kategoriler: Pratik Elektronik, Ev otomasyonu
Görüntülenme sayısı: 93247
Makale hakkında yorumlar: 8
Elektrikli kazan için termostat
Bir ısıtma sistemi için basit ve güvenilir bir sıcaklık regülatörü devresinin tanımı.
Rus kışı sert ve soğuktur ve herkes bunu bilir. Bu nedenle, insanların bulunduğu tesisler ısıtılmalıdır. En yaygın olanı merkezi ısıtma veya bireysel gaz kazanlarıdır.
Genellikle ne birinin ne de diğerinin mevcut olmadığı durumlar vardır: örneğin, temiz bir alanda bir su tedarik pompa istasyonunun küçük bir odası vardır ve sürücü günün her saatinde görev başındadır. Aynı zamanda bir bekçi kulesi veya büyük bir ıssız binada ayrı bir oda olabilir. Böyle birçok örnek var.
Tüm bu durumlarda, elektrik kullanarak ısıtmanın ayarlanması gerekir. Oda küçükse, ev kullanımı için geleneksel bir yağ dolu elektrikli radyatör ile yapmak oldukça mümkündür. Yaklaşık 15-20 metrekarelik bir alana sahip daha büyük bir oda için, su ısıtması çoğunlukla, genellikle bir kayıt adı verilen borulardan kaynaklı bir radyatör kullanılarak düzenlenir.
İşlerin kendi başlarına gitmesine izin verirseniz ve suyun sıcaklığını izlemezseniz, er ya da geç kaynatılır ve kasa her şeyin başarısızlığına neden olabilir elektrikli kazanHer şeyden önce, ısıtma elemanı. Böyle talihsiz bir olayı önlemek için, ısıtma sıcaklığı bir termostat tarafından kontrol edilir.
Böyle bir cihaz için olası seçeneklerden biri bu makalede önerilmektedir. Tabii ki, bu kış zaten bitiyor, ancak kızakların yaz aylarında en iyi hazırlandığını unutmamalıyız.
İşlevsel olarak, cihaz birkaç düğüme ayrılabilir: sıcaklık sensörünün kendisi, karşılaştırma cihazı (karşılaştırıcı) ve bir yük kontrol cihazı. Aşağıda münferit parçaların tanımı, şemaları ve çalışma prensibi yer almaktadır.
Sıcaklık sensörü
Açıklanan tasarımın ayırt edici bir özelliği, sıcaklık sensörü olarak kullanılmasıdır geleneksel bipolar transistör, aramayı bırakıp satın almanızı sağlar termistörler veya çeşitli tiplerdeki sensörler, örneğin TCM.
Böyle bir sensörün çalışması, tüm yarı iletken cihazlar gibi, transistörlerin parametrelerinin büyük ölçüde ortam sıcaklığına bağlı olmasına dayanır. Her şeyden önce, bu, örneğin amplifikasyon aşamalarının çalışmasını etkileyen artan sıcaklıkla artan toplayıcının ters akımıdır. Çalışma noktaları kayda değer sinyal bozulması olacak şekilde kaydırılır ve gelecekte transistör giriş sinyaline yanıt vermeyi bırakır.
Bu durum esas olarak sabit bir taban akımına sahip devrelerde doğaldır. Bu nedenle, kaskadın bir bütün olarak çalışmasını stabilize eden ve aynı zamanda sıcaklığın transistörün çalışması üzerindeki etkisini azaltan geri besleme elemanlarına sahip transistör kaskad devreleri kullanılır.
Böyle bir sıcaklık bağımlılığı sadece transistörler için değil, aynı zamanda diyotlar için de gözlenir. Bunu doğrulamak için, dijital bir multimetre kullanarak, herhangi bir diyotu ileri yönde “çalmak” yeterlidir. Tipik olarak, cihaz 700'e yakın bir rakam gösterecektir. Bu, sadece açık diyotta, cihazın milivolt cinsinden gösterdiği doğrudan bir voltaj düşüşüdür. 25 santigrat derece sıcaklıktaki silikon diyotlar için bu parametre yaklaşık 700 mV ve germanyum diyotlar için yaklaşık 300'dür.
Şimdi bu diyot, en azından bir havya ile hafifçe ısıtılırsa, bu rakam yavaş yavaş azalacaktır, bu nedenle diyotların voltajının sıcaklık katsayısının -2mV / derece olduğu düşünülmektedir. Bu durumda eksi işareti, artan sıcaklıkla diyot üzerindeki ileri voltajın azalacağını gösterir.
Bu bağımlılık, diyotların sıcaklık sensörleri olarak kullanılmasına da izin verir.Transistör aynı cihazla "çalarsa" sonuçlar çok benzer olacaktır, bu nedenle transistörler genellikle sıcaklık sensörleri olarak kullanılır.
Bizim durumumuzda, tüm sıcaklık regülatörünün çalışması tam olarak sabit bir taban akımı ile kaskatın bu “negatif” özelliğine dayanmaktadır. Sıcaklık kontrol devresi Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1. Termostatın şeması (resme tıklamak şemayı daha büyük ölçekte açacaktır).
Sıcaklık sensörü VT1 tipi KT835B bir transistör üzerine monte edilmiştir. Bu kaskatın yükü direnç R1 ve dirençler R2, R3 set dc transistör çalışma modu. Yukarıda bahsedilen sabit önyargı, direnç R3 tarafından oda sıcaklığında transistörün vericisi üzerindeki voltajın yaklaşık 6.8 V olacağı şekilde ayarlanır. Bu nedenle, devredeki bu direncin tanımında bir yıldız işareti (*) bulunur. Sadece bu voltaj çok daha az veya daha fazla değilse, burada belirli bir doğruluk elde etmek gerekli değildir. Ölçümler, güç kaynağının ortak kablosuna bağlanan transistörün toplayıcısına göre yapılmalıdır.
P-n-p yapısı KT835B'nin transistörü tesadüfen seçilmedi: toplayıcı, transistörü radyatöre monte etmek için bir açıklığa sahip olan kasanın metal bir plakasına bağlanır. Bu delik için transistör, kurşun telin de tutturulduğu küçük bir metal plakaya tutturulur.
Ortaya çıkan sensör, ısıtma borusuna metal kelepçeler kullanılarak bağlanır. Daha önce de belirtildiği gibi, kolektör güç kaynağının ortak teline bağlandığından, boru ile sensör arasına tasarımı basitleştiren ve termal teması iyileştiren bir yalıtım contası takmaya gerek yoktur.
karşılaştırıcı
Sıcaklığı ayarlamak için, OP1 tipi K140UD608 işlemsel yükselteç üzerinde bir karşılaştırıcı yapılmıştır. Direnç R5 aracılığıyla, transistör VT1'in vericisinden gelen voltaj, ters çevirme girişine beslenir ve değişken rezistans R7'nin motorundan gelen voltaj, ters çevirmeyen girişe R6 direnci yoluyla beslenir.
Bu voltaj, yükün kesileceği sıcaklığı ayarlar. R8, R9 dirençleri, karşılaştırıcının eşik değerini ve dolayısıyla sıcaklık kontrolünün sınırlarını ayarlamak için üst ve alt aralığı ayarlar. Direnç R4'ün kullanılması, karşılaştırıcının gerekli histerezisini sağlar.
Yük kontrol cihazı
Yük kontrol cihazı, transistör VT2 ve Rel1 rölesi üzerinde yapılır. Termostatın çalışma modlarının bir göstergesi. Bu LED'ler HL1 kırmızı ve HL2 yeşildir. Kırmızı renk ısıtma ve ayarlanan sıcaklığa ulaşılan yeşil renk anlamına gelir. Rel1 röle bobini ile paralel bağlanan diyot VD1, transistör VT2'yi kapatma sırasında röle bobini Rel1'de meydana gelen kendinden indüksiyon voltajlarından korur.
Modern küçük boyutlu röleler yeterince büyük akımların değiştirilmesine izin verir. Böyle bir röleye örnek, Şekil 2'de gösterilen Tianbo rölesidir.
Şekil 2. Tianbo küçük boyutlu röleler.
Şekilde görülebileceği gibi, röle 16A'ya kadar akım geçişine izin verir, bu da 3 kW'a kadar bir yükü kontrol etmenizi sağlar. Bu maksimum yüktür. Kontak grubunun çalışmasını hafifçe kolaylaştırmak için yük gücü 2 ... 2,5 kW ile sınırlandırılmalıdır. Bu tür röleler şu anda otomotiv ve ev aletlerinde, örneğin çamaşır makinelerinde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, rölenin boyutları kibrit kutusunun boyutunu geçmez!
Sıcaklık regülatörünün çalışması ve ayarlanması
Makalenin başında söylendiği gibi, oda sıcaklığında VT1 transistörünün vericisindeki voltaj yaklaşık 6.8 V'dir ve 90 ° C'ye ısıtıldığında voltaj 5.99 V'a düşer. Bu deneyler için, bir metal abajurlu bir masa lambası ısıtıcı olarak uygundur. ve sıcaklığı ölçmek için, termokupllu bir Çin dijital multimetresi, örneğin DT838.Monte edilen cihazın sensörü abajur üzerine monte edilirse ve lamba röle kontağı üzerinden açılırsa, monte edilen devrenin çalışmasını böyle bir kurulumda kontrol etmek mümkün olacaktır.
Karşılaştırıcı, evirici girişindeki voltaj (sıcaklık sensörünün voltajı) evirici olmayan girişin (sıcaklık ayar noktasının voltajı) girişindeki voltajdan daha yüksekse, karşılaştırıcının çıkışındaki voltaj güç kaynağının voltajına yakın olursa, bu durumda mantıksal ünite olarak adlandırılabilir. Bu nedenle, VT2 transistör anahtarı açıktır, röle açılır ve röle kontakları bir ısıtma elemanı içerir.
Isıtma sistemi ısındıkça VT1 sıcaklık sensörü de ısınır. Vericisinin üzerindeki voltaj, artan sıcaklıkla azalır ve eşit olduğunda veya değişken rezistans R7'nin motoruna takılan voltajdan biraz daha az olduğunda, karşılaştırıcı mantıksal sıfır duruma geçer, böylece transistör kilitlenir ve röle kapatılır.
Isıtma elemanının enerjisi kesilir ve radyatör soğumaya başlar. Transistör sensörü VT1 de soğur ve vericisindeki voltaj yükselir. Bu voltaj R7 direnci tarafından ayarlanan voltajdan daha yüksek olur olmaz, karşılaştırıcı yüksek bir duruma geçer, röle açılır ve işlem tekrarlanır.
Ekran devresinin çalışması hakkında, daha doğrusu, elemanlarının amacı hakkında biraz. Kırmızı LED HL1, röle bobini Rel1 ile birlikte yanar ve ısıtma sisteminin ısındığını gösterir. Bu sırada, transistör VT2 açıktır ve HL2 LED'i D2 diyotundan şant eder, yeşil ışık söner.
Ayarlanan sıcaklığa ulaşıldığında, transistör röleyi kapatır ve kapatır ve bununla birlikte kırmızı LED HL1. Aynı zamanda, kapalı bir transistör artık yanacak olan HL2 LED'ini atlamaz. Diyot D2, HL1 LED'inin ve bununla birlikte rölenin HL2 LED'i üzerinden açılamaması için gereklidir. Herhangi bir LED uygundur, bu nedenle türleri belirtilmez. D1, D2 diyotları olarak, yaygın olarak kullanılan 1N4007 veya yerli KD105B ithal diyotları oldukça uygundur.
Termostat güç kaynağı
Devre tarafından tüketilen güç küçüktür, bu nedenle herhangi bir Çin yapımı AC adaptörünü güç kaynağı olarak kullanabilir veya stabilize edilmiş bir 12V doğrultucu monte edebilirsiniz. Devrenin akım tüketimi 200mA'dan fazla değildir, bu nedenle 5W'dan fazla olmayan bir güce ve 15 ... 17V çıkış voltajına sahip herhangi bir transformatör uygundur.
Güç kaynağı devresi Şekil 3'te gösterilmektedir. Diyot köprüsü ayrıca 1N4007 diyotları üzerinde yapılır ve voltaj regülatörü 7812 tipi bir entegre dengeleyicide + 12V'dir. Güç tüketimi küçüktür, bu nedenle dengeleyiciyi radyatöre takmanız gerekmez.
Şekil 3. Termostat güç kaynağı.
Termostatın tasarımı keyfidir, parçaların çoğu baskılı bir devre kartına monte edilir, güç kaynağının da buraya monte edilmesi daha iyidir. Transistör sensörü, ekranlı iki telli bir kablo kullanılarak bağlanırken, transistörün toplayıcısı bir ekran üzerinden bağlanır.
Kablonun ucunda üç pimli bir konektör ve kartta muadili olması arzu edilir. Ayrıca konektöre göre daha az kullanışlı olmasına rağmen, karta küçük boyutlu bir terminal bloğu takabilirsiniz. Böyle bir bağlantı, sensörün ve tüm cihazın kullanım yerine kurulmasını büyük ölçüde kolaylaştıracaktır.
Bitmiş cihaz plastik bir kutuya yerleştirilmeli ve dışarıya bir sıcaklık ayar direnci R7 ve LED HL1 ve HL2 takılmalıdır. Bu parçaların tahtaya lehimlenmesi ve bunlar için kasada delik açılması daha iyidir.
Güç ağına ve ısıtıcıya bağlantı, plastik kasanın içine sabitlenmesi gereken terminal şeridi aracılığıyla bağlanır. Tüm cihazı bir bütün olarak korumak için, bağlantı koruma ekipmanı kullanılarak PUE'ye göre yapılmalıdır.
Bu sıcaklık kontrolörlerinden birkaçı yapıldı ve hepsi, sıcaklık kontrolünün kabul edilebilir doğruluğunun yanı sıra çok yüksek güvenilirlik gösterdi, çünkü devrenin bu kadar basit olmasıyla, aslında kırılacak bir şey yok.
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: