Простые схемы электронных терморегуляторов своими руками. Простые схемы электронных терморегуляторов своими руками Терморегуляторы для котлов отопления

Вот конструкция термостата для холодильника, который работает уже более 2 лет. А всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог - холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода - они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.

Схема термостата холодильника на МК

Фото оригинального термостата и самодельного

Для подключения потребовалось провести второй провод 220 В (взял от лампы освещения) для питания трансформатора.
Разъем, к которому подключен потенциометр - это одновременно разъем программирования ISP.

Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.

Термостат в настоящее время работает без проблем, и что главное - обошёлся по цене примерно в 10 раз меньше оригинального.

Трансформатор тут на 6 В. Был выбран такой, чтобы свести к минимуму потери на микросхеме 7805.

Реле здесь можно поставить и на 12 В. Если взять на него напряжение до стабилизатора. Чтобы снизить расходы, можно было бы создать блок питания бестрансформаторным, хотя найдутся сторонники и противники такого решения (электробезопастность). Еще одно сокращение расходов - это исключение микроконтроллера AVR. Есть термометры Даллас, которые могут работать тоже в режиме термостата.

Терморегуляторы широко используются в современных бытовых приборах, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при работе печей. Принцип действия любого терморегулятора основан на включении или выключении различных приборов после достижения определенных значений температуры.

Современные цифровые терморегуляторы управляются при помощи кнопок: сенсорных или обычных. Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых терморегуляторов является самой дорогостоящей. С помощью прибора можно предусмотреть изменение температуры по часам или задать необходимый режим на неделю вперед. Управлять прибором можно дистанционно: через смартфон или компьютер.

Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, сделать терморегулятор своими руками – задача довольно непростая, которая требует серьезных знаний. Но собрать небольшое устройство для кулера или инкубатора под силу любому домашнему мастеру.

Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.

Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.

Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.

Схема работы простого терморегулятора

Обычно для поддержания заданной температуры используются схемы на основе реле. Основными элементами, входящими в данное оборудование, являются:

• температурный датчик;
• пороговая схема;
• исполнительное или индикаторное устройство.

В качестве датчика можно использовать полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термореле.

Схема терморегулятор реагирует на превышения параметра над заданным уровнем и включает исполнительное устройство. Самым простым вариантом такого прибора является элемент на биполярных транзисторах. Термореле выполнено на основе триггера Шмидта. В роли датчика температуры выступает терморезистор – элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от повышения или понижения градусов.

R1 – это потенциометр, который устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счет регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора изменяется. При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему питанию оборудования. Чтобы защитить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.

Внимание! В интернете можно увидеть картинки с чертежами термостата для разного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не соответствуют друг другу. Иногда на рисунках могут быть представлены просто другие устройства. Поэтому изготовление можно начинать только после тщательного изучения всей информации.

Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего терморегулятора и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для отопления –другие.

Терморегулятор на трех элементах

Одним из элементарных устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой терморегулятор своими руками, предназначенный для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же существуют проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.

Схема терморегулятор в этом случае состоит всего лишь из трех элементов:

• силового транзистора MOSFET (N канальный), можно использовать IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А или IFR510 Power MOSFET;
• потенциометра 10 кОм;
• NTC термистора в 10 кОм, который будет выполнять роль сенсора температуры.

Термодатчик реагирует на повышение градусов, за счет чего срабатывает вся схема, и вентилятор включается.

Теперь переходим к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот момент, когда температура приближается к критической, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться очень медленно. Лучше сделать настройку несколько раз, чтобы убедиться в эффективности работы оборудования.

Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, значительно отличающиеся по виду и техническим характеристикам. У каждого сопротивления или реле есть несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны в схеме, можно брать и другие, совпадающие по параметрам с образцами.

Терморегуляторы для котлов отопления

При регулировке отопительных систем важно точно откалибровать прибор. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы можно воспользоваться следующей схемой.

С помощью этой схемы можно создать наружное оборудование для контроля за твердотопливным котлом. Роль стабилитрона здесь выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагреве. Резистор подключается в сеть делителя напряжения электричества. Необходимую температуру можно задать с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Полученный ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Последний соединен со вторым триггером.

Контроль температуры идет по следующей схеме:

• при понижении градусов напряжение в реле растет;
• при достижении определенного значения вентилятор, который соединен с реле, выключается.

Напайку лучше производить на слепыше. В качестве элемента питания можно взять любое устройство, работающее в пределах 3-15 В.

Осторожно! Установка самодельных приборов любого назначения на системы отопления может привести к выходу из строя оборудования. Более того, использование подобных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций в вашем доме.

Цифровой терморегулятор

Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.

Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.

При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.

При создании любого из устройств важно не только правильно спаять саму схему, но и продумать, как лучше разместить оборудование. Необходимо, чтобы сама плата была защищена от влаги и пыли, иначе не избежать короткого замыкания и выхода из строя отдельных элементов. Также следует позаботиться об изоляции всех контактов.

Видео

Описываемая электрическая схема электронного терморегулятора для холодильника меняет продолжительность паузы в работе компрессора, которая зависит от внутренней температуры.

Описание работы терморегулятора для холодильника

Электрическая схема (рис. 1.35) содержит генератор на микросхеме DD1, ключи на радиоэлементах DD2.2, DD2.3 и инвертор на элементе DD2.1.

Генератор на микросхеме К176ИЕ5 обладает переключаемыми RC-цепями (Rl, R3, Сl и R2, R4, С2). модификация времязадающих цепей выполняется ключами на микросхеме К561КТ3. Управление ключами начинается сигналами с выхода пятнадцатого разряда (вывод 5) делителя сигналов DD1.

При высоком напряжении на выходе 5 к внутренним лог. элементам микросхемы DD1 подсоединяется одна RC-цепь (R2, R4, С2). При низком напряжении электросигнал переворачивается инвертором на элементе DD2.1 и, сквозь ключ DD2.2, подсоединяется другая электроцепь (Rl, R3, Cl). Для смены термостата холодильника сопротивление R4 может иметь величину от 100 килоОм и более.

При снижении температуры в холодильнике до 0 градусов, терморезистор марки ММТ4 сопротивлением 220 килоОм имел сопротивление в 400 кОм. Так как терморезистор подключен в цепи, определяющей продолжительность паузы, то чем ниже температура в холодильной камере, тем больше момент паузы в работе компрессора холодильника.

Следовательно, совершается регулировка температуры путем изменения длительности паузы в работе компрессора холодильника сопротивлением R3. Контролирующий импульс, сквозь ключ на транзисторе VT1 вкл промежуточное электрореле Kl, которое вкл более мощное реле. Промежуточное электрореле марки РЭС6, РЭС49.

Микросхему К561КТ3 возможно поменять на К176КТ1. Переключатель SA1 нужен для включения постоянного функционирования компрессора после оттаивания холодильника. Печатная плата электрореле показана на рисунке 1.36, а со стороны установки радиодеталей рисунок 1.37.

Габариты платы ограничены размерами электрореле на 220 В. На плате расположены выпрямительные диоды и емкости фильтра. Терморезистор R3 припаивают к тонкому проводу марки МГТФ и размещают в морозильнике.

Сопротивление R4 и переключатель SA1 размещают вблизи на пластмассовой боковой крышке реле. Переменное напряжение, идущее на электросхему должно быть таким, чтобы выпрямленное напряжение не было более 9 В. При меньшем напряж. микросхема К176ИЕ5 еще может работать, однако при напряж. более 9 В она может не работать.

Если вам необходим генератор крайне низкой частоты с раздельной регулировкой продолжительности высокого и низкого уровней, то сопротивление R3 может быть заменен потенциометром до 3 МОм. Частоту приблизительно высчитывают по формуле F =0,7/RC.

При расчетах продолжительности следует помнить, что момент работы или паузы будет равняться половине расчетной, поскольку берется лишь часть периода - либо высокий уровень, либо низкий.

Простой термостат для холодильника

Своими руками

Make a Simple Refrigerator Thermostat Circuit

Хотите сделать точный электронный термостат для вашего холодильника? Схема твердотельного термостата, описанная в этой статье, удивит вас своей «крутой» производительностью.

Введение

Устройство, однажды построенное и интегрированное с любым соответствующим устройством, мгновенно начнет демонстрировать улучшенный контроль системы, экономя электроэнергию, а также увеличит срок службы прибора.Обычные холодильные термостаты являются дорогостоящими и не очень точными. Более того, они подвержены износу и поэтому не постоянны. Здесь обсуждается простой и эффективный электронный рефрижераторный термостат.
Термостат, как мы все знаем, - это устройство, которое способно воспринимать определенный заданный уровень температуры и отключать или переключать внешнюю нагрузку. Такие устройства могут быть электромеханическими типами или более сложными электронными типами.
Термостаты обычно связаны с устройствами кондиционирования, охлаждения и нагрева воды. Для таких применений устройство становится важной частью системы, без которой прибор может достичь и начать работать в экстремальных условиях и в конечном итоге получить повреждение.
Регулировка переключателя управления, предусмотренного в вышеуказанных устройствах, гарантирует, что термостат отключит питание прибора после того, как температура пересечет требуемый предел и переключится, как только температура вернется к нижнему порогу.
Таким образом, температура внутри холодильников или комнатная температура через кондиционер поддерживается в благоприятных диапазонах.
Идея схемы холодильного термостата, представленная здесь, может использоваться снаружи над холодильником или любым аналогичным устройством для управления его работой.
Управление их работой может быть выполнено путем присоединения чувствительного элемента термостата к внешней теплоотводящей решетке, обычно расположенной за большинством охлаждающих устройств, которые используют фреон.
Конструкция более гибкая и широкая по сравнению со встроенными термостатами и способна демонстрировать лучшую эффективность. Схема может легко заменить обычные низкотехнологичные конструкции, и, кроме того, она намного дешевле по сравнению с ними.
Давайте разобраться, как работает схема:

Описание схемы
Простая схема термостата холодильника

На диаграмме показана простая схема, построенная вокруг IC 741, которая в основном сконфигурирована как компаратор напряжения. Здесь используется трансформатор с меньшим потреблением энергии, чтобы сделать схему компактной и твердотельной.
Конфигурация моста, содержащая R3, R2, P1 и NTC R1 на входе, формирует основные чувствительные элементы схемы.
Инвертирующий вход IC зажимается на половину напряжения питания с использованием сети делителя напряжения R3 и R4.
Это устраняет необходимость обеспечения двойного питания ИС, и схема может обеспечить оптимальные результаты даже при однополюсном напряжении питания.
Опорное напряжение на неинвертирующий вход IC фиксируются через заданный P1 по отношению к NTC (отрицательному температурному коэффициенту).
В случае, если температура под контролем имеет тенденцию дрейфовать выше желаемых уровней, сопротивление NTC падает, а потенциал на неинвертирующем входе IC пересекает заданное значение.
Это мгновенно переключает выходной сигнал ИС, который, в свою очередь, переключает выходной каскад, содержащий транзистор, сеть с триаксом, отключая нагрузку (нагрев или систему охлаждения), пока температура не достигнет нижнего порога.
Сопротивление обратной связи R5 в некоторой степени помогает вызвать гистерезис в цепь, важный параметр, без которого схема может быстро вращаться в ответ на внезапные изменения температуры.

Как только сборка завершена, настройка схемы очень проста и выполняется со следующими пунктами:

ПОМНИТЕ ВНЕШНЮЮ ЦЕПЬ НА ОСНОВЕ ПОТЕНЦИАЛА ПОСТОЯННОГО ИСТОЧНИКА, ОСТОРОЖНО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНЫ, ЧТОБЫ ПРОТИВ ИСПЫТАНИЙ И ПРОЦЕДУР УСТАНОВКИ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕРЕВЯННОГО ПЛАНКА ИЛИ ЛЮБОГО ДРУГОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПО ВАШЕЙ НОГЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ СТРОГО; ТАКЖЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ИЗОЛИРОВАНЫ ВБЛИЗИ ВБЛИЗИ ПЛОЩАДКИ.

Как настроить этот электронный термостат холодильного контураВам понадобится образец источника тепла, точно отрегулированный до желаемого порогового уровня отсечки цепи термостата.
Включите схему и введите и прикрепите вышеуказанный источник тепла к NTC.
Теперь настройте предустановку так, чтобы выход просто переключился (загорается светодиод выхода).Удалите источник тепла от NTC, в зависимости от гистерезиса цепи выход должен отключиться в течение нескольких секунд.
Повторите процедуру много раз, чтобы подтвердить ее правильное функционирование.
Это завершает настройку этого холодильного термостата и готова к интеграции с любым холодильником или аналогичным устройством для точного и постоянного регулирования его работы.

Список деталей

R2 = Предустановка 10KR3,

R9 = 56 OHM / 1watt

С1 = 105 / 400В

С2 = 100uF / 25V

Z1 = 12 В, 1 Вт стабилитрон

*вариант через оптопару, добавлен выключатель и диодный мост в блок питанания

Как создать автоматическую цепь контроллера температуры холодильника

Идея этой схемы была предложена мне одним из острых читателей этого блога г-ном Густаво. Я опубликовал одну подобную схему автоматического термостата холодильника, однако схема была предназначена для определения более высокого уровня температуры, доступного в задней части решетки холодильников.

Введение

Г-н Густаво не совсем понял эту идею, и он попросил меня разработать схему термостата холодильника, которая могла бы ощущать холодные температуры внутри холодильника, а не горячие температуры в задней части холодильника.
Поэтому с некоторыми усилиями я мог бы найти настоящую ЦЕПНУЮ СХЕМУ контроллера температуры холодильника, давайте изучим эту идею со следующими моментами:
Как функции цепей
Концепция не очень новая, ни уникальная, это обычная концепция компаратора, которая была включена здесь.

IC 741 был сфальсифицирован в стандартном режиме компаратора, а также в качестве схемы без инвертирующего усилителя.
Термистор NTC становится основным чувствительным компонентом и специально отвечает за чувствительность к холодным температурам.
NTC означает отрицательный температурный коэффициент, что означает, что сопротивление термистора будет возрастать по мере того, как температура вокруг него падает.
Следует отметить, что NTC должен быть оценен в соответствии с данными спецификациями, иначе система не будет функционировать должным образом.
Предустановленный P1 используется для установки точки отключения IC.
Когда температура внутри холодильника падает ниже порогового уровня, сопротивление термистора становится достаточно высоким и уменьшает напряжение на инвертирующем штифте ниже уровня неинвертирующего пин-напряжения.
Это мгновенно делает вывод IC высоким, активируя реле и выключая компрессор холодильника.
P1 должен быть установлен таким образом, чтобы выход операционного усилителя становился высоким при нулевом градусе Цельсия.
Небольшой гистерезис, введенный схемой, приходит как благо или, скорее, замаскированное благословение, потому что из-за этого схема не переключается быстро на пороговых уровнях, а реагирует только после того, как температура поднялась примерно на пару градусов выше уровня отключения.
Например, предположим, что если уровень срабатывания установлен на нулевом уровне, IC отключит реле в этой точке, а компрессор холодильника также будет выключен, температура внутри холодильника теперь начнет расти, но ИС не переключится немедленно, но сохраняет свое положение до тех пор, пока температура не повысится, по крайней мере, до 3 градусов по Цельсию выше нуля.


Если у вас есть дополнительные вопросы относительно этой автоматической схемы регулятора температуры холодильника, вы можете выразить то же самое через свои комментарии

Регулирование RP1, RP2 может быть заданными точками контроля температуры, 555 временной схемой инвертирования схем Шмитта с использованием реле для достижения автоматического управления.

Обновлен 01 апр 2018 . Создан 29 мар 2018

Для поддержания необходимого диапазона температуры в современном холодильнике используется специальное устройство терморегулятор, сокращенно термостат. Термостат холодильника осуществляет включение и отключения компрессора. Иногда возникает ситуация, когда он выходит из строя, а заменить его нечем, тогда можно найти правильное решение и изготовить его своими руками, рассмотрим схему такого устройства.

Термостат обладает гальванической развязкой с питающим напряжением и позволяет поддерживать с достаточно хорошей точностью температуру внутри камеры холодильника.

Термостат холодильника на ОУ TLC271

Температурного датчиком является LM335. На самом деле, как следует из описания, это стабилизатор напряжения, параметры которого чувствительны к изменениям температуры. Подключается LM335 только двумя контактами. Катод подсоединен к плюсу через нагрузочный резистор R1, а анод к минусу.

Напряжение с LM335 поступает на прямой вход компаратора TLC271, на его инверсном входе имеется потенциал с делителя напряжения на сопротивлениях R3,R4,R5.

Температурный диапазон во внутренней камере холодильника, регулируют переменным сопротивлением R4. Если температура возрастет выше этого диапазона, то напряжение на прямом входе компаратора уменьшится по сравнению с инверсным входом. Это создаст на выходе компаратора сигнал логической единицы, что и откроет транзистор.

В коллекторной цепи транзистора КТ3102 подсоединены два оптотиристора. Их светодиодные части соединены последовательно, а их тиристорные составляющие параллельно и встречно-направлено. Поэтому появляется интересная возможность управлять переменным током (первый тиристор оптопары работает на первой полуволне, а второй на второй полуволне. Компрессор холодильника включается.

Как только температура внутри камеры холодильника снизится ниже установленного диапазона, то на выходе компаратора сформируется уровень логического нуля и компрессор отключится.

При данном варианте схемы, компрессор включается, когда температура достигнет + 6 градусов и отключается при понижение ее до + 4 градусов Цельсия.

Этого температурного интервала вполне достаточно для поддержания необходимой температуры хранения продуктов, и при этом обеспечивается комфортная работа компрессора, предотвращая его сильный износ. Это особенно актуально в устаревших моделях, с применением термореле для запуска двигателя.

Термостат холодильника на LM35

Терморегулятор считывает температуру датчиком LM35, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры в холодильной камере, линейно откалиброванную с коэффициентом 10 мВ на 1 градус Цельсия.

Так как выходного напряжения явно недостаточно, чтобы открыть VT1, датчик LM35 включен по схеме источника тока. Его выход нагружен сопротивлением R1 и поэтому сила тока меняется пропорционально температуре в камере. Этот ток влечет падение на сопротивление R2. Падение напряжения управляет работой первого биполярного транзистора VT1. Если падение напряжения выше уровня порогового напряжения эмиттерного перехода, оба транзистора открываются, реле К1 срабатывает, а его фронтовые контакты и запускают электродвигатель.

Сопротивление R3 создает цепочку положительной обратной связи. Это обеспечивает гистерезис для предотвращения слишком частого включения компрессора. Обмотка электромагнитного реле должна быть на пять вольт, а его контакты должны выдерживать ток и напряжение через них протекающего, смотри .

Датчик температуры LM35 расположен внутри холодильного агрегата в правильном месте. Сопротивление резистора R1 припаивается непосредственно к датчику, чтобы можно было соединить LM35 с платой всего двумя проводами.

Если потребуется немного откорректировать уровень температуры, то это можно сделать подбором номинала сопротивлений резисторов R1 или R2. Резистор R3 задает величину гистерезиса.

Основой конструкции является операционный усилитель К157УД1 с выходным током 300ма, что дает возможность подсоединить оптотиристор, непосредственно к выходу ОУ без использовния буферного транзистора. ОУ включен как компаратор. Температуру отключения компрессора холодильника задают сопротивлением R1. Разницу между температурами включения и отключения задают сопротивлением R4.

Вместо электронного ключа на оптосимисторе и мощном симисторе VS1, можно использовать обычное реле с током коммутации на 10 Ампер. В этом случае обмотка реле подсоединена к шестому выводу микросхемы DA1 и третим выводом DA2. К этим же выводам подсоединен и демпфирующий диод. В случае использования реле, потребуется будет увеличить номинал емкости конденсатора С5 до 1 мкф. Если в конструкции будет использован электронный ключ, то диоды VD1 и VD2 можно исключить, соединив второй вывод DA2 непосредственно с корпусом.

Ведь никто не может запретить нам использовать, одну из них для возможной замены.