Cómo armar un controlador de temperatura en casa
Poco de teoría
Los sensores de medición más simples, incluidos los que responden a la temperatura, consisten en un medio brazo de medición de dos resistencias, uno de soporte y un elemento que cambia su resistencia dependiendo de la temperatura que se le ajuste. Esto se muestra más claramente en la imagen a continuación.
Como se puede ver en el diagrama, la resistencia R2 es un elemento de medición de un termostato casero, y R1, R3 y R4 son el brazo de soporte del dispositivo. Este es un termistor. Es un dispositivo conductor que cambia su resistencia con la temperatura.
Un elemento del termostato que responde a un cambio en el estado del brazo de medición es un amplificador integrado en el modo comparador. Este modo cambia la salida del microcircuito del estado apagado a la posición de operación en un salto. Por lo tanto, a la salida del comparador, tenemos solo dos valores "on" y "off". La carga del chip es un ventilador de PC. Cuando la temperatura alcanza un cierto valor en el brazo R1 y R2, se produce un cambio de voltaje, la entrada del microchip compara el valor en los pines 2 y 3 y el comparador conmuta. El ventilador enfría el objeto necesario, su temperatura baja, la resistencia de la resistencia cambia y el comparador apaga el ventilador. Por lo tanto, la temperatura se mantiene a un nivel predeterminado y se controla el funcionamiento del ventilador.
Resumen del esquema
El voltaje de la diferencia del brazo de medición se suministra a un transistor emparejado con una gran ganancia, y un relé electromagnético actúa como un comparador. Cuando la bobina alcanza un voltaje suficiente para retraer el núcleo, se dispara y se conecta a través de sus contactos de los actuadores. Cuando se alcanza la temperatura establecida, la señal en los transistores disminuye, el voltaje en la bobina del relé disminuye simultáneamente, y en algún momento los contactos se desconectan y la carga útil se desconecta.
Una característica de este tipo de relé es la presencia. histéresis - esta es una diferencia de varios grados entre encender y apagar un regulador de temperatura casero, debido a la presencia de un relé electromecánico en el circuito. Por lo tanto, la temperatura siempre fluctuará varios grados cerca del valor deseado. La opción de montaje proporcionada a continuación está prácticamente desprovista de histéresis.
Diagrama esquemático de un controlador de temperatura analógico para una incubadora:
Este esquema fue muy popular para la repetición en 2000, pero incluso ahora no ha perdido su relevancia y puede hacer frente a la función que se le asignó. Si tiene acceso a piezas viejas, puede ensamblar un controlador de temperatura con sus propias manos casi gratis.
El corazón del producto casero es el amplificador integrado K140UD7 o K140UD8. En este caso, está conectado con comentarios positivos y es un comparador. El elemento termosensible R5 es una resistencia MMT-4 con un TKE negativo, lo que significa que cuando se calienta, su resistencia disminuye.
El sensor remoto está conectado a través de un cable blindado. Para disminuir propina y la operación falsa del dispositivo, la longitud del cable no debe exceder 1 metro. La carga se controla a través del tiristor VS1 y la potencia máxima permitida del calentador conectado depende de su clasificación. En este caso, 150 vatios, la llave electrónica: el tiristor debe instalarse en un radiador pequeño para eliminar el calor. La siguiente tabla muestra las clasificaciones de los elementos de radio para ensamblar el termostato en el hogar.
El dispositivo no tiene aislamiento galvánico de la red de 220 V, al configurarlo, tenga cuidado, hay una tensión de red en los elementos del regulador, lo que es peligroso para la vida. Después del montaje, asegúrese de aislar todos los contactos y colocar el dispositivo en una carcasa no conductora. El siguiente video analiza cómo ensamblar un termostato en los transistores:
Ahora le diremos cómo hacer un controlador de temperatura para un piso cálido. El diagrama de trabajo se copia de una muestra en serie. Útil para aquellos que desean familiarizarse y repetir, o como modelo para solucionar problemas del dispositivo.
El centro del circuito es un chip estabilizador, conectado de una manera inusual, el LM431 comienza a pasar corriente a un voltaje superior a 2.5 voltios. Esta es la magnitud de esta fuente interna de chip de voltaje de referencia. A un valor de corriente más bajo, no pasa nada. Esta característica comenzó a usarse en varios esquemas de reguladores de temperatura.
Como puede ver, el circuito clásico con un brazo de medición permanece: R5, R4 - resistencias adicionales divisor de voltajey R9 es un termistor. Cuando la temperatura cambia, se produce un cambio de voltaje en la entrada 1 del microcircuito, y si alcanza el umbral, el voltaje va más allá de acuerdo con el esquema. En este diseño, la carga para el chip TL431 es el LED de operación HL2 y el optoacoplador U1, para el aislamiento óptico del circuito de alimentación de los circuitos de control.
Como en la versión anterior, el dispositivo no tiene un transformador, pero recibe energía en el circuito condensador de extinción C1, R1 y R2, por lo tanto, también está bajo un voltaje que pone en peligro la vida, y debe tener mucho cuidado al trabajar con el circuito. Para estabilizar el voltaje y suavizar las ondas de sobretensiones de la red, se instala un diodo Zener VD2 y un condensador C3 en el circuito. Para indicar visualmente la presencia de voltaje en el dispositivo, se instala el LED HL1. El elemento de control de potencia es el triac VT136 con una pequeña correa para el control a través del optoacoplador U1.
Con estas clasificaciones, el rango de control está en el rango de 30-50 ° C. Con una aparente complejidad aparente, el diseño es fácil de configurar y fácil de repetir. A continuación se presenta un diagrama ilustrativo del controlador de temperatura en el chip TL431, con una fuente de alimentación externa de 12 voltios para uso en sistemas de automatización del hogar:
Este termostato puede controlar un ventilador de computadora, relé de potencia, indicadores luminosos, alarmas de sonido. Para controlar la temperatura del soldador, hay un circuito interesante que utiliza el mismo circuito integrado TL431.
Para medir la temperatura del elemento calefactor, se utiliza un termopar bimetálico, que se puede tomar prestado de un medidor remoto en un multímetro o comprar en una tienda especializada de piezas de radio.Para aumentar el voltaje del termopar al nivel de respuesta TL431, se instala un amplificador adicional en el LM351. El control se realiza mediante el optoacoplador MOC3021 y el triac T1.
Cuando enciende el termostato en la red, es necesario observar la polaridad, el signo negativo del regulador debe estar en el cable neutro, de lo contrario, el voltaje de fase aparecerá en el cuerpo del soldador, a través de los cables del termopar. Este es el principal inconveniente de este circuito, porque no todos quieren verificar constantemente que el enchufe esté enchufado a la toma de corriente, y si lo descuida, puede recibir una descarga eléctrica o dañar los componentes electrónicos durante la soldadura. El ajuste del rango se realiza mediante la resistencia R3. Este esquema garantizará el funcionamiento prolongado del soldador, eliminará su sobrecalentamiento y aumentará la calidad de la soldadura debido a la estabilidad del régimen de temperatura.
Otra idea de ensamblar un termostato simple se discute en el video:
También le recomendamos que considere otra idea de ensamblar un termostato para un soldador:
Los ejemplos desmontados de controladores de temperatura son suficientes para satisfacer las necesidades de un maestro de hogar. Los esquemas no contienen piezas de repuesto escasas y caras, son fáciles de repetir y prácticamente no necesitan configurarse. Estos productos caseros se pueden adaptar fácilmente para regular la temperatura del agua en el tanque del calentador de agua, controlar el calor en la incubadora o invernadero y actualizar el hierro o el soldador. Además, puede restaurar un refrigerador viejo rehaciendo el regulador para que funcione con valores de temperatura negativos al reemplazar las resistencias en el brazo de medición. ¡Esperamos que nuestro artículo sea interesante, lo haya encontrado útil para usted y haya entendido cómo hacer un regulador de temperatura con sus propias manos en casa! Si aún tiene preguntas, no dude en hacerlas en los comentarios.
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