Терморегулятор для аквариума своими руками схема

Содержание

Терморегулятор для аквариума

365

Тем кто занимается самостоятельным изготовлением аквариумной техники, предлагаем простое по исполнению, но надежное в работа устройство. Подобные приборы заводского изготовления имеются в продаже, но они достаточно дороги, а те которые попроще грубо регулируют температуру воды.

lazy placeholder

Микросхема DA1 включена как компаратор. Регулировка значения температуры воды выполняется переменным резистором R2. В качества датчика изменения температуры служит терморезистор R5, подключенный к неинвертирующему входу микросхемы DA1.

Когда температура воды, а следовательно, и термодатчика в ней меньше заданного значение, на выходе микросхемы DA1 напряжение близко к напряжению ее питания. Тринистор VS1 открыт и на нагреватель воды, подключенный в качестве нагрузки к гнездам Х1, подается питающее напряжение через диодный мост VD3-VD6. Включение нагревателя индицирует лампа VL1.

Как только температура воды достигнет заданного значения, компаратор переключается и на его выходе напряжение будет близко к нулю. Тринистор VS1 закрывается, отключая нагрузку от питающего напряжения. При остывании воды процесс повторяется. Предлагаемый терморегулятор позволяет получить температурный гистерезис менее 0,5 °С.

При выполнении конструкции устройства особое внимание следует уделить изготовлению датчика температуры. Его основу составляет терморезистор ММТ-4. Для герметизации не выводы терморезистора надевают тонкие хлорвиниловые трубочки, а на его корпус — более толстую. К выводам подпаивают экранированный провод (можно использовать и обычным монтажный провод, но в этом случае его необходимо свить), на который тоже надевают хлорвиниловую трубку. Длина этой трубки должна быть такой, чтобы датчик можно было опустить в воду на желаемую глубину.

Торцы хлорвиниловой трубки на терморезисторе вместе с трубкой для отводящих проводов заливают герметиком — КЛТ-30, ВГО-1, КЛ-4 или аналогичные (можно использовать и эпоксидный клей). Длина проводов, соединяющих датчик с блоком устройства, не должна превышать 1,5 м.

Рекомендованный терморезистор можно заменить на любой другой с отрицательным значением ТКС и номиналом сопротивления в пределах 10…51 кОм. Необходимо только проследить за тем, чтобы сопротивление резистора R4 6ыло равно номинальному сопротивлению выбранного терморезистора.

Вместо указанной на схеме микросхемы К140УД6 можно применить К140УД7, К140УД8, К140УД12, К153УД2. В качестве стабилитрона VD1 возможно использование любого с напряжением стабилизации 11…13 В. Тринистор КУ202Н можно заменить на КУ201Л.

Если предполагается в качестве нагрузки применять нагреватель мощностью более 100 Вт, то диоды VD3-VD6 должны быть более мощными, причем их и тринистор следует установить на небольшие теплоотводящие радиаторы. Регулировка устройства сводится к подбору резистора R6 для надежного открывания и закрывания тринистора.

Источник

Как сделать терморегулятор для аквариума своими руками

14 292x300 1

Аквариумные рыбки требовательны к условиям содержания. Их здоровье и красота зависят от объема аквариума, наличия укрытий, характера донного покрытия, уровня аэрации воды и ее температуры. И если одни рыбки могут выдерживать существенные колебания температур, то для других они могут быть губительными. И особенно важно поддерживать определенный уровень тепла в нерестовый период. От этого зависит созревание и качество икры, скорость проклевывания мальков и их выживаемость.

Чтобы получить и сохранить здоровое потомство рыбок, используют специальный аквариумный нагреватель с терморегулятором.

Зачем нужен самодельный терморегулятор?

Покупные терморегуляторы очень массивные. Рассчитаны они для содержания объемных аквариумов с прихотливой живностью. Для начинающих аквариумистов, разводящих небольших рыбок в маленьких емкостях, они не подходят. Да и затраты будут неоправданными (покупная водонагревательная техника дорогая). Поэтому терморегулятор для аквариума своими руками — это:

Единственное, что придется потратить – это время.

Когда не обойтись без покупки нагревателя?

У промышленного и самодельного устройств есть существенное отличие: покупной нагревает саму воду, а сделанный своими руками – дно. Если в маленьких аквариумах с помощью конвекции тепло быстро расходится по всему объему, то для крупных емкостей этого недостаточно.

Чтобы вода была одинаковой температуры во всех уровнях, придется использовать покупной подогреватель для аквариума с терморегулятором. Но если вы ошиблись в расчете мощности, и ее оказалось недостаточно, то исправить ошибку поможет сооружение помощника – самодельного термостата.

Самый простой обогреватель своими руками

Устройство на самом деле простое: у него нет терморегулятора. Но в силу низкой мощности вы не сможете перегреть воду в аквариуме: никто в нем не сварится. Однако превышение нормы в 1-2 градуса вполне вероятно. Чтобы не допустить этого, поставьте в аквариум водяной термометр. И когда вода нагреется до нужного уровня, отключайте обогреватель (если забудете выключить, ничего страшного не случится, если вы правильно выбрали сопротивление проволоки).

Для его сооружения понадобятся:

Сначала нужно рассчитать мощность обогревателя из расчета стандарта: 0,5-1 Вт на литр воды. Чем теплее нужна вода, тем мощнее должен быть нагреватель. Расчет производится по формуле:

Где W – искомая мощность нагревателя, w – выбранная мощность для 1 литра воды, а V – объем аквариума.

Пример: объем вашего аквариума 20 литров, а нагреть вы его хотите средне. Тогда возьмем среднюю мощность (0,75 Вт/л). Получим: 0,75*20=15 Вт.

Теперь нужно рассчитать длину провода от трансформаторной намотки. Для этого посчитайте нужное сопротивление по формуле:

Где R – искомое сопротивление, U – напряжение источника тока (какой у вас, 12 или 24 Вольта?). А W – нужная мощность, которую вы уже нашли.

Пример: вам нужен обогреватель 15 Вт при источнике 12 В. Тогда сопротивление равно 12*12/15=9,6 Ом.

Теперь понадобится формула для расчета самой длины провода:

Где L – искомая длина, S – поперечное сечение провода, а р – удельное сопротивление материала, из которого он изготовлен.

Внимание! У трансформаторной намотки толщина 0,3 мм. Поэтому поперечное сечение будет равно площади круга такого же диаметра – 0,07 кв. мм. Изготовлена обмотка из меди, удельное сопротивление которой известно – 0,018 Ом*кв. мм/м.

Пример: вам нужно сопротивление в 9,6 Ом. Подставляя известные величины в формулу, получим: 0,07*9,6/0,018=37,3 м.

Затем терморегулятор своими руками для аквариума мастерите согласно инструкции:

Нагреватель автоматический своими руками

Это способ позволяет создать обогреватель для аквариума, который самостоятельно регулирует температуру, заданную пользователем. Но сделать устройство вы сможете только при наличии специальных знаний в области радиотехники.

Чтобы сделать аквариумный нагреватель с терморегулятором, вам понадобятся:

На фото представлен трансформатор необычный. Это катушка, позаимствованная у изжившего себя индукционного электрического счетчика.

Видно, что схема предусматривает стабилизатор 7805 с постоянным напряжением на выходе, которое составляет 5 В. Именно от него питается стабилитрон. Поэтому терморегулятор будет иметь стабильные характеристики, которые останутся постоянными даже при скачках питающего напряжения.

Датчиком температуры в данном случае служит термический резистор, сопротивление которого составляет 50 000 Ом при комнатной температуре. Однако сопротивление его будет падать при нагревании.

Такой обогреватель с регулятором температуры будет включаться при температуре, ниже установленной пользователем. Если это необходимо, то можно сделать, чтобы нагрузка подавалась при температуре, если она выше установленной. Для этого нужно поменять местами резистор, играющий роль датчика (R2) с резисторами под номерами 1 и 3.

Источник

Простой и надежный терморегулятор

Обойтись без обогревателя в аквариумном хозяйстве в большинстве случаев не удается, особенно если требуется создать подходящие условия для нереста тропических рыб. Счастливые исключения, например «проблемный» когда-то голубой неон, все жизненные циклы которого проходят при комнатных температурах (18-22°С), встречаются довольно редко. За исключением летних месяцев, когда температура в комнате может достигать 26-27°С, нерестовик приходится обогревать, а затем некоторое время, пока развиваются личинки и растут мальки, поддерживать повышенную температуру.

Есть два варианта электрообогрева.

Казалось бы, что может быть проще? Так-то оно так, но тогда на разные случаи надо иметь несколько обогревателей.

Изготовление их особого труда не составляет. Кусок нихромовой проволоки, сопротивление которой рассчитано с учетом требуемой мощности и имеющегося напряжения тока, наматывают на стеклянную трубку, подсоединяют к сетевому проводу, помещают в подходящую пробирку, засыпают мелким песком и заливают сверху гудроном для гидроизоляции. Такой маломощный обогреватель практически безопасен и «уху» в аквариуме не сварит. При возможности менять произвольно питающее напряжение можно в некоторых пределах менять и мощность обогревателя, но для этого необходимо иметь дополнительное оборудование.

Однако данный вариант имеет серьезный изъян. Дело в том, что все расчеты относительно точны только для отдельно стоящего аквариума, стенки которого не имеют тепловой изоляции, а сам он наполнен строго определенным количеством воды. Стоит поставить вплотную несколько аквариумов, установить какие-либо затеняющие шторки или налить воды меньше расчетного объема, как сразу температура поднимется на несколько градусов выше, чем нужно, а это зачастую совершенно недопустимо.

Для приверженцев автоматики я рекомендую простую, но вполне надежную электронную схему регулятора подогрева (рис.1), прошедшую длительные испытания. Для ее сборки потребуется минимальный набор недефицитных радиодеталей.

Р-чувствительное низковольтное реле с малой разницей между токами срабатывания и отключения (кстати, это наиболее капризная деталь схемы: некачественное, «залипающее» реле может привести к гибельному для рыб перегреву);

В схему для удобства может быть установлен общий сетевой выключатель.

Для повышения безопасности схемы и дополнительной защиты от удара электротоком можно при использовании многоконтактного реле завести в него оба сетевых провода так, чтобы при отключении реле обогреватель полностью обесточивался.

Если вы не имеете опыта сборки радиосхем, попросите помочь знакомого радиолюбителя.

Чтобы удостовериться в работоспособности всех деталей, желательно сначала собрать схему в виде макета. Нередко требуется взаимная подгонка терморезистора и потенциометра. В надежности работы реле тоже надо убедиться. Для этого можно к его исполнительным контактам подсоединить электролампу (чтобы было видно срабатывание реле) и сетевое напряжение, подключить весь макет и проверить (пользуясь другой электролампой или просто пальцами), как нагревается и охлаждается терморезистор.

Если реле не срабатывает при подключенной 8-й ножке микросхемы, надо вместо нее последовательно подключать 11-ю и 12-ю ножки. Варианты подсоединений на схеме показаны пунктирной линией. Если и в этом случае реле не срабатывает, его надо заменить на более чувствительное.

При выборе реле следует учитывать, что от разницы между током (напряжением) срабатывания и током отключения («отлипания») зависит точность выдерживания заданной температуры: чем эта разница меньше, тем точнее терморегулятор. Однако в предлагаемой схеме не следует добиваться точности менее 0,5°С, так как увеличивается частота включений и выключении реле вплоть до перехода в состояние вибрации, а это уже постоянное искрение, помехи на телевизоре, прогорание контактов.

Следует привести еще одно соображение. Нередко обогреватель бывает нужен только на период размножения рыб, когда температуру необходимо повысить. Если можно отказаться от универсальности прибора, то имеет полный смысл заменить потенциометр постоянным сопротивлением, величина которого соответствует сопротивлению потенциометра при требующейся температуре. После этой процедуры потенциометр осторожно, чтобы не сбить положение ползунка, выпаивают из схемы, точно измеряю установившиееся на нем сопротивление и на его место впаивают постоянное сопротивление той же величины.

Фиксированное сопротивление в целом упрощает задачу установки прибора на нужную температуру и повышает его надежность, так как иногда в потенциометрах со временем нарушается контакт с ползунком, а это может привести к перегреву аквариума или, наоборот, к невключению обогревателя при явном снижении температуры.

Корпус прибора должен иметь разъемы (розетки) для датчика температуры и подключения обогревателя. Поскольку обогреватель часто используется в комплекте с распылителем воздуха. для удобства пользования на корпус можно установить и розетку на 220 вольт для подключения компрессора.

По этой же схеме можно собрать регулятор температуры для длительной перевозки рыб на автомобиле в холодное время года. Для этого из схемы надо исключить трансформатор, выпрямитель и конденсатор, а питание осуществлять напрямую от сети автомобиля или от аккумулятора. Обогреватель здесь придется изготавливать специально, для чего может быть использована спираль от обогревателя заднего стекла автомобиля.

Источник

Как сделать терморегулятор для аквариума

Содержание аквариумных рыбок в домашних условиях требует определенных условий. Большинство пород рыб в диких условиях проживают в тропических водоемах, температура воды в которых составляет не менее 22–25 градусов. Такие значения гораздо выше комнатной температуры в привычных нам условиях средних широт.

Особенно важно обеспечить приемлемые значения температуры воды в межсезонный период, когда средняя температура воздуха снижается, а центральное отопление еще не включено. Практически все рыбки требуют не только повышенной температуры, но и постоянство ее значения. Слишком большое несоответствие температуры воды привычным значениям не только приведет к болезням и отставанию в развитии, но и к гибели рыб. Некоторые разновидности для стимуляции размножения нуждаются в определенных колебаниях температуры воды с течением времени суток. Ручной регулировкой невозможно достигнуть приемлемого постоянства температуры. Подобные требования способен выполнить только нагреватель для аквариума с терморегулятором и автоматической стабилизацией температуры в заданном интервале с необходимой точностью.

В продаже можно встретить самые разные типы регуляторов температуры — от простейших контактных термометров и термостатов до цифровых регуляторов с возможностью программирования температуры в зависимости от дня недели и времени суток. К сожалению, стоимость подобных устройств достаточно велика и их приобретение не всегда оправданно, особенно, если речь идет о первых шагах в аквариумистике. Оптимальным вариантом будет сделать терморегулятор для аквариума своими руками.

Есть достаточно неплохие схемы, несложные для повторения, надежные и содержащие небольшое количество распространенных компонентов. Ниже представлена одна из таких схем, собранная на электронном компараторе. Микросхема компаратора, примененная в устройстве, известна своей надежностью и стабильностью параметров.

lazy placeholder

Разработанная достаточно давно, она и сейчас продолжается выпускаться, как отечественной промышленностью, так и за рубежом. Массовость применения и несложная технология обусловили ее невысокую стоимость.

Работа схемы

Принцип работы компаратора напряжения заключается в сравнении напряжения на входах микросхемы. Один из входов подключен к делителю напряжения, собранному на резисторах R4 и R6. Нижний резистор выбран переменным, чтобы можно было задавать температурный порог включения компаратора. Второй вход микросхемы подключен к делителю напряжения на резисторе R5 и терморезисторе R8. Свойство терморезистора таково, что он изменяет значение сопротивления в зависимости от температуры. Для правильной работы схемы необходим терморезистор с отрицательным коэффициентом изменения сопротивления. То есть, при увеличении температуры сопротивление должно уменьшаться.

Если температура воды в аквариуме ниже установленной переменным резистором, то на выходе компаратора присутствует напряжение, которое включает электромагнитное реле. В свою очередь, реле коммутирует обогреватель для аквариума. При увеличении температуры компаратор переключается и на выходе напряжение пропадает, реле отключается.

Рекомендации по применяемым радиоэлементам:

Светодиод находится под потенциалом сети и должен быть вместе с резистором тщательно изолирован.

Регулировка схемы

Терморегулятор для аквариума, собранный правильно и из исправных компонентов, не требует никаких регулировок, кроме первоначальной градуировки положений регулятора температуры. Для этого нужно воспользоваться образцовым термометром, помещенным в ту же емкость с водой, что и термодатчик. Измеряя термометром температуру воды, при которой происходит включение нагревателя при разных положениях регулятора, измеренные значения наносят на шкалу потенциометра. Нужный диапазон регулировок температуры можно изменить, подбирая в небольших пределах значения резисторов R4 и R5.

Улучшения схемы

Для улучшения характеристик схемы и увеличения надежности следует внести в исходный вариант некоторые изменения. В первую очередь это касается стабилизации напряжения питания. От стабильности напряжения питания будет зависеть точность регулировки и стабильность температуры.

В качестве стабилизатора наиболее целесообразно применить интегральный стабилизатор напряжения на микросхеме КР142ЕН8Б (КРЕН8Б), ее импортным аналогом будет микросхема 7812. Данная микросхема предназначена для стабилизации напряжения 12 В при токе до 1 А. Поскольку потребляемый устройством ток не превосходит указанной величины, то можно ограничиться установкой только интегрального стабилизатора без мощных дополнительных транзисторов.

lazy placeholder

Для исключения перегрева микросхему интегрального стабилизатора желательно разместить на небольшом радиаторе из дюралюминиевой пластины.

Корпус микросхемы соединен с одним из ее выводов, поэтому радиатор охлаждения не должен иметь электрического контакта с остальными элементами схемы.

В стабилизаторе требования к диодному мосту такие же, как и в базовой схеме. Поскольку для нормальной работы схемы напряжение после диодного моста должно составлять 15–25 В, то конденсатор фильтра С1 должен быть рассчитан на напряжение не ниже 50 В. Конденсатор С2 предназначен для устранения высокочастотных пульсаций. Без него работа стабилизатора может стать неустойчивой.

Приведенный на схеме вариант включения реле допустим только при небольшой нагрузке в цепи нагревателя. Для более мощных потребителей реле должно быть также мощным. При этом ток срабатывания мощных реле обычно больше допустимого для выходного транзистора компаратора. Для увеличения надежности работы схемы и предохранения выходного каскада микросхемы от перегрузки реле следует включить через дополнительный каскад на мощном транзисторе.

Транзисторный ключ выполняется на транзисторах КТ815–817 с любым буквенным индексом.

lazy placeholder

В данном случае можно применить любое мощное реле, у которого допустимо напряжение 220 В на переключающих контактах. Автомобильное реле здесь не пригодно, поскольку не предназначено для коммутации высокого напряжения. Очень удобны электромагнитные реле, которые применяются в стабилизаторах сетевого напряжения релейного типа.

Для возможности ступенчатой регулировки температуры, чтобы постоянно не крутить регулятор, можно воспользоваться подключенными в схему через переключатель (день–ночь) двумя потенциометрами, каждый из которых настроен на свою температуру.

Конструкция термодатчика

Для того чтобы датчик температуры нормально функционировал, он должен иметь непосредственный контакт с измеряемой средой. По понятным причинам опускать терморезистор в воду нельзя. Требуется поместить его в герметичный корпус.

Наиболее просто это сделать, если взять поливинилхлоридную трубку подходящей длины с одним запаянным концом и поместить в нее терморезистор с припаянными проводами. В месте нахождения датчика в трубке не должно быть воздуха, поскольку он является хорошим теплоизолятором и показания датчика не будут соответствовать истинным. Можно залить трубку с датчиком монтажным силиконовым герметиком. К тому же при таком способе дополнительно улучшается изоляция датчика от окружающей среды.

Герметик обязательно должен быть бескислотным. В противном случае терморезистор быстрой выйдет из строя.

Вместо поливинилхлоридной трубки можно применить термоусаживающуюся трубку. После помещения в нее датчика ее нужно обдуть горячим воздухом, например, от строительного фена. При нагревании трубка уменьшается в диаметре и плотно обжимает датчик вместе с проводами. Один конец трубки также должен быть надежно запаян. Обдувать горячим воздухом трубку нужно, начиная от запаянного конца, чтобы там не осталось воздуха. Если взять цветную трубку, например, зеленую, то она будет почти не заметна в воде.

В обоих случаях верхний край трубки должен быть выше уровня воды.

Собранная конструкция помещается в подходящий корпус. Длина соединительных проводов от датчика и нагревателя должна быть такой, чтобы можно было удобно разместить регулятор и исключить попадание в него воды.

Предостережения

Довольно часто можно встретить возражения, что электромагнитные реле обладают низкой надежностью и склонны к обгоранию контактов. Из таких соображений приведенная выше схема терморегулятора может быть адаптирована для использования тиристоров — бесконтактных полупроводниковых переключателей.

Подобный нагреватель с терморегулятором для использования совместно с аквариумом совершенно недопустимо, поскольку отсутствует гальваническая развязка с питающей сетью! По той же причине, в целях безопасности, источник питания подобной схемы должен быть исключительно трансформаторным.

Подключение термодатчика с отрицательной характеристикой имеет свои особенности. При неисправности терморезистора или обрыве соединительных проводов его сопротивление увеличивается и компаратор считает, что температура уменьшилась, поэтому подает сигнал на включение реле. Нагреватель будет включен постоянно вне зависимости от температуры воды. Поэтому крайне важно тщательно выполнить конструкцию датчика температуры.

Заключение

В этой статье для регулировки температуры в аквариуме была предложена схема на электронном компараторе. Для повышения качества и надежности работы данной схемы были предложены улучшения. А также даны рекомендации при выборе радиоэлементов.

Видео по теме

Источник

Как собрать терморегулятор в домашних условиях?

kak sobrat termoregulyator v domashnih usloviyah

Зачем нужен терморегулятор для инкубатора?

Чтобы в инкубаторе можно было качественно выводить молодняк птиц, требуется регулярно поддерживать на оптимальном уровне влажность и температуру. Показатели температуры отличаются в зависимости от породы пернатых и этапа их инкубации, соответственно, их надо регулировать. Они варьируются в пределах от 35 до 39 градусов. А чтобы можно было осуществлять температурный контроль, требуется микроконтроллер (терморегулятор).

eb681074c279d47d77d28cbc28b0810fНемало современных заводских инкубаторов оснащены аналоговыми терморегуляторами, которые нужно часто подстраивать в зависимости от показаний температуры. Чаще всего для поддержания температуры применяют термометры на спирте или ртути.

Однако цифровые микроконтроллеры температуры имеют больше преимуществ по сравнению с аналоговыми аппаратами:

Редакторы сайта советуют ознакомиться с маркировкой импортных и советских керамических конденсаторов.

Обогреватель для аквариума

Реже, такой терморегулятор применялся для поддержания заданной температуры в аквариумах с тропическими рыбками. Такая необходимость возникала из-за того, что большинство, выпускаемых для этих целей термообогревателей, имеет механический терморегулятор объединенный с тэном в одном корпусе. А следовательно, они поддерживают в заданных пределах свою, а не окружающую температуру. Это хорошо работает только в помещениях со стабильной, в пределах одного-двух градусов, своей температурой воздуха.

Особенности монтажа

Можно найти и другие сферы применения данному, несложному в изготовлении устройству. К примеру для рассадных парничков, сушильных шкафов, различных термованночек. На что вашей фантазии хватит. Только, если нагрузка допускает возможность короткого замыкания, необходимо добавить плавкий предохранитель на 1 А.

P.S.
Как говорилось выше данный простой терморегулятор применялся в инкубаторах раньше, сейчас на его смену пришли терморегуляторы с микроконтроллерным управлением, способные в автоматическом режиме понижать температуру в течении цикла инкубации. Да и сами инкубаторы обзавелись функцией регулирования влажности и переворачивания яиц.

Какие детали понадобятся: терморегулятор своими руками

Для датчика температуры чаще всего используют терморезистор, это элемент который регулирует электрическое сопротивление в зависимости от температурного показателя.

Так же часто применяют полупроводниковые детали:

На их характеристики температура должна оказывать такое же влияние. То есть при нагреве должен увеличиваться ток транзистора и при этом он должен престать работать, не смотря на входящий сигнал. Нужно учесть, что такие детали обладаю большим недостатком. Слишком сложно провести калибровку, говоря точнее, будет трудно привязать эти детали к некоторым датчикам температуры.

Однако на данный момент промышленность не стоит на месте, и вы можете увидеть приборы из серии 300, это LM335, которым все чаще рекомендуют воспользоваться специалисты и LM358n. Не смотря на очень низкую стоимость, данная деталь занимает первую позицию в маркировках и ориентируется на сочетание с бытовой техникой. Стоит упомянуть, что модификации этой детали LM 235и 135 успешно применяются в военных сферах и промышленности. Включая в свою конструкцию около 16 транзисторов, датчик способен работать в качестве стабилизатора, а его напряжение будет полностью зависеть от температурного показателя.

Зависимость заключается в следующем:

Так же кроме датчика температур вам потребуется компаратор, лучше всего приобрести LM 311, который выпускает тот же производитель, потенциометр для того чтобы сформировать эталонное напряжение и выходную установку чтобы включать реле. Не забудьте приобрести блок питания и специальные индикаторы.

Сообщества › Кулибин Club › Блог › Электрика: Датчики температуры, делаем сами.

Иногда возникает нужда в температурном контроле за каким нибудь процессом, будь то автомобиль или народное хозяйство. Схем термоконтроля всяких много, но датчики как правило имеют неудобный конструктив, не предусматривающий крепления в контролируемой среде. Вот о датчиках и поговорим.

Как правило, датчиками для измерительных схем служат полупроводниковые приборы — термисторы:

d4f75e5e8446e2a1cc6c23d5ed618035

Корпус может быть другим, но внутри все равно будет сидеть примерно такая капелька с выводами.

Вторым распространенным датчиком температуры является DS1820:

3e2da4c38f8ab000ba62570674167a25

зачастую они продаются в таком виде:

78a5266a650c1a01066481441869b642

Внутри все та же микросхемка DS18B20 о трех выводах причем даже без термопасты.

Теперь давайте попробуем внедрить эти радиодетали в автомобиль, например для цифровой индикации температуры ОЖ или управления электровентиляторами.

Нам понадобится донорский датчик — любой подходящий по резьбе и стоимости. В моем случае это Волго-УАЗовский датчик ТМ 106-10:

ca19d480ea55be07dfa5e31a8ef35b36

Далее можно пойти двумя путями:1. Залить в корпус расплавленного припоя, в этом припое просверлить канал и вставить туда термистор. Можно заполнить полость корпуса термопастой и воткнуть термистор в неё, но у олова теплопроводность на несколько порядков лучше чем у термопасты, поэтому термопасту конечно же надо применять, но мазать ее лучше тонким слоем.

0d4d46548cb734f9e0528c09b22d5369 a625992fd64dd8506c1c24c661b2d3c0 3f7282421175617fc16e53fd4174e7e2 e29371be236f3744fde1e0b706b390df efa3385149b34fa7cf01afc3afcef916 7b72f981e6c04a83151674b1f2ff3c6c 2d2c326aa21d444bdabe0908e6cb5dc9 93ec4a284ef7a3fd53c386b2001608e3 21d6694e5d44ca7fbc52cb9f673c7808 2229770ce07a031d8169272a44de9393

Минус этого метода в большой инерционности полученного датчика.

2. Сделать так, как делаю это я Берем телескопическую антенну от какого нибудь старого ненужного девайса:

1d3906d1fdfee603e57ce4236720453a

Если вы их раньше выкидывали, то делали это зря, потому что такие антеннки являются источником замечательных тонкостенных латунных трубочек разного диаметра:

46ce00a584387ebd44438cfb3064b979

Подбираем трубочку наиболее подходящую к термистору — он должен максимально плотно вставляться внутрь трубки. Отмеряем и опять воспользовавшись дрелью, отрезаем нужный нам кусочек трубки — резать лучше надфилем. Берем наш корпус-заготовку и сверлим его торец по диаметру трубки. Торец корпуса лудим оловом, трубку зачищаем до латуни и тоже облуживаем. Вставляем трубку в корпус и припаеваем их друг к другу, паяльника на 80Вт хватает за глаза. Должно получиться как то так (торец уже запаян небольшим кусочком медной фольги толщиной 1мм):

89cca1d3f868f7b0793463edb7094b0b

77eccbe001a935459ea5c20d2cf713d5

Проверяем полученный корпус датчика на герметичность. Я делаю это не очень технологично — на присос языком

Если с герметичностью все в порядке приступаем к следующей стадии: установке термистора и разъема.

bf760d230d439896488d48716efee87a

Опять все примеряем и отрезаем выводы термистора с тем расчетом, чтобы при установке в корпус термистор находился в конце трубки, а лучше упирался в торец:

b99a1d6ec95946ebf45610f6a67ab381

723a24796d52e048620d3e7a11319424

Теперь термистор готов к установке. Закладываем немного термопасты вовнутрь трубки, сам термистор тоже немного обмазываем термопастой и вставляем в трубку. После того как термистор вошел в трубку под разъем закладываем немного приготовленного заранее поксипола или эпоксидного пластилина. Вдавливаем разъем в поксипол, излишки убираем. Когда поксипол окончательно застынет получается вот такой симпатичный датчик готовый к установке:

7e5fed1daee20c0257725148340094f0

26e64dcc14fa26d7f22ae7c34dd0b506

А вот так датчик будет стоять на своем рабочем месте — измерительная часть будет полностью омываться рабочей средой:

b4f31b9f595e0aed19b66516e91db4f7

Ну и картинка общей проверки работоспособности электрической части:

71cf262f68ae071878fea683e2758a8d

Самодельный терморегулятор: пошаговая инструкция

Если вы приобрели все необходимые составляющие для сборки, осталось рассмотреть подробную инструкцию. Рассматривать будем на примере датчика температуры рассчитанного на 12В.

Самодельный регулятор температуры собирается по следующему принципу:

Вот и все. В этих небольших действиях и заключается вся работа по созданию терморегулятора своими руками. Возможно, самому без определенных навыков сделать его сразу и не получится, однако с опорой на фото и видео инструкции вы сможете испытать все свои умения.

Благодаря простой конструкции, самостоятельно созданный термоконтроллер может быть использован где угодно.

Не обязательно использовать цифровой, электронный или механический покупной термовыключатель. Купив недорогое термореле, сделать регулировку мощности на симисторе и термопаре и ваш самодельный аппарат будет работать не хуже покупного.

Схема терморегулятора — второй вариант

d17a177ec4b939dea5ef687d8c2b1caf

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

3c78993b2596f0703e82487f23d88510 fc49b98f0c9b6dbbaa864c1753464079 882409cd2747fd679c61509d6af0c3a3 1ce286270de3669cb94fc9861b34dcd2 13cc507b73265380fe5c20f15131d557 1af0771e7f679bc9d955d750d2b679fa bcf230b98e8c2d585426d10596110651 ca2f1926f004454d8c8d312f3932b5a0 689a9fe46fe740b29a22ff343af0db80 9470ae7f17ebb60f19d5fa4b568fc1f2

При прошивке AtMega8 следует обратить внимание на новые фьюзы. На следующем фото показана термопара К-типа, которую удобно монтировать в духовке

22949c13f94e407d17905e6cbae5cbba

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

3d3b4ce39881369b2b4f40ecaf807e7f

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.

85c96c4da09316a1e3f2271840d4269f

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:

9ea49f8139371f59b680be7794ef1859

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.

8565ac01128e7d092df290974864dc4b

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.

0c0fdcfda959675188212389fa7c6e90

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
.

Обсудить статью СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Автономный обогрев частного дома позволяет выбирать индивидуальные температурные режимы, что очень комфортно и экономно для жильцов. Чтобы каждый раз не при смене погоды на улице не задавать другой режим в помещении, можно использовать терморегулятор или термореле для отопления, который можно установить и на радиаторы и на котёл.

Метки: датчик температуры, изготовление датчика

Комментарии 153

Я точно такой же на двухконтурный котёл поставил.Тертий сезон уже пашет.Блок питания от усилителя антенны. А у вас контролёр с датчиком шла?

нет, датчик насколько я помню, покупал отдельно в Чип и Дипе

Но вообще потом все задуманное собрал на DS18B20

А такой вариант: термопара закрепленная на патрубке и простенький мультиметр в режиме измерения температуры

Подскажите, а плата для индикации- это что за она? Самодельная?

нет, не самодельная — друг на алиэкспрессе купил «пучёк за пяточёк» и одну мне подарил:

Сами такую приблуду не думали замутить?

Думал. На датчике ДС1820. Но так вышло что зашел в гости к другу, за рюмочкой чая разговорились, я ему рассказал что хочу сделать, а он достал с полки это устройство, да мне и отдал. Теперь надобность в самостоятельном изготовлении как бы и отпала.А так я вот по этой схеме уже делал раньше и у меня под нее все есть:

0c0d2773070206c1300521b0839df07a 3523e6d2407cd5d634c8a4de3e8518af 5e43bf2f79832c97e499df2bc317d141 f3b6440d0847516363c6a911a22ed352 d199a5004296bc3e346ffc29d8533a86 fdabb593ea8b00a0257ef05d6d2271f6 e522aa0a76c90d4fac33d37176581fca 48a06551622fddf2b118671064dd46b8 960a3b14d9afe57abbcabe013f483c84 09192c01c6cf40b08d4c7faf785a61fc

Даллас лучше работает по сравнению с термисторами, и в цифре.Правда диапазон маловат.

почему маловат? для применения в авто более чем достаточен.

У далласа в принципе диапазон измерений лучьше.Но верхняя планка критична.Термистор на сколько я помню не надежен.Хотя если потенциал сидит 12 вольт, то работает.А Далласу надо стабильное питание.

Можно подробнее что значит критичней верхняя планка? Больше 120 градусов я нагревал феном датчик, вроде работает после этого.

Знаю про эти подключения, сейчас ради прикола попровал нагреть датчик феном, 127.9 удалось максимально на нем увидеть, дальше ноли, когда остывает то приходит в норму)

да не, это уже отработанная технология. заморочился только с тем что все отфоткал, сформулировал и выложил сюда )

Я понимаю, что отработанная, просто стоит ли это таких трудов при сравнительно невысокой стоимости датчика? Хотя конечно бывают редкие и дорогие датчики…

да не, дело не в стоимости, а в том чтобы запихнуть китайский датчик в нужный конструктив.вот надо тебе температуру воды например регулировать кипятильником — просто так же датчик в воду не засунешь его надо как то вкрутить, соответственно нужен корпус.

кстааати, а клевая идея…слушай во сколько мжет обойтись такой самый дешевый датчик? еще бы он вот цепь бы размыкал как терморегулятор и тогда цены бы не было…

Я понимаю, что отработанная, просто стоит ли это таких трудов при сравнительно невысокой стоимости датчика? Хотя конечно бывают редкие и дорогие датчики…

Описание работы терморегулятора аквариума

Принципиальная электрическая схема регулятора изображена на рисунке 5.1.1.Схема реализована на интегральном компараторе DA1 марки 554СА3. Роль силового радиоэлемента играет тиристор VS1 марки КУ202М. Микросхема DA1 запитана от стабилизатора на радиоэлементах VD1, R11.

На прямой ввод компаратора подходит опорное напряжение с делителя R1, R2. Благодаря потенциометру R2 возможно менять размер опорного напряжения, а следовательно и температуру, при которой переключается компаратор.

82344a02fe7b86eeab4b9089a1a6b64a a040fb9c8b12e3e62f1b7b05c0393efc db139891119fdfb9af74d16332d2be6f 0857ff16a122a47b6e18d4e8fb1e871f eb10979e5a3ef23db00160c718e49cce 505ab2f786412a002c294e2ff4669f91 6f33d46ea05d9b92e21c8730cf8d33c7 7d6c7748e4d33e0f95b34e815c99879b 572187f3f3a1004b59018a301288b3a0 9a14016fea9bfb1dabad2f978d3cc306

4e413c0299f6ecc0a81191bc63d041e6

На противоположный ввод компаратора (вывод 4 DA1) идет замеряемое напряжение, размер которого задается сопротивлением терморезистора R4 (датчика температуры воды в аквариуме). В случае если напряжение на выводе 4 DA1 больше напряжения на ее выводе 3, на выходе микросхемы возникает лог. 0. По электроцепи +12 В — R8 — вывод 9, 2 IC1 — R9 протекает ток, который отпирает тиристор VS1 и вкл светодиод HL1.

ac239681e3c918ff7d33ce6be845059c

Когда тиристор VS1 отпирается, электроцепь питания нагревателя воды в аквариуме замыкается и он подогревает воду. Если температура воды увеличивается, сопротивление терморезистора R4 становится меньше. Когда напряжение на вывод 4 DA1 оказывается ниже напряжения вывод 3, компаратор меняет свое состояние на выходе и тиристор отключается. В итоге нагреватель выключается от сети.

Как настроить

Для настройки прибора необходимо либо иметь эталонное устройство, либо знать номинал напряжений, соответствующих той или иной температуре контролируемой среды. Для отдельных устройств существуют собственные формулы, показывающие зависимость напряжения на компараторе от температуры. Например, для датчика LM335 такая формула имеет вид:

где Т — требуемая температура по Цельсию.

В других схемах настройка производится путём подбора номиналов регулировочных резисторов при создании определённой, известной температуры. В каждом конкретном случае могут быть использованы собственные методики, оптимальным образом подходящие к имеющимся условиям или используемому оборудованию. Требования к точности прибора также отличаются друг от друга, поэтому единой технологии настройки не существует в принципе.

Описание работы схемы

Датчиком температуры является терморезистор R1 номиналом 150к типа ММТ-1. Датчик R1 вместе с резисторами R2,R3,R4 и R5 образуют измерительный мост. Конденсаторы С1-С3 установлены для подавления помех. Переменный резистор R3 осуществляет балансировку моста, то есть задает температуру.

Схема самодельной части терморегулятора

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

Как работает цифровой терморегулятор?

Точность регулирования температуры лучше всего обеспечивается благодаря применению цифровых терморегуляторов. От простых конструкций они отличаются методом обработки сигнала. Напряжение снимается с датчика, проходит аналогово-цифровой преобразователь и попадает в сравнительный бок. Полученное в цифровом виде первоначальное значение температуры далее сравнивается с полученным из датчика, после чего управляющий прибор получает соответствующую команду.

Благодаря такому методу точность измерения повышается и почти не зависит от температуры окружающей среды или помех. Чувствительность и стабильность чаще всего ограничиваются разрядностью системы и возможностями датчика. Цифровой сигнал без труда позволяет выводить температуру на специальное табло.

Обзор моделей терморегуляторов цифрового типа

98e7988b2b7236757a29c69d52fac260Терморегулятор Ringder THC-220 – недорогая модель, которая отлично подойдет для небольшого домашнего инкубатора, собранного своими руками. Благодаря внешнему блоку розеток и регулировке температуры от 16 до 42 градусов его можно применять и в межсезонье, а не только летом.

Технические характеристики прибора:

Другая заводская модель цифрового контроллера – ХМ–18. В России его можно купить с английским или китайским интерфейсом. Он более сложный и стоит дороже предыдущего прибора.

Разобраться с ним несложно. В зависимости от требуемой температуры внутри инкубатора, специальными клавишами можно контролировать заводскую программу. На лицевой панели есть экраны, где отображается температура, влажность и дополнительные параметры. Активные режимы индицируются посредством светодиодов, при опасных отклонениях срабатывает световая и звуковая сигнализация.

При выборе заводского терморегулятора с температурным датчиком для инкубатора очень важно учитывать его возможности. Если он небольшой и сделан своими руками, то вам хватит прибора, контролирующего лишь влажность и температуру, а дополнительные возможности нужны для более сложных моделей для промышленных нужд

Немного теории

Любой терморегулятор конструктивно включает в себя три основных блока:

Теоретически температурный датчик можно представить набором из четырех сопротивлений, среди которых три резистора будут представлены элементами с постоянными электрическими параметрами, а четвертый переменным. Они собираются в схему измерительного полуплеча, приведенную на рисунке 1 ниже:

acb583289f17c23d789058d7c22e778e

На схеме показан принцип соединения резисторов для получения температурного датчика. Как видите, сопротивление R2 является переменным и меняет физическую величину в соответствии с изменениями температуры окружающей среды. При подаче одного и того напряжения питания в терморегуляторе, при изменении сопротивления в плече будет возрастать ток в цепи.

8dc186b0e3f4687736ab20a8ff0cd67d e675e20753845d35a271f1b82169772d 2495ad12655b8863042344e2544c6ef5 f73a11354008ed749bd200a65433e9ad 224c72b4aa1a8da3b058e749b197b9c2 462f8bb821a0c6414b900ef71c08c825 9301d58c2fecaff1df4f971fc278d6c2 933ae39b243fa3a08c66de8851e3bf86 8a820651a4729e5dd3a57426d28798f0 52f0c22389c4210b9d4464923d126e05

На основании изменений происходит анализ температурных колебаний в результате которого рабочий орган вызывает срабатывание терморегулятора и последующее отключение или включение оборудования.

Для измерения сопротивления резисторов в качестве логического элемента устанавливается микросхема, работающая в режиме компаратора. Ее задача сравнить электрические сигналы в двух плечах. Пример схемы регулятора температуры приведен на рисунке:

eaaba6323d98c3483a36413cf579cda0

Здесь блок микросхемы U1A принимает сигналы от измерителя температуры на входы 2 и 3. При достижении температуры срабатывания, в плечах начнет протекать разный ток, и компаратор выдаст на управляющий элемент электронного терморегулятора сигнал о включении.

При остывании датчика термометра ток в плечах терморегулятора уравняется, и электронный блок выдаст управляющий сигнал на отключение. Приведенная электронная схема работает в двух устойчивых состояниях – отключенном и включенном, чередование рабочих режимов происходит в соответствии с заданной логикой.

Эта схема терморегулятора используется в работе куллера персонального компьютера, получая электроснабжение от блока питания, происходит сравнение тока в плечах. Когда блок питания перегреется, терморегулятор переведет транзистор в противоположное состояние и вентилятор запустится.

Такой принцип может применяться не только в вентиляторах, но и в ряде других устройств:

Сфера применения терморегулятора ничем не ограничена, везде, где вы хотите получить контроль уровня температуры в автоматическом режиме с управлением питания, такое устройство станет отличным помощником.

Сборка и налаживание

При сборке терморегулятора необходимо обеспечить качественное соединение всех электроконтактов, особенно в силовой части.

При использовании термодатчика LM-335 или аналогичного ему (калиброванного) в настройке прибора, как уже отмечалось, нет необходимости.

Если же в качестве температурного сенсора применен термистор или какой-либо полупроводниковый элемент, то без наладки не обойтись. Удобнее всего осуществлять ее при помощи цифрового термометра, например, марки ТМ-902С.

Сенсоры термометра и терморегулятора нужно соединить при помощи скотча или изоленты и помещать в среды с различной температурой. При этом каждый раз нужно постепенно менять сопротивление переменного резистора, пока устройство не сработает. В этот миг нужно зафиксировать показания цифрового термометра и сделать напротив текущего положения ручки переменного резистора соответствующую пометку.

Принцип работы

Датчик температуры подает электрические импульсы, величина тока которых зависит от уровня температуры. Заложенное соотношение этих величин позволяет устройству очень точно определить температурный порог и принять решение, например, на сколько градусов должна быть открыта заслонка подачи воздуха в твердотопливный котел, либо открыта задвижка подачи горячей воды. Суть работы терморегулятора заключается в преобразовании одной величины в другую и соотнесении результата с уровнем силы тока.

Простые самодельные регуляторы, как правило, имеют механическое управление в виде резистора, передвигая который, пользователь устанавливает необходимый температурный порог срабатывания, то есть, указывая, при какой наружной температуре необходимо будет увеличить подачу. Имеющие более расширенный функционал, промышленные приборы, могут программироваться на более широкие пределы, при помощи контроллера, в зависимости от различных диапазонов температуры. У них отсутствуют механические элементы управления, что способствует долгой работе.

7f84caff1ed0bfe40d7f3404b978f7ab

Регулятор температуры своими руками: питание и нагрузка

Что касается подключения LM 335 то оно должно быть последовательным. Все сопротивления необходимо подобрать так, чтобы общая величина тока, который проходит через термодатчик соответствовала показателям от 0,45 мА до 5 мА. Превышения отметки допускать нельзя, так как датчик будет перегреваться, и показывать искаженные данные.

0b462ec198c914b24da249adaa9cdbe5

Запитка терморегулятора может происходить несколькими способами:

Еще раз напомним о том, что показатель тока в цепи датчика не должен превышать 5 мА, по этой причине придется использовать транзистор с большой мощностью. Лучше всего подойдет КТ 814. Конечно, если вы хотите избежать применения транзистора, можно использовать реле с меньшим уровнем тока. Он сможет работать от напряжения в 220 В.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Здоровая спина
Adblock
detector