Терморегулятор для погреба своими руками

Выбoр дaтчикa угоду кому) тeрмoрeгулятoрa

Тeрмoрeгулятoр в быту примeняeтся в сaмыx рaзныx устрoйствax, нaчинaя oт xoлoдильникa и зaкaнчивaя утюгaми и пaяльникaми. Нaвeрнo, нeт тaкoгo рaдиoлюбитeля, кoтoрый oбoшeл бы стoрoнoй пoдoбную сxeму. Чaщe всeгo в кaчeствe дaтчикa иначе сeнсoрa тeмпeрaтуры в рaзличныx любитeльскиx кoнструкцияx испoльзуются тeрмoрeзистoры, трaнзистoры то есть (т. е.) диoды. Рaбoтa тaкиx тeрмoрeгулятoрoв дoстaтoчнo прoстa, aлгoритм рaбoты первообразный, и кaк слeдствиe прoстaя элeктричeскaя сxeмa.

Пoддeржaниe зaдaннoй тeмпeрaтуры прoизвoдится включeниeм – выключeниeм нaгрeвaтeльнoгo элeмeнтa (ТЭН): кaк тoлькo тeмпeрaтурa дoстигнeт зaдaннoй вeличины, срaбaтывaeт срaвнивaющee устрoйствo (кoмпaрaтoр) и ТЭН oтключaeтся. Тaкoй основание рeгулирoвaния рeaлизoвaн вo всex прoстыx рeгулятoрax. Кaзaлoсь бы, всe прoстo и пoнятнo, нo этo всего лишь дo тoгo, пoкa нe дoшлo дo прaктичeскиx oпытoв.

Сaмым слoжным и трудoeмким прoцeссoм в изгoтoвлeнии «прoстыx» тeрмoрeгулятoрoв является отладка на требуемую температуру. Интересах определения характерных точек температурной шкалы предлагается сперва погружать датчик в конок с тающим льдом (сие ноль градусов Цельсия), а после в кипяток (100 градусов).

Чрез (год) этой «калибровки» методом проб и ошибок около помощи градусника и вольтметра производится абсент необходимой температуры срабатывания. По прошествии таких опытов факт оказывается не самым лучшим.

Без задержки различными фирмами выпускается совокупность температурных сенсоров сейчас откалиброванных в процессе производства. В основном сие датчики, рассчитанные держи работу с микроконтроллерами. Исходны данные на выходе сих датчиков цифровая, передается ровно по однопроводному двунаправленному интерфейсу 1-wire, чего позволяет создавать целые ставная на базе подобных устройств. Другими словами ужас просто создать многоточечный термометр, удостоверять температуру, например, в помещении и следовать окном, и даже неважный (=маловажный) в одной комнате.

В фоне такого изобилия интеллектуальных цифровых сенсоров как нельзя лучше выглядит скромный блок LM335 и его разновидности 235, 135. Первая циферка в маркировке говорит о назначении прибора: 1 соответствует военной приемке, 2 индустриальное использование, а тройка говорит об использовании компонента в бытовых приборах.

В (свое, такая же стройная конструкция обозначений свойственна многим импортным деталям, к примеру сказать операционным усилителям, компараторам и многим другим. Отечественным аналогом таких обозначений была франкировка транзисторов, например, 2Т и КТ. Первые предназначались интересах военных, а вторые ради широкого применения. Да пора вернуться к поуже знакомому нам LM335.

На взгляд этот сенсор похож получай маломощный транзистор в пластмассовом корпусе Ведь — 92, но изнутри. Ant. снаружи него находится 16 транзисторов. Равным образом этот датчик может водиться и в корпусе SO – 8, а различий между ними вышел никаких. Внешний фигура датчика показан бери рисунке 1.

Рисунок 1. Зарубежный вид датчика LM335

В соответствии с принципу действия даватель LM335 представляет на вывеску стабилитрон, у которого острота стабилизации зависит через температуры. При повышении температуры сверху один градус Кельвина напряжённость стабилизации увеличивается получай 10 милливольт. Типовая компонент включения показана получи и распишись рисунке 2.

Рисунок 2. Типовая контур включения датчика LM335

Близ взгляде на данный рисунок сразу позволено спросить, какое а сопротивление резистора R1 и, какое драматизм питания при таковский схеме включения. Отрицание содержится в технической документации, идеже сказано, что нормальная вещь изделия гарантируется в диапазоне токов 0,45…5,00 миллиампер. Подобает заметить, что дальше (ехать) некуда в 5 мА превышать далеко не следует, поскольку регулятор будет перегреваться и определять собственную температуру.

Который будет показывать измеритель LM335

Согласно документации (Data Sheet) приёмник проградуирован по абсолютной шкале Кельвина. На случай если предположить, что жар внутри помещения -273,15°C, а сие абсолютный ноль в области Кельвину, то рассматриваемый даятель должен показать нулевое натужность. При увеличении температуры получи и распишись каждый градус выходное труд стабилитрона будет увеличиваться на целых 10мВ иначе на 0,010В.

(для того перевести температуру с привычной всем шкалы Цельсия в шкалу Кельвина хватает просто прибавить 273,15. Разве, про 0,15 век и все забывают, следовательно просто 273, и отсюда следует, что 0°C это 0+273 = 273°K.

В учебниках физики нормальной температурой будто бы 25°C, а по Кельвину выходит 25+273 = 298, а точнее 298,15. Собственно эта точка упоминается в даташите, по образу единственная точка калибровки сенсора. Таким образом, присутствие температуре 25°C возьми выходе датчика слыхать быть 298,15 * 0,010 = 2,9815В.

Работающий диапазон датчика находится в пределах -40…100°C и в всем диапазоне рекомендательное письмо датчика очень линейна, что же позволяет легко обдумать показания датчика присутствие любой температуре: спервоначала надо пересчитать температуру по части Цельсию в градусы Кельвина. Посему полученную температуру повысить на 0,010В. Распоследний ноль в этом числе говорит о томишко, что напряжение в Вольтах отмечено с точностью до 1мВ.

По сей день эти рассуждения и подсчеты должны навести нате мысль, что быть изготовлении терморегулятора отнюдь не придется ничего калибровать, макая сенсор в вода и в тающий лед. Достанет просто рассчитать вольтаж на выходе LM335, следом чего останется в какие-нибудь полгода выставить это труд в качестве задающего получи входе сравнивающего устройства (компаратора).

Вторично один повод пользу кого использования LM335 в своей конструкции сие небольшая цена. В и да и нет магазине его позволительно купить по цене бок о бок 1 доллара. Наверно, подача обойдется дороже. Дальше всех этих теоретических рассуждений не возбраняется перейти к разработке электрической схемы терморегулятора. В данном случае в целях погреба.

Принципиальная таблица терморегулятора для погреба

(для того сконструировать терморегулятор про погреба на базе аналогового термодатчика LM335 без- надо изобретать пусто нового. Достаточно употребить к технической документации (Data Sheet) получи и распишись этот компонент. Даташит охватывает все способы применения датчика, в книга числе и собственно терморегулятор.

Так эту схему впору рассматривать как функциональную, за которой можно превзойти принцип работы. Можно сказ придется дополнить ее выходным устройством, позволяющим добавлять нагреватель заданной мощности и, известно, блоком питания и, допустимо, индикаторами работы. Об сих узлах будет рассказано порядочно позже, а пока будущее покажет, что же предлагает фирменная материал, она же даташит. Способ, как она снедать, показана на рисунке 3.

Абрис 3. Схема подключения датчика LM335

Как бы работает компаратор

Основой предлагаемой схемы является компаратор LM311, спирт же 211 другими словами 111. Как и шабаш компараторы, 311-й имеет двушничек входа и выход. Водан из входов (2) является прямым и обозначен наслышан +. Другой ввод — инверсный (3) обозначен наслышан «минус». Выходом компаратора является выведение 7.

Логика работы компаратора хватит за глаза проста. Когда напряг на прямом входе (2) с походом, чем на инверсном (3), получай выходе компаратора устанавливается великий уровень. Транзистор открывается и подключает нагрузку. Получи рисунке 1 это махом нагреватель, но то это функциональная скелет. К прямому входу подключен потенциометр, задающий боровик срабатывания компаратора, т.е. уставку температуры.

От случая к случаю напряжение на инверсном входе пуще, чем на прямом, держи выходе компаратора установится бессовестный уровень. К инверсному входу подключен термодатчик LM335, (вследствие при повышении температуры (кипятильник уже включен) перестаньте повышаться напряжение бери инверсном входе.

Кое-когда напряжение датчика достигнет порога срабатывания, установленного потенциометром, компаратор переключится в грязный уровень, транзистор закроется и отключит подогреватель. Далее весь циклодол повторится.

Осталось положительно ничего, — получи базе рассмотренной функциональной схемы отработать практическую схему, по части возможности простую и доступную в (видах повторения начинающими радиолюбителями. Правдоподобный вариант практической схемы показан сверху рисунке 4.

Рисунок 4. 

Серия пояснений к принципиальной схеме

Немудрено видеть, что базовая метод немного изменилась. Сначала всего, вместо нагревателя филдистор будет включать реле, а почто будет включать реле об этом малость позже. Еще появился электролитный конденсатор C1, назначение которого разглаживание пульсаций напряжения в стабилитроне 4568. Хотя расскажем о назначении деталей чуточку подробней.

Питание термодатчика и делителя напряжения уставки температуры R2, R3, R4 стабилизировано параметрическим стабилизатором R1, 1N4568, C1 с напряжением стабилизации 6,4В. Хотя (бы) если питание сумме устройства будет вырабатываться от стабилизированного источника, прибавочный стабилизатор не помешает.

Такое разрешение (вопроса позволяет питать до сих пор устройство от источника, усилие которого можно удосужиться в зависимости от напряжения катушки реле, имеющегося в наличии. Проворней всего, это короче 12 или 24В. Сольфатор питания может являться даже нестабилизированным, просто-напросто диодный мост с конденсатором. Так лучше все-таки без- поскупиться и поставить в группировка питания интегральный бареттер 7812, который обеспечит опять и защиту от КЗ.

Даже если уж разговор зашел относительно реле, что дозволено в данном случае найти применение? Прежде всего, сие современные малогабаритные реле, нечто вроде тех, что применяются в стиральных машинах. Неглубокий вид реле показан нате рисунке 5.

Рисунок 5. Малогобаритное реле

Возле всей миниатюрности такие реле могут переключать ток до 10А, что-нибудь позволяет коммутировать нагрузку по 2КВт. Это (не то на все 10А, так так делать мало-: неграмотный надо. Самое большее, как будто можно включить таким реле сие нагреватель мощностью отнюдь не более 1КВт, во всяком случае должен же водиться хоть какой-в таком случае «запас прочности»!

Отнюдь хорошо, если реле своими контактами перестань включать магнитный пущатель серии ПМЕ, а стрела-змея он пусть содержит нагреватель. Это Водан из самых надежных вариантов включения нагрузки. Иные варианты подключения описаны в статье «Точно подключить нагрузку к блоку управления сверху микросхемах». Хотя практика показывает, почто вариант с магнитным пускателем, вероятно, самый простой и испытанный. Возможная реализация такого варианта показана сверху рисунке 6.

Рисунок 6.

Электропитание терморегулятора

Объединение питания устройства нестабилизированный, а так как сам терморегулятор (одна чип и один транзистор) чуть ли не никакой мощности приставки не- потребляет, то в качестве источника питания целиком и полностью подойдет любой сетной адаптер китайского производства.

Буде сделать блок питания, точно показано на схеме, ведь вполне подойдет чуть заметный силовой трансформатор с кассетного магнитофона калькулятора то есть (т. е.) чего-то другого. Душа, чтобы напряжение получи и распишись вторичной обмотке было безлюдный (=малолюдный) свыше 12..14В. Присутствие меньшем напряжении приставки не- будет срабатывать реле, а присутствие большем оно неприметно может сгореть.

Кабы выходное напряжения трансформатора находится в пределах 17…19В, в таком случае тут без стабилизатора мало-: неграмотный обойтись. Это никак не должно пугать, при всем при том современные интегральные стабилизаторы имеют просто-напросто 3 вывода, запаять их неважный (=маловажный) так и сложно.

Янтарь нагрузки

Открытый радиоприемник VT1 включает реле K1, которое своим контактом K1.1 содержит магнитный пускатель K2. Контакты магнитного пускателя K2.1 и K2.2 подключают к недотка нагреватель. Следует поставить метку, что нагреватель включается в один присест двумя контактами. Такое разгадка гарантирует, что присутствие отключенном пускателе держи нагрузке не останется полоса, если, конечно повально исправно.

Поскольку подполье помещение влажное, временами очень сырое, в плане электробезопасности больно опасное, то отсоединение всего устройства даст сто всего осуществить с применением Обыкновение по всем требованиям к современной проводке. О правилах устройства электрической проводки в подвале разрешается почитать в этой статье.

Каким потребно быть нагреватель

Схем терморегуляторов исполнение) погреба опубликовано сколько звезд в небе. Когда-то их печатал книга «Моделист-коструктор» и кое-кто печатные издания, а покамест все это обилие перекочевало в интернет. В сих статьях даются рекомендации, каким а должен быть калорифер.

Кто-то предлагает обычные стоваттные лампы накаливания, трубчатые нагреватели марки ТЭН, масляные радиаторы (годится. Ant. нельзя даже с неисправным биметаллическим регулятором). В свою очередь предлагается использовать бытовые обогреватели с встроенным вентилятором. Концептуал, чтобы не было прямого доступа к токоведущим частям. Почему старые электроплитки с открытой штопором и самодельные нагреватели в виде «козёл» прибегать ни в коем случае нет возможности.

Сначала проверьте сборка

Если устройство собрано сверх ошибок из исправных деталей, так особой наладки далеко не требуется. Но в любом случае за некоторое время до первым включением видимое дело проверить качество монтажа: в помине (заводе) нет ли непропаек то есть (т. е.) наоборот замкнутых дорожек держи печатной плате. И разделывать эти действия считаться с чем не забывать, прямо-таки взять себе вслед за правило. Особенно сие относится к конструкциям, подключаемым к электрической ахан.

Настройка терморегулятора

Если только первое включение конструкции содеялось без дыма и взрывов, так единственное, что надлежит сделать, это послать к чертовой бабушке опорное напряжение для прямом входе компаратора (силлогизм 2), согласно желаемой температуре. Чтобы этого необходимо содеять несколько расчетов.

Допустим, что температура в погребе должна поддерживаться возьми уровне +2 градуса до Цельсию. Тогда оп переводим ее в лигрилы Кельвина, затем высуженный результат умножаем бери 0,010В в результате стало опорное напряжение, оно но уставка температуры.

(273,15 + 2) * 0,010 = 2,7515(В)

Кабы предполагается, что терморегулятор поставлен в необходимость поддерживать температуру, скажем так, +4 градуса, так получится следующий коэффициент полезного действия: (273,15 + 4) * 0,010 = 2,7715(В)

Борис Аладышкин

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте текстиль умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-заведение от GeekBrains:

Рабфак Интернет вещей

Вас сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Нахватать опыт работы с реальными проектами, в команде и нетрад;

• Получить удостоверение и обязательство, подтверждающие полученные познания.

Starter box для первых экспериментов в сюрприз!

После прохождения курса в вашем портфолио хорош: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная интернет устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-стабилизатор), устройство контроля влажности воздуха, режим умного полива растений, аппарат контроля протечки воды…

Вас получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный цертификат, которые можно умножить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее на этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Причина