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:

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

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:

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;
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;
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;
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.

как проверить, подключение и регулировка

Покупка водонагревателя – дело непростое, и подойти к нему нужно ответственно, ведь вы приобретаете прибор, от которого будет зависеть комфорт вашей семьи в течение нескольких последующих лет. Несмотря на то, что бойлер для домашнего использования – устройство не сложное и, к тому, же широко распространенное, выбор его часто становится настоящей проблемой.

Чтобы приобрести подходящий прибор, нужно знать много о разновидностях водонагревателей и об основных составляющих элементах данных приборов. В этой статье мы расскажем вам о такой важной части устройства бойлера как терморегулятор.

Назначение

Терморегулятор – это прибор, предназначенный для того, чтобы удерживать температуру воды в пределах заданных значений. Он выполняет функцию своеобразного «предохранителя», оберегая прибор от перегрева. Термостат контролируют температуру воды в баке, вовремя запуская и останавливая процесс нагрева.

Помимо автоматизации работы устройства, терморегулятор отвечает за безопасность использования водонагревателя. Ведь при повышении температуры выше нормы возрастает давление внутри бака, а неконтролируемый рост давления может привести к взрыву устройства.

Принцип работы

Несмотря на то, что практически каждый производитель оснащает бойлеры термостатами разного образца, принцип работы у всех устройств подобного рода будет один и тот же.

Для начала нужное значение температуры задается пользователем при помощи специального регулятора на панели управления водонагревателя. Далее вода нагревается до заданной температуры, при этом реле, установленное на термостате, размыкает контакты ТЭНа.

Когда вода в баке остывает, то есть, температура падает ниже нормы, реле вновь замыкает контакты, в результате чего запускается процесс нагрева воды.

Виды

Терморегуляторы, которыми оснащают водонагреватели, бывают нескольких разновидностей – стержневые, капиллярные и электронные. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Стержневые

Стержневые терморегуляторы, пожалуй, самые старые из всех подобных приборов. Они представляют собой небольшую трубку длиной примерно 35 см, а шириной – 1 см. Под воздействием высокой температуры трубка увеличивается в размерах и надавливает на выключатель. Недостатком такой системы является невысокая точность, так как трубка может быстро остывать, заставляя бойлер работать дольше, чем нужно.

Капиллярные

Капиллярные терморегуляторы появились позже стержневых, но и они используются уже достаточно давно. Они также выполнены в виде трубки, но внутри находятся баллоны с жидкостью, плотность которой иная, чем у обычной воды. Когда происходит нагрев, жидкость увеличивается в объеме и баллон соприкасается с мембраной, отключающей прибор. Точность этого вида термостатов составляет +/- 3 градуса.

Электронные

Электронные терморегуляторы являются самыми современными и точными из всех вышеперечисленных. Для более совершенной работы они взаимодействуют с реле защиты, что позволяет аварийно отключать питание, если резервуар водонагреватель пуст.

Существует и иная классификация терморегуляторов, согласно которой данные приборы разделяются на следующие типы:

электромеханические/электронные – в зависимости от ключевого элемента управления;
простые/программируемые – в зависимости от способа задавания температуры;
накладные/врезные – в зависимости от способа установки.

Как проверить исправность?

Даже самые качественные и надежные бойлеры иногда выходят из строя, и часто случается так, что причина неполадок в работе прибора – это поломка терморегулятора. Диагностировать подобную неисправность можно и в домашних условиях, не прибегая к помощи мастера-ремонтника.

Чтобы выяснить, исправен ли термостат, нужно снять его с водонагревателя и перевести в режим измерения сопротивления.
Затем задаем максимальное значение температуры и измеряем сопротивление на контактах ввода и вывода устройства. Если прибор никак не реагирует, вероятнее всего, терморегулятор неисправен.
Если произошел отклик, переводим ручку регулятора на минимальное значение и вновь присоединяем щупы тестера к контактам.
Далее берем зажигалку и нагреваем с ее помощью трубку термостата.

Через некоторое время должно сработать реле, размыкающее цепь, и значение сопротивления устремится вверх. Если этого не произошло, значит, терморегулятор сломан и нуждается в замене.

Подключение и регулировка

Если, проведя диагностику водонагревателя, вы выяснили, что терморегулятор неисправен, следует заменить этот прибор на новый. Сделать это вполне возможно своими силами.

Отключаем водонагреватель от питания.
Блокируем подачу воды к бойлеру, сливаем из бака остатки жидкости.
Снимаем нижнюю панель прибора, открывая доступ к ТЭНу.
Снимаем прижимное кольцо нагревательного элемента.
Вынимаем датчики терморегулятора и регулирующий блок.
Устанавливаем на место новый терморегулятор.
Возвращаем на место прижимное кольцо нагревателя, закрепляем нижнюю панель.

Советы по выбору

Мы составили для вас краткий список рекомендаций, которые должны помочь в выборе и покупке нового термостата.

Отправляясь в магазин за новым прибором, возьмите с собой технический паспорт водонагревателя. Зная необходимые параметры, продавец сможет подобрать подходящую модель термостата.
Не спешите выкидывать сломанный термостат до того, как приобретете новый. Маркировка на отжившем свой век приборе – это полезные сведения, зная которые вы без труда сможете выбрать новый, такой же термостат, просто показав ее продавцу, или введя в поисковую строку интернет-каталога.

Если вы выбираете терморегулятор самостоятельно, ориентируйтесь на следующие характеристики: вид прибора, габариты, способ установки, рабочую силу тока, функционал (регулировка температуры и/или защита).

Частые неисправности и ремонт

Как и любой другой прибор, термостат подвержен разнообразным поломкам, которые могут происходить по причине как внешних, так и внутренних факторов. Перечислим наиболее частые неисправности, которые случаются с терморегуляторами, установленными в бойлерах:

износ медной капиллярной трубки;
плохое взаимодействие контактов терморегулятора и нагревателя;
сбой регулировки нагревательного элемента;
образование накипи;
поломки, вызванные перепадами напряжения.

Вне зависимости от типа и причины неисправности, специалисты не рекомендуют производить самостоятельный ремонт терморегулятора. Сломанный прибор правильнее всего будет заменить – это самое безопасное и надежное решение проблемы.

Если возможности заменить теромрегулятор на новый нет, можно попробовать сделать это самостоятельно. Следующий видеоролик поможет вам сделать это правильно.

Схема электронного термостата

с использованием транзисторов

Эта схема электронного термостата позволяет нам контролировать температуру в помещении, включая и выключая нагревательное устройство. Очень полезно зимой и в очень холодных местах.

В схеме используется термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент).

Если температура окружающей среды выше температуры, установленной с помощью потенциометра, реле не срабатывает и загорается зеленый светодиод.
Если температура окружающей среды ниже температуры, установленной с помощью потенциометра, реле активируется и загорается красный светодиод.

Настройка электронного термостата

Для правильной установки уровня температуры, при которой срабатывает реле, необходимо осторожно отрегулировать потенциометр. Для регулировки электронного термостата термистор вставляется в стеклянную трубку. Концы термистора следует припаять к паре длинных проводов.

Поместите стеклянную трубку и ртутный термометр в емкость с водой, которая будет помещена сначала в холодильник, затем при комнатной температуре и, наконец, на газовую горелку или подобное.Температура газовой горелки не должна быть высокой. (см. пределы температуры ртутного термометра).

В каждом случае найдите точку, в которой загорается красный светодиод, осторожно перемещая потенциометр на максимум и отмечая на экране (белая карточка) за потенциометром значения температуры, считываемые на ртутном термометре.

Как работает схема электронного термостата?

Работа схемы очень проста, и ее можно понять, проанализировав состояния отсечки и насыщения каждого транзистора.

Когда сопротивление термистора очень высокое (уровень окружающей температуры низкий), транзистор T1 переходит в насыщение, если это позволяет регулировка, сделанная в потенциометре.

Если транзистор T1 переходит в насыщение, транзисторы T2, T3 и T4 также насыщаются, активируя реле. Это реле имеет двойной контакт, и каждый раз, когда оно активируется, оно выполняет два соединения: одно для включения светодиода, а другое для включения нагревателя.

Конденсатор C1 используется для предотвращения резких изменений значения термистора.Конденсатор C2 используется для предотвращения резких изменений напряжения при выключении реле, защищая транзистор.

Вам также могут понравиться:

Цепь сигнализации перегрева с использованием термостата

Список компонентов схемы

3 резистора 10 кОм (R1, R4, R6)
1 резистор 12 кОм (R2)
1 резистор 6,8 кОм (R3 )
1 резистор 3,3 кОм (R5)
1 резистор 470 кОм (R7)
1 резистор 2,2 кОм (R8)
резистор 1560 ом (R9)
1 линейный потенциометр 10 кОм (P)
1 10 кОм NTC (Отрицательный температурный коэффициент) резистор
1 конденсатор 100 нФ (C1)
1 47 мкФ, 16 В, электролитический конденсатор (C2)
2 светодиода, 1 зеленый, 1 красный (L1, L2)
2 2N2222 NPN транзистора (T1, T3)
1 2N2907 Транзисторы PNP (T2)
1 2N2905 Транзисторы PNP (T4)
1 реле 12 В с двухконтактным выходом

Простая схема термостата с использованием транзисторов

Электронный термостат, описанный здесь, может использоваться для управления комнатная температура соответствующее включение (включение и выключение) нагревательного устройства.

Автор: R.K. Singh

Описание работы электронного термостата

В качестве датчика в схеме используется термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент).

— Пока температура окружающей среды остается выше значения, установленного потенциометром, реле, соответственно, остается неактивным, и можно видеть красный светодиод.
— Если температура окружающей среды опускается ниже установленного значения, реле срабатывает и загорается зеленый светодиод.

Потенциометр необходимо тщательно отрегулировать, чтобы получить желаемый эффект.

Для настройки предлагаемой схемы транзисторного термостата NTC заключен внутри стеклянной трубки, а его выводы заканчиваются длинными проводами, так что его можно разместить в желаемом месте для требуемого измерения.

Схема устанавливается путем помещения стеклянной трубки термистора вместе с ртутным термометром в емкость, наполненную тающей ледяной водой, и в следующей процедуре ее помещают при температуре окружающей среды и, наконец, рядом с газовой горелкой для реализации всех уровней настройки.

В каждом из вышеупомянутых случаев точка, в которой только что загорается зеленый светодиод, определяется осторожным перемещением ручки кастрюли в сторону максимума и отметкой ее линией над ручкой шкалы, чтобы выполнить соответствующие калибровки температуры. Эти отметки затем соответствующим образом маркируются соответствующими температурами, которые одновременно регистрируются на соответствующем термометре.

Работа схемы довольно проста, и ее можно понять, оценив состояние отключения и запуска каждого транзистора.

Пока сопротивление NTC очень высокое (при низкой температуре окружающей среды), транзистор T1 переходит в насыщение, если установка потенциометра позволяет это.

Учитывая описанную выше ситуацию, транзисторы T1, T2, T3 и T4 насыщаются, а также активируют реле.

Используемое реле может быть двойным контактом, и каждый раз, когда оно активируется, выполняются две операции: одна пара контактов для переключения светодиодов, а другая для включения нагревателя или желаемой нагрузки.

Конденсатор C1 гарантирует резкие изменения значения NTC.

Принципиальная схема

Спецификация материалов для вышеуказанной цепи транзисторного термостата:

— Резисторы: R1, R4, R6: 10 кОм, R2: 12 кОм, R3: 6,8 кОм, R5: 33 кОм, R7: 470 кОм, R8: 2,2 кОм , R9: 560 Ом.
— Потенциометр: линейный 10К.
— NTC: отрицательный температурный коэффициент 10К.
— Конденсаторы: C1: 100nF, C2: 47uF, 10V (электролитический конденсатор).
— светодиоды: 1 красный, 1 зеленый
— Транзисторы T1 и T3: 2N2222, T2: 2N2907, T4: 2N2905
— Реле: DPDT 12 В.

Цепи термостата Craig

Цепи термостата Крейга

Обзор
Приведенные ниже схемы представляют собой вариации основных конструкций термостатов, которые могут использоваться для управления нагревательными или охлаждающими устройствами. Я постарался сделать их максимально простыми, дешевыми и экономными. Я их очень люблю. Возможные области применения включают в себя такие разнообразные работы, как открывание створок или регулирование тепла в теплицах, включение автоматических вентиляторов, которые включаются только при необходимости, охлаждение и обогрев домашнего пивоварения, кондиционирование воздуха, обогрев помещений, инкубаторы и практически все, что требует термостата для управления. между температурами от -20 до 125 ° C (от -4 до 257 ° F).В них используются небольшие компоненты, называемые термисторами , которые обеспечивают гораздо более точную реакцию на изменение температуры, чем традиционные механические термостаты.

Простая версия
Выберите эту схему , если не вы:

Требуется особо жесткий гистерезис (т.е. интервал срабатывания — см. Пояснение ниже)
Необходимо подключить более тяжелое реле или другую нагрузку, потребляющую более 50 мА
Питают его от небольших батарей и хотят минимизировать потребление энергии

В приведенной выше схеме используется на три компонента меньше, чем в приведенной ниже, благодаря удобной и необычной способности интегральной схемы LM311 потреблять до 50 мА непосредственно через свой выход.Это означает, что не требуется отдельный транзистор для активации многих обычных катушек реле, таких как SY4062 от местного автомобиля Jaycar, который я использовал.

311 — это специально созданная микросхема компаратора (эти схемы работают по принципу , сравнивая установленное напряжение с изменяющимся напряжением, создаваемым обратно чувствительным к температуре термистором). Однако для этого приложения это немного похоже на использование Ferrari для работы на тачке.311 очень чувствителен, и, если не будет обеспечена значительная обратная связь, паразитные электрические помехи будут иметь тенденцию вызывать колебания (реле будет дрожать). На практике это означает настройку подстроечного резистора VR2 для достижения минимального гистерезиса около 1 ° C при 25 ° C ( гистерезис — это интервал между точками включения и выключения схемы, «приемлемый» диапазон). Одна степень идеально подходит для большинства применений; но если вам нужна действительно плотная зона гистерезиса, используйте схему ниже.

Обратите внимание, что размещение всех резисторов с левой стороны физически как можно ближе к микросхеме помогает уменьшить паразитный шум.

Эта схема потребляет от 3,5 до 4 мА тока в состоянии покоя, что на любом языке — ерунда, хотя приведенная ниже версия потребляет около 2 мА (оба измерены при напряжении питания 16 В — потребление будет еще меньше при более низких напряжениях).

Универсальная версия
Выберите эту схему, если вы:

Требуется особо жесткий гистерезис (т.е.е. интервал срабатывания — см. объяснение выше)
Необходимо подключить более тяжелое реле или другую нагрузку, потребляющую более 50 мА
Питаются от небольших батареек и требуют минимального энергопотребления (см. Параграф выше)

Вышеупомянутая версия заменяет компаратор LM311 на интегральную схему операционного усилителя 741 , действующую как компаратор.Он менее чувствителен к мельчайшим помехам и допускает гистерезис до 0,5 ° C или менее (при 25 ° C), не вызывая нервозности. Он также может управлять гораздо более высокими нагрузками благодаря использованию отдельного транзистора (но см. Примечания 2 и 3 ниже).

Инструкции для обеих версий
Охлаждение или обогрев? Оба контура отображаются как термостаты охлаждения. Но в обоих случаях переключение основных входов на контакты 2 и 3 на ИС ( интегральная схема , символ треугольника) преобразует эти конструкции в термостаты управления нагревателем.Если вы поменяете местами эти два входа для управления нагревателем, не будет менять местами обратную связь гистерезиса на ИС [всегда оставляйте ее подключенной к тому же выводу, как показано, то есть к выводу 2 в простой версии и выводу 3 в универсальная версия ]).

По желанию можно использовать двухполюсный-двухпозиционный переключатель (DPDT), если вы хотите, чтобы ваш термостат управлял как нагревом, так и охлаждением. Подключите переключатель так, чтобы он действовал как посредник, переключая входы на контакты 2 и 3 IC, как описано выше.

Один контур не может управлять одновременно нагревательными и охлаждающими устройствами. Если вам нужен полностью автоматизированный нагрев и охлаждение, вам, вероятно, придется построить две из этих схем и тщательно их откалибровать, чтобы обе функции не работали друг против друга.

Доступность: решите, хотите ли вы использовать термостат в качестве легко регулируемого устройства (например, настенного термостата) или в качестве однотемпературного устройства, которое можно настроить и забыть.В последнем случае подстроечный резистор можно использовать в VR3, или один подстроечный резистор (возможно, 20к) можно использовать вместо как VR1, так и VR3, хотя один подстроечный резистор с высоким сопротивлением будет более чувствительным для настройки.

Калибровка

: Вам понадобится термометр, точности которого вы доверяете. Начните с установки VR2 примерно на середину его регулировочной дуги. Затем, предполагая, что вы используете два подстроечных резистора последовательно, как показано на диаграммах выше, вам нужно будет установить минимальную температуру желаемого диапазона регулировки с помощью подстроечного резистора VR1.Сделайте это, установив VR3 на максимальное сопротивление, доведя термистор до температуры, которую вы хотите использовать как минимум (в жидкости или воздухе с этой температурой, в зависимости от ситуации), а затем отрегулируйте VR1 так, чтобы цепь отключилась в этой точке. Затем вы можете либо установить и забыть (если используется подстроечный горшок), либо откалибровать температуру (при использовании потенциометра и шкалы на панели) VR3. Если вы калибруете шкалу с помощью термометра, используйте карандаш или что-нибудь, что вы можете стереть, пока не сделаете это правильно (мне жаль, что не было).Шкала не будет идеально линейной из-за естественной кривой отклика термистора, поэтому вам нужно отметить несколько точек, проверенных термометром. Другими словами, расстояние между вашими отметками 19 и 20 градусов может быть заметно больше, чем между вашими отметками 25 и 26 градусов, например, с интервалами между показателями постепенного изменения. Перед тем, как твердо установить шкалу или заданное значение, отрегулируйте подстроечный резистор гистерезиса VR2, чтобы получить эффект, подходящий для вашего приложения.Это изменение может немного отклонить вашу шкалу или заданное значение, поэтому обязательно перепроверьте.

Мой прибор, соответствующий приведенной выше диаграмме, настроен на минимальную температуру около 18 ° C. Основная кастрюля, устанавливаемая на панели 5k, расширяет диапазон примерно до 28 ° C с шагом в один градус. Если вы хотите более широкий диапазон, используйте банк 10k на VR3. Если вы хотите использовать схему для гораздо более низких или более высоких температур (термистор рассчитан на диапазон от -20 до 125 ° C), вы можете подвергнуть термистор крайним значениям целевого диапазона температур, измерить его сопротивление с помощью мультиметра и спланировать свое соответственно.Термистор имеет более низкое сопротивление при более высоких температурах. Его номинальное сопротивление 10 кОм достигается при 25 ° C. При 30 ° C это больше похоже на 7k, а при 17 ° C это что-то вроде 14k. См. Примечание 6 ниже, если вы хотите работать при гораздо более низких или более высоких температурах.

Предупреждение. Если вы собираетесь использовать электрическую сеть высокого напряжения / бытовую сеть вместе с этими цепями, убедитесь, что вы соблюдаете местные законы.Не пытайтесь работать от сети, если вы не обладаете соответствующей квалификацией или квалификацией. Я не несу ответственности за ущерб или травмы, которые вы можете причинить, решив построить, изменить или добавить в эти схемы.

Покупки: Все детали, используемые в этих схемах, должны быть легко доступны по всему миру. Radio Shack в США, например, имеет эквивалентный термистор и, возможно, все другие части (или попробуйте Digikey — см. Постскриптум 3 ниже).Здесь, в Австралии, Jaycar и Altronics продают все, и у них также есть магазины или реселлеры в Новой Зеландии. Детали, отмеченные желтым цветом, используются только во втором контуре «универсальной версии».

Список запчастей

Компонент	Деталь	Данные Лист	Jaycar Кат. №	Примерная цена AUD
IC	LM311 или LM741	PDF PDF	ZL3311 ZL3741	1,30
Транзистор	PN200 или аналогичный PNP тип	PDF	ZT2284	0.25
Диод	IN4148 или IN914	PDF	ZR1100	0,32 / 5 шт.
R1,2,3,4	резисторы 10к			0,38 ?? / 8
R5	Термистор NTC 10k	PDF	RN3440	0.95
VR1	Подстроечный резистор 10k			0,32
VR2	Подстроечный резистор на 500 тыс. Или 1 мегабайт			0,32
VR3	Линейный потенциометр 5k (или подстроечный резистор для установки — и — забыть)			2.25/ (0,32)
				Итого 4-6 $ !!

Дополнительные компоненты, которые могут вам понадобиться

Источник питания, например, блок розеток или аккумулятор. 12 вольт обеспечат легкую совместимость с обычными реле, компьютерными вентиляторами, лампочками и т. Д.
Реле какого-то типа, если вы собираетесь переключать большие токи и / или напряжения (я выбрал Jaycar SY4062)
Кусок перфорированной стеклопластиковой платы, на которой можно построить схему, можно приобрести в магазинах электроники.В качестве альтернативы, и если у вас есть опыт, вы можете сделать печатную плату, используя файлы, указанные в приписках ниже.
8-контактный разъем для интегральной схемы. За несколько дополнительных центов это защищает ИС от нагрева при пайке.
Какой-то корпус. У Jaycar и Altronics есть отличные коробки для проектов, если вы находитесь в Оз / Новой Зеландии, в противном случае оптовые продавцы электрооборудования продают большие пластиковые распределительные коробки, которые можно использовать.
Ручка на передней панели для кастрюли с заданной температурой.
Опционально, двухполюсный-двухпозиционный переключатель (DPDT) позволит устройству управлять как нагревательными, так и охлаждающими устройствами. См. Выше в разделе Отопление или охлаждение? .

Банкноты

Термистор можно использовать в качестве выносного датчика. Он может быть заключен в силикон, эпоксидную смолу или что-то подобное для приложений, где он будет погружен в жидкость.
Теоретически эта схема должна работать с напряжением от 5 до 36 вольт постоянного тока. Однако, если вы отклонитесь слишком далеко от среднего значения этого диапазона напряжений, вам может потребоваться настроить некоторые значения резистора с правой стороны. Я не уверен. Мои схемы работают при 16 В, используя резистор 150 Ом / 0,5 Вт последовательно с катушкой реле, чтобы снизить напряжение примерно до 12 В.
Аналогичным образом, при использовании более высоких токов через транзистор для питания, скажем, сверхмощного реле, соленоида, вентилятора или лампы, вам может потребоваться уменьшить значение R4 до 5 кОм, 1 кОм или ниже, чтобы гарантировать, что транзистор остается насыщенным.Изображенный элемент 10k, как известно, работает с катушкой реле, потребляющей 50 мА, поэтому любая катушка, требующая меньше, также будет покрыта, при условии, что напряжение вашей цепи не намного ниже, чем у меня. Фактически, вышеупомянутое также работало с R4 на 20 кОм, так что есть некоторая свобода действий. Если ваша схема не работает для вас, либо обратитесь к соответствующей литературе по настройке транзисторов, либо, возможно, попробуйте резистор 500 Ом на R4 и работайте по своему усмотрению. путь вверх.Когда транзистор достаточно насыщен, напряжение на его коллекторе (вывод «C») должно быть около Vcc (полное положительное напряжение схемы).
Максимальный ток, доступный для питания реле, соленоида и т. Д., Продиктован номиналом «Ic» выбранного транзистора PNP. Проконсультируйтесь с техническими данными для предполагаемого устройства нагрузки и транзистора. Используемый здесь PN200 выдерживает ток до 500 мА.
Диод защищает ИС от повреждающих скачков напряжения, вызванных разрушением поля катушки реле при ее отключении.Опускайте этот компонент, только если вы запитываете что-то без катушки. При питании вентилятора в оборудовании, чувствительном к радиопомехам, поместите электролитический конденсатор поперек соединения вентилятора (скажем, 1000 мкФ).
Если вы намереваетесь контролировать гораздо более высокие или более низкие температуры, вы можете рассмотреть возможность использования термистора, более подходящего для ваших целевых температур. Термистор NTC ( отрицательный тепловой коэффициент ) будет иметь гораздо более высокое сопротивление при минусовых температурах и намного меньшее, скажем, в кипящей воде.Термистор 4,7 кОм или 1 кОм, вероятно, будет более подходящим для холодных условий; элемент 47k, по крайней мере, лучше подошел бы для более горячего конца вещей (помните, что эти термисторы физически рассчитаны на температуру от -20 до 125 ° C, поэтому криогеника и печные работы отсутствуют!). Дело в том, чтобы сбалансировать качели напряжения компаратора (так, чтобы сопротивление, питающее вывод «-» на ИС, было таким же, как сопротивление, питающее вывод «+»). Вы могли заметить, что в этих схемах, работающих при температуре около 25 ° C, используются два резистора в верхнем левом углу, которые совпадают с сопротивлением термистора около этой температуры (10 кОм при 25 ° C).Точно так же термостаты пытаются предвидеть и согласовывать колебания сопротивления термистора в рабочем диапазоне температур. Поэтому, если вы знаете, что будете работать с более экстремальными температурами, купите термистор, по крайней мере, на одну ступень, удаленную в серии, и вы можете быть приятно удивлены, обнаружив, что вышеуказанные схемы требуют минимальной модификации или вообще не нуждаются в модификации. Дополнительные сведения см. В техническом описании термистора.4100 (1 / 273,15 + 25 — 1 / 273,15 + 35) = 6350 Ом.
При желании вы можете рассчитать и изменить ожидаемый гистерезис вашей схемы, а также узнать больше о концепции триггера Шмитта, которая используется в этих схемах, на этом сайте. Там вы найдете полезный онлайн-калькулятор ключевых значений схемы. Или вы можете обратиться к следующим формулам триггера Шмитта (опять же, спасибо Ilija).
Питание цепей от батареи: Чтобы рассчитать, на сколько хватит заряда батареи, вам нужно знать, на сколько «миллиампер-часов» она рассчитана.Эта информация должна быть предоставлена производителем, или вы можете посмотреть рейтинги аналогичной батареи в Интернете. Это число, выражаемое в мАч, мАч, мА / час или что-то подобное. Большой аккумулятор, такой как свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор, будет рассчитан на ампер-часы. Один ампер-час — это тысяча миллиампер-часов. Допустим, вы строите схему «универсальная версия», которая потребляет 2 мА, тогда батарея на 2000 мА / ч проработает 1000 часов или около 41 дня. Схема «простой версии» потребляет вдвое больше, поэтому та же батарея прослужит вдвое меньше.Эти токи были измерены с моим источником питания 16 В. Использование более низкого напряжения также значительно снизит потребление тока, поэтому выберите батарею 9 В или 12 В, и вы окажете себе услугу. Обычная 9-вольтовая щелочная батарея того типа, который используется в дымовых пожарных извещателях, рассчитана примерно на 500 мА / ч. Перезаряжаемый эквивалент NiMH будет только 200 мА / ч или меньше. Так что ни того, ни другого не хватит на очень много дней, но последние можно хотя бы подзарядить. Пачка из шести последовательно перезаряжаемых никель-металлгидридных аккумуляторных батарей типа AA, каждая из которых обычно рассчитана на 2000 или 2500 мА / ч, может быть полезным решением, хотя никель-металлгидридных элементов только 1.2 вольта каждый, всего 7,2 В, см. Примечание (2) выше. Вы можете купить небольшие свинцово-кислотные аккумуляторы на 12 В у поставщиков электроники или хобби по разумным ценам. Они бывают всех размеров. Вот один от Jaycar, который дает вам 6000 мА / ч за 28 австралийских долларов. Теоретически этого хватило бы примерно на четыре месяца в цепи «универсальной версии» без подзарядки (хотя свинцово-кислотные батареи, подобные той, что установлена в вашей машине, со временем постепенно разряжаются, даже когда они ничего не делают, так что вы бы вероятно, нужно заряжать его почаще).Идеально подойдет очень маленькая солнечная панель, подключенная к батарее. Если у вас есть доступ к электросети, штекерный блок на 12 В постоянного тока не будет стоить дорого и станет простым решением. Нет причин использовать блок питания с более высоким напряжением, если у вас уже нет старого блока розеток или трансформатора (вот почему я использовал для своего 16 В).
Между прочим, отрицательный вашего источника питания подключен к заземлению или символу заземления (нижняя) цепи…

В заключение
Пожалуйста, не дайте себя обмануть, думая, что я много знаю об электронике. Это было совместное усилие с людьми, перечисленными ниже. Если у вас действительно серьезные технические вопросы, то, наверное, нет смысла связываться со мной; но я был бы очень рад услышать истории успеха и неясного / творческого использования.

Postscript 1
Илия любезно предоставил несколько файлов, в которых подробно описывается его якобы успешная адаптация прототипа схемы LM741 выше.Он включил простой источник питания от сети / 10 В в схему, которая управляет нагрузкой симистора TIC226. Большое спасибо Илье!

Обратите внимание, что блок питания в цепи Илии содержит ошибку. BZV10 фактически рассчитан на 6,2 В, а не на 10 В. Илия намеревался использовать любой стабилитрон на 10 В. В качестве альтернативы он предлагает стабилизатор напряжения 7810 вместо стабилитрона, который обеспечит более стабильное напряжение.

Обратите внимание, что я сам не тестировал эти варианты и не могу поручиться за их эффективность.Я предполагаю, что, например, для 7810 пришлось бы немного изменить дизайн печатной платы, и я вижу, что расположение на верхнем рисунке не совсем соответствует фотографии.

Печатная плата формата Eagle (5kb)
Схема формата Eagle (29kb)
Схема изображения браузера (40kb)

Postscript 2 [октябрь 2009 г.]
Огромное спасибо Эндрю, который поделился своими файлами дизайна печатной платы и примечаниями для контроллера холодильного прицепа.Он обнаружил, что существующее регулирование температуры в холодильнике не на высоте, и моя схема хорошо контролировала ситуацию. Он включил бортовой блок питания с фильтром на 12 вольт и светодиодный индикатор. Плата Эндрю производила коммерческий производитель, и она определенно работает. Щелкните эти изображения для увеличения или просмотрите файлы Eagle ниже:

Печатная плата формата Eagle (24kb)
Схема формата Eagle (277kb)
Пояснения в формате PDF (33kb)
Пояснения в формате Word (54kb)

Постскриптум 3 [октябрь 2010 г.]
Пол пишет: «Я нашел такие же или ОЧЕНЬ похожие термисторы в США в Digikey.См. Серию термисторов MF11 от Cantherm на digikey.com. # 317-1298 — это термистор 2K, который они продают по цене 0,32 доллара США. Также. Я хочу переключить нагрузку 5 ампер, поэтому реле OMRON G2R-1-E или DIGIKEY # Z848-ND — это очень маленькое и довольно дешевое реле с высокими контактами 16 ампер; 4,30 доллара США. Катушка имеет сопротивление 275 Ом и рассчитано на 44 мА при 12 В постоянного тока. Я использовал эти реле в позиционере гнезда тарелки из сатиллита при высоком токе при 12 В постоянного тока более 10 лет без каких-либо сбоев. У них был двигатель на 12 В постоянного тока. HTH вы или кто-то другой.’

Постскриптум 4 [авг. 2011]
Привет, Крейг, я использовал вашу схему термостата для управления нагревателем в аквариуме моей жены, и это работает как шарм. На выходе схемы я использовал TIC263m TRIAC и оптоизолятор MOC3011 для включения и выключения нагревателя мощностью 100 Вт, а также термистор, заключенный в стеклянную трубку, для измерения температуры воды. До того, как я установил термостат, рыба чуть не умерла от перегрева. Сейчас температура чрезвычайно стабильна и составляет 78 градусов. Большое спасибо за схему и ясную и полезную информацию! Мишель.

Постскриптум 5 [Май 2014]
Охлаждающая установка для домашнего пивоварения Тайлера: «Идея довольно проста. Я построил холодильный шкаф из пенополистирола и фанеры и прикрепил его с помощью ПВХ к кулеру. Я помещаю бродящее пиво в холодильный шкаф, а кувшин с замороженной водой в кулер и перемещаю воздух из кулера в холодильный шкаф с помощью компьютерного вентилятора. Вентилятор является нагрузкой на схему регулятора температуры, и я просто прикрепляю термистор к стенке бродильного сосуда и немного изолирую его от воздуха в холодильнике.Я также немного подправил схему с помощью переключателя включения / выключения и светодиодного индикатора, который сообщает мне, когда вентилятор работает, поэтому мне не нужно открывать кулер. Еще раз спасибо за дизайн! -Тайлер.

Электронный термостат

с регулируемым гистерезисом Электронный термостат

с регулируемым гистерезисом Это бесплатная принципиальная схема электронного термостата с регулируемым гистерезисом.

Термостат не пытается поддерживать постоянную температуру. Для этого он должен будет включаться и выключаться каждые несколько секунд. Вместо этого — он поддерживает температуру в определенном диапазоне. При достижении заданной температуры — выключается. И он снова включается только тогда, когда произошло значительное изменение температуры.

Разница между температурой, при которой термостат выключается, и температурой, при которой он снова включается, является гистерезисом.Без этого гистерезиса центральное отопление, холодильник и т. Д. Будут продолжать включаться и выключаться каждые несколько секунд.

Эта конкретная цепь включает реле при понижении температуры и отключает реле, когда температура снова повышается. Если вы замените pnp-транзистор (BC557) на npn-транзистор (BC547) — схема будет работать наоборот.

Для минимизации энергопотребления — выберите конфигурацию, которая включает реле на более короткий период времени.Если большую часть времени будет жарко — выберите тот, который включает реле при понижении температуры (BC557). Если большую часть времени будет холодно — выберите тот, который включает реле при повышении температуры (BC547).

Нажмите здесь, чтобы увидеть прототип

На работу термостата влияет множество факторов. Например, тепловая энергия, накопленная в нагревателе, может продолжать повышать температуру — даже после того, как нагреватель выключился.Точно так же — даже после того, как обогреватель снова включился — температура может продолжать падать — пока холодный обогреватель нагревается. Другими словами, система, которую вы пытаетесь контролировать, может иметь собственный гистерезис.

Температура, при которой реле будет срабатывать — контролируется напряжением на контактах 5 и 6. А температура, при которой реле будет отключаться — контролируется напряжением на контактах 1 и 2. Разница между двумя температурами — гистерезис — регулируется значением R3.

При значениях компонентов, использованных в прототипе — температуру, при которой реле срабатывает, можно регулировать — примерно от 22 ° C (72 ° F) до 29 ° C (84 ° F). А гистерезис составляет около 4 ° C (7F). Из-за производственных допусков ваши результаты, скорее всего, будут другими. Но — изменяя значения R1, R2 и R3 — вы можете выбрать как доступный диапазон температур, так и величину гистерезиса.

Значение R1 устанавливает доступную ширину регулировки.Чем выше значение R1 — тем шире диапазон возможных настроек температуры. Однако, если вы сделаете диапазон регулировки слишком широким, установка точной температуры станет более сложной. Горшок с меньшим значением — или многооборотный — значительно упростит точную настройку. При повороте R1 вправо установка температуры увеличивается. А поворот R1 влево снижает установленную температуру.

R2 позволяет выбрать область температурной шкалы, в которой должен работать термостат.Уменьшение значения R2 дает доступ к более высоким температурам. Увеличение значения R2 дает доступ к более низким температурам. Используйте R2, чтобы приблизить вас к целевой температуре, и используйте R1, чтобы обеспечить точную настройку.

R3 регулирует величину гистерезиса. Увеличение значения R3 увеличивает гистерезис, а уменьшение значения R3 уменьшает гистерезис. Фактическая величина гистерезиса, обеспечиваемая резистором данного номинала, зависит от области выбранной вами шкалы температур.Требуемое сопротивление — на градус гистерезиса — выше при низких температурах и ниже при высоких температурах.

Допуски компонентов затрудняют прогнозирование точных результатов, которые даст любой набор номиналов резисторов. Тем не менее, вспомогательный материал для этой схемы включает электронную таблицу, которая поможет выбрать резисторы подходящего номинала для вашего приложения. Он также включает список деталей — пошаговое руководство по созданию печатной платы — подробное описание схемы — и многое другое.

Не используйте «бортовое» реле для переключения сетевого напряжения. Компоновка платы не обеспечивает достаточной изоляции между контактами реле и низковольтными компонентами. Если вы хотите переключить сетевое напряжение — установите реле подходящего номинала в безопасном месте — Away From The Board . В качестве альтернативы — вы можете управлять сетевым устройством напрямую — через оптический изолятор Нажмите здесь, чтобы увидеть прототип

Масса термистора невелика — и он быстро реагирует на изменение температуры.Это делает его чувствительным к тепловым токам. Одним из решений является создание замкнутой среды, в которой термистор защищен от кратковременных сквозняков, но при этом может реагировать на более медленные изменения общей температуры окружающей среды. Еще одно решение — увеличить его массу — прикрепив к небольшому металлическому радиатору.

Установку рабочей температуры лучше всего производить « in situ, » методом проб и ошибок. Если реле срабатывает на слишком низкую температуру — немного поверните R1 вправо.Если он среагирует на слишком высокую температуру — немного поверните R1 влево. Если вы используете многооборотный горшок — вы можете делать очень тонкие настройки.

Вы хотите, чтобы термистор реагировал на изменения температуры любого контролируемого вещества — воздуха, жидкости и т. Д. Поэтому убедитесь, что датчик получает тепло от этого вещества, а не напрямую от источника тепла. Простой пример — если вы хотите следить за температурой воздуха в комнате — вы бы не ставили датчик рядом с радиатором.Схема рассчитана на питание от сети 12 В. Однако — он будет работать при любом напряжении от 5 до 15 вольт. Все, что вам нужно сделать, это выбрать реле с напряжением катушки, подходящим для вашего источника питания. И убедитесь, что катушка не потребляет больше 50 мА — в противном случае транзистор может быть перегружен. На схемах я использовал однополюсное реле, но вы можете использовать многополюсное реле, если оно подходит для вашего приложения. Вспомогательный материал для этой схемы включает в себя список деталей — пошаговое руководство по созданию печатной платы — подробное описание схемы — и многое другое.

Если вы собираетесь использовать схему для управления сетевыми устройствами — реле можно заменить целым рядом оптических изоляторов, таких как MOC 3021. Обратите внимание, что я не могу помочь с выбором подходящих типов изоляторов — и я не могу предоставить электрические схемы или детали подключения.

Как сделать простую схему термостата с использованием транзисторов

Упомянутый здесь электронный термостат может использоваться для управления температурой в помещении путем правильного включения (включения и выключения) нагревательного устройства.

Рабочие характеристики электронного термостата

В схеме используется термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент) в качестве сенсорного устройства.

— Предполагая, что температура окружающей среды продолжает превышать значение, установленное потенциометром, реле таким же образом продолжает отключаться, и красный светодиод также становится ярче.

— В ситуации, когда температура окружающей среды становится ниже установленного значения, реле включается и загорается зеленый светодиод.

Потенциометр необходимо точно изменить, чтобы получить требуемые результаты.

Для настройки предлагаемой схемы транзисторного термостата, NTC заключен в стеклянную трубку, а его выводы закрыты длинными проводами, чтобы его можно было расположить в желаемом месте для существенного измерения.

Схема сконцентрирована путем размещения стеклянной трубки термистора рядом с ртутным термометром внутри контейнера с тающей ледяной водой, а также следующим способом: она размещается при температуре окружающей среды, в конечном счете, рядом с газовой горелкой для использования всех уровней настройки.

В каждой из ранее обсужденных ситуаций уровень, на котором зеленый светодиод только что загорается, устанавливается путем мягкого перемещения ручки кастрюли в сторону максимума и установки ее линией над шкалой ручки, чтобы произвести подходящую калибровку температуры. эти виды маркировки затем правильно маркируются с конкретными температурами, которые обычно регистрируются в это время на подключенном термометре.

Схема процесса довольно несложная, что позволяет распознать его, исследуя каждый отключенный и провоцирующий состояния транзистора.

Для предположения, что сопротивление NTC невероятно высокое (при низкой температуре окружающей среды) приводит к тому, что транзистор T1 переходит в насыщение, если настройка потенциометра позволяет это.

Принимая во внимание описанный выше сценарий, транзисторы T1, T2, T3 и T4 могут насыщать или просто запускать реле.

Применяемое реле также может быть двойным контактом, и каждый раз, когда оно включается, выполняются две функции: одна пара контактов для переключения светодиодов, а другая — для включения нагревателя или требуемой нагрузки.

Конденсатор C1 обеспечивает немедленное изменение значения NTC.

Спецификация материалов для вышеуказанной схемы транзисторного термостата:

— Резисторы: R1, R4, R6: 10 кОм, R2: 12 кОм, R3: 6,8 кОм, R5: 33 кОм, R7: 470 кОм, R8: 2.2K, R9: 560 Ом.

— Потенциометр: линейный 10К.

— NTC: отрицательный температурный коэффициент 10K.

— Конденсаторы: C1: 100nF, C2: 47uF, 10V (электролитический конденсатор).

— светодиоды: 1 красный, 1 зеленый

— Транзисторы T1 и T3: 2N2222, T2: 2N2907, T4: 2N2905

— Реле: DPDT 12 В.

Датчик термостата Senasys Snap Disc — контур включен при 35 ° F и выключен при 45 ° F — Большой фланец, номер детали 2511L002-2132 — Датчики температуры

(См. Нижнюю часть пост-добавленной информации)

Сейчас у меня их 4. Это немного дороговато, но тогда … Получите то, за что платите.

Я использую их в двух колодцах для управления лампами обогревателя (я в Мичигане). Другой — в уличном корпусе, который закрывает водопровод, идущий в мой дом, подверженный замерзанию, чтобы контролировать тепловую ленту вокруг подводящего водопровода.Спецификации указывают на @ 37, выкл 45 F.

+/- время реакции пара градусов. У меня есть внешний термометр с датчиком внутри входа в наружную ватерлинию, чтобы следить за состоянием включения / выключения и температурой ватерлинии. Система в порядке. Я имею в виду … зачем прокладывать тепловые ленты ватерлинии, если они вам не нужны?

Хороший продукт, который, я уверен, прослужит десятилетия. Я инженер-электрик на пенсии. Сделайте это приложение простым и надежным.

Продукт рекомендуется, но проверьте его, прежде чем доверять.
~~~~~~~~~~~~~~
Редактировать дополнительную информацию: -20F — не редкость в Мичигане. У меня были некоторые опасения по поводу тепловой ленты внутри изолированного ПВХ-трубопровода, который едва успевал за входящими температурами ватерлинии. Большие проблемы, если он замерзнет. Температурный датчик показывает всего 27F — нехорошо.

Я «спроектировал на деревнях» решение, которое работает так хорошо, что я с трудом выношу его, используя один из этих переключателей для управления 5-ваттной лампочкой ночника внутри кабелепровода вместе с этим переключателем. «Бустер тепла», если хотите.К этому я добавил вторую внешнюю 5-ваттную красную рождественскую лампочку снаружи, которая циклически переключается с лампочкой обогревателя. Так что я могу убедиться, что все работает, лампочка не перегорела и т.д. -50 F фактическая температура в линии воды. Когда я это пишу, на улице -6F. Хорошо, не беспокойся.

Кажется, они хорошо сделаны — надежные переключатели — выдерживают 100 тыс. Циклов. Если у вас есть проблемы с зависанием, они могут их решить. Как вы создадите свое конкретное приложение, зависит от вас. Только будьте осторожны, если вы подключаете напряжение под напряжением около открытой воды.

Модуль термостата электрического водонагревателя

Позвольте представить вам еще один простой проект, сделанный своими руками, на этот раз электронный термостат для бытовых электрических водонагревателей. Схема предназначена для использования в двухэлементных водонагревателях в верхнем положении (верхний термостат) и является хорошей альтернативой проверенным временем «биметаллическим» термостатам.

A Типичный водонагреватель для жилых помещений имеет два нагревательных элемента, верхний и нижний элементы, а нагревательные элементы управляются верхним и нижним термостатами.Каждый нагревательный элемент подключен к термостату для считывания температуры через боковую стенку резервуара и включения и выключения элементов. Учтите, что оба нагревательных элемента в обычном жилом водонагревателе никогда не работают одновременно. В «неодновременных» моделях главным регулятором температуры является верхний термостат!

Схема

Как видно на принципиальной схеме, в основе конструкции лежит несколько недорогих, но довольно точных компонентов. В основе лежит популярный 3-контактный чип датчика температуры — LM35DZ (IC1), за которым следует двойной компаратор LM393 (IC2).Электромагнитное реле (RL1) играет роль изолированного переключателя электропитания для подачи 230 В переменного тока к подключенному нагревательному элементу водонагревателя. Многооборотный подстроечный резистор (P1) действует как «механическая ручка термостата» для регулировки диапазона температуры воды в пределах предварительно ограниченной стандартной шкалы. Для работы всей цепи можно использовать любой регулируемый и чистый источник постоянного тока 5 В при условии, что он способен выдерживать ток не менее 150 мА. Датчик температуры LM35 обеспечивает выходной сигнал 10 мВ на градус Цельсия с точностью до 0.5 ° C при 25 ° C (худшая точность корпуса, по заявлению производителя, составляет +/- 1 градус С).

Принципиальная схема

Компаратор LM393 (IC2) работает так, как описано в учебнике, и сравнивает входное напряжение, полученное от LM35 (IC1), с опорным напряжением (установленным параметром P1), устанавливает на своем выходе высокий уровень, когда входное напряжение превышает опорное напряжение, и устанавливает его выход низкий, когда входное напряжение падает ниже опорного напряжения. Дополнительная схема на основе 2N2907 (T1) образует простой драйвер электромагнитного реле, а небольшой гистерезис обеспечивается резистором (R2) в цепи обратной связи.Это работает в соответствии с настройками, при этом выход компаратора LM393 переключается между своим высоким и низким состояниями всякий раз, когда входной сигнал пересекает отметку 1 В (когда стеклоочиститель подстроечного резистора находится близко к его механическому центральному положению):

Обратите внимание, что подстроечный резистор является многооборотным с 5 кОм, его максимальное эффективное сопротивление составляет 2,5 кОм (см., Как он подключен), и это дает ручке термостата возможность перемещаться по шкале 0–100 градусов по Цельсию. Однако имейте в виду, что рекомендуемый (и по умолчанию) диапазон энергосбережения составляет от 30 до 60 градусов C.

Строительные улики

Небольшой кусок перфорированной платы более чем достаточно в качестве основы для всей электронной схемы. Естественно, окрашенный литой корпус придаст термостату изысканный вид. Если кабель датчика температуры не будет очень коротким, следует использовать экранированный кабель или выбрать готовый (и водонепроницаемый) датчик датчика температуры LM35DZ (см. Ниже). В некоторых ситуациях микросхема датчика зависает из-за нежелательной положительной обратной связи, и проверенным решением проблемы является использование паразитного ограничителя — один резистор, подключенный последовательно к выходу датчика (никогда не пытайтесь сгладить шум одним конденсатором, так как это нарушит чип датчика).

Наконец, второй компаратор LM393 подключен для получения точной копии «сырого» аналогового напряжения, выдаваемого датчиком температуры LM35. Поскольку он подключен как единичный повторитель, он полностью изолирует датчик температуры от внешней электронной схемы (единичный повторитель — это просто неинвертирующий усилитель с усилением x1). Этот аналоговый выход можно использовать для отображения уровня температуры с помощью подходящего цифрового вольтметра постоянного тока или небольшой цифровой дисплейной панели, управляемой микроконтроллером!

Расположение верхнего и нижнего термостатов в двухэлементном водонагревателе — рисунок автора
(ref: waterheatertimer.org)

Принципиальная схема терморегулятора. Обзор наиболее популярных схем

Термостат двигателя. Устройство, принцип работы и возможные поломки

Причины и признаки неисправности термостата

Как проверить термостат

Схема цифрового термостата » Паятель.Ру

СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Схема терморегулятора — первый вариант

Схема терморегулятора — второй вариант

Подключение терморегулятора (термостата) к тену: схема подсоединения

Виды терморегуляторов

Терморегулятор для водяного теплого пола схема подключения

Сферы применения терморегуляторов

Установка терморегулятора

Подключение терморегулятора

Как подключить терморегулятор к инфракрасному обогревателю

Необходимые материалы

Схема подключения

Стандартная

С помощью магнитного пускателя

Подключение термостата к системе теплого пола

Основные виды

Рекомендуемые схемы подключения к GSM-Термометру

как проверить, подключение и регулировка

Назначение

Принцип работы

Виды

Стержневые

Капиллярные

Электронные

Как проверить исправность?

Подключение и регулировка

Советы по выбору

Частые неисправности и ремонт

с использованием транзисторов

Настройка электронного термостата

Как работает схема электронного термостата?

Вам также могут понравиться:

Список компонентов схемы

Простая схема термостата с использованием транзисторов

Описание работы электронного термостата

Принципиальная схема

Спецификация материалов для вышеуказанной цепи транзисторного термостата:

Цепи термостата Craig

с регулируемым гистерезисом Электронный термостат

Как сделать простую схему термостата с использованием транзисторов

Датчик термостата Senasys Snap Disc — контур включен при 35 ° F и выключен при 45 ° F — Большой фланец, номер детали 2511L002-2132 — Датчики температуры

Модуль термостата электрического водонагревателя

Схема

Строительные улики

Добавить комментарий Отменить ответ