Схема термостата с датчиком температуры своими руками: Терморегулятор своими руками: схема, видео, фото

Терморегулятор своими руками: схема, видео, фото

Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

• Немного теории
• Обзор схем

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью такого типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни.

После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы делителя напряжения, а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении.  Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки.  Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Также дополнительно рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке.  Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если же у вас все еще остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

Будет интересно прочитать:

Электронный аналоговый термостат своими руками

В этой статье вы узнаете как собрать простой и надежный электронный термостат с выносным (если надо) датчиком из биполярного транзистора. Его можно использовать для управления внешними устройствами, такими как электрические нагреватели, паяльники и так далее. В принципе, термостат – это регулятор для автоматического поддержания температуры путем включения или выключения подачи тепла. С помощью электронного термостата можно точно контролировать температуру электронагревателя.

Как видите по схеме, датчик температуры не является ни стандартным термистором, ни специализированным сенсорным чипом – это обычный биполярный транзистор BC107 (T1) в металлическом корпусе. Можно заменить его на популярный транзистор BD139, который стоит на многих платах. Почему транзистор? Любой кремниевый диод и вообще любой кремниевый переход имеет почти линейный температурный коэффициент около -2 мВ / ° C, когда прямое напряжение (V F ) подается через переход. Значит всё что нужно сделать, это использовать его включение для контроля температуры, как показано на схеме. Обратите внимание, что транзистор с биполярным переходом работает медленнее, чем кремниевый диод, из-за его металлического корпуса.

В данной сборке использовалась пара транзисторов BC107B, но BD139 имеет монтажное отверстие на корпусе TO-126, что значительно упрощает его установку, так что лучше их.

Другая часть схемы также имеет обычные радиокомпоненты. LM393 (IC1) – довольно дешевая микросхема с двумя компараторами. На выходе компаратора LM393 один транзистор BD140 (T2) подключен как переключатель для управления небольшой нагревательной катушкой или для управления электромагнитным реле, для переключения уже более мощных нагревателей. Датчик температуры T1 подключен к инвертирующему входу (контакт 2) IC1, в то время как фиксированное опорное напряжение, близкое к 1,4 В, подается на его неинвертирующий вход (контакт 3).

Многооборотный подстроечный регулятор заданной температуры (RP1) определяет напряжение на инвертирующем входе компаратора. Если ползунок подстроечного резистора находится на половине, то инвертирующий вход компаратора может видеть напряжение, довольно близкое к 1 В. 

Нужно сначала отрегулировать подстроечный резистор, чтобы поднять это напряжение до 1,5 В или около того. А затем установить горячий паяльник в непосредственной близости от T1, подержать его там некоторое время и протестировать схему.

Обратите внимание, что зеленый индикатор (LED1), подключенный к выходу (контакт 1) компаратора, продолжает гореть в нормальном состоянии. В то же время T2 проводит и передает 5 В постоянного тока на подключенную нагрузку (нагреватель или реле) через переход эмиттер-коллектор. Если уровень температуры превышает заданное значение, IC1 отключает T2 и, следовательно, катушку реле.

Будучи низковольтным транзистором средней мощности с максимальным током коллектора 1,5 А, транзистор BD140 может использоваться для управления нагрузками, потребляющими менее 1,5 А. Здесь тестовой нагрузкой был USB-вентилятор, и тест проводился без установки транзистора BD140 на радиатор.

Конструкция электронного термостата довольно некритична, для этой цели достаточно небольшой макетной платы. Но транзистор датчика температуры (BC107 / BD139) должен быть припаян к выводам кабелем и надлежащим образом изолирован в местах пайки с помощью термоусадочных трубок. Важно, чтоб транзистор хорошо воспринимал изменения температуры при установке на нужное место.

Микросхема LM393 состоит из двух прецизионных компараторов напряжения, и выход каждого представляет собой открытый коллектор выходного NPN-транзистора с заземленным эмиттером, который обычно может потреблять до 16 мА. Базовая схема компаратора используется для преобразования аналоговых сигналов в цифровой выход. Выходной сигнал высокого уровня, когда напряжение на неинвертирующем (+ IN) входе больше, чем на инвертирующем (-IN). Выход будет низким, когда напряжение на неинвертирующем (+ IN) входе меньше, чем на инвертирующем (-IN).

Представленная здесь схема термостата предназначена для работы с подключенной нагрузкой, если уровень температуры, измеренный датчиком температуры, значительно ниже установленного значения. Но если уровень температуры поднимается выше заданного значения, нагрузка немедленно отключается.

Поскольку выход компаратора IC1 подключен к базе транзистора T2 через резистор, база транзистора в нормальном состоянии удерживается на низком уровне. В этом состоянии T2 проводит ток. Это связано с тем, что небольшой ток проходит через T2 по резистору R7 и через внутренний NPN-транзистор IC1 на землю. Этот небольшой ток переключает больший ток, который может протекать через нагрузку.

Базовый резистор R7 ограничивает общий ток через T2 и транзистор внутри IC1 до относительно безопасного значения. Можно снизить значение R7 до некоторой степени, чтобы получить более высокие токи нагрузки.

Далее перейдем к гистерезису. Компараторы используются для различения двух разных уровней сигнала. В этом проекте компаратор различает условия перегрева и нормальной температуры. Естественно, шум на пороге сравнения вызовет множественные переходы. Гистерезис устанавливает верхний и нижний порог для устранения множественных переходов, вызванных шумом.

В этой схеме резистор R4 как раз и устанавливает уровень гистерезиса. Обратите внимание, что гистерезис создает два порога. Это означает, что когда на выходе высокий логический уровень, R4 работает параллельно с R2. Это увеличивает ток в R3, повышая пороговое напряжение. С другой стороны, когда на выходе низкий логический уровень, R4 работает параллельно с R3. Это снижает ток R3, уменьшая пороговое напряжение.

Стоит отметить, что выходной каскад с открытым коллектором требует подтягивающего резистора (R5). Поскольку подтягивающий резистор формирует делитель напряжения на выходе компаратора, который вносит ошибку, требуется гистерезисный резистор сравнительно высокого номинала, чтобы минимизировать эту погрешность.

Более совершенную схему термостата, с двумя датчиками, можно собрать на микроконтроллере Attiny2313.

Терморегуляторы с датчиком температуры воды своими руками

Термореле с регулировкой температуры можно приобрести в магазине или же сделать самому Сегодня, в быт современного человека активно внедряются устройства, позволяющие автоматизировать работу систем отопления и вентиляции, горячего водоснабжения. К таким устройствам относят и термореле. Какие виды термореле для контроля над температурой существуют на сегодня, где можно использовать терморегуляторы и как самостоятельно сделать устройство — читайте ниже. Термореле с регулировкой температуры — это электромеханический прибор, предназначенный для контроля температуры в неагрессивной среде. Регулировка температуры посредством устройства происходит благодаря способности реле размыкать и замыкать контакты электрической цепи, в соответствии с изменениями температурного режима.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Термостат для котла отопления своими руками
• Радиопилюля
• Как собрать терморегулятор в домашних условиях
• Как отремонтировать или заменить терморегулятор для водонагревателя своими руками
• Контролируем отопительную систему, или Зачем нужны терморегуляторы с датчиком температуры воздуха
• Терморегулятор для инкубатора
• Схема термостата с датчиком температуры своими руками

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Терморегулятор для ТЭН своими руками: схема и инструкция

Термостат для котла отопления своими руками

Терморегулятор на LM Одним из важных достоинств данной схемы является полная гальваническая развязка цепей регулировки и термодатчика от электросети. Терморегулятор на микросхеме КЛА7. Схема терморегулятора на логической микросхеме КЛА7 хорошо зарекомендует себя в погребах, овощехранилищах, инкубаторе и для котла нагрева воды.

Правду говоря, эта схема, это модернизированный вариант бестрансформаторной схемы терморегулятора. Но так как предыдущая схема вся под напряжением вольт, эта переделана на низкое питание. Наружный терморегулятор для котла. Наружный терморегулятор состоит из терморезистора VDR1 который при нагревании уменьшает свое сопротивление.

Резистор включен в сеть делителя напряжения электричества. Терморегулятор на тиристорах. Точность регулирования температуры — 0,05 градусов. Эту точность невозможно было проверить бытовыми средствами, поэтому подтверждается только точность в 0,1 градус. Терморегулятор работал с контрольным ртутным термометром с градуировкой 0,1 градус. Простой терморегулятор. Логика работы стабилитрона такова: когда на управляющем электроде напряжение превышает 2,5 В задается внутренним опорным напряжением стабилитрон, по сути дела являющийся микросхемой, открыт.

Терморегулятор на таймере NE От пары делителей напряжения управляющие сигналы падают на NE Термореле на тиристоре. В бытовых условиях им удобно пользоваться при печати на цветной фотобумаге, где необходимо для получения хороших отпечатков поддерживать постоянную температуру реактивов для химической обработки бумаги.

Обратная связь. Мобильная версия сайта. Автор сайта не гарантирует, что опубликованные материалы не содержат ошибок или ложных сведений, а также не несёт никакой ответственности за прямые или. Ответственность лежит на лице, использующем данные материалы. В категории материалов: 21 Показано материалов:

Радиопилюля

Порог температуры включения и выключения терморегулятора задается значениями TH и TL в памяти датчика, которые требуется настроить в DS В случае увеличения температуры выше значения записанного в ячейку TH на выходе датчика возникнет уровень логической единицы. С целью защиты от допустимых помех, схема управления нагрузкой воплощена так, что первый транзистор запирается в ту полуволну сетевого напряжения, когда оно равно нулю, подавая таким образом напряжение смещения на затвор второго полевого транзистора, который включает оптосимистор, а тот уже открывает смистор VS1 управляющий нагрузкой. В качестве нагрузки может быть любое устройство , к примеру электрический двигатель или обогревательный прибор. Надежность запирания первого транзистора необходимо настроить путем выбора необходимого номинала резистора R5. Температурный датчик DS способен фиксировать температуру от до градусов и работать в режиме терморегулятора. Если температуры превысит верхний порог TH, то на выходе DS будет закономерная единица, нагрузка выключится сети.

Как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях. датчики , в том числе и реагирующие на температуру, состоят из . для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за.

Как собрать терморегулятор в домашних условиях

Содержание: Немного теории Обзор схем. Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры. Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК.

Как отремонтировать или заменить терморегулятор для водонагревателя своими руками

Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье будем рассматривать устройство поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении какого то значения. Для Вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками. Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на схеме ниже.

Внешние водяные термостаты повсеместно применяются в современных домашних приборах, машинах, отопительных системах и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и во время работы печей.

Контролируем отопительную систему, или Зачем нужны терморегуляторы с датчиком температуры воздуха

Фактором определяющим действие терморегулятора, является наружная температура, значение которой анализируется и при достижении установленного предела, расход сокращается либо увеличивается. Терморегуляторы бывают различного исполнения и сегодня в продаже достаточно много промышленных версий, работающих по различному принципу и предназначенных для использования в разных областях. Также доступны и простейшие электронные схемы, собрать которые может любой, при наличии соответствующих познаний в электронике. Терморегулятор представляет собой устройство, устанавливаемое в системах энергоснабжения и позволяющее оптимизировать затраты энергии на обогрев. Основные элементы терморегулятора:. Датчик температуры подает электрические импульсы, величина тока которых зависит от уровня температуры.

Терморегулятор для инкубатора

Регулятор температуры внутри автоматического инкубатора для яиц, независимо от того, как прибор изготовлен, самостоятельно или заводского производства, относится к одному из самых важных элементов этого изделия. Природой предусмотрено, что для выведения молодняка птицы разных пород, нужны подходящие условия. Например, температура выведения гусиных яиц в инкубаторе, отличается от параметров выведения уток. Строить инкубаторы отдельно для каждой породы птиц нецелесообразно, поэтому в них предусмотрено регулирование и поддержание нужных условий с помощью терморегуляторов. Если принято решение о создании самодельного терморегулятора для инкубатора, отнеситесь к этому со всей серьёзностью. Выполнить такую работу под силу тем, кто освоил азы радиоэлектроники, умеет обращаться не только с паяльником, но и измерительными приборами.

Как уже говорилось, терморегулятор на базе датчика LM в настройке не Если нужно, к примеру, чтобы прибор срабатывал при температуре в 20 Если цифрового термометра под рукой не оказалось, крайние точки можно определять по воде с.

Схема термостата с датчиком температуры своими руками

Эти измерения можно провести относительно транзисторного коллектора, соединённым источником питания с общим приводом. На рисунке выше видно, что допустимая коммутация тока реле 16A, значит, допускает управление нагрузкой до 3кВт. Используйте прибор для мощности ,5кВт, чтобы облегчить нагрузку. Работу газового или электрического котла можно оптимизировать, если задействовать внешнее управление агрегатом.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Категории: Практическая электроника , Секреты электрика Количество просмотров: Комментарии к статье:

А зачем такая маленькая глубина ШИМ?

Итак, рассмотрим как работает схема терморегулятора для инкубатора своими руками: основой данного устройства является операционный усилитель DA1, работающий в режиме компаратора напряжений. На один вход подается изменяющееся напряжение с терморезистора R2, а на второй, задаваемое переменным резистором R5 и подстроечным R4. Для точной и грубой регулировки. В зависимости от области применения, подстроечный резистор можно и исключить. При равенстве входных напряжений транзистор VT1, управляемый выходом компаратор — закрыт, на управляющем электроде VS1 ноль, а значит закрыт и симистор.

Обустраивая свой загородный дом, наверное, каждый уважающий себя человек подумывал о том, как сделать термодатчик своими руками для бойлера или для котла отопления. Ведь не всегда удобно вставать с нагретой постели и идти в котельную, чтобы отрегулировать температуру воды в системе или горячем водоснабжении для более комфортного мытья. Тем более, что делать, если придется отъехать зимой на некоторое время, а оставлять котел без присмотра совсем не хочется. Регулятор температуры вполне можно изготовить и самостоятельно, тем более, что вариантов схем предостаточно.

Схема термостата на основе термистора

Термостат образован суммированием двух греческих терминов «термо» и «статос», «термос» означает тепло, а «статос» означает «стационарный», «постоянный» или «фиксированный». Термостат используется для управления устройствами или бытовыми приборами в зависимости от температуры, например, для включения/выключения кондиционера, комнатных обогревателей и т. д. Обычно термостат используется для поддержания комнатной температуры в централизованных системах отопления или охлаждения, регулирования температуры в холодильнике, система охлаждения, электрический утюг, духовки, фены и многое другое. Сегодня на рынке также доступны программируемые и интеллектуальные термостаты.

 

Типы термостатов:

Для измерения температуры в различных термостатах используются разные датчики или устройства, и в соответствии с этим их можно в основном разделить на два типа

1. Механический термостат
2. Электрический/электронный термостат

Механический термостат —

Биметаллический термостат подпадает под механический термостат. Как правило, они имеют корпус и ручку, как показано на рисунке ниже. Он имеет один фиксированный контакт и одну подвижную печень, состоящую из двух разных металлов с разными коэффициентами линейного расширения. Конец подвижного рычага соединяется с неподвижным контактом при понижении температуры и разъединяется при высокой температуре в помещении. Таким образом, он может включать и выключать устройства в зависимости от температуры.

Некоторые примеры использования биметаллических термостатов — утюг, холодильник, кондиционер.

 

Электрический термостат —

Наиболее распространенными электронными датчиками температуры являются термопары и термисторы , используемые в термостате. Электрические свойства термистора и термопары изменяются при изменении температуры.

Термопара представляет собой устройство, в котором используются как минимум две различные металлические полоски, соединенные на одном конце для образования двух спаев; горячий спай и холодный спай. Горячий спай – это измерительный спай; объект, температура которого должна быть измерена, помещается в горячий спай, тогда как холодный спай (температура которого известна) является эталонным спаем. Из-за этой разницы температур создается разница напряжений, известная как термоэлектрическое напряжение, которое используется для измерения температуры. Термопары используются в котлах, печах и т.д.

 

Другим типом электрического датчика, используемого в термостате, является термистор , который мы собираемся подробно изучить на примере.

 

Что такое термистор?

Как следует из названия, термистор представляет собой комбинацию двух слов: термальный и резистор. Это резистивный компонент, сопротивление которого зависит от изменения температуры.

Термисторы очень надежны и имеют широкий диапазон шкалы для точного обнаружения незначительных изменений температуры. Они дешевы и полезны в качестве датчика температуры. Термистор используется в цифровом термостате.

 

Типы термисторов

В зависимости от изменения сопротивления в зависимости от температуры окружающей среды существует два типа термисторов. Они подробно описаны ниже:-

1. PTC – Положительный температурный коэффициент .

Его сопротивление прямо пропорционально температуре, т. е. его сопротивление уменьшается с понижением температуры и наоборот.

 

2. NTC — отрицательный температурный коэффициент.

Его сопротивление косвенно пропорционально температуре, т. е. его сопротивление уменьшается с повышением температуры и наоборот.

Мы используем термистор NTC в нашем приложении . 103 означает сопротивление термистора при нормальной температуре, равное 10 кОм.

 

 

Применение термистора NTC:

Возможность управлять любым устройством на основе изменения температуры — очень удобная и интересная идея. Одним из таких популярных приложений является пожарная сигнализация, где термистор определяет тепло и вызывает тревогу.

Термисторы NTC наиболее широко используются в различных приложениях, но там, где требуется низкое сопротивление в начальной точке, используются термисторы PTC.

Сопротивление термистора при комнатной температуре указано производителем в техническом паспорте вместе с другим набором значений сопротивлений при разных температурах, таким образом, можно выбрать правильный термистор для соответствующего применения.

Вот некоторые схемы, построенные с использованием термистора:

• Пожарная сигнализация с термистором
• Вентилятор постоянного тока с регулируемой температурой и термистором
• Взаимодействие термистора с Arduino для измерения и отображения температуры на ЖК-дисплее
• Бытовая техника переменного тока с регулируемой температурой 

 

Требуемый компонент:

1. Термистор NTC 103 (10 кОм).
2. БДЖТ БК 547.
3. Потенциометр 5 кОм (POT).
4. Резистор 1 кОм.
5. светодиод.
6. Блок питания — 6 В постоянного тока.
7. Макет и соединительные провода.

 

Схема цепи термистора:

 

 

Работа цепи термостата:

Схема компрометирует схему делителя напряжения и выходную схему включения и выключения. Цепь делителя напряжения образована термистором и переменным резистором.

Выход схемы делителя напряжения подключен к базе транзистора NPN через резистор 1кОм. Схема делителя напряжения позволяет определить изменение напряжения, вызванное изменением сопротивления термистора. Используя потенциометр в делителе напряжения, мы можем регулировать чувствительность термистора. Вы также можете использовать постоянный резистор вместо переменного резистора для фиксированной точки срабатывания, что означает, что светодиод будет включен, только если температура превысит определенное значение, и вы не сможете отрегулировать температуру точки срабатывания. Так что лучше используйте потенциометр и изменяйте чувствительность, просто вращая ручку.

Набор резисторов можно подобрать по формуле ниже-

  Vo = [R2 / (R1 + R2)]     × V  IN     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In our circuit, мы заменили R2 на POT, а R1 на LDR, поэтому выходное напряжение изменяется в зависимости от сопротивления термистора. А сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, поэтому выходное напряжение будет меняться при изменении температуры вокруг термистора. Транзистор включится при напряжении 0,7 В или выше, что соответствует напряжению VBE.

Более простой способ выбрать и узнать подходящий R2 для термистора NTC 10k, это смоделировать схему в Proteus и получить близкое значение R2. Кроме того, заменив термистор переменным резистором, мы можем изучить его эквивалентный эффект в цепи в соответствии с приведенными ниже схемами:

 

Вторая часть схемы — транзисторная секция, где транзистор действует как переключатель для светодиода D1. . Поскольку транзистор является устройством, управляемым током, к его входному выводу подключен резистор R1 для ограничения скачка тока.

 

Ссылаясь на приведенную выше схему моделирования, как только температура вблизи термистора повышается, его электрическое сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению напряжения на RV1. Таким образом, напряжение на базе транзистора (V _BE ) также увеличивается, и как только V _BE ≥0,7 В, транзистор начинает проводить и светодиод включается.

Обратите внимание, что мы можем заменить этот светодиод зуммером или лампочкой и т. д. в приведенной выше схеме с минимальным добавлением дополнительных компонентов. Также проверьте Демонстрационное видео ниже.

пошаговая инструкция по изготовлению самодельного прибора

Простой электронный терморегулятор своими руками. Предлагаю способ изготовления самодельного терморегулятора для поддержания комфортной температуры в помещении в холодную погоду. Термостат позволяет коммутировать мощность до 3,6 кВт. Важнейшей частью любой радиолюбительской конструкции является корпус. Красивый и надежный корпус обеспечит долгую жизнь любому самодельному устройству. В показанном ниже варианте термостата использован удобный малогабаритный корпус и вся силовая электроника от продаваемого в магазинах электронного таймера. Электронная часть самоделки построена на микросхеме компаратора LM311.

Описание работы схемы

Датчик температуры терморезистор R1 номиналом 150к, тип ММТ-1. Датчик R1 вместе с резисторами R2, R3, R4 и R5 образуют измерительный мост. Для подавления помех установлены конденсаторы С1-С3. Переменный резистор R3 уравновешивает мост, то есть задает температуру.

Если температура датчика температуры R1 упадет ниже установленного значения, то его сопротивление увеличится. Напряжение на входе 2 микросхемы LM311 станет больше, чем на входе 3. Сработает компаратор и на его выходе 4 установится высокий уровень, напряжение, подаваемое на электронную схему таймера через светодиод HL1, вызовет срабатывание реле и включить нагревательное устройство. При этом загорится светодиод HL1, указывая на то, что нагрев включен. Резистор R6 создает отрицательную обратную связь между выходом 7 и входом 2. Это позволяет установить гистерезис, то есть включение обогрева при температуре ниже, чем его выключение. Питание на плату подается от схемы электронного таймера. Резистор R1, размещенный на земле, требует тщательной изоляции, так как питание терморегулятора бестрансформаторное и не имеет гальванической развязки от сети, то есть на компонентах устройства присутствует опасное сетевое напряжение … Процедура изготовления термостата и способ изоляции термистора показана ниже.

Как сделать терморегулятор своими руками

1. Вскрыт донор корпуса и цепи питания — электронный таймер CDT-1G. На серый трехжильный кабель установлен микроконтроллер таймера. Отпаиваем шлейф от платы. Отверстия для проводов шлейфа обозначены (+) — питание +5 Вольт, (O) — питание управляющего сигнала, (-) — минус питание. Электромагнитное реле будет переключать нагрузку.

2. Так как питание схемы от блока питания не имеет гальванической развязки от сети, то все работы по проверке и настройке схемы ведутся от безопасного источника питания 5 вольт. Сначала на стенде проверяем работоспособность элементов схемы.

3. После проверки элементов схемы конструкция собирается на плате. Плата для устройства не проектировалась и собрана на куске макетной платы. После сборки также проводится проверка работоспособности на стенде.

4. Термодатчик R1 установлен снаружи на боковой поверхности корпуса колодки-розетки, жилы изолированы термоусадочной трубкой. Для предотвращения контакта с датчиком, а также сохранения доступа наружного воздуха к датчику сверху устанавливается защитная трубка. Трубка изготовлена ​​из средней части шариковой ручки. В трубке прорезано отверстие для установки на датчик. Трубка приклеена к корпусу.

5. Переменный резистор R3 установлен на верхней крышке корпуса, там же сделано отверстие для светодиода. Полезно для безопасности покрыть корпус резистора слоем изоленты.

6. Ручка регулировки резистора R3 самодельная и сделана своими руками из старой зубной щетки подходящей формы :).

Резистор R3

В этой статье мы рассмотрим устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или сигнализирующие о достижении нужной температуры. Такие устройства имеют очень широкий спектр применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже быть частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию, как сделать терморегулятор своими руками и с минимальными затратами.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча двух сопротивлений, эталонного и элемента, изменяющего свое сопротивление в зависимости от приложенной к нему температуры. Нагляднее это показано на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 — это измерительный элемент самодельного термостата, а R1, R3 и R4 — опорное плечо прибора. Это термистор. Это токопроводящее устройство, которое меняет свое сопротивление при изменении температуры.

Элемент термостата, реагирующий на изменение состояния измерительного плеча, представляет собой интегральный усилитель в режиме компаратора. Этот режим резко переключает выход микросхемы из выключенного состояния в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора имеем только два значения «вкл» и «выкл». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плечах R1 и R2 происходит сдвиг напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на выводах 2 и 3, компаратор переключается. Вентилятор охлаждает необходимый объект, его температура падает, сопротивление резистора изменяется, и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, а работа вентилятора контролируется.

Обзор схемы

Напряжение разности с измерительного плеча подается на спаренный транзистор с высоким коэффициентом усиления, а компаратором выступает электромагнитное реле. Когда катушка достигает напряжения, достаточного для втягивания сердечника, она срабатывает и подключает через свои контакты исполнительные устройства. При достижении заданной температуры снижается сигнал на транзисторах, одновременно падает напряжение на катушке реле и в какой-то момент происходит размыкание контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью этого типа реле является наличие — это разница в несколько градусов между включением и выключением самодельного терморегулятора, обусловленная наличием в цепи электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов вокруг нужного значения. Представленный ниже вариант сборки практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового термостата для инкубатора:

Эта схема была очень популярна для повторения в 2000 году, но и сейчас не потеряла своей актуальности и отлично справляется с возложенной на нее функцией. Если у вас есть доступ к старым деталям, вы можете собрать термостат своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он связан с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительный элемент R5 представляет собой резистор ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, а значит, при нагреве его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается экранированным проводом. Для уменьшения и ложных срабатываний устройства длина провода не должна превышать 1 метра. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и от его номинала зависит максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя. При этом 150 Вт электронный тиристорный ключ необходимо установить на небольшой радиатор для отвода тепла. В таблице ниже приведены номиналы радиоэлементов для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, будьте внимательны при настройке, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, что опасно для жизни. После сборки обязательно заизолируйте все контакты и поместите устройство в непроводящий ток корпус. На видео ниже показано, как собрать транзисторный термостат:

Самодельный транзисторный термостат

Сейчас мы расскажем, как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема скопирована с серийного образца. Полезно для тех, кто хочет просмотреть и повторить, или как образец для устранения неполадок устройства.

Центр схемы — микросхема стабилизатора, подключена необычным образом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 вольт. Именно такое значение у данной микросхемы имеет внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока ничего не пропускает. Эту его особенность стали использовать во всевозможных схемах термостатов.

Как видите, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 — добавочные резисторы, а R9является термистор. При изменении температуры напряжение на входе 1 микросхемы смещается, и если оно достигает порога срабатывания, то напряжение идет дальше по цепи. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптопара U1, для оптической развязки цепи питания от цепей управления.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а питается от цепи гасящих конденсаторов С1, R1 и R2, поэтому также находится под опасным для жизни напряжением, и при работе нужно быть предельно осторожным со схемой. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых скачков в схеме установлены стабилитрон VD2 и конденсатор С3. На приборе установлен светодиод HL1 для визуальной индикации наличия напряжения. Элемент управления питанием — симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптопару У1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, легко настраивается и легко повторяется. Наглядная схема термостата на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматизации представлена ​​ниже:

Этот термостат способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами и звуковые сигналы тревоги. Для управления температурой паяльника есть интересная схема на той же микросхеме TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используется биметаллическая термопара, которую можно одолжить в мультиметре с выносного счетчика или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для повышения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431 на LM351 установлен дополнительный усилитель. Управление осуществляется через оптопару МОС3021 и симистор Т1.

При включении термостата в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. Это главный недостаток данной схемы, ведь не всем хочется постоянно проверять, что вилка подключена к розетке, а пренебрегая этим, можно получить удар током или повредить электронные компоненты при пайке. Диапазон регулируется резистором R3. Эта схема обеспечит длительную работу паяльника, исключит его перегрев и повысит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея по сборке простого термостата рассмотрена в видео:

Терморегулятор на микросхеме TL431

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров терморегуляторов вполне достаточно для удовлетворения потребностей дома ремесленник. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко воспроизводимы и практически не нуждаются в корректировке. Эти самоделки легко приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, контроля тепла в инкубаторе или теплице, модернизации утюга или паяльника. Кроме того, восстановить старый холодильник можно, переделав регулятор для работы с отрицательными температурами, заменив сопротивления в измерительном плече. Надеемся, наша статья была интересной, вы нашли ее полезной для себя и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать их в комментариях.

Работу газового или электрического котла можно оптимизировать с помощью внешнего управления агрегатом. Для этой цели предназначены внешние термостаты, доступные на рынке. Эта статья поможет вам разобраться, что представляют собой эти устройства и разобраться в их разновидностях. Также будет рассмотрен вопрос, как собрать терморегулятор своими руками.

Назначение терморегуляторов

Любой электрический или газовый котел оснащен комплексом автоматики, следящей за нагревом теплоносителя на выходе из агрегата и отключающей основную горелку при достижении заданной температуры. Оборудованы аналогичными средствами и твердотопливные котлы. Они позволяют поддерживать температуру воды в определенных пределах, но не более того.

При этом не учитываются климатические условия в помещении или на улице. Это не очень удобно, домовладельцу приходится постоянно самостоятельно выбирать подходящий режим работы котла. Погода может меняться в течение дня, то в комнатах становится жарко или прохладно. Было бы намного удобнее, если бы автоматика котла ориентировалась на температуру воздуха в помещениях.

Для управления работой котлов в зависимости от фактической температуры применяются различные термостаты для отопления. Будучи подключенным к электронике котла, такое реле отключается и начинает нагрев, поддерживая необходимую температуру воздуха, а не теплоносителя.

Типы тепловых реле

Обычный термостат представляет собой небольшой электронный блок, закрепленный на стене в подходящем месте и подключенный к источнику тепла проводами. На передней панели есть только регулятор температуры, это самый дешевый тип устройства.

Кроме нее существуют и другие типы тепловых реле:

• программируемые: имеют жидкокристаллический дисплей, подключаются с помощью проводов или используют беспроводную связь с котлом. Программа позволяет установить изменение температуры в определенные часы суток и по дням в течение недели;
• то же устройство, только с GSM-модулем;
автономный регулятор
• с питанием от собственного аккумулятора;
Беспроводной термостат
• с выносным датчиком для управления процессом нагрева в зависимости от температуры окружающей среды.

Примечание. Модель, в которой датчик расположен снаружи здания, обеспечивает погодозависимое регулирование работы котельной. Способ считается наиболее эффективным, так как источник тепла реагирует на изменения погодных условий еще до того, как они повлияют на температуру внутри здания.

Многофункциональные программируемые термостаты значительно экономят электроэнергию. В те часы дня, когда дома никого нет, нет смысла поддерживать в помещениях высокую температуру. Зная график работы своей семьи, домовладелец всегда может запрограммировать термовыключатель так, чтобы в определенные часы температура воздуха падала, а отопление включалось за час до прихода людей.

Бытовые термостаты, оснащенные GSM-модулем, способны обеспечить дистанционное управление котельной посредством сотовой связи. Бюджетный вариант — отправка уведомлений и команд в виде смс-сообщений с мобильного телефона. Продвинутые версии устройств имеют собственные приложения, установленные на смартфоне.

Как самому собрать термостат?

Имеющиеся в продаже приборы управления отоплением достаточно надежны и не вызывают нареканий. Но при этом они стоят денег, и это не устраивает тех домовладельцев, которые хоть немного разбираются в электротехнике или электронике. Ведь понимая, как должен функционировать такой терморегулятор, вы сможете собрать и подключить его к теплогенератору своими руками.

Конечно, сделать сложное программируемое устройство сможет далеко не каждый. Кроме того, для сборки такой модели необходимо приобрести комплектующие, тот же микроконтроллер, цифровой дисплей и другие детали. Если вы новичок в этом деле и разбираетесь в вопросе поверхностно, то стоит начать с какой-нибудь простой схемы, собрать и запустить ее в работу. Добившись положительного результата, можно нацеливаться на что-то более серьезное.

Для начала нужно иметь представление из каких элементов должен состоять термостат с регулировкой температуры. Ответ на вопрос дает принципиальная схема, представленная выше и отражающая алгоритм работы устройства. По схеме любой термостат должен иметь элемент, который измеряет температуру и подает электрический импульс на блок обработки. Задача последнего — усилить или преобразовать этот сигнал таким образом, чтобы он служил командой исполнительному элементу — реле. Далее мы представим 2 простые схемы и объясним их работу в соответствии с этим алгоритмом, не прибегая к конкретным терминам.

Цепь стабилитрона

Стабилитрон — это тот же полупроводниковый диод, который пропускает ток только в одном направлении. Отличие от диода в том, что стабилитрон имеет управляющий контакт. Пока на него подается заданное напряжение, элемент открыт и по цепи протекает ток. Когда его значение падает ниже предела, цепочка разрывается. Первый вариант — схема теплового реле, где роль логического блока управления играет стабилитрон:

Как видите, диаграмма разделена на две части. С левой стороны показана часть, предшествующая управляющим контактам реле (обозначение К1). Здесь измерительным узлом является терморезистор (R4), его сопротивление уменьшается с повышением температуры окружающей среды. Ручной регулятор температуры представляет собой переменный резистор R1, цепь питается напряжением 12 В. В штатном режиме на управляющем контакте стабилитрона присутствует напряжение более 2,5 В, цепь замкнута, реле включен.

Консультации. Любое недорогое имеющееся в продаже устройство может служить источником питания 12 В. Реле — геркон марки РЭС55А или РЭС47, терморезистор — КМТ, ММТ или подобные.

Как только температура поднимется выше установленного предела, сопротивление R4 упадет, напряжение станет меньше 2,5 В, стабилитрон разорвет цепь. Далее то же самое сделает реле, отключив силовую часть, схема которой показана справа. Здесь простой термостат для котла снабжен симистором Д2, который вместе с замыкающими контактами реле служит исполнительным узлом. Через него проходит напряжение питания котла 220 В.

Логическая микросхема

Данная схема отличается от предыдущей тем, что вместо стабилитрона в ней используется логическая микросхема К561ЛА7. Датчик температуры по-прежнему терморезистор (обозначение — VDR1), только теперь решение о замыкании цепи принимает логический блок микросхемы. Кстати марка К561ЛА7 выпускается с советских времен и стоит сущие копейки.

Для промежуточного усиления импульсов используется транзистор КТ315, для этих же целей в оконечном каскаде установлен второй транзистор КТ815. Эта схема соответствует левой части предыдущей, силовой агрегат здесь не показан. Как нетрудно догадаться, может быть аналогично — с симистором КУ208Г. Работа такого самодельного термостата проверена на котлах ARISTON, BAXI, Дон.

Вывод

Самостоятельно подключить термостат к котлу не сложно; в интернете много материалов на эту тему. Но сделать его своими руками с нуля не так-то просто, кроме того, для проведения регулировки потребуется измеритель напряжения и тока. Покупать готовое изделие или браться за его изготовление самостоятельно – решение остается за вами.

Терморегулятор в быту используется в самых разных устройствах, начиная от холодильника и заканчивая утюгами и паяльниками. Наверное, нет такого радиолюбителя, который обошёл бы такую ​​схему. Чаще всего в качестве датчика температуры или датчика в различных любительских конструкциях используются термисторы, транзисторы или диоды. Работа таких терморегуляторов достаточно проста, алгоритм работы примитивен, и, как следствие, простая электрическая схема.

Заданная температура поддерживается включением и выключением нагревательного элемента (ТЭН): как только температура достигает установленного значения, срабатывает компаратор и ТЭН выключается. Этот принцип регулирования реализован во всех простых регуляторах. Казалось бы, все просто и понятно, но это только к делу, пока дело не доходит до практических опытов.

Самый сложный и трудоемкий процесс при изготовлении «простых» термостатов – настройка на требуемую температуру. Для определения характерных точек шкалы температур датчик предлагается сначала погрузить в сосуд с тающим льдом (это ноль градусов Цельсия), а затем в кипящую воду (100 градусов).

После такой «калибровки» методом проб и ошибок, с помощью термометра и вольтметра устанавливается требуемая температура срабатывания. После таких экспериментов результат не самый лучший.

В настоящее время различные компании производят множество датчиков температуры, которые уже откалиброваны в процессе производства. В основном это датчики, предназначенные для работы с микроконтроллерами. Информация на выходе этих датчиков цифровая, передается по однопроводному двунаправленному интерфейсу 1-wire, что позволяет создавать на базе таких устройств целые сети. Другими словами, очень легко создать многоточечный термометр, следить за температурой, например, в помещении и за окном, и даже не в одной комнате.

На фоне такого обилия интеллектуальных цифровых датчиков хорошо смотрится скромный прибор LM335 и его разновидности 235, 135. Первая цифра в маркировке указывает на назначение устройства: 1 соответствует военной приемке, 2 – промышленному использованию, а тройка – использованию компонента в бытовой технике.

Кстати, такая же стройная система обозначений характерна для многих импортных деталей, таких как операционные усилители, компараторы и многие другие. Отечественным аналогом таких обозначений стала маркировка транзисторов, например, 2Т и КТ. Первые предназначались для военных, вторые — для широкого применения. Но пора вернуться к уже знакомому LM335.

Внешне этот датчик выглядит как маломощный транзистор в пластиковом корпусе ТО-92, но внутри него 16 транзисторов. Также этот датчик может быть в корпусе СО — 8, но различий между ними нет. Внешний вид датчика показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Внешний вид датчика LM335

По принципу работы датчик LM335 представляет собой стабилитрон, в котором напряжение стабилизации зависит от температуры. При повышении температуры на один градус Кельвина напряжение стабилизации увеличивается на 10 милливольт. Типовая схема подключения показана на рис. 2.

Рисунок 2. Типовая схема подключения датчика LM335

При взгляде на этот рисунок сразу возникает вопрос, какое сопротивление резистора R1 и какое напряжение питания при такой схеме включения. Ответ содержится в технической документации, где сказано, что нормальная работа изделия гарантируется в диапазоне силы тока 0,45. ..5,00 миллиампер. Обратите внимание, что предел 5 мА не должен превышаться, так как датчик перегревается и измеряет собственную температуру.

Что покажет датчик LM335?

Согласно документации (Технический паспорт) датчик откалиброван по абсолютной шкале Кельвина. Если предположить, что температура в помещении -273,15°С, а это абсолютный ноль в Кельвинах, то рассматриваемый датчик должен показывать нулевое напряжение. При повышении температуры на каждый градус выходное напряжение стабилитрона будет увеличиваться на целых 10 мВ или 0,010 В.

Чтобы преобразовать температуру из обычной шкалы Цельсия в шкалу Кельвина, просто добавьте 273,15. Ну, про 0,15 всегда забывают, поэтому просто 273, и получается, что 0 °С это 0 + 273 = 273 °К.

В учебниках по физике нормальная температура 25°С, а по Кельвину 25+273=298, а точнее 298,15. Именно эта точка упоминается в техпаспорте как единственная точка калибровки датчика. Таким образом, при температуре 25°С выход датчика должен быть 298,15*0,010=2,9815В.

Рабочий диапазон датчика находится в пределах -40…100°С и во всем диапазоне характеристика датчика очень линейна, что позволяет легко рассчитывать показания датчика при любой температуре: сначала нужно перевести температуру из градусов Цельсия в кельвины. Затем умножьте полученную температуру на 0,010В. Последний ноль в этом числе указывает на то, что напряжение в Вольтах указано с точностью до 1 мВ.

Все эти рассуждения и расчеты должны привести к мысли, что при изготовлении термостата вам не придется ничего калибровать, погружая датчик в кипящую воду и тающий лед. Достаточно просто рассчитать напряжение на выходе LM335, после чего остается только установить это напряжение в качестве задающего на вход компаратора (компаратора).

Еще одной причиной использования LM335 в его конструкции является низкий ценник. В интернет-магазине его можно купить примерно за 1 доллар. Вероятно, доставка будет стоить дороже. После всех этих теоретических рассуждений можно переходить к разработке электрической схемы терморегулятора. В данном случае для погреба.

Принципиальная схема термостата для погреба

Чтобы сконструировать термостат для погреба на основе аналогового датчика температуры LM335, ничего нового изобретать не нужно. Достаточно обратиться к технической документации (Data Sheet) на данный компонент. В техпаспорте указаны все способы использования датчика, включая собственно термостат.

А вот эту схему можно считать функциональной, по которой можно изучить принцип работы. На практике придется дополнить его устройством вывода, позволяющим включать ТЭН заданной мощности и, конечно же, блоком питания и, возможно, индикаторами работы. Об этих узлах мы поговорим чуть позже, а пока посмотрим, что предлагает фирменная документация, это даташит. Схема в том виде, в каком она есть, показана на рис. 3.9.Рисунок 3. Схема подключения датчика LM335 . Один из входов (2) прямой и отмечен знаком +. Другой вход — обратный (3) помечен знаком минус. Выход компаратора — контакт 7.

Логика компаратора довольно проста. Когда напряжение на прямом входе (2) больше, чем на инверсном (3), на выходе компаратора устанавливается высокий уровень. Транзистор открывается и подключает нагрузку. На рисунке 1 это сразу ТЭН, а это функциональная схема. К прямому входу подключен потенциометр, который задает порог компаратора, т.е. заданное значение температуры.

Когда напряжение на обратном входе больше, чем на прямом входе, на выходе компаратора будет низкий уровень. Датчик температуры LM335 подключен к инверсному входу, поэтому при повышении температуры (нагреватель уже включен) напряжение на инверсном входе будет увеличиваться.

Когда напряжение датчика достигает порога, установленного потенциометром, компаратор переключается на низкий уровень, транзистор закрывается и выключает нагреватель. Затем весь цикл будет повторяться.

Осталось совсем ничего — на основе рассмотренной функциональной схемы разработать практическую схему, максимально простую и доступную для повторения начинающим радиолюбителям. Возможный вариант практической схемы показан на рисунке 4.

Рисунок 4.

Несколько пояснений к принципиальной схеме

Нетрудно заметить, что базовая схема немного изменилась. В первую очередь вместо нагревателя транзистор будет включать реле, а что реле включать об этом чуть позже. Также появился электролитический конденсатор С1, назначение которого сглаживание пульсаций напряжения на стабилитроне 4568. Но о назначении деталей поговорим чуть подробнее.

Питание датчика температуры и делителя напряжения уставки температуры R2, R3, R4 стабилизировано параметрическим стабилизатором R1, 1N4568, C1 с напряжением стабилизации 6,4В. Даже если все устройство будет питаться от стабилизированного источника, дополнительный стабилизатор не помешает.

Данное решение позволяет питать все устройство от источника, напряжение которого можно выбирать в зависимости от имеющегося напряжения катушки реле. Скорее всего это будет 12 или 24В. Блок питания может быть даже нерегулируемый, просто диодный мост с конденсатором. Но лучше не поскупиться и поставить в блок питания интегральный стабилизатор 7812, который также обеспечит защиту от КЗ.

Если разговор зашел о реле, что можно применить в этом случае? В первую очередь это современные малогабаритные реле, наподобие тех, что используются в стиральных машинах. Внешний вид реле показан на рисунке 5.

Рисунок 5. Малое реле

Несмотря на свои миниатюрные размеры, такие реле могут коммутировать ток до 10А, что позволяет коммутировать нагрузку до 2КВт. Это если на все 10А, но это не обязательно. Максимум, что можно включить таким реле, это ТЭН мощностью не более 1 кВт, ведь должен же быть хоть какой-то «запас прочности»!

Очень хорошо, если реле своими контактами включает магнитный пускатель серии ПМЭ, и пусть включает ТЭН. Это один из самых надежных вариантов переключения нагрузки. Возможная реализация этого варианта показана на рис. 6.

мощность, в качестве источника питания вполне подойдет любой сетевой адаптер китайского производства.

Если делать блок питания, как показано на схеме, то вполне подойдет небольшой силовой трансформатор от кассетного магнитофона, калькулятора или чего-то еще. Главное, чтобы напряжение на вторичной обмотке не превышало 12..14В. При меньшем напряжении реле не сработает, а при большем может просто сгореть.

Если выходное напряжение трансформатора в пределах 17…19В, то без стабилизатора не обойтись. Это не должно пугать, ведь современные интегральные стабилизаторы имеют всего 3 вывода, припаять их не так уж и сложно.

Включение нагрузки

Открытый транзистор VT1 включает реле К1, которое своим контактом К1.1 включает магнитный пускатель К2. Контакты магнитного пускателя К2.1 и К2.2 подключают нагреватель к сети. Следует отметить, что ТЭН включается сразу двумя контактами. Такое решение гарантирует, что при выключенном пускателе фазы на нагрузке не останется, если, конечно, все в порядке.

Так как в подвале сыро, иногда очень сыро, и очень опасно с точки зрения электробезопасности, то лучше всего подключить все устройство с помощью УЗО в соответствии со всеми требованиями к современной электропроводке.

Каким должен быть обогреватель

Схем регулирования температуры погреба опубликовано очень много. Когда-то их печатал журнал «Моделист-конструктор» и другие печатные издания, но сейчас все это изобилие перекочевало в интернет. В этих статьях даны рекомендации, каким должен быть утеплитель.

Кто-то предлагает обычные стоваттные лампы накаливания, трубчатые обогреватели марки ТЭН, масляные радиаторы (можно даже с неисправным биметаллическим регулятором). Также предлагается использовать бытовые обогреватели со встроенным вентилятором. Главное, чтобы не было прямого доступа к токоведущим частям. Поэтому ни в коем случае нельзя использовать старые электрические плиты с открытой спиралью и самодельные обогреватели типа «коза».

Сначала проверьте установку

Если прибор собран без ошибок из исправных деталей, то специальной регулировки не требуется. Но в любом случае перед первым включением обязательно нужно проверить качество монтажа: нет ли на печатной плате непропаянных или, наоборот, замкнутых дорожек. И вы не должны забывать делать эти действия, просто возьмите это за правило. Особенно это касается конструкций, подключенных к электрической сети.

Настройка термостата

Если первое включение конструкции произошло без дыма и взрывов, то единственное, что необходимо сделать, это установить опорное напряжение на прямом входе компаратора (вывод 2), в соответствии с желаемой температурой. Для этого нужно произвести несколько расчетов.

Предположим, что температура в подвале должна поддерживаться на уровне +2 градуса Цельсия. Затем сначала переводим его в градусы Кельвина, затем результат умножаем на 0,010В в итоге получается опорное напряжение, оно же заданное значение температуры.

(273,15 + 2) * 0,010 = 2,7515 (В)

Если предположить, что термостат должен поддерживать температуру, например, +4 градуса, то получится следующий результат: (273,15 + 4) * 0,010 = 2,7715(V)

В быту и в подсобном хозяйстве часто требуется поддерживать температурный режим помещения. Раньше для этого требовалась довольно большая схема, выполненная на аналоговых элементах, одну такую ​​мы и рассмотрим для общего развития. Сегодня все гораздо проще, если необходимо поддерживать температуру в диапазоне от -55 до +125°С, то программируемый термометр и термостат DS1821 отлично справится с этой целью.

Цепь термостата на специализированном датчике температуры. Этот термодатчик DS1821 можно недорого купить в АЛИ Экспресс (для заказа нажмите на картинку чуть выше)

Порог температуры включения и выключения термостата задается значениями TH и TL в памяти датчика, которые должны быть запрограммирован в DS1821. Если температура поднимется выше значения, записанного в ячейке TH, на выходе датчика появится уровень логической единицы. Для защиты от возможных помех схема управления нагрузкой реализована так, что первый транзистор запирается в той полуволне сетевого напряжения, когда оно равно нулю, тем самым подавая напряжение смещения на затвор второго полевого транзистора , который включает оптосимистор, а тот уже открывает смистор VS1, управляющий нагрузкой. .. Нагрузкой может быть любое устройство, например электродвигатель или нагреватель. Надежность блокировки первого транзистора необходимо регулировать подбором необходимого номинала резистора R5.

Датчик температуры DS1820 способен регистрировать температуру от -55 до 125 градусов и работает в режиме термостата.

Цепь термостата на датчике DS1820

Если температура превысит верхний порог TH, то на выходе DS1820 будет логическая единица, нагрузка будет отключена от сети. Если температура упадет ниже нижнего запрограммированного уровня TL, то на выходе датчика температуры появится логический ноль и будет включена нагрузка. Если есть какие-то непонятные моменты, самоделка позаимствована у №2 за 2006 год.

Сигнал с датчика поступает на прямой выход компаратора на операционном усилителе CA3130. На инвертирующий вход того же ОУ поступает опорное напряжение с делителя. Переменное сопротивление R4 задает требуемый температурный режим.

Схема термостата на датчике LM35

Если потенциал на прямом входе ниже установленного на выводе 2, то на выходе компаратора мы будем иметь уровень около 0,65 вольта, а если на наоборот, тогда на выходе компаратора мы получим высокий уровень около 2,2 вольта. Сигнал с выхода ОУ через транзисторы управляет работой электромагнитного реле. При высоком уровне он включается, а при низком — выключается, переключая своими контактами нагрузку.

TL431 — это программируемый стабилитрон. Используется в качестве источника опорного напряжения и источника питания для маломощных цепей. Необходимый уровень напряжения на управляющем выводе микросборки TL431 устанавливается с помощью делителя на резисторах Rl, R2 и термистора с отрицательным ТКС R3.

Если напряжение на выводе управления TL431 выше 2,5В, микросхема пропускает ток и включает электромагнитное реле. Реле переключает управляющий выход симистора и подключает нагрузку. При повышении температуры сопротивление термистора и потенциал на управляющем контакте TL431 падает ниже 2,5В, реле размыкает передние контакты и отключает ТЭН.

С помощью сопротивления R1 регулируем уровень нужной температуры для включения ТЭНа. Эта схема способна управлять ТЭНом до 1500 Вт. Реле подходит для РЭС55А с рабочим напряжением 10…12 В или его эквивалентом.

Аналоговая конструкция термостата используется для поддержания заданной температуры внутри инкубатора, либо в ящике на балконе для хранения овощей зимой. Питание осуществляется от автомобильного аккумулятора на 12 вольт.

Конструкция состоит из реле в случае падения температуры и отключения при повышении установленного порога.

Температура срабатывания реле термостата задается уровнем напряжения на выводах 5 и 6 микросхемы К561ЛЕ5, а температура выключения реле потенциалом на выводах 1 и 21. Разность температур регулируется падение напряжения на резисторе R3. В роли датчика температуры R4 используется термистор NTC, т. е.

Конструкция небольшая и состоит всего из двух блоков — измерительного блока на основе компаратора на ОУ 554СА3 и коммутатора нагрузки до 1000 Вт, построенного на стабилизаторе мощности КР1182ПМ1.

На третий прямой вход ОУ поступает постоянное напряжение с делителя напряжения, состоящего из сопротивлений R3 и R4. На четвертый инверсный вход подается напряжение от другого делителя на сопротивлении R1 и термисторе ММТ-4 R2.

Датчик температуры представляет собой термистор, расположенный в стеклянной колбе с песком, которая находится в аквариуме. Основным узлом конструкции является м/с К554САЗ — компаратор напряжения.

С делителя напряжения, в состав которого также входит термистор, управляющее напряжение поступает на прямой вход компаратора. Другой вход компаратора используется для регулирования требуемой температуры. Делитель напряжения выполнен из сопротивлений R3, R4, R5, образующих мост, чувствительный к изменениям температуры. При изменении температуры воды в аквариуме изменяется и сопротивление термистора. Это создает дисбаланс напряжений на входах компаратора.

В зависимости от разности напряжений на входах будет меняться выходное состояние компаратора. Нагреватель сделан таким образом, что при понижении температуры воды аквариумный термостат автоматически включается, а при повышении температуры воды выключается. Компаратор имеет два выхода, коллектор и эмиттер. Для управления полевым транзистором требуется положительное напряжение, поэтому именно коллекторный вывод компаратора подключается к плюсовой линии схемы. Сигнал управления поступает с вывода эмиттера. Резисторы R6 и R7 являются выходной нагрузкой компаратора.

Полевой транзистор IRF840 используется для включения и выключения нагревательного элемента в термостате. Для разрядки затвора транзистора присутствует диод VD1.

В цепи термостата используется бестрансформаторный источник питания. Избыточное переменное напряжение снижается за счет реактивного сопротивления конденсатора С4.

Основой первой конструкции термостата является микроконтроллер PIC16F84A с датчиком температуры DS1621 с интерфейсом l2C. В момент включения питания микроконтроллер сначала инициализирует внутренние регистры датчика температуры, а затем настраивает его. Термостат на микроконтроллере во втором случае выполнен уже на PIC16F628 с датчиком DS1820 и управляет подключенной нагрузкой с помощью контактов реле.

Датчик температуры своими руками

Температурная зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников как нельзя лучше подходит для создания нашего самодельного датчика.

Circuito недели — Умный термостат своими руками

Умный термостат своими руками

Блог Postcircuito team11 декабря 2017 г.

Всем привет и добро пожаловать на очередной Circuito недели . На этот раз мы собираемся сделать 9Схема умного термостата 0003 , помогающая контролировать влажность и температуру в вашем доме. Как и во всех других схемах домашней автоматизации, мы приглашаем вас взять этот пример и сделать его собственным, добавив или удалив компоненты и настроив схему в соответствии со своими потребностями. Circuito.io   здесь, чтобы помочь вам творить чудеса.

Логика схемы интеллектуального термостата 

Интеллектуальный термостат основан на датчике температуры и влажности .

Создайте интеллектуальный термостат сейчас >>

Мы можем настроить интеллектуальный термостат на выполнение различных действий, когда уровень температуры или влажности становится слишком высоким или слишком низким. Эти определения будут запрограммированы в контроллере. Здесь мы решили использовать NodeMCU , так как он имеет встроенный Wi-Fi.  

Термостат может иметь 2 режима, первый автоматический, что означает, что он будет самостоятельно контролировать температуру кондиционера и скорость вращения вентилятора, а также выключать и включать устройство. Второй будет управляться вручную дистанционно через Интернет. В обоих случаях управление кондиционером будет осуществляться путем отправки ИК-сигнала на кондиционер с помощью ИК-излучателя, закодированного специальным ИК-кодом вашего кондиционера. Для второго режима, когда вы управляете своим кондиционером, пока вас нет дома, вы можете использовать панель инструментов IoT, например 9.0003 Blynk или любая другая платформа IoT по вашему выбору. Вы можете ознакомиться с нашими рекомендуемыми приложениями IoT здесь.

Схема интеллектуального термостата

Нажмите на эту ссылку или изображение ниже, чтобы увидеть компоненты схемы.

Основные компоненты  для интеллектуального термостата

• DHT22 — недорогой датчик влажности и температуры. Возвращаемые значения: температура и влажность через цифровой интерфейс с одним проводом.
• NodeMCU — совместимый с Arduino микроконтроллер на базе ESP8266 со встроенным WiFi. Он отлично подходит для проектов Интернета вещей или просто как замена Arduino.
• Инфракрасный (ИК) светодиодный излучатель — очень простой ИК-излучатель, который позволяет вам создать собственный ИК-пульт дистанционного управления для устройств, которые могут принимать ИК-сигнал.
• Micro OLED — SparkFun Micro OLED Breakout Board представляет собой небольшой монохромный OLED-экран с изображением синего на черном. Это «микро», но он все еще производит впечатление — OLED-дисплей четкий, и вы можете разместить на нем обманчиво большое количество графики. Мы можем использовать его для отображения текущих показаний термостата.

Дополнительные компоненты для 9Интеллектуальный термостат 0004

«Вторичные компоненты» — это общее название для всех компонентов, которые необходимо добавить в схему, чтобы она заработала. Мы делим эти компоненты на: Общие вторичные компоненты – неэлектронные компоненты, которые можно найти почти в каждой схеме. Например, макетные платы, перемычки и т. д. Специальные вторичные компоненты — компоненты, добавляемые в схему в соответствии с конкретными компонентами, которые мы хотим использовать. Например, резисторы, регуляторы напряжения, конденсаторы и т. д., которые присутствуют для регулировки тока и уровней напряжения. Вы можете найти информацию о вторичных компонентах, которые вам нужны для каждого основного компонента, в таблицах данных и примерах схем, а также вы можете рассчитать некоторые их значений самостоятельно. При использовании генератора схем Circuito.io значения вторичных компонентов рассчитываются автоматически.

Специальные вторичные компоненты  

• Резисторы на 10 кОм и 220 Ом — Резистор представляет собой пассивный электрический компонент с двумя выводами, который реализует электрическое сопротивление как элемент схемы. В электронных схемах резисторы используются для уменьшения тока, регулировки уровни сигнала, для разделения напряжений, смещения активных элементов, терминирования линий передачи и многого другого. Требуется: инфракрасный (ИК) светодиод 950 нм и DHT22.
• Транзистор — NPN BC337  — Биполярные переходные транзисторы (BJT) производятся двух типов, NPN и PNP, и доступны в виде отдельных компонентов или изготавливаются в виде интегральных схем, часто в больших количествах. Основная функция биполярного транзистора — усиление тока. Это позволяет использовать BJT в качестве усилителей или переключателей, обеспечивая их широкое применение практически в любом электронном оборудовании. Требуется: Инфракрасный (ИК) светодиод 950 нм

Общие вторичные компоненты

• Макет  – лучше всего подходит для прототипирования. Позволяет электрически соединять различные компоненты с помощью перемычек.
• Провода-перемычки M/F и M/M  – используются для подключения компонентов к макетной плате.
• USB-кабель micro-B — для подключения микроконтроллера к компьютеру для загрузки кода.
• Штекерные разъемы — припаяны к разным компонентам, в данном случае это преобразователь логического уровня, используемый ESP8266.
• Адаптер цилиндрического разъема постоянного тока  – Совместимость с макетными платами.

Покупка компонентов для интеллектуального термостата

Теперь вы можете купить компоненты для своей цепи на Circuito.

No related posts.