Termostat untuk dandang elektrik

Keterangan litar pengawal selia suhu yang mudah dan boleh dipercayai untuk sistem pemanasan.

Musim sejuk Rusia adalah keras dan sejuk, dan semua orang tahu mengenainya. Oleh itu, premis di mana orang berada mesti dipanaskan. Yang paling biasa ialah pemanasan pusat atau dandang gas individu.

Selalunya terdapat situasi apabila tiada satu atau yang lain tersedia: sebagai contoh, di dalam bidang yang bersih terdapat sebuah bilik kecil sebuah stesen pam air, dan di sana pemandu sedang bertugas sekitar jam. Ia juga boleh menjadi pengawal pengawal atau bilik berasingan di bangunan besar yang tidak berpenghuni. Terdapat banyak contoh sedemikian.

Dalam kes-kes ini, perlu mengatur pemanasan menggunakan elektrik. Sekiranya bilik itu kecil, maka ia cukup mungkin dilakukan dengan radiator elektrik penuh minyak untuk kegunaan domestik. Untuk bilik yang lebih luas dengan keluasan kira-kira 15 - 20 meter persegi, pemanasan air paling kerap diatur menggunakan radiator yang dikimpal dari paip, yang sering disebut register.

Sekiranya anda membiarkan sesuatu berjalan sendiri dan tidak memantau suhu air, maka lambat laun ia akan hanya mendidih dan kes mungkin berakhir dengan kegagalan segala-galanya dandang elektrikPertama sekali, elemen pemanasannya. Untuk mengelakkan peristiwa sedemikian malang, suhu pemanasan dikawal oleh termostat.

Salah satu pilihan yang mungkin untuk peranti tersebut dicadangkan dalam artikel ini. Sudah tentu, musim sejuk ini sudah habis, tetapi kita tidak sepatutnya melupakan bahawa sledges paling baik disediakan pada musim panas.

Secara fungsional, peranti itu boleh dibahagikan kepada beberapa nod: sensor suhu itu sendiri, membandingkan peranti (komparator) dan peranti kawalan beban. Berikut adalah perihalan bahagian individu, rajah dan prinsip operasi mereka.

Sensor suhu

Ciri tersendiri reka bentuk yang diterangkan ialah ia digunakan sebagai sensor suhu transistor bipolar konvensional, yang membolehkan anda untuk meninggalkan carian dan pembelian termistor atau sensor pelbagai jenis, contohnya TCM.

Operasi sensor sedemikian didasarkan pada fakta bahawa, seperti semua peranti semikonduktor, parameter transistor sebahagian besarnya bergantung kepada suhu ambien. Pertama sekali, ini adalah arus pengumpul terbalik, yang bertambah dengan peningkatan suhu, yang mempengaruhi operasi, sebagai contoh, peringkat penguatan. Titik operasi mereka dialihkan supaya gangguan distorsi yang ketara berlaku, dan pada masa depan transistor tidak lagi akan bertindak balas terhadap isyarat masukan.

Keadaan ini adalah terutamanya dalam litar dengan arus asas tetap. Oleh itu, litar cascade transistor dengan unsur maklum balas digunakan untuk menstabilkan operasi lata secara keseluruhan, dan juga mengurangkan kesan suhu pada operasi transistor.

Ketergantungan suhu sedemikian diperhatikan bukan sahaja untuk transistor, tetapi juga untuk diod. Untuk mengesahkan ini, menggunakan multimeter digital, sudah cukup untuk "menelefon" mana-mana diod di arah hadapan. Biasanya, peranti akan menunjukkan angka yang hampir kepada 700. Ini hanyalah penurunan voltan langsung pada diod terbuka, yang mana peranti tersebut dipaparkan dalam millivolts. Untuk dioda silikon pada suhu 25 darjah Celcius, parameter ini adalah kira-kira 700 mV, dan untuk diani germanium kira-kira 300.

Jika sekarang diod ini sedikit panaskan, sekurang-kurangnya dengan besi penyolder, maka angka ini secara beransur-ansur berkurang, oleh itu dianggap bahawa pekali suhu voltan diod adalah -2mV / deg. Tanda minus dalam kes ini menunjukkan bahawa dengan peningkatan suhu, voltan ke hadapan diod akan berkurangan.

Pergantungan ini juga membolehkan penggunaan dioda sebagai sensor suhu.Jika peralihan transistor "cincin" dengan peranti yang sama, hasilnya akan sangat serupa, oleh itu transistor sering digunakan sebagai sensor suhu.

Dalam kes kami, pengoperasian seluruh pengawal selia suhu adalah tepat berdasarkan sifat "negatif" lata ini dengan arus pangkalan tetap. Litar pengawal suhu ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1. Skema termostat (klik pada gambar akan membuka skema pada skala yang lebih besar).

Sensor suhu dipasang pada transistor VT1 jenis KT835B. Beban lata ini adalah resistor R1, dan resistor R2, R3 ditetapkan mod operasi transistor dc. Bias tetap, yang disebut di atas, ditetapkan oleh resistor R3 supaya voltan pada pemancar transistor pada suhu bilik adalah kira-kira 6.8 V. Oleh itu, asterisk (*) terdapat dalam penunjuk perintang ini dalam litar. Ia tidak perlu untuk mencapai ketepatan tertentu di sini, jika hanya voltan ini tidak kurang atau lebih. Pengukuran hendaklah dibuat bersamaan dengan pengumpul transistor, yang disambungkan kepada dawai biasa sumber kuasa.

Transistor struktur p-n-p KT835B tidak dipilih secara kebetulan: pemungutnya disambungkan kepada plat logam kes, yang mempunyai pembukaan untuk memasang transistor ke radiator. Untuk lubang ini, transistor dipasang pada plat logam yang kecil, di mana wayar plumbum juga dilampirkan.

Sensor yang dihasilkan dilampirkan menggunakan pengapit logam ke paip pemanasan. Oleh kerana, seperti yang telah disebutkan, pengumpul disambungkan kepada wayar biasa sumber kuasa, tidak perlu memasang gasket penebat di antara paip dan sensor, yang memudahkan reka bentuk dan meningkatkan hubungan terma.

Pembanding

Untuk menetapkan suhu, pembanding dibuat pada OP1 jenis penguat operasi K140UD608. Melalui resistor R5, voltan dari pemancar transistor VT1 dibekalkan kepada input pembalikkannya, dan voltan dari enjin resistor pembolehubah R7 dibekalkan kepada input bukan penyongsangan melalui perintang R6.

Voltan ini menetapkan suhu di mana beban akan dicabut. Resistor R8, R9 menetapkan julat atas dan bawah untuk menetapkan ambang pembanding, dan oleh itu had kawalan suhu. Menggunakan resistor R4 menyediakan hysteresis yang diperlukan bagi komparator.

Muatkan peranti kawalan

Peranti kawalan beban dibuat pada transistor VT2 dan Rel rel1. Berikut adalah petunjuk mod operasi termostat. LED ini adalah HL1 merah, dan hijau HL2. Warna merah bermakna pemanasan, dan warna hijau yang ditetapkan suhu suhu. Diod VD1, disambung selari dengan Rel1 gegelung relay, melindungi transistor VT2 dari voltan induksi diri yang berlaku pada Rel1 gegelung relay pada masa penutupan.

Relay bersaiz kecil moden membolehkan menukar arus yang cukup besar. Contoh relay sedemikian adalah relay Tianbo ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2. Tianbo bersaiz kecil geganti.

Seperti yang dapat dilihat dalam gambar, relay membolehkan arus beralih sehingga 16A, yang membolehkan anda mengawal beban sehingga 3 kW. Ini adalah beban maksimum. Untuk sedikit memudahkan operasi kumpulan kenalan, kuasa beban harus dihadkan kepada 2 ... 2.5 kW. Relay sedemikian kini digunakan secara meluas dalam peralatan automotif dan rumah tangga, contohnya, dalam mesin basuh. Pada masa yang sama, dimensi relay tidak melebihi saiz kotak padanan!

Kerja dan penyelarasan pengawal selia suhu

Seperti yang dikatakan pada permulaan artikel itu, pada suhu bilik voltan pada pemancar transistor VT1 adalah kira-kira 6.8 V, dan apabila dipanaskan hingga 90 ° C voltan jatuh ke 5.99 V. Bagi percubaan sedemikian, lampu meja dengan tudung lampu logam sesuai sebagai pemanas. dan untuk mengukur suhu, multimeter digital Cina dengan termokopel, contohnya, DT838.Sekiranya sensor peranti yang dipasang dipasang pada tudung lampu, dan lampu dihidupkan melalui geganti relay, maka akan dapat memeriksa operasi litar yang dipasang dalam persediaan sedemikian.

Komparator beroperasi sedemikian rupa bahawa jika voltan pada input terbalik (voltan sensor suhu) lebih tinggi daripada voltan pada input yang tidak terbalik (voltan setpoint suhu), voltan pada output komparator adalah dekat dengan voltan sumber kuasa, dalam kes ini ia boleh dipanggil unit logik. Oleh itu, suis transistor VT2 terbuka, relay dihidupkan, dan penyambung relay termasuk elemen pemanasan.

Apabila sistem pemanasan menjadi panas, sensor suhu VT1 juga terpanas. Voltan pada pemancarnya berkurangan dengan peningkatan suhu, dan apabila ia menjadi sama, atau agak kurang daripada voltan yang dipasang pada enjin perintang variabel R7, komparator masuk ke keadaan sifar logik, jadi transistor dikunci dan relay dimatikan.

Elemen pemanas adalah de-energized dan radiator mula sejuk. Sensor transistor VT1 juga menyejuk, dan voltan pada pemancarnya meningkat. Sebaik sahaja voltan ini menjadi lebih tinggi daripada yang ditetapkan oleh resistor R7, komparator masuk ke keadaan yang tinggi, relay akan dihidupkan dan proses akan berulang lagi.

Sedikit mengenai operasi litar paparan, lebih tepatnya, mengenai tujuan unsur-unsurnya. HL1 LED merah menyala bersama rel1 gegelung relay, dan menunjukkan bahawa sistem pemanasan adalah pemanasan. Pada masa ini, transistor VT2 terbuka, dan shunt LED HL2 melalui diod D2, cahaya hijau dimatikan.

Apabila suhu set dicapai, transistor akan menutup dan mematikan geganti, dan dengan itu LED HL1 merah. Pada masa yang sama, transistor tertutup tidak lagi memintas HL2 LED, yang akan menyala. Diode D2 adalah perlu supaya HL1 LED, dan dengan itu geganti, tidak boleh menghidupkan melalui LED HL2. Mana-mana LED sesuai, jadi jenisnya tidak ditentukan. Sebagai diodes D1, D2, diod yang diimport secara meluas 1N4007 atau domestik KD105B cukup sesuai.

Bekalan kuasa termostat

Kuasa yang digunakan oleh litar adalah kecil, jadi anda boleh menggunakan mana-mana penyesuai AC buatan China sebagai bekalan kuasa, atau memasang penyearu 12V stabil. Penggunaan semasa litar tidak lebih daripada 200mA, jadi mana-mana pengubah dengan kuasa tidak melebihi 5W dan voltan keluaran 15 ... 17V adalah sesuai.

Litar bekalan kuasa ditunjukkan dalam Rajah 3. Jambatan dioda juga dibuat pada diod 1N4007, dan pengawal voltan adalah + 12V pada penstabil integral jenis 7812. Penggunaan kuasa adalah kecil, jadi anda tidak perlu memasang penstabil pada radiator.

Rajah 3. Bekalan kuasa termostat.

Reka bentuk termostat adalah sewenang-wenang, kebanyakan bahagian dipasang pada papan litar bercetak, lebih baik jika bekalan kuasa juga dipasang di sana. Sensor transistor disambung menggunakan kabel dua wayar yang dilindungi, sementara pengumpul transistor disambungkan melalui skrin.

Adalah diharapkan bahawa terdapat penyambung tiga pin pada akhir kabel, dan rakan sejawatannya di papan. Anda juga boleh memasang blok terminal bersaiz kecil di papan, walaupun ini kurang mudah daripada penyambung. Sambungan semacam itu akan sangat memudahkan pemasangan sensor dan keseluruhan peranti secara keseluruhan di tempat penggunaan.

Peranti siap harus diletakkan di dalam kes plastik, dan memasang penghalang tetapan suhu R7 dan LED HL1 dan HL2 di luar. Lebih baik jika bahagian-bahagian ini juga dipateri di papan, dan lubang-lubang dibuat dalam kes untuk mereka.

Sambungan ke rangkaian kuasa dan pemanas disambungkan melalui jalur terminal, yang perlu dipasang di dalam kes plastik. Untuk melindungi keseluruhan peranti secara keseluruhan, sambungan harus dibuat mengikut PUE, menggunakan peralatan perlindungan.

Beberapa termostat ini dibuat, dan kesemuanya menunjukkan ketepatan kawalan suhu yang boleh diterima, serta kebolehpercayaan yang sangat tinggi, kerana dengan kesederhanaan litar itu sebenarnya tidak ada yang dapat dipecahkan.

Boris Aladyshkin