Терморегуляторы
У большинства схем термостатов есть некоторый гистерезис, — различие в температурах включения нагревателя и его выключения. Чем меньше гистерезис, тем точнее термостат поддерживает температуру, но при этом чаще происходит коммутация нагревательного прибора. Чем больше гистерезис .
Термостат предназначен для поддержания заданной температуры в кессоне, используемом для хранения овощей. Схема состоит из датчика температуры, компаратора и силового узла, осуществляющего питание и управление нагревателем. Датчиком температуры служит терморезистор RT1. Вместе с R2 он образует .
Это устройство предназначено для поддержания температуры в теплоизолированном ящике, установленном набалконе для хранения овощей в зимнее время. Данное устройство, работая в комплекте с нагревательным прибором будет поддерживать в таком овощехранилище температуру около 0°С .
Схема самодельного устройства, которое обеспечивает стабильность заданной регулятором температуры стержня электропаяльника на 220В. В качестве датчика температуры применена миниатюрная лампа накаливания. Предлагаемое вашему вниманию устройство — это результат желания автора получить качественные .
Схема самодельного регулятора температуры для низковльтных паяльников на 4,5-15 В, без использования отдельного датчика температуры. Предлагаемый стабилизатор оценивает температуру паяльника по зависящему от неё электрическому сопротивлению нагревателя. Измерение производится в моменты, когда .
Принципиальная схема простого терморегулятора для овощехранилища, который можно собрать из деталей своими руками. Для зимнего хранения овощей многие хозяева пользуются специальными деревянными контейнерами с двойными стенками, установленными в подвалах жилых домов. Для того чтобы овощи не .
Схема простого самодельного терморегулятора, который предназначен для управления ТЭНом, с целью поддержания температуры в установленных пределах 20. 100°C. Одним из важных достоинств данной схемы является полная гальваническая развязка цепей регулировки и термодатчика от электросети. Это .
Принципиальная схема самодельного термостата на микросхемах LM311, LM235, 78L08, который умеет управлять вентилятором для охлаждения объекта. В некоторых случаях термостат должен управлять не нагревателем, а охладителем, например, вентилятором охлаждения, чтобы не допускать перегрева чего-либо .
Не сложный самодельный модуль управления вентилятором охлаждения, схема собрана на микросхеме К561ЛЕ5. Обычно для управления вентилятором охлаждения применяют схему термостата либо на специализированной микросхеме, но чаще всего на компараторе или операционном усилителе .
Принципиальная схема самодельного термостата, который построен на основе микросхемы цифро-аналогового мультиплексора К561КП1 (аналог CD4052A). Эта схема может работать как термостат, если на выходе подключить устройство, включающее питание нагревателя, или как индикатор снижения температуры, если .
Поделки своими руками для автолюбителей
Автоэлектрика. Терморегулятор для автовентилятора
Терморегулятор от вентилятора есть возможность приспособить и на автомобиль. Такая система будет надежной, простой, она доступна, что доказывалось неоднократно. Состоит устройство из трех составляющих – термистора рассчитанного на 10 кОм, силового транзистора и подстраиваемого резистора.
Автоэлектрика. Терморегулятор для автомобильного вентилятора
Нам необходим транзистор большой мощности, который будет играть роль силовой составляющей регулятора и при подключении мощного вентилятора, по нему пойдут большие токи. Роль датчика температуры отдана термистору. Так же потребуется многооборотный подстраиваемый резистор 10-ти кОм, он позволит выполнить настройки приспособления точнее.
Чтобы отрегулировать необходимую нам температуру воспользуемся резистором переменным. Термистор, в сущности, является резистором переменным, сопротивление его зависит от температуры, то есть чем температура выше – тем меньшим будет у термистора сопротивление. Поэтому в момент увеличения температуры, увеличится частота вращения куллера.
Термистор в нашем случае представляет собою некий терма датчик, его следует закрепить на двигательном блоке либо на радиаторе автомобиля.
Описываемая система прекрасно подходит для авто советского образца, ведь у них работа вентилятора не зависит от того какую температуру имеет жидкость охлаждения. При желании автолюбителя может быть заменен штатный транзистор, транзистором мощнее, к примеру (IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48, IRF3205, IRZF44, IRL3705). К слову мощность рассеивания транзистора типа IRF3205 довольно велика – двести Ватт.
Транзистор должен быть закреплен на теплоотводе. При не больших нагрузках до 50 Ватт отвод тепла не нужен, транзистор просто должен быть зафиксирован на автомобильном кузове при помощи изолирующих пластинок и в обязательном порядке шайбы.
Далее медленными оборотами резистора переменного, нужно установить необходимую температуру срабатывания системы.
Существует два вида термисторов, у одних температурный коэффициент положительный, у других отрицательный. Из чего следует уменьшение сопротивления, если температура понизится и наоборот увеличение сопротивления, если температура повысится. В нашем случае термистор имеет положительный коэффициент температуры.
При разогреве термистора и достижении ним определенной температуры, тока подача к затвору ключа силового прекратится, по причине резкого увеличения сопротивления. Полевой ключ благодаря этому закроется, прекратится нагрев, уменьшится сопротивление термистора (в проводимом нами эксперименте, 220-230 Ом, температура в помещении 19С). Возобновление к затвору ключа подачи тока приведет к его открытию, и вентилятор снова окажется под напряжением.
Установка реле автомобильного вместо нагрузки, даст возможность подключить автомобильный вентилятор охлаждения. При выводе резистора переменного в удобное для нас место кабины авто, мы сможем выполнять регулировку порогового значения включения и отключения вентилятора при движении машины.
Использование такой незамысловатой схемы дает возможность сконструировать чувствительный температурный датчик, ему можно найти достойное применение и в быту. Использование очень точных (многооборотных) переменных резисторов, с большой вероятностью позволит включить либо отключить разного рода устройства даже от температуры тела человека.
При подключении взамен вентилятора, электромагнитного реле с определенным током и напряжением, мы сможем управлять мощными нагрузками сети. В качестве примера послужит нам выключение и включение обогревателя в автоматическом режиме, при изменении комнатной температуры.
При использовании биполярных транзисторов можно создать подобное устройство, если терма датчики заменить германиевыми диодами.
Простые терморегуляторы
Многим радиолюбителям известен так называемый «триггерный эффект» на пороге срабатывания термо-, фотореле, автоматического зарядного устройства и т.п. Устройство может сработать нормально десятки раз, но иногда бывает такой неприятный момент, когда исполнительное реле включится, сразу же выключится, опять включится и т.д. Такое явление может проявляться довольно длительное время — «подгорают» контакты реле, да и ресурс времени работы реле не безграничен. Если в схеме применены тиристоры, то при частом включении-выключении они могут греться и выходить из строя, а также давать помехи в питающую сеть. На рис.1 показана схема терморегулятора на реле, в котором такое вредное явление, как «триггерный эффект», отсутствует.
Предположим, что данный терморегулятор используют для регулировки температуры воздуха в инкубаторе. Если температура в инкубаторе ниже +38°С (выставляют переменным резистором R4), сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое и компаратор на DA1 находится в режиме положительного насыщения, транзисторы VT1 и VT2 открыты, реле К1 притянуто, и происходит нагревание воздуха в инкубаторе. При достижении в инкубаторе температуры +38°С сопротивление терморезистора R3 становится меньше и компаратор перебрасывается в состояние отрицательного насыщения (на выходе потенциал общего провода), закрываются транзисторы VT1 и VT2, реле К1 отпускает. В связи с тем, что последовательно с резистором R1 включен резистор R2, который шунтируется нормально замкнутыми контактами реле К1, реле включается при одной температуре, а выключается при другой, т.е. поддерживается температура в инкубаторе в пределах, например, +37,5. 38°С. Необходимая разность температур обеспечивается подбором резистора R2. Таким образом, такое вредное явление, как «триггерный эффект», в данной схеме терморегулятора отсутствует. Напряжение срабатывания реле К1 должно быть не ниже 10 В, контакты реле должны выдерживать коммутируемый переменный ток и быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В. Печатная плата терморегулятора показана на рис.2.
На рис.3 показана схема терморегулятора с тиристором в силовой части, которая также свободна от явления «триггерного эффекта».
Предположим, что данный терморегулятор также используют для инкубатора, необходимая температура воздуха в нем должна быть в пределах +38. 39°С (данный диапазон температур выставляют переменным резистором R4). На ОУ микросхемы DA1 выполнен двухпороговый компаратор. Если температура в инкубаторе ниже +38°С, сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое, и оба компаратора находятся в состоянии положительного насыщения (уровень лог.»1″ на их выходах). На логических элементах DD1.2, DD1.3 построен RS-триггер. Если температура воздуха в инкубаторе ниже +38°С, на входе S RS-триггера присутствует лог.»0″ (после инвертора DD1.1), на входе R — лог.»1″, триггер находится в «единичном» состоянии (лог.»0″ на его инверсном выходе 4 DD1.3). При этом транзистор VT1 закрыт, на управляющий электрод тиристора VS1 подается положительный потенциал относительно его катода, тиристор открыт, нагревательный элемент Rн включен. При достижении температуры воздуха в инкубаторе +38°С сопротивление терморезистора R3 уменьшается, компаратор на DA1.1 перебрасывается из состояния положительного насыщения в состояние отрицательного насыщения, на его выходе устанавливается лог.»0″, на входе S триггера — лог.»1″, но триггер остается в «единичном» состоянии, нагревательный элемент RH включен. Когда температура воздуха в инкубаторе достигнет значения +39°С, лог.»0″ появится и на выходе компаратора DA1.2, который по входу R RS-триггера установит его в «нулевое» состояние. При этом на выводе 4 DD1.3 появится лог.»1″, которая откроет транзистор VT1, на управляющем электроде тиристора VS1 установится низкий потенциал относительно его катода, тиристор закроется, и нагреватель отключится от питающей сети. Когда температура воздуха в инкубаторе станет ниже +39°С, но выше +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DA1.2, но лог.»1″ на входе R триггера не изменит его нулевого состояния, и нагреватель по-прежнему будет отключен. И только при понижении температуры воздуха в инкубаторе ниже +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DА 1.1, на вход S триггера поступит лог.»0″, который включит в работу нагреватель Rн. Таким образом, температура в инкубаторе поддерживается в пределах +38. +39°С (необходимую разность температур достигают подбором сопротивления резистора R2), и явление «триггерного эффекта» в данной схеме терморегулятора отсутствует. Печатная плата терморегулятора показана на рис.4.
При налаживании и эксплуатации устройства необходимо соблюдать осторожность и не касаться деталей, так как в схеме присутствует потенциал сети. Целесообразно для более точной и плавной регулировки температуры подобрать переменный резистор R4 (также и в схеме рис.1). Диоды VD1-VD4 можно исключить. В этом случае на нагревателе Rн будет только одна полуволна сетевого напряжения, т.е. при мощности 500 Вт на нагревателе будет выделяться 250 Вт, и значительно возрастет надежность и долговечность самого нагревателя. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 должно быть в пределах 13. 16 В.
Автоматическое термореле для охлаждения двигателя в автомобиле
У многих, даже у большинства, легковых автомобилей в системе охлаждения двигателя работает электрический вентилятор, периодически обдувающий воздухом радиатор системы охлаждения двигателя. В разных автомобилях, схема управления этим вентилятором решена по-разному, в одних на радиаторе установлен датчик-термовыключатель, который уже на заводе-изготовителе настроен на определенную температуру, и при её достижении, замыкает контакты, подающие ток на обмотку реле включения электромотора электровентилятора.
В других, используется общий датчик датчик температуры двигателя, представляющий собой терморезистор, а решение включать электроветилятор или не включать принимает ЭБУ (электронный блок управления)автомобиля.
И там и здесь, есть одна и та же проблема, — температурный порог включения вентилятора не регулируется ни в зависимости от погоды, времени года, режима эксплуатации, используемой охлаждающей жидкости, или просто, желания водителя. В результате, машина летом перегревается и может вскипеть, а зимой печка греет плохо. К тому, же возникают большие проблемы при замене одного типа охлаждающей жидкости на другой.
У современных автомобилей, у которых решение о включении вентилятора принимает ЭБУ на основе сопротивления датчика температуры, проблему можно решить внесением изменений в прошивку ЭБУ, но это дорого и не всегда возможно. У автомобилей с термовыключателем есть возможность один термовыключатель заменить другим, на другую температуру, но это процесс трудоемкий и не всегда можно найти подходящий датчик.
А ведь, хотелось бы, просто иметь возможность подкрутить отверткой некий подстречный винтик, и им отрегулировать необходимую (или желаемую) температуру включения вентилятора системы охлаждения. Понятно, что решить вопрос можно обыкновенной схемой терморегулятора, где информацию о температуре можно будет брать с датчика температуры. Это может быть тот самый датчик, который взаимодействует с ЭБУ, либо датчик на стрелочный индикатор температуры, все зависит от конкретного автомобиля, вернее, его схемы.
Схема термореле
Схем терморегуляторов в радиолюбительской литературе описано великое множество, поэтому, ни сколько не претендуя на оригинальность, привожу ту схему, которую собрал лично для своего автомобиля. Как уже сказал выше, схема практически типовая. Состоит она из компаратора на операционном усилителе и двух цепей, задающих напряжение на его входах.
Напряжение на неинвертирующем входе устанавливается подстроечным резистором R2, а напряжение на инвертирующем входе берется с датчика температуры двигателя, который представляет собой терморезистор, образующий, вместе с другими деталями схемы автомобиля, термозависимый делитель напряжения.
Рис. 1. Принципиальная схема термореле для включения охлаждения двигателя в авто.
На выходе схемы есть ключ на транзисторе VT1, его коллектор подключают к обмотке реле, управляющего электровентилятором. А питание на схему подают с выхода замка зажигания автомобиля, так, чтобы питание на схему поступало только при включенном зажигании. Это нужно потому, что при выключенном зажигании напряжение на цепь датчика температуры обычно не поступает, соответственно, напряжение на датчике температуры падает до нуля, независимо от величины температуры.
Работа схемы
Подстроечным резистором R2 устанавливается некоторое напряжение на выводе 3, которому соответствует температура включения вентилятора.
Когда температура охлаждающей жидкости ниже заданной, сопротивление датчика температуры высоко, и напряжение на нем существенно выше напряжения на выводе 3 А1. Поэтому, на выходе операционного усилителя А1, работающего как компаратор, будет низкое напряжение. Транзистор VT1 будет закрыт, и ток через него на обмотку реле включения вентилятора поступать не будет.
Так как в качестве компаратора здесь используется обычный операционный усилитель типаКР140УД608, минимальное напряжение на его выходе несколько отлично от нуля, поэтому, чтобы улучшить закрывание транзистора VT1 в цепь его эмиттера включены два диода типа 1N4004. Если при налаживании этого окажется недостаточно, количество этих диодов нужно увеличить.
Когда температура охлаждающей жидкости достигает и превышает заданную, сопротивление датчика температуры низко, и напряжение на нем ниже напряжения на выводе 3 А1. Поэтому, на выходе операционного усилителя А1 высокое напряжение. Транзистор VT1 открывается и пускает ток на обмотку реле включения вентилятора. Подстроечный резистор R2 — многооборотный.