитический типа К50-35.

Операционные усилители DA1, DA2 рекомендуется заменить на К140УД6, микросхему DD1 - на К561ЛА7. Транзисторы VT1-VT4 возможно заменить на другие соответствующей структуры. Симистор VS1 фирмы "Филлипс" заменить подходящим не представляется возможным. Стабилитрон VD6 можно использовать с напряжением стабилизации 8...10 В.

Терморегулятор_плата_3

Полноразмерная печатная плата терморегулятора здесь.

Налаживание термостабилизатора

Предварительно собирают тональный генератор на VT2 и BQ1 на макетной плате и уточняют сопротивления резисторов R21, R23 по надежной генерации, затем эти элементы запаивают в плату. Терморезистор монтируют в трубке из диэлектрика на расстоянии 125 мм от верхнего края крышки мини-инкубатора на место механического узла терморегулирования. Трубка должна иметь возможность протока воздуха снизу вверх и до 8 отверстий 0,2 мм на боковой поверхности в нижней части, где расположен терморезистор. Подсоединив нагрузку к плате терморегулятора, включают инкубатор в сеть. Контролируя температуру воздуха внутри инкубатора термометром, например ТЛ-4 (ГОСТ 215-73) с ценой деления 0,1°С, на расстоянии 125 мм от верхнего края крышки устанавливают порог включения нагревателя резистором R2 при температуре 37,7...38°С. Через полчаса работы инкубатора уточняют порог включения. Затем, замкнув выводы симистора А1 и А2, наблюдают повышение температуры. При температуре 39°С регулировкой резистор R5 включают световую и звуковую индикацию "перегрев". На этом налаживание термостабилизатора можно считать законченным.

Опытная эксплуатация разработанного терморегулятора при выведении нескольких закладок куриных, гусиных, утиных яиц показала полное превосходство над механическим терморегулятором. Данный терморегулятор можно использовать в других самодельных инкубаторах с мощностью нагревателя до 200 Вт.

Схема терморегулятора из журнала «Радiоаматор-Конструктор» №1/2003

Терморегулятор_схема_4

Здесь приводится схема (увеличенная схема), которая позволяет использовать в качестве термочувствительного элемента кремниевые диоды, чтобы произвести замену механического терморегулятора на электронный в мини-инкубаторе типа “КВОЧКА”. Терморегулятор состоит из моста, образованного резисторами R1-R5 и диодов VD1, VD2. Питание моста стабилизировано с помощью диода Зенера VD3. Как известно, с повышением температуры падение напряжения на диоде изменяется на 2 мВ/1С. При двух последовательно включенных диодах падение напряжения удваивается. Это напряжение подается на инвертирующий вход операционного усилителя, на неинвертирующий вход подается напряжение, соответствующее установленной температуре. При температуре внутри инкубатора ниже установленной на выходе ОУ появляется напряжение, близкое к напряжению питания. Это напряжение инвертируется элементом DD1.1, разрешает работу схемы привязки включения тиристора к моменту перехода сетевого напряжения через ноль.

Указанная выше схема выполнена на резисторах R8-R11 и конденсаторе С3. Как только сетевое напряжение превысит значение ноля менее, чем на 10 В, на управляющий электрод триака подастся короткий импульс тока, открывающий прибор, и через нагреватель ЕК потечет ток. Схема питается выпрямленным напряжением с помощью диодного моста VD6-VD9 и гасящих резисторов R3, R10. Для стабилизации напряжения предназначен стабилитрон VD4, для сглаживания выпрямленного напряжения - конденсатор С2. Так как в качестве термочувствительных элементов применены диоды, а в качестве компаратора - ОУ широкого применения типа К140УД1208, то точность поддержания температуры внутри инкубатора составляет 0,5 С. Если применить более качественный ОУ типа К140УД17, то точность поддержания составит 0,2 С.

Детали. В термочувствительном мосту применены резисторы R2, R4, R5 типа С2-29. Резисторы R1, R2 многооборотные типа СП5-2, остальные типов МЛТ, С2-33. Конденсаторы С1, С3 керамические, С2 электролитический типа К50-35. Стабилитроны можно применить любого типа на соответствующее напряжение стабилизации. Микросхему можно применить типа К176ЛЕ5. В качестве электронного ключа применен триак фирмы “Philips” из соображения высоких электрических характеристик и малых габаритов, его можно заменить на КУ201. В качестве диодов моста можно использовать диоды, подходящие по току и напряжению.

При налаживании необходимо помнить, что электронная схема гальванически не развязана с сетью, поэтому необходимо быть осторожным, чтобы не получить поражение электрическим током.

radiofishka.in.ua

Простой терморегулятор - RadioRadar

Р/л технология

Главная Радиолюбителю Р/л технология

Лет 18 назад возникла проблема собрать простой терморегулятор для овощехранилища. Были просмотрены, отобраны и проверены схемы терморегуляторов из доступных источников. Однако простые схемы имели ряд недостатков, а использовать микросхемы не хотелось. Поэтому была разработана схема простого терморегулятора из доступных элементов.

Терморегулятор имеет самый простой и надежный бестрансформаторный источник питания (см. рис 1) резисторы - R12, R13 и стабилизатор напряжения - VD1, VD2. Резисторы выбраны мощностью 2 Вт для уменьшения их нагрева. Фильтрующий конденсатор не нужен.

В качестве нагревателя используется лампа накаливания и для ее управления был выбран стандартный и многократно проверенный фазоимпульсный регулятор. Он не имеет каких либо изменений, неоднократно описан, поэтому укажем, что номинал резистор R9 выбран из необходимости уменьшить напряжение на лампе для увеличения ее срока службы. Резистор R9 можно изменять в пределах 1..2 кОм до 100 кОм.

Основная измерительная схема собрана на транзисторах (простейший дифференциальный усилитель). В качестве температурного датчика используется терморезистор (RK1). Терморегулятор должен обязательно иметь гистерезис (разность) между температурой включения и выключения, иначе срок службы лампы резко сократится и возрастет вероятность ее перегорания. Величина гистерезиса устанавливается резистором R7. Температура в овощехранилище должна поддерживаться на уровне 2..4С0.

Теперь об отсутствии фильтрующего конденсатора в цепи питания. Фазоимпульсному регулятору для нормальной работы требуется именно просто выпрямленное напряжение. С другой стороны изменение напряжения на базе транзистора VT1 будет соизмерима с пульсацией напряжения в цепи питания при наличии фильтрующего конденсатора, что отрицательно сказывается на четкости включения и выключения терморегулятора. Поэтому в базы транзисторов VT1 и VT2 нужно включить конденсаторы по 10 микрофарад. Чтобы сократить количество конденсаторов параллельно б-э переходу транзистора VT3 включен конденсатор С1 (оптимально 50мкX3В, хотя можно уменьшить до 33 - 22мкX3В), который заменяет конденсатор фильтрующий питание и исключает дополнительную фильтрацию напряжения в базах транзисторов VT1 и VT2.

Для регулировки необходимо измерить величину сопротивления терморезистора при температуре 2С0 и установить резисторы R3 и R4 (можно использовать подстроечные резисторы) такой же величины. Далее проверить работу терморегулятора.

Детали некритичны и допускают широкую замену.

Автор: Сучинский Александр [email protected]

Дата публикации: 16.04.2008

Цифровой терморегулятор на микроконтроллере PIC16F84A - Термометры - Конструкции для дома и дачи

Микроконтроллеры уже давно вошли в современную электронную аппаратуру и являются главной частью бытовых и

промышленных устройств . Область их применения простирается от космической техники до микроволновых печей

и телевизоров . Наиболее популярные для широкого применения производят компании MICROCHIP и ATMEL .

В этой статье я надеюсь убить сразу двух зайцев :

1. Помочь Вам изготовить самостоятельно полезное устройство .

2. Вызвать у Вас интерес к применению микроконтроллеров в своих конструкциях .

Если у Вас появиться желание узнать больше , то настоятельно рекомендую не начинать изучение с

чтения книжек на эту тему . Книги пригодятся когда Вы поймете самые основы . Сканы самых полезных я выложил

на своем сайте . Рекомендую зайти на сайт http://ikarab.narod.ru . Это сайт Евгения Корабельникова . Для новичков

это один из лучших ресурсов в сети по PIC . По ATMEL самый путевый ресурс находиться по адресу http://avr123.nm.ru .

Вернемся к нашей теме . Рассматриваемая ниже схема публиковалась в журнале РАДИО №1 2006г. и неоднократно

перерабатывалась и обсуждалась на форумах . Я помогу Вам её реализовать . Все необходимые материалы лежат на

моём сайте . Предполагается , что Вы ни разу не имели дела с микроконтроллерами и у Вас появилось желание быстро повторить понравившеюся конструкцию .

Устройство может применяться в качестве термостата для систем отопления , котлов , теплиц , холодильного оборудования

Ниже приводиться доработанная версия схемы и программы терморегулятора .Его основу составляет 8-битовый микроконтроллер PIC16F84A .

Принципиальная схема терморегулятора .

Печатная плата устройства .

Роль датчика выполняет интегральный цифровой термометр DS18B20 . Рабочий диапазон температур –55..+125 °С .Нагрузкой управляет малогабаритное реле К1. Светодиодный индикатор—любой 4—разрядный с общимианодами . Задание температуры осуществляется микропереключателями SB1-SB2 . Последняя уставка сохраняется вэнергонезависимой памяти микроконтроллера . Гистерезис—2°С . В рабочем режиме прибор показывает текущее зна-чение измеряемой температуры . Общие затраты на приобретение деталей составят примерно 7 $ . Аналогичный готовый прибор стоит примерно 25-30$.Вот и задумайтесь , как прекрасно уметь изготовить вещь своими руками . Для микроконтроллера рекомендую приобрестидве панельки—для нашего прибора и для программатора . После сборки конструкции переходим к сборке программатора .

АРХИВ:Скачать

cxema.my1.ru

Радио схемы електроника журналы замки

Вы здесь: Главная » Электронный терморегулятор для масляного радиатора

Электронный терморегулятор для масляного радиатора

Электронный терморегулятор для масляного радиатора Статья о том, чем можно заменить механический терморегулятор масляного отопительного радиатора.

Достаточно часто в быту для отопления приходится пользоваться масляными радиаторами. Как правило, такие дни наступают осенью, когда на улице уже достаточно холодно, а службы коммунального хозяйства не спешат включать централизованное отопление в квартирах. Эти радиаторы не сжигают кислород воздуха в отличии от других типов отопительных электрических приборов.

Температура нагрева у таких радиаторов задается с помощью электромеханического регулятора, основой которого является биметаллическая пластина, - она управляет работой механического контакта. Этот контакт отключает нагреватель по достижении заданной температуры.

Когда такой регулятор приходит в негодность, отремонтировать его не удается почти в ста процентах случаев. Пользоваться же радиатором без регулятора температуры становится невозможно: либо надо вручную периодически его включать - выключать, либо сидеть и ждать, когда случится пожар. Избавиться от такой ситуации поможет полупроводниковый терморегулятор, описываемый в этой статье.

Полупроводниковые датчики температуры

Отличительной особенностью данного регулятора является то, что он не требует калибровки температуры, поскольку в нем применен датчик LM335AZ, откалиброванный уже при его изготовлении фирмой – производителем.

Таких калиброванных датчиков температуры выпускается несколько типов, например DS1621, DS1820 и некоторые другие. Эти датчики выдают показания температуры в цифровом виде, поэтому результат измерения доступен лишь микроконтроллерным устройствам, которые требуют программирования.

Аналоговый датчик температуры LM335AZ

Датчик LM335AZ выдает результат измерения в аналоговом виде (напряжение), что не требует применения микроконтроллеров и написания программ. Достаточно собрать несложную схему и устройство будет работать, как задумано. Схема описываемого терморегулятора приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Терморегулятор для масляного радиатора.

По принципу действия LM335AZ является одной из разновидностей полупроводникового управляемого стабилитрона, напряжение стабилизации которого зависит от температуры окружающей среды. Эта характеристика строго нормирована и составляет 10 мВ/°C. При этом температурный коэффициент напряжения (ТКН) положительный, то есть с увеличением температуры на каждый градус напряжение на выходе такого датчика возрастает на 10 мВ.

Фирма – изготовитель гарантирует, что при изменении температуры в пределах -40…+100 °C характеристика датчика линейна, а погрешность составляет не более чем ±1 °C. Такой точности вполне достаточно для регулирования температуры отопительного прибора. Следует отдельно заметить, что такие параметры будут достигнуты при токе через стабилитрон на уровне 0,45…5,0 мА.

Аналоговый датчик температуры LM335AZ Датчики LM335AZ оттарированы по температурной шкале Кельвина. Для перевода температуры из привычных нам всем градусов Цельсия придется воспользоваться следующей формулой: t °K = 273 + t °C. С учетом вышеупомянутого температурного коэффициента датчика 10 мВ/°C напряжение в милливольтах на его выходе будет в десять раз выше, чем показания в градусах.

Простой пример: если у нас в комнате настенный термометр показывает 25 градусов, то напряжение на выходе датчика LM335AZ составит (273 + 25 ) * 10 = 2980 мВ или 2,98 В. Нетрудно подсчитать, что если масляный радиатор будет разогреваться до 70 °C напряжение на выходе датчика LM335AZ составит (273 + 70) * 10 = 3430 мВ или 3,43 В. Получается, что для создания терморегулятора необходимо всего лишь померить напряжение на выходе датчика и сравнить его с опорным напряжением, которое и задает температуру нагрева.

После такого подробного рассмотрения датчика можно перейти к описанию принципиальной схемы терморегулятора, которая содержит небольшое количество деталей, проста в изготовлении и почти не требует наладки.

Блок питания терморегулятора

Блок питания терморегулятора собран по общеизвестной схеме с гасящим конденсатором. На схеме это C1. Параллельно ему установлен резистор R1, через который вышеуказанный конденсатор будет разряжаться после отключения устройства от сети.

Больше всего эта разрядка нужна при настройке и изготовлении терморегулятора, - согласитесь, что не очень приятно получать электрические удары, по забывчивости схватившись за заряженный до сетевого напряжения конденсатор.

Резистор R2 снижает пусковой ток при подключении к сети, а в аварийных ситуациях работает как предохранитель. Его мощность должна быть не менее 1 Вт. При меньших мощностях этот резистор сгорает по причине разрушения резистивного слоя даже при полностью исправном устройстве.

Выпрямленное мостом напряжение с помощью стабилитрона VD2 ограничивается на уровне 12В, а конденсатор С4 сглаживает его пульсации. Конденсатор С6 предназначен для сглаживания импульсных и высокочастотных помех, поступающих из сети. Напряжение 12 В используется для питания микросхемы – компаратора, индикаторных светодиодов HL1, HL2 и светодиода симисторного оптрона U1.

Вторая ступень стабилизации выполнена на интегральном стабилизаторе 78L05, имеющем на выходе напряжение +5 В. Это напряжение используется для питания датчика температуры и получения опорного напряжения на входе компаратора. От стабильности данного напряжения зависит стабильность работы всего устройства в целом.

Датчик температуры ВК1 получает питание от стабилизатора DA2 через резистор R3. Напряжение с датчика через помехоподавляющий фильтр R4, C2, R5 поступает на неинвертирующий вход 3 компаратора (сравнивающего устройства) DA1.1.

На инвертирующий вход 2 компаратора также через помехоподавляющий фильтр R14, C3, R6 подается опорное напряжение, которое задает температуру нагрева.

Настройка прибора сводится к тому, чтобы при помощи подстроечного резистора R15 на левом по схеме выводе резистора R17 выставить напряжение, которое выдаст датчик при максимальной заданной температуре. Если ограничить нагрев на уровне 70 °С, то по шкале Кельвина это соответствует 343 °К, поэтому напряжение датчика будет 3, 43 В. При температуре, например, 80 °С на выходе датчика присутствует 3,53 В.

В свою очередь на правом по схеме выводе резистора R17 следует выставить напряжение в соответствии с нижней границей диапазона. Эта настройка осуществляется подбором резистора R18. Резистор R17 также может оказаться под руками не того номинала, как указан на схеме. Принимая во внимание, что при 0 °С (что соответствует 273 °К) на выходе датчика напряжение 2,73 В, можно для приблизительного расчета номиналов этих резисторов воспользоваться пропорцией R17/(3,43 – 2,73) = R18/2,73, из которой несложно подсчитать сопротивление любого резистора.

Принцип работы схемы

Теперь несколько слов о том, как работает схема. Напряжение с температурного датчика поступает на неинвертирующий вход компаратора 3. На инвертирующий вход 2 поступает напряжение с движка резистора R17. Пока напряжение на неинвертирующем входе выше, чем на инвертирующем, выходной транзистор компаратора открыт, поэтому светодиод симисторного оптрона U1 засвечен. Для индикации открытого состояния оптрона служит светодиод HL1 красного цвета. В свою очередь также открыт симистор VS1 и подключен нагреватель.

По мере прогревания радиатора напряжение на выходе датчика ВК1 возрастает. Как только это напряжение превысит напряжение на инвертирующем входе, закроется выходной транзистор компаратора и погаснет светодиод оптрона – нагрузка отключится.

После того, как радиатор несколько остынет, цикл нагрева повторится снова. На сколько остынет радиатор обусловлено шириной петли гистерезиса компаратора, которая зависит от сопротивления резистора R7. Конденсатор С5 предотвращает возбуждение компаратора на высоких частотах.

В корпусе микросхемы LM2903N содержится два компаратора. Поэтому можно на втором компараторе собрать индикатор, показывающий, что нагрев завершен, и напряжение в сети есть. Этот индикатор собран на DA1.2 и светодиоде HL1 зеленого цвета, который будет загораться в то время, когда нагреватель будет отключен.

Несколько слов о деталях. Резисторы R9, R12 предназначены для обеспечения режимов работы оптронного фотосимистора, а цепочка R8, C9 предназначена для подавления выбросов напряжения на симисторе VS1. Импортный симистор, указанный на схеме, с успехом может быть заменен отечественными ТС 112-16 или ТС 125-22. С такими симисторами возможно коммутировать нагрузку мощностью до 2,5 КВт. Для их установки понадобится небольшой радиатор, от которого симистор следует изолировать с помощью слюдяных или керамических прокладок.

Конструкция регулятора произвольна: если позволяет конструкция масляного радиатора, то его можно установить внутри. Также можно изготовить терморегулятор в виде отдельного блока. В этом случае, конечно, потребуется поместить его в какой-нибудь корпус. Наружу корпуса следует вывести светодиоды HL1, HL2 и ручку переменного резистора R17, с помощью которого можно в некоторых пределах регулировать температуру нагрева. Светодиоды HL1, HL2 могут быть любого типа, при этом HL1 зеленого цвета, а HL2 красного.

Устройство изготовлено на печатной плате, возможный вариант которой показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Печатная плата терморегулятора.

Для установки на плате применены следующие типы деталей: оксидные конденсаторы отечественные К50-35 или импортные, конденсаторы С1 и С9 пленочные типа К73-17, остальные конденсаторы малогабаритные керамические. Оксидные конденсаторы должны быть с допустимой температурой не менее +105 °С, которая указывается на корпусе конденсаторов.

Постоянные резисторы типа МЛТ 0,125 или импортные. Подстроечный резистор R1 типа СП5-28Б либо другой многооборотный – с его помощью верхняя граница нагрева будет установлена более точно.

Переменный резистор R17 проволочный типа ППБ-3В. Его назначение установка температуры нагрева. Лучше всего установить этот резистор на место старого электромеханического регулятора.

Датчик температуры LM335AZ, если позволяет конструкция радиатора, следует установить на то место, где раньше был установлен электромеханический датчик. При этом старый датчик, естественно, придется снимать. Соединение датчика с печатной платой лучше всего выполнить витой парой проводов. Это позволит значительно снизить влияние помех на работу всего устройства в целом.

Когда регулятор будет выполнен в виде отдельного блока светодиоды HL1, HL2 устанавливаются непосредственно на плате. А если плату удастся спрятать внутри обогревателя, то для установки светодиодов понадобится просверлить отверстия в корпусе обогревателя. Сами светодиоды в этом случае следует разместить на пластине из изолирующего материала, например, стеклотекстолита или гетинакса.

Налаживание устройства несложно. В первую очередь следует проверить монтаж на соответствие схеме и отсутствие дефектов в виде замыканий дорожек на плате или их обрыва. После этого убедиться в наличии напряжения +12 В на стабилитроне VD1 и напряжения +5 В на выходе стабилизатора DA2.

После этих проверок с помощью подстроечного резистора R15 установить на левом по схеме выводе переменного резистора R17 напряжение 3,43 В. В правильной работе регулятора можно убедиться, вращая переменный резистор R17. При этом следует обращать внимание на светодиодные индикаторы.

Все измерения следует проводить относительно минусового вывода конденсатора С4 при помощи цифрового мультиметра, например, типа DT838 или ему подобного.

Не следует забывать, что конструкция не имеет гальванической развязки с электрической сетью. Поэтому надо быть внимательным и осторожным, а лучше всего воспользоваться развязывающим трансформатором. Но мощность такого трансформатора не достаточна для питания масляного радиатора, поэтому на время наладки (пока все лежит на столе и доступно) нагревательный элемент можно заменить обычной лампочкой мощностью 25…100 Ватт.

Температурный датчик в процессе настройки можно нагревать просто паяльником или только что упомянутой лампой. При этом контрольная лампа будет гаснуть при достижении установленной температуры, и зажигаться после некоторого остывания датчика. Степень остывания датчика зависит от гистерезиса компаратора, о чем было написано выше.

ИСточник http://electrik.info/

radio-house.ucoz.ru