kategoriler: Pratik Elektronik, Ev otomasyonu
Görüntülenme sayısı: 104853
Makale hakkında yorumlar: 13
Kiler için kendin yap termostatı
Termostat için sensör seçimi
Günlük yaşamdaki sıcaklık regülatörü, buzdolabından ütülere ve lehim ütülerine kadar çeşitli cihazlarda kullanılır. Muhtemelen, böyle bir planı atlayacak bir amatör radyo yoktur. Çoğu zaman çeşitli amatör tasarımlarda sıcaklık sensörü veya sensör olarak kullanılır termistörler, transistörler veya diyotlar. Bu tür sıcaklık kontrol cihazlarının çalışması oldukça basittir, çalışma algoritması ilkeldir ve sonuç olarak basit bir elektrik devresidir.
Ayarlanan sıcaklığın korunması, açma / kapama ile gerçekleştirilir. ısıtma elemanı (TEN): sıcaklık ayarlanan değere ulaşır ulaşmaz çalışır karşılaştırma cihazı (karşılaştırıcı) ve ısıtıcı kapatılır. Bu düzenleme ilkesi tüm basit düzenleyicilerde uygulanmaktadır. Her şeyin basit ve açık olduğu görülüyor, ancak bu sadece pratik deneyler gelene kadar.
"Basit" termostatların imalatında en zor ve zaman alıcı işlem, istenen sıcaklığa ayarlanmasıdır. Sıcaklık ölçeğinin karakteristik noktalarını belirlemek için, sensörün önce eriyen buzlu bir kaba (bu sıfır santigrat derece) ve daha sonra kaynar suya (100 derece) daldırılması önerilir.
Bir termometre ve bir voltmetre kullanarak deneme ve yanılma ile bu "kalibrasyon" işleminden sonra gerekli sıcaklık ayarlanır. Bu tür deneylerden sonra sonuç en iyisi değildir.
Şimdi, çeşitli firmalar üretim sürecinde önceden kalibre edilmiş birçok sıcaklık sensörü üretmektedir. Bunlar esas olarak çalışmak için tasarlanmış sensörlerdir mikrokontrolörler. Bu sensörlerin çıkışındaki bilgiler dijitaldir; benzer cihazlara dayalı olarak tüm ağları oluşturmanıza izin veren 1 telli 1 telli çift yönlü bir arayüz üzerinden iletilir. Başka bir deyişle, örneğin bir odada değil, içeride ve dışarıda sıcaklığı kontrol etmek için çok noktalı bir termometre oluşturmak çok basittir.
Bu kadar çok sayıda akıllı dijital sensör arasında, mütevazı bir cihaz iyi görünüyor LM335 İşaretin ilk basamağı cihazın amacını gösterir: 1 askeri kabul, 2 endüstriyel kullanım, üçü ise bileşenin ev aletlerinde kullanımını gösterir.
Bu arada, aynı ince gösterim sistemi, ithal edilen birçok parçanın, örneğin işlemsel yükselteçlerin, karşılaştırıcıların ve diğerlerinin karakteristik özelliğidir. Bu tür atamaların yurtiçi analoğu, transistörlerin işaretlenmesi, örneğin 2T ve CT idi. İlki orduya, ikincisi yaygın kullanıma yönelikti. Ancak, zaten tanıdık olan LM335'e dönme zamanı geldi.
Harici olarak, bu sensör TO - 92 plastik gövdesinde düşük güçlü bir transistöre benziyor, ancak içinde 16 transistör var. Bu sensör SO - 8 durumunda da olabilir, ancak aralarında fark yoktur. Sensörün görünümü Şekil 1'de gösterilmektedir.
Şekil 1. LM335 Sensörünün Görünümü
Çalışma prensibine göre, LM335 sensörü, stabilizasyon voltajının sıcaklığa bağlı olduğu bir zener diyottur. Sıcaklık bir derece Kelvin arttığında, stabilizasyon voltajı 10 milivolt artar. Tipik bir bağlantı şeması Şekil 2'de gösterilmiştir.
Şekil 2. Tipik sensör etkinleştirme devresiLM335
Bu şekle baktığınızda, direnç R1'in direncinin ne olduğunu ve böyle bir anahtarlama devresiyle besleme voltajının ne olduğunu hemen sorabilirsiniz. Cevap, ürünün normal çalışmasının 0,45 ... 5,00 miliamper aralığında garanti edildiğini söyleyen teknik belgelerde bulunmaktadır. Sensör aşırı ısınacağı ve kendi sıcaklığını ölçeceği için 5 mA sınırının aşılmaması gerektiğine dikkat edilmelidir.
LM335 sensörünün göstereceği
Dokümanlara (Veri Sayfası) göre sensör, aşağıdakilere göre kalibre edilir: mutlak Kelvin ölçeği. İç ortam sıcaklığının -273.15 ° C olduğunu varsayarsak ve bu Kelvin'e göre mutlak bir sıfır ise, söz konusu sensör sıfır voltaj göstermelidir. Her derece artan sıcaklık ile zener diyotun çıkış voltajı 10mV veya 0.010V kadar artacaktır.
Sıcaklığı her zamanki Celsius ölçeğinden Kelvin ölçeğine aktarmak için 273.15 ekleyin. Yaklaşık 0.15 her zaman her şeyi unutuyorlar, bu yüzden sadece 273 ve 0 ° C'nin 0 + 273 = 273 ° K olduğu ortaya çıkıyor.
Fizik ders kitaplarında 25 ° C normal sıcaklık olarak kabul edilir ve Kelvin'e göre 25 + 273 = 298 veya daha doğrusu 298.15 olur. Bu nokta veri sayfasında tek sensör kalibrasyon noktası olarak belirtilmiştir. Bu nedenle, 25 ° C sıcaklıkta sensörün çıkışı 298.15 * 0.010 = 2.9815V olmalıdır.
Sensörün çalışma aralığı -40 ... 100 ° C aralığındadır ve tüm aralıkta sensörün karakteristiği çok doğrusaldır, bu da herhangi bir sıcaklıkta sensör okumalarını hesaplamayı kolaylaştırır: önce Celsius cinsinden sıcaklığı Kelvin'e dönüştürmeniz gerekir. Daha sonra elde edilen sıcaklığı 0.010V ile çarpın. Bu sayıdaki son sıfır, Volt cinsinden voltajın 1 mV hassasiyetle gösterildiğini gösterir.
Tüm bu düşünceler ve hesaplamalar, termostatın üretiminde, sensörü kaynar suya ve eriyen buzlara daldırarak herhangi bir şeyi mezun etmek zorunda kalmayacağınız fikrine yol açmalıdır. LM335'in çıkışındaki voltajı hesaplamak yeterlidir, bundan sonra sadece bu voltajı karşılaştırıcının (karşılaştırıcı) girişindeki referans olarak ayarlamak kalır.
LM335'i tasarımında kullanmanın bir başka nedeni düşük fiyatıdır. Online mağazada yaklaşık 1 $ karşılığında satın alabilirsiniz. Belki teslimat daha pahalıya mal olacaktır. Tüm bu teorik değerlendirmelerden sonra, termostatın elektrik devresinin gelişimine geçebiliriz. Bu durumda, kiler için.
Bodrum için termostatın şematik diyagramı
Analog LM335 sıcaklık sensörüne dayanan bir mahzen için bir termostat tasarlamak için yeni hiçbir şey icat edilmemelidir. Bu bileşen için teknik belgelere (Veri Sayfası) başvurmak yeterlidir. Veri sayfası, sıcaklık kontrolörünün kendisi de dahil olmak üzere sensörün kullanılabileceği tüm yolları içerir.
Ancak bu şema, çalışma prensibini incelemek mümkün olan fonksiyonel olarak kabul edilebilir. Uygulamada, belirli bir güçte bir ısıtıcıyı ve elbette bir güç kaynağını ve muhtemelen çalışma göstergelerini açmanıza izin veren bir çıkış cihazı ile desteklemeniz gerekecektir. Bu düğümler biraz sonra tartışılacak, ancak şimdilik özel belgelerin ne sunduğunu, aynı zamanda veri sayfalarını görelim. Devre olduğu gibi Şekil 3'te gösterilmiştir.
Şekil 3. Bağlantı şeması algılayıcıLM335
Karşılaştırıcı nasıl çalışır?
Önerilen şemanın temeli, karşılaştırıcı LM311, aka 211 veya 111'dir. karşılaştırıcılar311'in iki girişi ve bir çıkışı vardır. Girişlerden (2) biri doğrudandır ve + işaretiyle gösterilir. Başka bir giriş ters (3) eksi işareti ile gösterilir. Karşılaştırıcının çıkışı pim 7'dir.
Karşılaştırıcının mantığı oldukça basittir. Doğrudan girişteki (2) voltaj ters (3) 'den daha yüksek olduğunda, karşılaştırıcının çıkışında yüksek bir seviye ayarlanır. Transistör yükü açar ve bağlar. Şekil 1'de, bu hemen bir ısıtıcıdır, ancak bu fonksiyonel bir diyagramdır. Doğrudan girişe, karşılaştırıcı için eşik değeri ayarlayan bir potansiyometre bağlanır, yani. sıcaklık ayarı.
Ters girişteki voltaj doğrudan olandan daha yüksek olduğunda, karşılaştırıcının çıkışı düşük bir seviyeye ayarlanacaktır. LM335 sıcaklık sensörü ters girişe bağlanır, bu nedenle sıcaklık yükseldiğinde (ısıtıcı zaten açıktır), ters girişteki voltaj artacaktır.
Sensör voltajı potansiyometre tarafından belirlenen eşiğe ulaştığında, karşılaştırıcı düşük bir seviyeye geçer, transistör ısıtıcıyı kapatır ve kapatır. Sonra tüm döngü tekrarlanacaktır.
Kesinlikle hiçbir şey kalmadı - pratik bir program geliştirmek için düşünülen fonksiyonel şema temelinde, yeni başlayan amatör radyo meraklıları için mümkün olduğunca basit ve uygun fiyatlı. Olası bir pratik şema Şekil 4'te gösterilmektedir.
Resim 4
Konsepte birkaç açıklama
Temel düzenin biraz değiştiğini görmek kolaydır. Her şeyden önce, bir ısıtıcı yerine, transistör röleyi açacak ve biraz daha sonra röleyi ne açacak. Bir elektrolitik kapasitör C1 de ortaya çıktı, bunun amacı zener diyot 4568'deki voltaj dalgalanmalarını düzeltmek. Ancak ayrıntıların amacı hakkında daha ayrıntılı olarak konuşalım.
Sıcaklık sensörünün gücü ve R2, R3, R4 sıcaklık ayarının voltaj bölücüsü stabilize edilir parametrik sabitleyici 6.4V stabilizasyon voltajına sahip R1, 1N4568, C1. Tüm cihaza stabilize edilmiş bir kaynaktan güç verilse bile, ilave bir stabilizatör zarar görmez.
Bu çözüm, mevcut röle bobininin voltajına bağlı olarak voltajı seçilebilen bir kaynaktan tüm cihaza güç vermenizi sağlar. Büyük olasılıkla, 12 veya 24V olacaktır. Güç kaynağı belki dengesiz, sadece diyot köprüsü kapasitör ile. Ancak, entegre edilmiş dengeleyici 7812'yi güç kaynağına sokmamak ve kısa devreye karşı koruma sağlamak daha iyidir.
Röle hakkında konuşuyorsak, bu durumda ne uygulanabilir? Her şeyden önce, bunlar çamaşır makinelerinde kullanılanlara benzer modern küçük boyutlu rölelerdir. Rölenin görünümü Şekil 5'te gösterilmektedir.
Şekil 5. Küçük boyutlu röle
Tüm minyatür boyutları için, bu röleler 10A'ya kadar akım değiştirebilir, bu da yükün 2KW'a kadar değiştirilmesine izin verir. Bu, tüm 10A için geçerlidir, ancak bunu yapmanız gerekmez. Böyle bir röleyi açabileceğiniz en fazla şey, 1 kW'dan fazla olmayan bir ısıtıcıdır, çünkü en azından bir çeşit “güvenlik marjı” olmalıdır!
Rölenin kontaklar içermesi çok iyidir manyetik yol verici PME serisi, ısıtıcıyı açsın. Bu, en güvenilir yük değiştirme seçeneklerinden biridir. Diğer bağlantı seçenekleri makalede açıklanmaktadır. "Yükün mikro devrelerdeki kontrol ünitesine bağlanması". Ancak uygulama, manyetik başlatıcılı seçeneğin belki de en basit ve en güvenilir olduğunu göstermektedir. Bu seçeneğin olası bir uygulaması Şekil 6'da gösterilmektedir.
Resim 6
Termostat güç kaynağı
Cihazın güç kaynağı birimi sabitlenmemiştir ve sıcaklık regülatörünün kendisi (bir mikro devre ve bir transistör) neredeyse hiç güç tüketmediğinden, Çin yapımı herhangi bir ağ adaptörü bir güç kaynağı olarak uygundur.
Şemada gösterildiği gibi bir güç kaynağı yaparsanız, kaset kaydedici kayıt cihazından veya başka bir şeyden küçük bir güç transformatörü oldukça uygundur. Ana şey, ikincil sargıdaki voltajın 12.14V'u geçmemesi gerektiğidir. Daha düşük bir voltajla röle çalışmaz ve daha yüksek bir voltajla kolayca yanabilir.
Transformatörün çıkış voltajı 17 ... 19V aralığındaysa, burada bir dengeleyici olmadan yapamazsınız. Bu korkutucu olmamalı, çünkü modern entegre stabilizatörlerin sadece 3 çıkışı var, bunları lehimlemek o kadar zor değil.
Yüklenme tarihi
Açık transistör VT1, K1.1 kontağıyla manyetik marş motoru K2'yi açan K1 rölesini açar. Manyetik starter K2.1 ve K2.2'nin kontakları ısıtıcıyı ağa bağlar. Isıtıcının hemen iki kontakla açıldığına dikkat edilmelidir. Bu çözüm, marş bağlantısı kesildiğinde, elbette her şey yolunda olmadığı sürece fazın yükte kalmamasını sağlar.
Kiler nemli, bazen çok nemli olduğundan, elektrik güvenliği açısından çok tehlikeli olduğundan, tüm cihazı kullanarak bağlamak en iyisidir. RCD Modern kablolama için tüm gereksinimlere göre. Bodrumdaki elektrik kablolarının kuralları bu makale.
Isıtıcı ne olmalı
Mahzen için sıcaklık regülatörleri şemaları çok yayınladı.Bir zamanlar Modelist-Kostruktor dergisi ve diğer yazılı basın tarafından yayınlandılar, ancak şimdi tüm bu bolluk İnternet'e taşındı. Bu makaleler ısıtıcının nasıl olması gerektiği konusunda öneriler sunar.
Birisi sıradan yüz watt akkor lambalar, TEN markasının boru şeklindeki ısıtıcıları, yağ radyatörleri sunar (hatalı bir bimetalik regülatörle bile mümkündür). Ayrıca dahili bir fan ile ev tipi ısıtıcıların kullanılması önerilir. Ana şey, canlı parçalara doğrudan erişim olmamasıdır. Bu nedenle, açık spiralli eski elektrikli sobalar ve ev yapımı keçi tipi ısıtıcılar Hiçbir durumda kullanmayın.
Önce kurulumu kontrol edin
Cihaz servis verilebilecek parçalardan hatasız olarak monte edilirse, özel ayar yapılması gerekmez. Ancak her durumda, ilk çalıştırmadan önce, kurulum kalitesini kontrol etmek zorunludur: baskılı devre kartında lehimleme veya tam tersi bir iz yoktur. Ve bu eylemleri yapmayı unutmamalısınız, sadece bir kural olarak alın. Bu özellikle elektrik şebekesine bağlı yapılar için geçerlidir.
Termostatın ayarlanması
Yapının ilk dahil edilmesi duman ve patlama olmadan meydana gelirse, yapılacak tek şey, istenen sıcaklığa göre karşılaştırıcının (pim 2) doğrudan girişinde referans voltajını ayarlamaktır. Bunu yapmak için çeşitli hesaplamalar yapmanız gerekir.
Mahzendeki sıcaklığın +2 santigrat derecede tutulması gerektiğini varsayın. Sonra önce Kelvin derecesine çeviririz, sonra sonucu 0.010V ile çarparız, sonuç bir referans voltajıdır, aynı zamanda sıcaklık ayarıdır.
(273.15 + 2) * 0.010 = 2.7515 (D)
Termostatın, örneğin +4 derecelik bir sıcaklığa sahip olması gerektiği varsayılırsa, aşağıdaki sonuç elde edilir: (273.15 + 4) * 0.010 = 2.7715 (V)
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: