DIY termostat: trinnvise instruksjoner for å lage en hjemmelaget enhet

Overholdelse av temperaturregimet er en veldig viktig teknologisk tilstand ikke bare i produksjonen, men også i hverdagen. Å være så viktig, må denne parameteren reguleres og kontrolleres av noe. Et stort antall slike enheter produseres, som har mange funksjoner og parametere. Men å lage en termostat med egne hender er noen ganger mye mer lønnsomt enn å kjøpe en ferdig fabrikkanalog.

Lag en termostat selv

Generelt konsept med temperaturregulatorer

Enheter som fikser og samtidig regulerer en innstilt temperaturverdi, blir i større grad funnet i produksjonen. Men de fant også sin plass i hverdagen. For å opprettholde det nødvendige mikroklimaet i huset brukes ofte termostater for vann. De lager slike enheter for tørking av grønnsaker eller oppvarming av en inkubator med egne hender. Et lignende system kan finne sin plass hvor som helst.

I denne videoen vil vi finne ut hva en temperaturregulator er:

Faktisk er de fleste termostater bare en del av den totale kretsen, som består av følgende komponenter:

1. En temperatursensor som måler og fikser, samt overfører den mottatte informasjonen til kontrolleren. Dette skjer på grunn av konvertering av termisk energi til elektriske signaler som gjenkjennes av enheten. Sensoren kan være et motstandstermometer eller termoelement, som i sin design har et metall som reagerer på temperaturendringer og endrer motstanden under dens innflytelse.
2. Den analytiske enheten er selve regulatoren. Den mottar elektroniske signaler og reagerer avhengig av funksjonene, hvorpå den overfører signalet til aktuatoren.
3. En aktuator er en slags mekanisk eller elektronisk enhet som når den mottar et signal fra enheten, oppfører seg på en bestemt måte. For eksempel, når den innstilte temperaturen er nådd, vil ventilen slå av kjølevæsketilførselen. Omvendt, så snart målingene faller under de forhåndsinnstilte verdiene, vil den analytiske enheten gi kommandoen om å åpne ventilen.

Dette er de tre hoveddelene av temperaturkontrollsystemet. Selv om, i tillegg til dem, kan andre deler, som et mellomrelé, delta i kretsen. Men de utfører bare en tilleggsfunksjon.

Hvordan den ferdige kretsen fungerer

Ved hjelp av en transistor slås et relé på, som igjen gjør det mulig for magnetstarteren å slå på. Gjennom kontaktene er varmeapparatet koblet til nettverket med to av sine egne kontakter. I dette tilfellet forblir ingen fase på lasten når starteren utløses. Hvis det er høy luftfuktighet i rommet, anbefales det å bruke en jordfeilbryter for tilkobling.

Som varmeovn brukes i tillegg til varmeelementer oljeradiatorer, 100 W glødelamper og husholdningsovner med innebygd vifte. Det er nødvendig å utelukke direkte tilgang til strømførende deler.

Etter at termostaten for å slå av og på med egne hender er montert, bør du sjekke kvaliteten og riktig installasjon. Alle tilkoblinger må være godt loddet. Etter det kan du konfigurere enheten i samsvar med de angitte parametrene.

Prinsipp for drift

Prinsippet som alle regulatorer arbeider med er å ta en fysisk mengde (temperatur), overføre data til kontrollenhetens krets, som bestemmer hva som må gjøres i et bestemt tilfelle.

Hvis du lager et termisk relé, vil det enkleste alternativet ha en mekanisk styringskrets.Her, ved hjelp av en motstand, settes en viss terskel når den når et signal som vil bli gitt til aktuatoren.

For å få ekstra funksjonalitet og muligheten til å jobbe med et bredere temperaturområde, må du integrere kontrolleren. Dette vil også bidra til å øke enhetens levetid.

I denne videoen kan du se hvordan du lager din egen termostat for elektrisk oppvarming:

Typisk termisk relékrets

Designet er basert på LM335 temperatursensor eller dens analoger, samt LM311 kompressor. Termostatkretsen suppleres med en utgangsenhet som en varmeapparat med innstilt effekt er koblet til. En strømforsyning er nødvendig, hvis nødvendig kan indikatorer brukes.

En mer kompleks krets inkluderer transistorer, reléer, en zenerdiode og en kondensator C1, som glatter spenningsryper. Utjevning av strømmen utføres ved hjelp av en parametrisk stabilisator. I dette tilfellet kan enheten drives fra hvilken som helst kilde, hvis parametere sammenfaller med spenningen til reléspolen i området fra 12 til 24 volt. Strømforsyningen kan stabiliseres ved hjelp av en konvensjonell diodebro med kondensator.

Hjemmelaget temperaturregulator

Det er faktisk mange ordninger for å lage en termostat selv. Alt avhenger av området der et slikt produkt skal brukes. Å lage noe for komplisert og multifunksjonelt er selvfølgelig ekstremt vanskelig. Men en termostat som kan brukes til å varme opp et akvarium eller tørre grønnsaker til vinteren, kan opprettes med et minimum av kunnskap.
Dette er nyttig: fordelingsmanifold i varmesystemet.

Den enkleste ordningen

Den enkleste gjør-det-selv-termostatkretsen har en transformatorfri strømforsyning, som består av en diodebro med en parallellkoblet zenerdiode, som stabiliserer spenningen innen 14 volt, og en slokkende kondensator. Du kan også legge til en 12 volt stabilisator her hvis du ønsker det.

Opprettelsen av en termostat krever ikke mye innsats og penger

Hele kretsen vil være basert på TL431 Zener-dioden, som styres av en skillelinje som består av en 47 kΩ motstand, en 10 kΩ motstand og en 10 kΩ termistor som fungerer som en temperatursensor. Motstanden reduseres med økende temperatur. Motstand og motstand matches best for å oppnå best responsnøyaktighet.

Selve prosessen ser slik ut: Når det dannes en spenning på mer enn 2,5 volt på mikrokretsens styrekontakt, åpnes den, som slår på reléet og tilfører aktuatoren en belastning.

Hvordan lage en termostat for en inkubator med egne hender, kan du se i videoen som presenteres:

Omvendt, når spenningen synker, lukkes mikrokretsen og reléet slås av.

For å unngå rasling av relékontaktene, er det nødvendig å velge den med en minimum holdestrøm. Og parallelt med inngangene, må du lodde en 470 × 25 V kondensator.

Når du bruker en NTC-termistor og en mikrokrets som allerede har vært i virksomhet, er det verdt å først sjekke ytelsen og nøyaktigheten.

På denne måten, den enkleste enheten viser segregulering av temperaturen. Men med de rette ingrediensene fungerer den utmerket i et bredt spekter av applikasjoner.

Innendørsanordning

Slike termostater med en gjør-det-selv-lufttemperatursensor er optimale for å opprettholde de spesifiserte mikroklimatparametrene i rom og beholdere. Den er fullt i stand til å automatisere prosessen og kontrollere hvilken som helst varmeemitter, fra varmt vann til varmeelementer. Samtidig har den termiske bryteren utmerkede ytelsesdata. Og sensoren kan enten være innebygd eller fjernkontroll.

Her fungerer en termistor, angitt i diagrammet R1, som en termisk sensor. Spenningsdeleren inkluderer R1, R2, R3 og R6, hvor signalet går til den fjerde pinnen på operasjonsforsterkerens mikrokrets. Den femte kontakten til DA1 mottar et signal fra skillelinjen R3, R4, R7 og R8.

Motstandene til motstandene må velges på en slik måte at komparatoren er positivt mettet ved den laveste lave temperaturen til det målte mediet, når motstanden til termistoren er maksimal.

Spenningen ved utgangen til komparatoren er 11,5 volt. På dette tidspunktet er transistoren VT1 i åpen stilling, og reléet K1 slår på den utøvende eller mellomliggende mekanismen, som et resultat av at oppvarmingen begynner. Som et resultat stiger omgivelsestemperaturen, noe som senker sensorens motstand. Ved inngangen 4 til mikrokretsen begynner spenningen å øke og som et resultat overstiger spenningen ved stift 5. Som et resultat går komparatoren inn i fasen med negativ metning. Ved den tiende utgangen av mikrokretsen blir spenningen omtrent 0,7 volt, som er et logisk null. Som et resultat lukkes transistoren VT1, og reléet slås av og slår av aktuatoren.

På LM 311-brikken

En slik gjør-det-selv-termostyring er designet for å fungere med varmeelementer og er i stand til å opprettholde de angitte temperaturparametrene innen 20-100 grader. Dette er det sikreste og mest pålitelige alternativet, siden det bruker galvanisk isolasjon av temperatursensoren og kontrollkretsene, og dette eliminerer muligheten for elektrisk støt.

Som de fleste lignende kretser er den basert på en DC-bro, i den ene armen som en komparator er koblet til, og i den andre - en temperatursensor. Komparatoren overvåker misforholdet mellom kretsen og reagerer på broens tilstand når den krysser balansepunktet. Samtidig prøver han også å balansere broen ved hjelp av en termistor, og endrer temperaturen. Og termisk stabilisering kan bare forekomme til en viss verdi.

Motstand R6 setter punktet hvor balansen skal dannes. Og avhengig av temperaturen i miljøet, kan termistoren R8 gå inn i denne balansen, som lar deg regulere temperaturen.

I videoen kan du se en analyse av en enkel termostatkrets:

Hvis temperaturen som er innstilt av R6 er lavere enn den nødvendige, er motstanden på R8 for stor, noe som reduserer strømmen på komparatoren. Dette vil føre til at strøm flyter og åpner halvleder VS1.som vil slå på varmeelementet. Dette vil bli signalisert av LED-en.

Når temperaturen stiger, vil motstanden til R8 begynne å synke. Broen vil ha en tendens til balansepunktet. På komparatoren reduseres potensialet til den inverse inngangen gradvis, og på den direkte øker den. På et tidspunkt endrer situasjonen seg, og prosessen foregår i motsatt retning. Dermed vil termokontrolleren med egne hender slå på eller av aktuatoren avhengig av motstanden R8.

Hvis LM311 ikke er tilgjengelig, kan den byttes ut med den innenlandske KR554SA301-mikrokretsen. Det viser seg en enkel gjør-det-selv-termostat med minimale kostnader, høy nøyaktighet og pålitelighet.

Enkel gjør-det-selv termostat - diagram

Enheten til termostaten er ikke spesielt komplisert, så mange nybegynnere radioamatører finpusse sine ferdigheter i produksjonen av denne enheten. Kretser tilbys på en rekke måter, men den mest utbredte er varianten med bruk av en spesiell mikrokrets som kalles en komparator.

Dette elementet har to innganger og en utgang. En viss referansespenning tilføres en inngang, som tilsvarer den nødvendige temperaturen, og den andre, spenningen fra temperatursensoren.

Termoregulator krets for gulvvarme

Komparatoren sammenligner innkommende data og genererer i et bestemt forhold et signal på utgangen som slår på transistoren eller slår på reléet. I dette tilfellet tilføres strøm til varmeren eller kjøleenheten.

Fordeler og ulemper

Selv en enkel gjør-det-selv-termostat har mange fordeler og positive aspekter. Det er ikke nødvendig å snakke om fabrikkens multifunksjonelle enheter i det hele tatt.

Temperaturkontroller tillater:

1. Oppretthold en behagelig temperatur.
2. Spar energi.
3. Ikke involver en person i prosessen.
4. Observer den teknologiske prosessen, og øk kvaliteten.

Ulempene inkluderer høye kostnader for fabrikkmodeller. Dette gjelder selvfølgelig ikke hjemmelagde enheter. Men produksjonen, som kreves når du arbeider med flytende, gassformige, alkaliske og andre lignende medier, har høye kostnader. Spesielt hvis enheten må ha mange funksjoner og funksjoner.