kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Pratik Elektronik
Görüntülenme sayısı: 79375
Makaleye yorum: 6
Yağ soğutucusu için elektronik termostat
Bir yağ ısıtma radyatörünün mekanik sıcaklık regülatörünün nasıl değiştirileceği hakkında bir makale.
Günlük yaşamda sıklıkla ısıtma için yağ radyatörleri kullanmanız gerekir. Kural olarak, bu günler sonbaharda, zaten dışarıda oldukça soğuk olduğunda ve kamu hizmetlerinin dairelerde merkezi ısıtmayı açmak için acele etmediği durumlarda gelir. Bu radyatörler, diğer elektrikli ısıtma cihazlarının aksine hava oksijeni yakmaz.
Bu radyatörler için ısıtma sıcaklığı, temeli bimetalik bir plaka olan bir elektromekanik regülatör kullanılarak ayarlanır - mekanik temasın çalışmasını kontrol eder. Bu kontak, ayarlanan sıcaklığa ulaşıldığında ısıtıcıyı kapatır.
Böyle bir regülatör kullanılamaz hale geldiğinde, vakaların neredeyse yüzde yüzünde tamir edilemez. Sıcaklık kontrolörü olmayan bir radyatör kullanmak imkansız hale gelir: ya periyodik olarak manuel olarak açmanız gerekir - kapatın veya oturun ve bir yangının olmasını bekleyin. Bu makalede açıklanan yarı iletken sıcaklık kontrolörü, bu durumdan kurtulmanıza yardımcı olacaktır.
Yarıiletken Sıcaklık Sensörleri
Bu kontrolörün ayırt edici bir özelliği, imalatçı tarafından zaten imalatında kalibre edilmiş LM335AZ sensörünü kullandığı için sıcaklık kalibrasyonu gerektirmemesidir.
Birkaç tip kalibre edilmiş sıcaklık sensörü vardır, örneğin DS1621, DS1820 ve diğerleri. Bu sensörler dijital formda sıcaklık okumaları sağlar, bu nedenle ölçüm sonucu sadece kullanılabilir mikrodenetleyici cihazlarprogramlama gerektiren.
Analog sıcaklık sensörü LM335AZ
LM335AZ sensörü, ölçüm sonucunu analog form (voltaj), mikro denetleyicilerin ve yazma programlarının kullanılmasını gerektirmez. Basit bir devre monte etmek yeterlidir ve cihaz istendiği gibi çalışacaktır. Açıklanan sıcaklık kontrolörünün şeması Şekil 1'de gösterilmektedir.
Şekil 1. Yağ soğutucusu için termostat.
Çalışma prensibine göre, LM335AZ, stabilizasyon voltajı ortam sıcaklığına bağlı olan yarı iletken kontrollü bir zener diyotun çeşitlerinden biridir. Bu özellik kesinlikle standartlaştırılmıştır ve 10 mV / ° C'dir. Bu durumda, voltajın sıcaklık katsayısı (TKN) pozitiftir, yani her dereceye kadar sıcaklıkta bir artışla, böyle bir sensörün çıkışındaki voltaj 10 mV artar.
Üretici, sıcaklık -40 ... + 100 ° C arasında değiştiğinde, sensörün karakteristikinin doğrusal olduğunu ve hatanın ± 1 ° C'den fazla olmadığını garanti eder. Bu doğruluk, ısıtıcının sıcaklığını kontrol etmek için yeterlidir. Bu tür parametrelerin zener diyottan geçen akımda 0.45 ... 5.0 mA seviyesinde elde edileceği ayrı olarak belirtilmelidir.
LM335AZ sensörleri Kelvin sıcaklık ölçeğinde kalibre edilir. Sıcaklığı hepimizin bildiği Celsius derecelerinden aktarmak için aşağıdaki formülü kullanmamız gerekecek: t ° K = 273 + t ° C. 10 mV / ° C sensörünün yukarıda belirtilen sıcaklık katsayısı göz önüne alındığında, çıkışındaki milivolt cinsinden voltaj, derecedeki okumalardan on kat daha yüksek olacaktır.
Basit bir örnek: odamızda duvar termometresi 25 derece gösteriyorsa, LM335AZ sensörünün çıkışındaki voltaj (273 + 25) * 10 = 2980 mV veya 2.98 V olacaktır. Yağ soğutucusu 70 ° C'ye ısıtıldığında hesaplamak kolaydır. LM335AZ sensörünün çıkışındaki voltaj (273 + 70) * 10 = 3430 mV veya 3.43 V olacaktır. Bir termostat oluşturmak için sadece sensörün çıkışındaki voltajı ölçmeniz ve bunu ısıtma sıcaklığını ayarlayan referans voltajıyla karşılaştırmanız gerekir.
Sensörün bu kadar ayrıntılı bir değerlendirmesinden sonra, az sayıda parça içeren, imalatı basit olan ve neredeyse ayar gerektirmeyen termostatın devre şemasının açıklamasına geçebiliriz.
Termostat güç kaynağı
Sıcaklık kontrolörünün güç kaynağı, bir söndürme kapasitörü ile iyi bilinen şemaya göre monte edilir. Diyagramda bu C1'dir. Paralel olarak, cihazın ağ ile bağlantısını kestikten sonra yukarıdaki kapasitörün deşarj edileceği bir direnç R1 monte edilir.
En önemlisi, bu deşarj bir sıcaklık regülatörü kurarken ve üretirken gereklidir - unutkanlık için şebeke voltajına şarj edilmiş bir kondansatörü tutarak elektrik çarpması almanın çok hoş olmadığını kabul etmelisiniz.
Direnç R2, ağa bağlandığında ani akımı azaltır ve acil durumlarda sigorta görevi görür. Gücü en az 1 watt olmalıdır. Daha düşük kapasitelerde, bu direnç, tamamen işlevsel bir cihazla bile direnç tabakasının tahrip olması nedeniyle yanar.
Köprü tarafından Zener diyot VD2'nin yardımıyla doğrultulan voltaj 12V ile sınırlıdır ve C4 kondansatörü dalgalarını düzeltir. Kondansatör C6, ağdan gelen darbeli ve yüksek frekanslı paraziti gidermek için tasarlanmıştır. 12 V voltajı çipe güç vermek için kullanılır - karşılaştırıcı, gösterge LED'leri HL1, HL2 ve LED triyak optokuplör U1.
İkinci stabilizasyon aşaması, +5 V çıkış voltajına sahip entegre bir stabilizatör 78L05 üzerinde gerçekleştirilir.Bu voltaj, sıcaklık sensörüne güç vermek ve karşılaştırıcının girişinde bir referans voltajı elde etmek için kullanılır. Tüm cihazın bir bütün olarak kararlılığı, bu voltajın kararlılığına bağlıdır.
Sıcaklık sensörü VK1, DA2 dengeleyicisinden R3 direnci üzerinden güç alır. Gürültü bastırma filtresi R4, C2, R5 aracılığıyla sensörden gelen voltaj, karşılaştırıcı (karşılaştırıcı) DA1.1'in evirmeyen girişine 3 verilir.
Isıtma sıcaklığını ayarlayan bir parazit giderici filtre R14, C3, R6 aracılığıyla karşılaştırıcının ters çevirme girişine 2 bir referans voltajı da verilir.
Cihazın ayarlanması, R17 direncinin sol çıkış devresindeki ayar direnci R15'i kullanarak sensörün ayarlanan maksimum sıcaklıkta üreteceği voltajı ayarlamaya indirgenir. Isıtmayı 70 ° C ile sınırlarsanız, Kelvin ölçeğinde bu 343 ° K'ye karşılık gelir, böylece sensör voltajı 3, 43 V olacaktır. Bir sıcaklıkta, örneğin 80 ° C, 3.53 V.
Sırasıyla, aralığın alt ucuna göre voltaj, R17 direncinin çıkış devresine göre sağ tarafta ayarlanmalıdır. Bu ayar, direnç R18 seçilerek yapılır. Direnç R17, şemada gösterildiği gibi yanlış yüz değerinin ellerinin altında da olabilir. 0 ° C'de (273 ° K'ye karşılık gelir), sensörün çıkışında sensörün voltajının 2,73 V olduğu göz önüne alındığında, bu dirençlerin değerlerinin yaklaşık olarak hesaplanması için R17 / (3.43 - 2.73) = R18 / 2 oranını kullanabilirsiniz. 73, burada herhangi bir direncin direncini hesaplamak kolaydır.
Devrenin çalışma prensibi
Şimdi devrenin nasıl çalıştığı hakkında birkaç kelime. Sıcaklık sensöründen gelen voltaj, karşılaştırıcının 3 evirmeyen girişine beslenir. R17 direnç motorundan gelen gerilim, evirici giriş 2'ye beslenir. Evirici olmayan girişteki voltaj evirici olandan daha yüksek olsa da, karşılaştırıcının çıkış transistörü açıktır, bu nedenle triyak optokuplör U1'in LED'i yanar. Optokuplörün açık durumunu göstermek için kırmızı LED HL1 kullanılır. Ayrıca açık triyak VS1 ve ısıtıcı bağlı.
Radyatör ısındıkça VK1 sensörünün çıkışındaki voltaj artar. Bu voltaj evirici girişindeki voltajı aşar aşmaz, karşılaştırıcı çıkış transistörü kapanır ve optokuplör LED'i söner - yük kapanır.
Radyatör biraz soğuduktan sonra, ısıtma çevrimi tekrarlanır.Radyatörün, R7 direncinin direncine bağlı olarak karşılaştırıcının histerezis döngüsünün genişliği nedeniyle ne kadar soğuduğu. Kondansatör C5, karşılaştırıcının yüksek frekanslarda uyarılmasını önler.
LM2903N iki karşılaştırıcı içerir. Bu nedenle, ikinci karşılaştırıcıya, ısıtmanın tamamlandığını ve ağda voltaj olduğunu gösteren bir gösterge monte etmek mümkündür. Bu gösterge DA1.2 ve ısıtıcı kapatıldığında yanacak olan yeşil LED HL1 üzerine monte edilmiştir.
Detaylar hakkında birkaç söz. Dirençler R9, R12, bir optokuplör fotoimistörünün çalışma modlarını sağlamak üzere tasarlanmıştır ve R8, C9 zinciri, triak VS1 üzerindeki voltaj dalgalanmalarını bastırmak için tasarlanmıştır. Şemada gösterilen ithal triyak, yerli TS 112-16 veya TS 125-22 ile başarılı bir şekilde değiştirilebilir. Bu triyaklarla 2,5 kW'a kadar yükleri değiştirmek mümkündür. Bunları takmak için, triyakın mika veya seramik contalarla izole edilmesi gereken küçük bir radyatöre ihtiyacınız olacaktır.
Regülatörün tasarımı keyfi: yağ soğutucusunun tasarımı izin verirse, içine monte edilebilir. Ayrı bir ünite şeklinde bir termostat da yapabilirsiniz. Bu durumda, elbette, bir tür kasaya koymanız gerekecektir. LED sıcaklığı HL1, HL2 ve değişken direnç R17'nin sapı kasanın dışında, ısıtma sıcaklığını bir dereceye kadar ayarlayabileceğiniz şekilde gösterilmelidir. HL1, HL2 LED'leri herhangi bir tipte olabilirken, HL1 yeşil ve HL2 kırmızıdır.
Cihaz, olası bir versiyonu Şekil 2'de gösterilen baskılı bir devre kartı üzerinde yapılır.
Şekil 2. Termostat devre kartı.
Kart üzerine montaj için aşağıdaki parça türleri kullanıldı: yerli oksit kapasitörler K50-35 veya ithal, film kapasitörleri C1 ve C9 tipi K73-17, kalan küçük boyutlu seramik kapasitörler. Oksit kapasitörler, kapasitörler durumunda belirtilen izin verilen en az +105 ° C sıcaklıkta olmalıdır.
MLT 0.125 tipi veya ithal edilen sabit dirençler. Düzeltici direnci R1 tipi СП5-28Б veya başka bir çok turlu - yardımı ile ısıtmanın üst sınırı daha doğru bir şekilde ayarlanacaktır.
Değişken direnç R17 kablo tipi PPB-3V. Amacı ısıtma sıcaklığını ayarlamaktır. Bu direnci eski elektromekanik regülatörün yerine monte etmek en iyisidir.
Radyatörün tasarımı izin veriyorsa, sıcaklık sensörü LM335AZ, elektromekanik sensörün daha önce monte edildiği yere monte edilmelidir. Bu durumda, eski sensörün elbette çıkarılması gerekecektir. Sensörün baskılı devre kartına bağlantısı en iyi bükümlü çift tel ile yapılır. Bu, parazitin tüm cihazın bir bütün olarak çalışması üzerindeki etkisini önemli ölçüde azaltacaktır.
Regülatör ayrı bir ünite olarak tasarlandığında, HL1, HL2 LED'leri doğrudan panoya monte edilir. Pano ısıtıcının içine gizlenebilirse, LED'leri takmak için ısıtıcı gövdesinde delikler açmanız gerekir. Bu durumda LED'lerin kendileri, örneğin fiberglas veya getinaks gibi bir yalıtım malzemesi plakasına yerleştirilmelidir.
Cihazın kurulumu kolaydır. Her şeyden önce, kurulumu şemaya uygunluk ve tahtadaki devre yolları veya arızaları şeklinde kusurların olup olmadığını kontrol etmelisiniz. Bundan sonra, Zener diyot VD1'de +12 V voltaj ve DA2 stabilizatörünün çıkışında +5 V voltaj olduğundan emin olun.
Bu kontrollerden sonra, R17 değişken direncinin sol çıkış devresindeki 3.43 V voltajını ayarlamak için R15 düzeltme direncini kullanın R17 değişken direncini döndürerek kontrolörün doğru çalıştığını doğrulayabilirsiniz. Bu durumda, LED göstergelerine dikkat etmelisiniz.
Tüm ölçümler C4 kondansatörünün negatif terminaline göre yapılmalıdır. dijital multimetre kullanmaörneğin, DT838 veya benzerlerini yazın.
Tasarımın elektrik şebekesinden galvanik izolasyona sahip olmadığını unutmayın. Bu nedenle, dikkatli ve dikkatli olmalısınız ve bir izolasyon transformatörü kullanmak en iyisidir. Ancak böyle bir transformatörün gücü, yağ soğutucusuna güç vermek için yeterli değildir, bu nedenle hizmete alma süresi boyunca (her şey masada ve erişilebilirken), ısıtma elemanı 25 ... 100 watt gücünde geleneksel bir ampul ile değiştirilebilir.
Ayarlama işlemi sırasında sıcaklık sensörü basitçe bir havya veya sadece belirtilen lamba ile ısıtılabilir. Bu durumda, ayarlanan sıcaklığa ulaşıldığında kontrol lambası söner ve sensör biraz soğuduktan sonra yanar. Sensörün soğutma derecesi, yukarıda tarif edildiği gibi karşılaştırıcının histerezisine bağlıdır.
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: