Termostat elektronik untuk minyak sejuk

Satu artikel mengenai cara menggantikan pengatur suhu mekanikal radiator pemanasan minyak.

Seringkali dalam kehidupan seharian anda perlu menggunakan radiator minyak untuk pemanasan. Sebagai peraturan, hari-hari seperti datang pada musim gugur, ketika sudah cukup luar di luar, dan utilitas awam tidak tergesa-gesa untuk menghidupkan pemanasan pusat di pangsapuri. Radiator ini tidak membakar oksigen udara, tidak seperti jenis pemanasan elektrik lain.

Suhu pemanasan untuk radiator tersebut ditetapkan dengan menggunakan pengawal elektromekanik, asasnya adalah plat bimetal - ia mengawal operasi sentuhan mekanik. Kenalan ini mematikan pemanas ketika suhu set dicapai.

Apabila pengawal selia sedemikian tidak dapat digunakan, ia tidak boleh dibaiki dalam hampir seratus peratus kes. Ia menjadi mustahil untuk menggunakan radiator tanpa pengawal suhu: sama ada anda perlu menghidupkan secara manual secara berkala - mematikannya, atau duduk dan menunggu api berlaku. Pengawal suhu semikonduktor yang diterangkan dalam artikel ini akan membantu menghilangkan keadaan ini.

Sensor Suhu Semikonduktor

Ciri khas pengawal ini adalah bahawa ia tidak memerlukan penentukuran suhu, kerana ia menggunakan sensor LM335AZ, yang telah dikalibrasi sudah dibuat oleh pengilangnya.

Terdapat beberapa jenis sensor suhu yang dikalibrasi, contohnya DS1621, DS1820 dan beberapa yang lain. Sensor ini memberikan bacaan suhu dalam bentuk digital, jadi hasil pengukuran hanya tersedia peranti mikrokontroleryang memerlukan pengaturcaraan.

Sensor suhu analog LM335AZ

Sensor LM335AZ menyediakan hasil pengukuran dalam bentuk analog (voltan), yang tidak memerlukan penggunaan mikrokontroler dan program penulisan. Ia cukup untuk memasang litar mudah dan peranti akan berfungsi seperti yang diharapkan. Skema pengawal suhu yang diterangkan ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1. Termostat untuk minyak sejuk.

Mengikut prinsip operasi, LM335AZ adalah salah satu jenis semikonduktor yang dikawal dioda zener, voltan penstabilan yang bergantung pada suhu ambien. Ciri ini tegas dan bersaiz 10 mV / ° C. Dalam kes ini, pekali voltan suhu (TKN) positif, iaitu peningkatan suhu oleh setiap darjah, voltan pada output sensor sedemikian bertambah sebanyak 10 mV.

Pengilang menjamin bahawa apabila perubahan suhu dalam -40 ... + 100 ° C, ciri sensor adalah linear, dan ralat tidak melebihi ± 1 ° C. Ketepatan sedemikian cukup untuk mengawal suhu pemanas. Perlu diingatkan secara berasingan bahawa parameter tersebut akan dicapai pada arus melalui zener diode pada tahap 0.45 ... 5.0 mA.

Sensor LM335AZ dikalibrasi pada skala suhu Kelvin. Untuk memindahkan suhu dari derajat Celsius kepada kita semua, kita perlu menggunakan formula berikut: t ° K = 273 + t ° C. Memandangkan pekali suhu di atas sensor 10 mV / ° C, voltan dalam millivolts pada keluarannya akan sepuluh kali lebih tinggi daripada pembacaan darjah.

Satu contoh mudah: jika di dalam bilik kami termometer dinding menunjukkan 25 darjah, maka voltan pada output sensor LM335AZ akan (273 + 25) * 10 = 2980 mV atau 2.98 V. Mudah untuk mengira bahawa jika minyak sejuk dipanaskan hingga 70 ° C voltan pada output sensor LM335AZ akan (273 + 70) * 10 = 3430 mV atau 3.43 V. Ternyata untuk membuat termostat anda hanya perlu mengukur voltan pada output sensor dan bandingkan dengan voltan rujukan, yang menetapkan suhu pemanasan.

Selepas pertimbangan terperinci mengenai sensor itu, kita dapat meneruskan penerangan gambarajah litar thermostat, yang mengandungi sejumlah kecil bahagian, mudah untuk menghasilkan, dan memerlukan hampir tidak ada pelarasan.

Bekalan kuasa termostat

Bekalan kuasa untuk pengawal suhu dipasang mengikut skema yang terkenal dengan kapasitor pelindapkejutan. Dalam gambarajah, ini adalah C1. Secara selari, resistor R1 dipasang di mana kapasitor di atas akan dilepaskan setelah melepaskan peranti dari rangkaian.

Kebanyakan semua, pelepasan ini diperlukan apabila menubuhkan dan mengeluarkan pengawal selia suhu, - anda mesti bersetuju bahawa ia tidak begitu menyenangkan untuk menerima kejutan elektrik, memegang kapasitor yang dikenakan ke voltan utama untuk melupakan.

Resistor R2 mengurangkan arus masuk semasa disambungkan ke rangkaian, dan dalam situasi kecemasan bertindak sebagai sekering. Kekuatannya harus sekurang-kurangnya 1 watt. Pada kapasiti yang lebih rendah, perintang ini terbakar akibat kemusnahan lapisan resistif walaupun dengan peranti berfungsi sepenuhnya.

Voltan yang diperbetulkan oleh jambatan dengan bantuan Zener diode VD2 adalah terhad kepada 12V, dan kapasitor C4 melancarkan riaknya. Capacitor C6 direka bentuk untuk melancarkan gangguan denyut dan frekuensi tinggi yang datang dari rangkaian. Voltan 12 V digunakan untuk kuasa cip - komparator, penunjuk LED HL1, HL2 dan optik optik LED U1.

Tahap penstabilan kedua dilakukan pada penstabil terintegrasi 78L05, yang mempunyai voltan keluaran +5 V. Voltan ini digunakan untuk menggerakkan sensor suhu dan mendapatkan voltan rujukan pada input komparator. Kestabilan keseluruhan peranti secara keseluruhan bergantung pada kestabilan voltan ini.

Sensor suhu VK1 menerima kuasa dari penstabil DA2 melalui perintang R3. Voltan dari sensor melalui penapis penalaan bunyi R4, C2, R5 dibekalkan kepada input bukan penyongsangan 3 daripada comparator (comparator) DA1.1.

Voltan rujukan juga digunakan untuk input pembalik 2 pembanding melalui penapis penindasan gangguan R14, C3, R6, yang menetapkan suhu pemanasan.

Menyediakan peranti dikurangkan kepada menetapkan voltan yang sensor akan dikeluarkan pada suhu set maksimum dengan menggunakan perintang tuning R15 pada litar keluaran kiri perintang R17. Sekiranya kita mengehadkan pemanasan kepada 70 ° C, maka mengikut skala Kelvin ini adalah 343 ° K, maka voltan sensor akan menjadi 3, 43 V. Pada suhu, contohnya, 80 ° C, 3.53 V.

Pada gilirannya, voltan mengikut hujung bawah julat perlu ditetapkan pada sebelah kanan mengikut litar output perintang R17. Tetapan ini dilakukan dengan memilih perintang R18. Resistor R17 juga boleh di bawah tangan nilai muka yang salah, seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah. Mengambil kira bahawa pada 0 ° C (yang sepadan dengan 273 ° K) voltan sensor adalah 2.73 V, adalah mungkin untuk menggunakan nisbah R17 / (3.43 - 2.73) = R18 / 2 untuk pengiraan anggaran nilai-nilai perintang ini. 73, dari mana ia mudah untuk mengira rintangan mana-mana perintang.

Prinsip operasi litar

Sekarang beberapa kata tentang bagaimana litar berfungsi. Voltan dari sensor suhu dibekalkan kepada input bukan penyongsang komparator 3. Voltan dari enjin resistor R17 dibekalkan kepada input terbalik 2. Walaupun voltan pada input tidak terbalik adalah lebih tinggi daripada pada satu pembalikkan, transistor keluaran komparator terbuka, jadi LED optocoupler U1 diterangi. Untuk menunjukkan keadaan terbuka optocoupler, LED HL1 merah digunakan. Pada gilirannya juga terbuka triac VS1 dan pemanas disambungkan.

Apabila radiator memanaskan, voltan pada output sensor VK1 meningkat. Sebaik sahaja voltan ini melebihi voltan pada input terbalik, transistor output komparator ditutup dan LED optocoupler keluar - beban akan dimatikan.

Selepas radiator menyejuk sedikit, kitaran pemanasan akan diulang lagi.Berapa banyak radiator yang sejuk kerana lebar gelung histerisis penyusun, yang bergantung kepada ketahanan resistor R7. Capacitor C5 menghalang komparator daripada teruja pada frekuensi tinggi.

LM2903N mengandungi dua komparator. Oleh itu, adalah mungkin untuk memasang penunjuk pada komparator kedua, menunjukkan bahawa pemanasan selesai, dan terdapat voltan dalam rangkaian. Penunjuk ini dipasang pada DA1.2 dan hijau LED HL1, yang akan menyala apabila pemanas dimatikan.

Beberapa perkataan mengenai butirannya. Resistor R9, R12 direka untuk menyediakan mod operasi optocoupler transistor fotolistrik, dan rantai R8, C9 direka untuk menahan lonjakan voltan pada VS1 triac. Triac yang diimport yang ditunjukkan dalam rajah boleh berjaya digantikan oleh domestik TS 112-16 atau TS 125-22. Dengan triac itu, adalah mungkin untuk menukar beban sehingga 2.5 kW. Untuk memasangnya, anda memerlukan radiator kecil, dari mana triac harus diasingkan dengan gasket mika atau seramik.

Reka bentuk pengawal selia adalah sewenang-wenang: jika reka bentuk penyejuk minyak membolehkan, maka ia boleh dipasang di dalamnya. Anda juga boleh membuat termostat dalam bentuk unit berasingan. Dalam kes ini, sudah tentu, anda perlu meletakkannya dalam beberapa jenis kandang. LED HL1, HL2 dan pemegang resistor ubah R17 perlu dipaparkan di luar kes itu, dengan mana anda boleh menyesuaikan suhu pemanasan sedikit sebanyak. LED HL1, HL2 boleh jenis apa-apa, manakala HL1 berwarna hijau dan HL2 berwarna merah.

Peranti dibuat pada papan litar bercetak, versi mungkin ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2. Papan litar termostat.

Jenis-jenis bahagian berikut digunakan untuk pemasangan di papan: kapasitor oksida domestik K50-35 atau yang diimport, kapasitor filem C1 dan C9 jenis K73-17, selebihnya kapasitor seramik bersaiz kecil. Kapasitor oksida mestilah dengan suhu yang dibenarkan sekurang-kurangnya +105 ° C, yang ditunjukkan pada badan kapasitor.

Tetap perintang jenis MLT 0.125 atau diimport. Perintang pemangkas R1 jenis SPP10-28B atau lain-lain lagi - dengan bantuannya, had atas pemanasan akan ditetapkan dengan lebih tepat.

Variabel perintang R17 kawat jenis PPB-3V. Tujuannya adalah untuk menetapkan suhu pemanasan. Lebih baik memasang resistor ini sebagai pengganti pengatur elektromekanik lama.

Sensor suhu LM335AZ, jika reka bentuk radiator membenarkan, perlu dipasang di tempat sensor elektrik elektromekanikal sebelum dipasang. Dalam kes ini, sensor lama, tentu saja, perlu dikeluarkan. Sambungan sensor ke papan litar bercetak sebaiknya dilakukan dengan sepasang kabel berpintal. Ini akan mengurangkan kesan gangguan terhadap operasi keseluruhan peranti secara menyeluruh.

Apabila pengawal selia direka sebagai unit berasingan, LED HL1, HL2 dipasang secara langsung di papan. Dan jika papan boleh disembunyikan di dalam pemanas, kemudian memasang LED, anda perlu menggerudi lubang di badan pemanas. LED sendiri dalam kes ini harus diletakkan pada plat bahan penebat, contohnya, fiberglass atau getinaks.

Menyediakan peranti mudah. Pertama sekali, anda perlu menyemak pemasangan untuk pematuhan skema dan ketiadaan kecacatan dalam bentuk litar pendek trek di papan atau pecahnya. Selepas itu, pastikan terdapat voltan +12 V pada zener diode VD1 dan voltan +5 V pada output penstabil DA2.

Selepas pemeriksaan ini, gunakan perintang pemotong R15 untuk menetapkan voltan 3.43 V pada litar keluaran kiri perintang pemboleh ubah R17.Anda boleh mengesahkan operasi pengatur yang betul dengan berputar perintang variabel R17. Dalam kes ini, anda harus memberi perhatian kepada petunjuk LED.

Semua pengukuran harus dilakukan bersamaan dengan terminal negatif kapasitor C4 menggunakan multimeter digitalcontohnya, taipkan DT838 atau sejenisnya.

Jangan lupa bahawa reka bentuk tidak mempunyai pengasingan galvanik dari rangkaian elektrik. Oleh itu, anda mesti berhati-hati dan berhati-hati, dan sebaiknya menggunakan pengubah pengasingan. Tetapi kuasa pengubah seperti ini tidak mencukupi untuk menguatkan minyak sejuk, jadi untuk masa pentauliahan (semasa semuanya berada di atas meja dan boleh diakses), elemen pemanasan boleh digantikan oleh bola lampu konvensional dengan kuasa 25 ... 100 watt.

Sensor suhu semasa proses pelarasan boleh dipanaskan hanya dengan besi pematerian atau lampu yang disebut tadi. Dalam kes ini, lampu kawalan akan keluar apabila suhu set dicapai, dan menyala selepas beberapa penyejukan sensor. Tahap penyejukan sensor bergantung kepada histeresis komparator, seperti yang diterangkan di atas.

Boris Aladyshkin