Схема термостата: Принципиальная схема терморегулятора. Обзор наиболее популярных схем

Содержание

Принципиальная схема терморегулятора. Обзор наиболее популярных схем

СХЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛЯТОРОВ

    Существует большое количество электрических принципиальных схем, которые могут поддерживать желаемую заданную температуру с точностью до 0,0000033 °С. Эти схемы включают коррекцию при отклонении от установленного значения температуры, пропорциональное, интегральное и дифференциальное регулирование.


    В регуляторе для электроплиток (рис. 1.1) используется позистор (терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления или ТКС) типа К600А фирмы Allied Electronics, встроенный в кухонную плиту, чтобы поддерживать идеальную температуру варки. Потенциометром можно регулировать запуск семисторного регулятора и, соответственно, включение или выключение нагревательного элемента. Устройство предназначено для работы в электрической сети с напряжением 115 В. При включении устройства в сеть напряжением 220 В необходимо использовать другой питающий трансформатор и семистор.


Рисунок 1.1 Регулятор температуры электроплиты


    Таймер LM122 производства компании National используется как дозирующий терморегулятор с оптической развязкой и синхронизацией при прохождении питающего напряжения через нуль. Установкой резистора R2 (рис. 1.2) задается регулируемая позистором R1 температура. Тиристор Q2 подбирается из расчета подключаемой нагрузки по мощности и напряжению. Диод D3 определен для напряжения 200 В. Резисторы R12, R13 и диод D2 реализуют управление тиристором при прохождении питающего напряжения через нуль.


Рисунок 1.2 Дозирующий регулятор мощности нагревателя


    Простая схема (рис. 1.3) с переключателем при переходе питающего напряжения через нуль на микросхеме СА3059 позволяет регулировать включение и выключение тиристора, который управляет катушкой нагревательного элемента или реле для управления электро- или газовой печью. Переключение тиристора происходит при малых токах. Измерительное сопротивление NTC SENSOR обладает отрицательным температурным коэффициентом. Резистором Rp устанавливается желаемая температура.


Рисунок 1.3 Схема терморегулятора с комутацией нагрузки при переходе питания через ноль.


    Устройство (рис. 1.4) обеспечивает пропорциональное регулирование температуры небольшой маломощной печи с точностью до 1 °С относительно температуры, заданной с помощью потенциометра. В схеме используется стабилизатор напряжения 823В, который питается, как и печь, от того же источника напряжением 28 В. Для задания величины температуры должен использоваться 10-оборотный проволочный потенциометр. Мощный транзистор Qi работает в режиме насыщения или близко к этому режиму, однако радиатор для охлаждения транзистора не требуется.


Рисунок 1.4 Схема терморегулятора для низковольтного нагревателя


    Для управления семистором при переходе питающего напряжения через нуль используется переключатель на микросхеме SN72440 от фирмы Texas Instruments. дают напряжение на выводах А и В, которое пропорционально разнице температуры. Потенциометром регулируется ток смещения, который соответствует предварительно устанавливаемой области смещения температуры. Низкое выходное напряжение моста усиливается операционным усилителем MCI741 производства фирмы Motorola до 30 В при изменении напряжения на входе на 0,3 мВ. Буферный транзистор добавлен для подключения нагрузки с помощью реле.


Рисунок 1.6 Регулятор температуры с датчиком на диоде

    Температура по шкале Фаренгейта. Для перевода температуры из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия нужно от исходного числа отнять 32 и умножить результат на 5/9/


    Позистор RV1 (рис. 1.7) и комбинация из переменного и постоянного резисторов образуют делитель напряжения, поступающего с 10-вольтового диода Зенера (стабилитрона). Напряжение с делителя подается на однопереходный транзистор. Во время положительной полуволны напряжения сети на конденсаторе возникает напряжение пилообразной формы, амплитуда которого зависит от температуры и установки сопротивления на потенциометре номиналом 5 кОм.

Когда амплитуда этого напряжения достигает отпирающего напряжения однопереходного транзистора, он включает тиристор, который и подает напряжение на нагрузку. Во время отрицательной полуволны переменного напряжения тиристор выключается. Если температура печи низка, то тиристор открывается в полуволне раньше и производит больший нагрев. Если предварительно установленная температура достигнута, то тиристор открывается позже и производит меньший нагрев. Схема разработана для использования в устройствах с температурой окружающей среды 100 °F.


Рисунок 1.7 Терморегулятор для хлебопечки


    Простой регулятор (рис. 1.8), содержащий измерительный мост с термистором и два операционных усилителя, регулирует температуру с очень высокой точностью (до 0,001 °С) и большим динамическим диапазоном, что необходимо при быстрых изменениях условий окружающей среды.


Рисунок 1.8 Схема терморегулятора повышенной точности


    Устройство (рис. 1.9) состоит из симистора и микросхемы, которая включает в себя источник питания постоянного тока, детектор перехода питающего напряжения через нуль, дифференциальный усилитель, генератор пилообразного напряжения и выходной усилитель. Устройство обеспечивает синхронное включение и выключение омической нагрузки. Управляющий сигнал получается при сравнении напряжения, получаемого от чувствительного к температуре измерительного моста из резисторов R4 и R5 и резистора с отрицательным температурным коэффициентом R6, а также резисторов R9 и R10 в другой цепи. Все необходимые функции реализованы в микросхеме ТСА280А фирмы Milliard. Показанные значения действительны для симистора с током управляющего электрода 100 мА, для другого симистора значения номиналов резисторов Rd, Rg и конденсатора С1 должны изменяться. Пределы пропорционального регулирования могут устанавливаться с помощью изменения значения резистора R12. При проходе через нуль напряжения сети симистор будет переключаться. Период колебаний пилообразной формы составляет примерно 30 сек и может устанавливаться изменением емкости конденсатора С2.

 

   

    Представленная простая схема (рис. 1.10) регистрирует разницу температур двух объектов, нуждающихся в использовании регулятора. Например, для включения вентиляторов, выключения нагревателя или для управления клапанами смесителей воды. Два недорогих кремниевых диода 1N4001, установленные в мост сопротивлений, используются как датчики. Температура пропорциональна напряжению между измерительным и опорным диодом, которое подается на выводы 2 и 3 операционного усилителя МС1791. Так как при разнице температур с выхода моста поступает только примерно 2 мВ/°С, то необходим операционный усилитель с высоким усилением. Если для нагрузки требуется более 10 мА, то необходим буферный транзистор.

Рисунок 1.10 Схема терморегулятора с измерительным диодом


    При падении температуры ниже установленного значения разность напряжений, на измерительном мосте с терморезистором, регистрируется дифференциальным операционным усилителем, который открывает буферный усилитель на транзисторе Q1 (рис.

1.11) и усилитель мощности на транзисторе Q2. Рассеиваемая мощность транзистора Q2 и его нагрузки резистора R11 обогревают термостат. Терморезистор R4 (1D53 или 1D053 от фирмы National Lead) имеет номинальное сопротивление 3600 Ом при 50 °С. Делитель напряжения Rl—R2 уменьшает входной уровень напряжения до необходимого значения и способствует тому, что терморезистор работает при малых токах, обеспечивающих малый разогрев. Все цепи моста, за исключением резистора R7, предназначенного для точной регулировки температуры, находятся в конструкции термостата.


Рисунок 1.11 Схема терморегулятора с измерительным мостом


    Схема (рис. 1.12) осуществляет линейное регулирование температуры с точностью до 0,001 °С, с высокой мощностью и высокой эффективностью. Источник опорного напряжения на микросхеме AD580 питает мостовую схему преобразователя температуры, в которой платиновый измерительный резистор (PLATINUM SENSOR) работает в качестве датчика. Операционный усилитель AD504 усиливает выходной сигнал моста и управляет транзистором 2N2907, который, в свою очередь, управляет синхронизируемым с частотой 60 Гц генератором на однопереходном транзисторе. Этот генератор питает управляющий электрод тиристора через развязывающий трансформатор. Предварительная установка способствует тому, что тиристор включается в различных точках переменного напряжения, что необходимо для точной регулировки нагревателя. Возможный недостаток — возникновение помех высокой частоты, т. к. тиристор переключается посреди синусоиды.


Рисунок 1.12 Тиристорный терморегулятор


    Узел управления мощного транзисторного ключа (рис. 1.13) для нагрева инструментов мощностью 150 Вт использует отвод на нагревательном элементе, чтобы принудить переключатель на транзисторе Q3 и усилитель на транзисторе Q2 достичь насыщения и установить малую рассеиваемую мощность. Когда на вход транзистора Qi поступает положительное напряжение, транзистор Qi открывается и приводит транзисторы Q2 и Q3 в открытое состояние. Ток коллектора транзистора Q2 и базовый ток транзистора Q3 определяются резистором R2. Падение напряжения на резисторе R2 пропорционально напряжению питания, так что управляющий ток обладает оптимальным уровнем для транзистора Q3 при большом диапазоне напряжения.


Рисунок 1.13 Ключ для низковольтного терморегулятора


    Операционный усилитель СА3080А производства фирмы RCA (рис. 1.14) включает вместе термопару с переключателем, срабатывающем при проходе питающего напряжения через нуль и выполненным на микросхеме СА3079, который служит как триггер для симистора с нагрузкой переменного напряжения. Симистор нужно подбирать Под регулируемую нагрузку. Напряжение питания для операционного усилителя некритично.


Рисунок 1.14 Терморегулятор на термопаре


    При использовании фазового управления симистором ток нагрева сокращается постепенно, если происходит приближение к установленной температуре, что предотвращает большое отклонение от установленного значения. Сопротивление резистора R2 (рис. 1.15) регулируется так, чтобы транзистор Q1 при желаемой температуре был закрыт, тогда генератор коротких импульсов на транзисторе Q2 не функционирует и таким образом симистор больше не открывается. Если температура понижается, то сопротивление датчика RT увеличивается и транзистор Q1 открывается. Конденсатор С1 начинает заряжаться до напряжения открывания транзистора Q2, который лавинообразно открывается, формируя мощный короткий импульс, выполняющий включение симистора. Чем больше открывается транзистор Q1, тем быстрее заряжается емкость С1 и симистор в каждой полуволне переключается раньше и, вместе с тем, в нагрузке возникает большая мощность. Пунктирной линией представлена альтернативная схема для регулирования двигателя с постоянной нагрузкой, например с вентилятором. Для работы схемы в режиме охлаждения резисторы R2 и RT нужно поменять местами.


Рисунок 1.15 Терморегулятор для отопления


    Пропорциональный терморегулятор (рис. 1.16) использующий микросхему LM3911 от фирмы National, устанавливает постоянную температуру кварцевого термостата на уровне 75 °С с точностью ±0,1 °С и улучшает стабильность кварцевого генератора, который часто используется в синтезаторах и цифровых счетчиках. Отношение импульс/пауза прямоугольного импульса на выходе (отношение времени включения/выключения) изменяется в зависимости от температурного датчика в ИС и напряжения на инверсном входе микросхемы. Изменения продолжительности включения микросхемы изменяют усредненный ток включения нагревательного элемента термостата таким образом, что температура приводится к заданной величине. Частота прямоугольного импульса на выходе ИС определяется резистором R4 и конденсатором С1. Оптрон 4N30 открывает мощный составной транзистор, у которого в цепи коллектора имеется нагревательный элемент. Во время подачи положительного прямоугольного импульса на базу транзисторного ключа последний переходит в режим насыщения и подключает нагрузку, а при окончании импульса отключает ее.


Рисунок 1.16 Пропорциональный терморегулятор


    Регулятор (рис. 1.17) поддерживает температуру печи или ванны с высокой стабильностью на уровне 37,5 °С. Рассогласование измерительного моста регистрируется измерительным операционным усилителем AD605 с высоким коэффициентом подавления синфазной составляющей, низким дрейфом и симметричными входами. Составной транзистор с объединенными коллекторами (пара Дарлингтона) осуществляет усиление тока нагревательного элемента. Транзисторный ключ (PASS TRANSISTOR) должен принимать всю мощность, которая не подводится к нагревательному элементу. Чтобы справляться с этим, большая схема следящей системы подключается между точками «А” и «В», чтобы установить постоянно 3 В на транзисторе без учета напряжения, требуемого для нагревательного элемента. Выходной сигнал операционного усилителя 741 сравнивается в микросхеме AD301A с напряжением пилообразной формы, синхронным с напряжением сети частотой 400 Гц. Микросхема AD301A работает как широтно-импульсный модулятор, включающий транзисторный ключ 2N2219—2N6246. Ключ предоставляет управляемую мощность конденсатору емкостью 1000 мкФ и транзисторному ключу (PASS TRANSISTOR) терморегулятора.


Рисунок 1.17 Высоточный терморегулятор


    Принципиальная схема терморегулятора, срабатывающего при проходе напряжения сети через нуль (ZERO-POINT SWITCH) (рис. 1.18), устраняет электромагнитные помехи, которые возникают при фазовом управлении нагрузкой. Для точного регулирования температуры электронагревательного прибора используется пропорциональное включение/выключение семистора. Схема, справа от штриховой линии, представляет собой переключатель, срабатывающий при проходе через нуль питающего напряжения, который включает симистор почти непосредственно после прохода через нуль каждой полуволны напряжения сети. Сопротивление резистора R7 устанавливается таким, чтобы измерительный мост в регуляторе был уравновешен для желаемой температуры. Если температура превышена, то сопротивление позистора RT уменьшается и открывается транзистор Q2, который включает управляющий электрод тиристора Q3. Тиристор Q3 включается и замыкает накоротко сигнал управляющего электрода’ симистора Q4 и нагрузка отключается. Если температура понижается, то транзистор Q2 закрывается, тиристор Q3 отключается, а к нагрузке поступает полная мощность. Пропорционального управления достигают подачей пилообразного напряжения, формируемого транзистором Q1, через резистор R3 на цепь измерительного моста, причем период пилообразного сигнала — это сразу 12 циклов частоты сети. От 1 до 12 этих циклов могут вставляться в нагрузку и, таким образом, мощность может модулироваться от 0—100% с шагом 8 %.


Рисунок 1.18 Терморегулятор на симисторе


    Схема устройства (рис. 1.19) позволяет оператору устанавливать верхние и нижние границы температуры для регулятора, что бывает необходимо при продолжительных тепловых испытаниях свойств материала. Конструкция переключателя дает возможность для выбора способов управления: от ручного до полностью автоматизированных циклов. С помощью контактов реле К3 управляют двигателем. Когда реле включено, двигатель вращается в прямом направлении с целью повышения температуры. Для понижения температуры направление вращения двигателя меняется на противоположное. Условие переключения реле К3 зависит от того, какое из ограничительных реле было включено последним, К\ или К2. Схема управления проверяет выход программатора температуры. Этот входной сигнал постоянного тока будет уменьшен резисторами и R2 максимально на 5 В и усилен повторителем напряжения А3. Сигнал сравнивается в компараторах напряжения Aj и А2 с непрерывно изменяющимся эталонным напряжением от 0 до 5 В. Пороги компараторов предварительно устанавливаются 10-оборотными потенциометрами R3 и R4. Транзистор Qi закрыт, если сигнал на входе ниже опорного сигнала. Если входной сигнал превосходит опорный сигнал, то транзистор Qi отрывается и возбуждает катушку реле К, верхнего предельного значения.


Рисунок 1.19


    Пара преобразователей температуры LX5700 от фирмы National (рис. 1.20) выдает выходное напряжение, которое пропорционально разнице температуры между обоими преобразователями и используется для измерения градиента температуры в таких процессах, как, например, распознавание отказа вентилятора охлаждения, распознавание движения охлаждающего масла, а также для наблюдения за другими явлениями в охлаждающих системах. С измерительным преобразователем, находящимся в горячей среде (вне охлаждающей жидкости или в покоящемся воздухе более 2 мин), 50-омный потенциометр должен устанавливаться таким образом, чтобы выход выключался. Тогда как с преобразователем в прохладной среде (в жидкости или в подвижном воздухе продолжительностью 30 сек) должно находиться положение, при котором выход включается. Эти установки перекрываются между собой, но окончательная установка между тем дает в итоге достаточно стабильный режим.


Рисунок 1. 20 Схема детектора температур


    В схеме (рис. 1.21) используется высокоскоростной изолированный усилитель AD261K для высокоточного регулирования температуры лабораторной печи. Многодиапазонный мост содержит датчики с сопротивлением от 10 Ом до 1 мОм с делителями Кельвина—Варлея (Kelvin-Varley), которые используются для предварительного выбора точки управления. Выбор точки правления осуществляется с помощью переключателя на 4 положения. Для питания моста допускается применение неинвертирующего стабилизируемого усилителя AD741J, не допускающего синфазной погрешности напряжения. Пассивный фильтр на 60 Гц подавляет помехи на входе усилителя AD261K, который питает транзистор 2N2222A. Далее питание поступает на пару Дарлингтона и подводится 30 В к нагревательному элементу.

 


    Измерительный мост (рис. 1.22) образуется позистором (резистором с положительным температурным коэффициентом) и резисторами Rx R4, R5, Re. Сигнал, снимаемый с моста, усиливается микросхемой СА3046, которая в одном корпусе содержит 2 спаренных транзистора и один отдельный выходной транзистор. Положительная обратная связь через резистор R7 предотвращает пульсации, если достигнута точка переключения. Резистором R5 устанавливается точная температура переключения. Если температура опускается ниже установленного значения, то реле RLA включается. Для противоположной функции должны меняться местами только позистор и Rj. Значение резистора Rj выбирается так, чтобы приблизительно достичь желаемой точки регулировки.


Рисунок 1.22 Регулятор температуры с позистором


    Схема регулятора (рис. 1.23) добавляет множество стадий опережающего сигнала к нормально усиленному выходу температурного датчика LX5700 от фирмы National, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать измерительные задержки. Коэффициент усиления по постоянному напряжению операционного усилителя LM216 будет установлен на значение, равное 10, с помощью резисторов с сопротивлением 10 и 100 мОм, что дает в итоге 1 В/°С на выходе операционного усилителя. Выход операционного усилителя активирует оптрон, который управляет обычным терморегулятором.


Рисунок 1.23 Терморегулятор с оптроном


    Схема (рис. 1.24) используется для регулирования температуры в установке промышленного отопления, работающей на газе и обладающей высокой тепловой мощностью. Когда операционный усилитель-компаратор AD3H переключается при требуемой температуре, то запускается одновйбратор 555, выходной сигнал которого открывает транзисторный ключ, а следовательно, включает газовый вентиль и зажигает горелку отопительной системы. По истечении одиночного импульса горелка выключается, несмотря на состояние выхода операционного усилителя. Постоянная времени таймера 555 компенсирует задержки в системе, при которой нагрев выключается, прежде чем датчик AD590 достигает точки переключения. Позистор, включенный во времязадающую цепь одновибратора’555, компенсирует изменения постоянной времени таймера из-за изменений температуры окружающей среды. При включении питания во время процесса запуска системы сигнал, формируемый операционным усилителем AD741, минует таймер и включает нагрев отопительной системы, при этом схема имеет одно устойчивое состояние.


Рисунок 1.24 Коррекция перегрузки


    Все компоненты терморегулятора находятся на корпусе кварцевого резонатора (рис. 1.25), таким образом, максимальная рассеиваемая мощность резисторов 2 Вт служит для того, чтобы поддерживать температуру в кварце. Позистор имеет при комнатной температуре сопротивление около 1 кОм. Типы транзистора некритичны, но должны иметь низкие токи утечки. Ток позистора примерно от 1 мА должен быть гораздо больше, чем ток базы 0,1 мА транзистора Q1. Если в качестве Q2 выбрать кремниевый транзистор, то нужно повысить 150-омное сопротивление до 680 Ом.


Рисунок 1.25


    В мостовой схеме регулятора (рис. 1.26) используется платиновый датчик. Сигнал с моста снимается операционным усилителем AD301, который включен как дифференциальный усилитель-компаратор. В холодном состоянии сопротивление датчика менее 500 Ом, при этом выход операционного усилителя приходит в насыщение и дает положительный сигнал на выходе, который открывает мощный транзистор и нагревательный элемент начинает греться. По мере нагревания элемента растет и сопротивление датчика, которое возвращает мост в состояние уравновешивания, и нагрев выключается. Точность достигает 0,01 °С.


Рисунок 1.26 Регулятор температуры на компараторе


 


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Термостат двигателя. Устройство, принцип работы и возможные поломки

Поддержание оптимальной температуры двигателя важно не столько для эффективной работы печки (хотя её водитель ощущает в первую очередь), сколько для полного сгорания рабочей смеси, снижения токсичности отработанных газов и увеличения ресурса двигателя. На некоторых моторах даже устанавливают несколько термостатов и/или термостаты с электронным управлением, чтобы более точно регулировать температуру в каждом контуре системы охлаждения.

Причины и признаки неисправности термостата

Иногда термостат выходит из строя, попросту заклинивая. Чаще всего это происходит из-за коррозии внутри радиатора, некачественного или старого антифриза: частицы накипи или ржавчины оседают на термоэлементе термостата, из-за чего тот становится нечувствительным к изменению температуры жидкости в системе и перестаёт двигать клапан. Но иногда термостат заклинивает и механически.

Термостат может заклинить в разных положениях: в полностью открытом, закрытом или промежуточном. Если термостат полностью закрыт, антифриз циркулирует только по малому кругу, что вызовет перегрев двигателя практически в любом режиме работы, при этом радиатор останется холодным. Полностью открытый заклинивший термостат тоже нетрудно вычислить: с ним двигатель будет прогреваться очень долго, а зимой даже не достигнет рабочей температуры.

А вот заклинивший в промежуточном положении термостат вычислить непросто. Поэтому, в случае проблем с системой охлаждения, термостат часто меняют превентивно, на всякий случай — просто чтобы исключить его из списка возможных причин. Благо, стоит он недорого.

Другая распространённая проблема — утечка охлаждающей жидкости — связана не с самим термостатом, а с его прокладкой, которая со временем перестаёт обеспечивать герметичность. Если вы меняете термостат, обязательно смените и прокладку, чтобы не пришлось сливать антифриз и разбирать систему охлаждения заново, обнаружив утечку.

Как проверить термостат

Снятый с машины термостат можно проверить в домашних условиях. Для этого его помещают в закипающую воду и смотрят, открывается ли клапан. Выглядит эффектно, но такая проверка, к сожалению, мало что даёт — лишь подтверждение, что термостат сохранил подвижность. Но при какой температуре он открывается? Чтобы тест был действительно полезным, нужно использовать термометр и контролировать температуру воды, сравнивая её с номинальной температурой начала открытия термостата.

Схема цифрового термостата » Паятель.Ру


Это термостат универсального назначения. Он управляет электронагревателем и следит за температурой в месте расположения его температурного датчика. А так же на жидкокристаллическом дисплее показывает фактическую температуру. Температуру, которую необходимо поддерживать можно установить в пределах от -25 до +75°С с шагом в 0,25°С. Кроме того можно установить и необходимый гистерезис, в пределах которого температура должна поддерживаться. Гистерезис устанавливается шагами по 0,1°С.


Управление термостатом осуществляется с помощью трех кнопок. Кнопки «+» и «-» (S1 и S2) служат для установки численных значений температуры или гистерезиса, а кнопка «MODE» (S3) — для выбора установки.

Чтобы задать температуру которую нужно поддерживать нужно нажать кнопку S3 и удерживать её пока на дисплее не появится «SET TEMPERATURE». Затем кнопками S1 и S2 нужно установит необходимое значение температуры. Затем еще раз нажав S3, кнопками S1 и S2 установите необходимый гистерезис. Затем, еще раз нажать S3 чтобы вернуться на индикацию фактической температуры.

Температура измеряется с помощью интегрального термометра А1 — DS1820. Это готовый калиброванный датчик и никакого налаживания он не требует. Датчик выполнен в виде отдельного щупа, соединенного с основной схемой экранированным кабелем. Основная схема выполнена на микроконтроллере PIC16F628. Тактовая частота стабилизирована кварцевым резонатором Q1 на 4 МГц.

Управление нагревателем осуществляется с помощью симистора VS1 типа ВТ136. Включение симистора производится с помощью оптопары МОС3043. Схему включения нагревателя можно выполнить и по-другому, например, на другом симисторе или используя мощный опотосимистор или реле.

Источник питания схемы построен на основе маломощного китайского трансформатора с двойной вторичной обмоткой типа 9V-0-9V, на максимальный ток 100mA. Поскольку обмотка и так двойная, схема выпрямителя сделана двухполупериодной на двух диодах VD1 и VD2.

В случае использования трансформатора с одиночной вторичной обмоткой нужно применить мостовую схему выпрямителя. Напряжение питания контроллера и дисплея 5V стабилизировано интегральным стабилизатором типа 7805. Но здесь желательнее использовать менее мощный стабилизатор типа 78L05.

Наличие трансформаторного питания и оптопары в цепи управления нагревателем обеспечивает полную гальваническую развязку между электросетью и схемой датчика и измерителя температуры. Это способствует безопасности пользования данным прибором в условиях повышенной влажности.

Для отображения информации используется стандартный двухстрочный жидкокристаллический индикаторный модуль на 16 знаков в строке. Фонты латинские. Подстроенным резистором R8 можно регулировать контрастность дисплея. Через резистор R9 подается ток на схему подсветки дисплея. Если подсветка не нужна вывод 16 можно никуда не подключать.

В контроллер необходимо внести управляющую программу, НЕХ-файл которой приводится ниже.

Фирма Геоюгсервис Ростов на Дону предлагает полный спектр инженерно-геологических изысканий. Опытные специалисты готовы провести качественные работы в сжатые сроки. Собственное оборудование, умеренные цены.

СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

   Поводом для сборки этой схемы послужила поломка терморегулятора в электрическом духовом шкафу на кухне. Поискав в интернете, особого изобилия вариантов на микроконтроллерах не нашел, конечно есть кое-что, но все в основном рассчитаны на работу с термодатчиком типа DS18B20, а он очень ограничен в температурном диапазоне верхних значений и для духовки не подходит. Задача ставилась измерять температуры до 300°C, поэтому выбор пал на термопары К-типа. Анализ схемных решений привел к паре вариантов. 

Схема терморегулятора — первый вариант

   Термостат собраный по этой схеме имеет заявленный предел верхней границы 999°C. Вот что получилось после его сборки:

   Испытания показали, что сам по себе термостат работает достаточно надежно, но не понравилось в данном варианте отсутствие гибкой памяти. Пошивка микроконтроллера для обеих вариантов — в архиве.

Схема терморегулятора — второй вариант

   Немного поразмыслив пришел к выводу, что возможно сюда присоединить тот же контроллер, что и на паяльной станции, но с небольшой доработкой. В процессе эксплуатации паяльной станции были выявлены незначительные неудобства: необходимость перевода таймеров в 0, и иногда проскакивает помеха которая переводит станцию в режим SLEEP. Учитывая то, что женщинам ни к чему запоминать алгоритм перевода таймера в режим 0 или 1 была повторена схема той же станции, но только канал фен. А небольшие доработки привели к устойчивой и «помехонекапризной» работе терморегулятора в части управления. При прошивке AtMega8 следует обратить внимание на новые фьюзы. На следующем фото показана термопара К-типа, которую удобно монтировать в духовке.

   Работа регулятора температуры на макетной плате понравилась — приступил к окончательной сборке на печатной плате.

   Закончил сборку, работа тоже стабильная, показания в сравнении с лабораторным градусником отличаются порядка на 1,5°C, что в принципе отлично. На печатной плате при настройке стоит выводной резистор, пока что не нашел в наличии SMD такого номинала.

   Светодиод моделирует ТЭНы духовки. Единственное замечание: необходимость создания надежной общей земли, что в свою очередь сказывается на конечный результат измерений. В схеме необходим именно многооборотный подстроечный резистор, а во-вторых обратите внимание на R16, его возможно тоже необходимо будет подобрать, в моём случае стоит номинал 18 кОм. Итак, вот что имеем:

   В процессе экспериментов с последним терморегулятором появились ещё незначительные доработки, качественно влияющие на конечный результат, смотрим на фото с надписью 543 — это означает датчик отключен или обрыв.

   И наконец переходим от экспериментов до готовой конструкции терморегулятора. Внедрил схему в электроплиту и пригласил авторитетную комиссию принимать работу 🙂 Единственное что жена забраковала — маленькие кнопки на управлении конвекцией, общее питание и обдув, но это решаемо со временем, а пока выглядит вот так.

   Регулятор заданную температуру держит с точностью до 2-х градусов. Происходит это в момент нагрева, из-за инертности всей конструкции (ТЭНы остывают, внутренний каркас выравнивается температурно), в общем в работе схема мне очень понравилась, а потому рекомендуется для самостоятельного повторения. Автор — ГУБЕРНАТОР.

   Форум по регуляторам температуры на МК

   Форум по обсуждению материала СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Подключение терморегулятора (термостата) к тену: схема подсоединения

Главная > Подключение и установка > Как подключить терморегулятор

Для создания комфорта внутри жилого помещения существует множество устройств, среди которых различные приборы, принимающие на себя функцию по регулировке температуры воды или окружающего воздуха. К данному типу устройств относится терморегулятор, это изделие призванное после настройки самостоятельно поддерживать температуру тена или другого нагревательного элемента путем включения и выключения электрического питания. В данной статье рассмотрен вопрос, как подключить терморегулятор, а также приведена схема подсоединения контролера к системе теплого пола.

Как подключить термостат

Виды терморегуляторов

Существует два основных типа терморегуляторов, которые различаются в зависимости от принципа работы:

  1. Механические приборы – это термостаты, которые регулируют температуру исполняющего устройства размыканием контакта между двумя пластинами разной плотности. При нагревании датчика сигнал поступает в корпус контактора и передает импульс на размыкание или замыкание пластин;

Электронный термостат

  1. Электронный термостат. В данном случае информация, поступающая от датчика температуры, анализируется в цифровом процессоре, только после этого выполняется команда на подачу питания на нагревательный элемент.

В обоих случаях управление осуществляется вручную, методом выставления необходимой температуры на корпусе контролера. Также можно выделить классификацию терморегуляторов на основании визуализации и клавиш управления. Термостаты бывают с проворачиваемыми дисками со шкалой, кнопками настройки или сенсорным экраном. Принцип работы всех перечисленных изделий существенно не отличается друг от друга.

Также существует классификация термостатов по типу размещения: наружные или внутренние. В зависимости от решаемой задачи, устройство может устанавливаться в стену в предварительно проделанную нишу. Строительный размер такого прибора совпадает с обыкновенной розеткой, поэтому его часто монтируют в прорубленное коронкой отверстие.

Терморегулятор с наружным расположением имеет более толстый корпус, который закрыт со всех сторон пластиковыми пластинами. Минус такого устройства – его габарит, в связи с невозможностью расположить прибор внутри стены он будет выступать на плоскости, к тому же при подключении к нему кабеля придется устраивать дополнительный канал из гофрированной трубы или пенала.

Терморегулятор для водяного теплого пола схема подключения

При устройстве теплых водяных полов терморегулятор может устанавливаться на усмотрение хозяев жилья. Многие предпочитают использовать его в схеме, чтобы осуществлять контроль над уровнем теплого водного потока, подаваемого в систему. В большинстве случаев выбирается электронный или механический прибор вместе с термодатчиками, измеряющими температуры воздуха, а не самого пола.

Непосредственное подключение терморегулятора происходит в несколько этапов. В первую очередь устанавливается датчик температуры, монтируемый на стену на высоту примерно 100-120 см от пола. Сама стена не должна нагреваться какими-либо источниками тепла, расположенными рядом. Далее решается вопрос, как подсоединить теплый пол к терморегулятору в цепь с питающим проводом. Сюда же включаются и датчики температуры. Если в терморегуляторе используется электрическая связь с сервоприводом, в этом случае кабель прокладывается к его управляющей цепи.

В случае использования радиоуправляемого терморегулятора, его необходимо предварительно настроить. После того как все регулировки выполнены, прибор необходимо проверить, используя внешний термометр. На приборе устанавливается нужный режим, после чего в точке установки датчика измеряется температура на протяжении нескольких часов. Во время проверки не должно быть существенных колебаний температуры.

Сферы применения терморегуляторов

Как подключить дверной звонок

Термостаты получили широкое распространение в различных сферах, как в промышленности, так и в обычном быту. Чаще всего указанные приборы можно встретить в системах теплого пола с нагревательным элементом в виде греющего жгута, который располагается в стяжке. При подаче питания на электроды провода нагреваются и отдают тепло всем окружающим слоям, для правильной работы система оборудована датчиком температуры, встроенным в стяжку. Контроллер может использоваться для электрического или водяного теплого пола, принцип его работы от этого не меняется.

Термостат с датчиком для теплого пола

Также термостат применяется в нагревательных или отопительных котлах для автоматической регулировки уровня нагрева внутренней среды. Данными приборами многие производители укомплектовывают нагревательные приборы уже на стадии изготовления, но даже если конструкцией котла это не предусмотрено, контролер на линию можно установить самостоятельно.

Установка терморегулятора

Установка производится на стену, в том месте, где кабель подключается к сети. Регулятор должен располагаться таким образом, чтобы во время работы полов к нему был бы обеспечен свободный доступ. При устройстве теплых полов в ванной комнате, терморегулятор выносится на сухую сторону помещения, чтобы избежать его поломки в результате высокой влажности. Точная схема подключения, как правило, находится в инструкции, прилагаемой к конкретному прибору.

Чтобы облегчить возможную замену, датчик размещается в монтажной трубке, обычно входящей в общий комплект. Размещение датчика производится на одном из концов трубки, затем трубка изолируется, чтобы внутрь ее не попал раствор. Готовую трубку с датчиком внутри располагают между греющими проводами, в максимальной близости от поверхности пола.

Надежное соединение контактов является одним из главных условий нормальной работы теплых полов. В случае плохого контакта, данное место будет постоянно перегреваться, что приведет к окислению проводов и еще большему ухудшению контакта. Лучше всего, для надежного соединения контактов, использовать пружинные клеммы.

Перед тем как подсоединить теплый пол к терморегулятору, необходимо рассчитать и определить необходимое количество других приборов и элементов, которые будут обеспечивать наиболее эффективную работу системы. Если напольное отопление предусмотрено во всех помещениях частного дома, потребуется независимое подключение каждого участка к электрической сети. В этом случае рекомендуется использовать отдельные терморегуляторы, благодаря которым система становится более эффективной, позволяя задавать рабочие параметры для каждого помещения.

Подключение терморегулятора

Так как терморегуляторы можно использовать как для контроля нагревательных элементов, так и управления охладителем, в конструкции прибора имеется два типа контактов и клемм. Во время самостоятельного подключения устройства в систему необходимо строго соблюдать полярность контактов и не допускать противоречий в схеме.

Схема подключения термостата

Для подсоединения механического термостата не требуется подводки электричества, так как все управление и размыкание выключателя осуществляется путем физического изменения характеристик нагревающейся пластины. Для подключения данного прибора нужно следовать приведенному ниже алгоритму:

  1. В документациях к приборам имеется обозначение клемм по номерам, в соответствии с этими показателями необходимо осуществлять сборку системы. В первую очередь, нужно подсоединить нулевой кабель к электродам коробки и отвести его сразу на потребляемые нагревательные элементы, например, теплый пол;
  2. Фаза заводится в контроллер напрямую, без подключения к бытовым приборам. Коробка сама будет распределять электричество в момент включения контактов. В некоторых устройствах необходимо проложить перемычку внутри термостата от плюсового провода на индикатор работы, который показывает сигнал в момент включения нагревателя и на протяжении всего периода работы;
  3. В управляющем устройстве расположены клеммы для подключения охладительного нагревательного элемента, а также для внешнего датчика температуры. Все устройства должны подсоединяться последовательно, ток при этом должен быть отключен полностью. Это типичная схема подключения терморегулятора, которая наиболее распространена в системах теплого пола или инфракрасного отопления помещения;
  4. Датчик температуры присоединяется в последнюю очередь, после чего выполняется тестовый запуск системы и проверка напряжения на всех элементах.

Схема с использованием автомата

Существует также схема подключения термостата с использованием магнитного автоматического выключателя, чаще всего данную схему применяют при наличии нескольких управляемых устройств, требующих для работы ток с высоким напряжением. При этом автомат подключается в разомкнутую сеть плюсового кабеля параллельно с термостатом, дополнительно имеется связующий кабель с устройством управления. Ток на потребляющие приборы подается через автоматический выключатель, но управление им осуществляет термостат. Нагревательные элементы связаны с контролером только на параллельной линии и через автомат, это позволяет эксплуатировать систему с высоким напряжением без перебоев и в безопасном режиме. В случае возникновения аварийной ситуации сработает выключатель и полностью обесточит все устройства.

Таким образом, из схемы видно, что терморегулятор подключается к нагревательным или охладительным приборам непосредственно перед подачей на них напряжения, то есть контролер будет первым элементом в системе. Многие термостаты оборудованы электронной микросхемой и процессором, которые, кроме показателей температуры, дают дополнительные данные о различных показателях, таких как состояние влажности в помещении, давление и время, необходимое для достижения заданных параметров. Такие устройства имеют стоимость гораздо выше, чем механические терморегуляторы бытового назначения.

Как подключить терморегулятор к инфракрасному обогревателю

Пользоваться термостатом очень удобно, необходимо лишь определить, как правильно подключить терморегулятор к инфракрасному обогревателю, чтобы получить максимальный эффект от использования этого прибора.

Необходимые материалы

Подготовка к установке терморегулятора не займет много времени, как и сам монтаж. Даже при отсутствии опыта подключения термостатов все работы с легкостью можно выполнить самостоятельно.
Но в случае если у вас нет опыта работы с электрооборудованием и даже установка розетки вызывает сложности, а с принципом работы индикаторной отвертки вы не знакомы, не стоит пытаться выяснить как подключить механический или электронный терморегулятор. В таких случаях безопасней доверить эту работу профессионалу.

Для тех, кто хорошо разбирается в электричестве и точно знает, что перед работой следует обесточить приборы и оборудование, необходимо подготовить такой набор инструмента:

  • Дрель или шуруповерт. Они необходимы лишь для того, чтобы просверлить в стене отверстие для монтажа термостата.
  • Пассатижи для работы с электрокабелем.
  • Индикаторная отвертка или тестер.
  • Карандаш, рулетка. Они помогут определить и обозначить место, где будет располагаться регулятор температуры.

Также для работы понадобиться электрический кабель, которым будут соединяться термостат и устройство инфракрасного нагрева, разборная розетка и метизы для крепления регулятора и фиксации кабеля. Когда материалы и инструмент подготовлены, можно приступать к разметке и монтажу.


Электронный терморегулятор, контролирующий работу ИК-обогревателя

Схема подключения

Схема подключения терморегулятора к инфракрасному бытовому обогревателю выбирается в зависимости от используемого устройства, опыта и знаний специалиста по монтажу электрооборудования.

Стандартная

При стандартной схеме термостат устанавливается в уже готовую сеть между непосредственно обогревателем и автоматическим выключателем на щитке. Отправной точкой сети будет служить автомат. От него отходят два провода — фаза и ноль, которые подключаются на соответствующие контакты термостата. От термостата также идут два провода, которые подключаются уже к отопительному прибору.

Эта схема удобна и в случае, если к одному термостату необходимо подключить два или три обогревателя. Расположенные в различных помещениях, они обеспечивают одинаковую температуру во всей квартире. Для их эффективной работы подключение выполняется таким образом:

  • От автомата к термостату ведут два провода: фаза и ноль.
  • От автомата отходят по два провода для каждого отопительного прибора.
  • Между собой инфракрасные обогреватели не соединяются.

Параллельное подключение позволит безопасно управлять сразу несколькими устройствами, не докупая дополнительные регуляторы для каждого из них.


Варианты подключения инфракрасных обогревателей через термостат

Важно: Для нескольких обогревателей допускается последовательное соединение. Но оно считается менее удобным, поэтому используется крайне редко.

С помощью магнитного пускателя

Эта схема немного сложнее и займет чуть больше времени. Но благодаря использованию дополнительного оборудования в виде магнитного пускателя, можно подключить к одному терморегулятору сразу несколько обогревателей, в том числе и оборудование с более высокой мощностью, промышленные системы.

Подключение устройств выполняется в следующей последовательности:

  • С помощью кабеля (фаза и ноль) к автомату подсоединяется термостат.
  • Через выходные клеммы термостат подключается к магнитному пускателю.
  • Магнитный пускатель подключается к отопительным приборам.

При этом схема для подключения магнитного пускателя рассчитывается индивидуально. Это обеспечит безопасную и эффективную работу устройств.


С помощью магнитного пускателя

Подключение термостата к системе теплого пола

Как подключить вольтметр

В зависимости от типа нагревательного кабеля в системе теплого пола, схема подключения будет разной. Существует два типа пола: с одножильным и двух жильным жгутом, принцип работы между ними схож, но у многожильного кабеля ресурс работы, а также технические показатели по скорости и высоте нагрева намного выше.

Подключить термостат к одножильной системе проще – достаточно присоединить два нулевых кабеля в одну клемму, а фазу – в соответствующее гнездо. При этом ток будет проходить через всю длину последовательно по кольцу закладки жгута.

В двухжильном кабеле все провода выходят с одной стороны, поэтому подключение осуществляется последовательно – один провод в одну клемму. Ток при данной схеме проходит по всей длине нагревательного элемента и возвращается по тому же пути в одном направлении.

Таким образом, при соблюдении всех правил и алгоритма подключения термостата к любой схеме останется только настроить прибор на нужные параметры путем вращения колеса по шкале температуры.

Основные виды

Все современные термостаты работают по одному принципу. Однако между ними существует довольно много различий, влияющих на настройку приборов, управление и схему подключения термодатчика.

Механические термостаты характеризуются простотой эксплуатации и высокой надежностью. Они представляют собой коробочку из пластика, оснащенную рычажком для управления температурой в помещении. Чтобы упростить процесс настройки, на приборах есть шкала с делениями, стандартный шаг которой равен 1 градусу.

Если раньше механические термостаты часто использовались для управления электрическими теплыми полами, то для работы с инфракрасными системами обогрева они не очень хорошо подходят. Впрочем, при желании их можно довольно легко подключить. Хотя многие люди отдают предпочтение электронным устройствам, механические продолжают использоваться. Это связано с простотой их конструкции, а также длительным сроком эксплуатации.

Особенность электронных термодатчиков заключается в наличии дисплея для отображения всей важной для настройки информации. Если механический термостат для работы не нуждается в электричестве, то электронный необходимо подсоединить к сети. Панель управления в зависимости от модели может быть сенсорной либо кнопочной. Некоторые приборы предоставляют возможность запрограммировать температурный режим на определенный отрезок времени, например, неделю.

Продвинутые модели и вовсе могут управляться с помощью смартфона, если на него было установлено соответствующее приложение. Популярность электронные термодатчики получили в первую очередь благодаря удобству эксплуатации. Однако их стоимость выше, по сравнению с механическими устройствами.

Рекомендуемые схемы подключения к GSM-Термометру

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.