Терморегулятор для электродуховки своими руками

Содержание

Цифровой терморегулятор для электродуховки

В данной статье будет рассмотрена схема терморегулятора на основе микроконтроллера PIC16F628A и модуля преобразователя на микросхеме MAX6675 с термопарой. Данные о температуре выводятся на семисегментный светодиодный индикатор, входящий в модуль с микросхемой TM1637. Данная схема цифрового термометра-термостата является продолжением схемы рассмотренной в статье «Цифровой термометр с термопарой».

Схема регулятора показана на рисунке 1.
%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9 %D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80 %D1%81 %D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B9

Данная схема предназначена для работы с нагревателями, работающими от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Хотя, если заменить коммутирующий тиристор на три более высоковольтных, то можно использовать это устройство и в трехфазной сети 380 вольт.

BT136-600 Datasheet PDF

Цепь управления нагрузкой, с моем случае — это электропечь для выпечки, гальванически развязана от общей схемы термометра-термостата посредством оптопары U1 – МОС3043. Лучше, если вы примените более высоковольтную — МОС3063.

MOC3063 Datasheet PDF

Резисторы R4, R7 и R8 я беру мощность всегда 0,5 ватта. Рабочее напряжение конденсатора С3 должно быть не менее одного киловольта, если тип применяемого вами конденсатора не предназначен для работы в цепях переменного тока.

Напряжение питания положительной полярности подается на вывод 1 микросхемы стабилизатора DA1, С выхода стабилизатора напряжение, величиной пять вольт поступает на модуль МАХ6675, вывод 2, микроконтроллер DD1, вывод 14 и модуль индикации ТМ1637, вывод 1. Извиняюсь, неудачно расположил на схеме номера выводов модуля. Величина входного напряжения питания зависит от применяемой вами микросхемы DA1. Установка температуры термостатирования осуществляется с помощью переменного резистора R1. Резистор R2 служит для ограничения тока заряда конденсатора С1. Диапазон регулировки температуры от +50˚С до + 300˚С. Если у вас диапазон регулировки получится меньше 250 градусов, то немного увеличьте емкость конденсатора С1. В моем случае для потенциометра R1 сопротивлением 10кОм потребовался конденсатор емкостью 0,15 + 3n3. Резистор R3 – ограничитель тока светодиода оптрона. Его величина должна быть такой, при которой коммутирующий тиристор VS1 полностью открывался. При неполном открывании тиристора его кристалл будет работать при повышенной температуре. Потребуется увеличение площади теплоотвода.

На схеме отсутствуют цепи индикации включения нагрузки, если надо, то я, думаю, вы сами восполните этот пробел. Резистор R6 и светодиод HL1, это цепь индикации аварии при обрыве термопары от модуля МАХ6675. Если произойдет обрыв цепи термопары, то засветится светодиод HL1, а на индикаторе появится стилизированная надпись «ObtP». Что означает Ob – обрыв, а tP – термопары. Более дельного решения, имея четыре разряда индикатора, придумать не смог. Если только обрыв произойдет, контроллер даст команду на отключение нагрузки от сети, а программа уйдет в вечное кольцо. Вывести ее можно из этого состояния только сняв со схемы напряжение питания и повторно включить. Естественно неисправность должна быть устранена.

Резистор R5 – подтягивающий резистор для вывода RA6 контроллера DD1 для работы с кнопкой SB1. Эта кнопка необходима для установки температуры термостатирования. Т.е. при ее нажатии на индикаторе отображается вместо реальной температуры в духовке, устанавливаемая вами или уже установленная температура. Конечно, для большей информативности лучше бы было использовать два модуля индикации и выводить на обозрение обе величины температуры, но… что имеем.

При разработке печатной платы старайтесь блокировочный конденсатор С4 разместить в непосредственной близости к выводам питания микроконтроллера DD1 PIC16F628A. А конденсатор фильтра С2 лучше применить танталовый. При мощности нагрузки в один киловатт не забудьте тиристор снабдить соответствующим теплоотводом.

На сайте для желающих ознакомиться с программой взаимодействия PiC контроллера с микросхемой MAX6675 есть статья «Программа взаимодействия MAX6675 с микроконтроллером PIC». Можно скачать файл программы в формате asm с подробными комментариями. Так же, есть статья посвященная программе вывода данных с микроконтроллера на модуль индикации TM1637, она называется «Модуль TM1637 с PIC контроллером».

Источник

Очень большое увеличение ресурса механического термостата бытовых электроприборов, доработка эл.духовки

1574653382 nojabr 19g 203

Несложный способ сильно увеличить ресурс штатного термостата нагревательного прибора – снабдить, усилить его электронным ключом. Проще и дешевле всего, ключ на симисторе. Современные электронные компоненты дешевы, обладают высокими параметрами и небольшими размерами. В большинстве же бытовых приборов вполне найдется место для нескольких дополнительных элементов и небольшого радиатора.

Рассмотрим такого рода модернизацию на примере электрической духовки.

1574653355 nojabr 19g 209

Духовка имеет четыре прямых ТЭНа максимальной суммарной мощностью 1.6 кВт. Две электрические конфорки на крыше прибора – компактный аварийный вариант готовки. Управляются конфорки отдельно, электронным ключом. Сбоку от рабочего объема духовки расположен узкий металлический отсек с органами управления – термостатом, таймером, переключателем рода работ, электронным термостатом конфорок. Штатный термостат духовки – простейший, не имеющий даже выносного датчика. В сущности, он реагирует на температуру в приборном отсеке.

1574653315 nojabr 19g 180

После выхода из строя термостата штатного, он был заменен аналогом в керамическом корпусе с выносным датчиком. Это позволило увеличить точность задания температуры, уменьшить ее выбег.

Что потребовалось для работы

Набор мелкого слесарного инструмента, электродрель или шуруповерт. Набор инструмента для электромонтажа. При работе с термотрубками удобен строительный фен с узкой насадкой. Пригодился ИК пирометр, гравер.

1574653370 kopija nojabr 19g 207

Установленный в приборном отсеке новый термостат (поз.1) с выносным датчиком (поз.2) закрепленным на боковой стенке рабочего объема духовки. Тонкий металлический стержень датчика зажат двумя короткими винтами М6 с усиленными (широкими – «кузовными») шайбами. Края шайб предварительно несколько отогнуты в тисках для лучшего удержания стержня. Под гайки подложены стопорные шайбы.

Принципиальная схема доработки в электрической части приведена ниже. Видно, что роль ключа теперь выполняет симистор, контакты термостата К1 теперь работают только как датчик. Они существенно разгружаются. Проходящий через них ток уменьшается до 100 раз (если применен симистор с малым током открывания). Это радикально повышает стойкость контактов термостата, его надежность.

1574653314 termostat duhovka

Упрощенная принципиальная схема доработанной духовки. Где: К1 – нормально замкнутая контактная группа механического термостата. Симистор любой подходящий по току и напряжению. Токоограничительный резистор в цепи управляющего электрода – 0,5…1,1 кОм, лучше большее значение.

1574653363 nojabr 19g 211

Симистор установлен на небольшой радиатор. В массивном основании радиатора высверлены два глухих отверстия ø2.5 мм и нарезана резьба М3 для крепления сборки в приборном отсеке духовки. Симистор установлен на радиатор через слюдяную прокладку. Между слюдой и радиатором и на спину симистора нанесен тонкий слой теплопроводной пасты КТП-8. Поверхности с пастой слегка притерты. Механически, симистор придавлен к радиатору планкой из толстого текстолита двумя длинными винтами М3. С обратной стороны – гайки с разрезными стопорными шайбами. Выводы симистора перед установкой залужены.

1574653299 nojabr 19g 216

К смонтированному на теплоотводе прибору удобнее сразу же, на столе припаять и провода. С некоторым припуском понятно. К управляющему электроду припаян 2 Вт МЛТ, 1 кОм. Все соединения изолированы термотрубкой. Выводы подписаны спиртовым маркером.

1574653382 nojabr 19g 220

На задней стенке приборного отсека разметил и просверлил отверстия для крепления радиатора. Привинтил его двумя короткими винтами М3 с гроверами. Да, верхний П-образный кожух с установленными конфорками, соединен с основной частью жгутом проводов. Маркировать клеммы и их ответные части или зарисовывать соединения решительно не хотелось. Хороший доступ к приборному отсеку, без отключения, удалось получить, повернув П-кожух на 90° вокруг вертикальной оси. Подложив под конфорки обрезок нетолстой доски, чтобы не замкнуть неизолированные токоведущие части, можно было и включать устройство для проверки работоспособности и прогона.

В духовке явно виден упрощенный подход – рабочее пространство никак не теплоизолированно, только неустойчивой (окна вентиляции) воздушной прослойкой между внутренним жестяным корпусом духовки и внешним кожухом. Достижение нужной температуры – за счет избыточной мощности нагревателей перекрывающей теплопотери. В приборном отсеке, при отсутствии теплового сообщения с рабочим пространством не смог бы работать упрощенный термостат. Сейчас же, допустимо и даже нужно внутренний корпус теплоизолировать. Это сэкономит изрядно электричества при последующей эксплуатации, позволит меньше нагреваться внешнему кожуху, элементы в приборном отсеке будут работать в облегченном температурном режиме – дольше, надежнее.

1574653368 nojabr 19g 229

Для теплоизоляции применены обрезки фольгированной базальтовой ваты, хотя лучше бы взять базальтовый картон – из него меньше сыпется, при укладке меньше шансов пораниться стекловидными частичками. Вату укладывал полосками, фольгой к внутреннему корпусу духовки. Вырезы под торчащие элементы вырезались острым ножом по месту. Толщина базальтового мата и монтаж элементов духовки позволил довольно надежно фиксировать теплоизоляцию толстыми жесткими проводами (теплостойкая изоляция).

1574653319 nojabr 19g 235

1574653385 nojabr 19g 239

Теплоизоляция самой сложной стенки – приборного отсека выполнена из трех полосок. Размеры полосок вырезаны с некоторым запасом и вставлялись враспор.

1574653331 nojabr 19g 241

Новые соединения проводились пайкой. Самый сложный момент – три мощных провода соединенных в одной точке. Каждый провод зачищен от изоляции на длине

20 мм, жилы скручены в направлении повива, зачищенный конец провода облужен. Три подготовленных конца смотаны, скреплены тонкой луженной проволочкой и тщательно пропаяны. Место пайки, при применении безотмывных флюсов, изолированно термотрубкой.

После проверки монтажа можно сделать пробное включение.

1574653348 nojabr 19g 247

1574653334 nojabr 19g 246

При температуре за стенкой выше 100°С и работе всех ТЭНов, температура радиатора симистора невысокая – чуть теплый и только. Ясно, что в закрытом отсеке и при длительной работе нагреется сильнее, но запас есть.

1574653338 nojabr 19g 198

1574653361 nojabr 19g 199

1574653289 nojabr 19g 201

Все относительно пустые отсеки были заполнены базальтовой ватой. К сожалению, дно и задняя стенка рабочего объема не имеют двойных стенок, для их утепления, пришлось бы вносить более существенные доработки.

Внешний кожух установлен на место, духовка собрана, проверена ее работоспособность.

Термостат штатный и установленный вновь, имеют различную градуировку. В комплекте нового, имелась и градуированная ручка, разметка с которой была перенесена на прежнюю крутилку. Из соображения внешнего вида.

Старые цифры нанесены краской и изрядно затерлись. Удалил их остатки мелкой шкуркой. Отметки-точки на пластиковой ручке сделал в виде углублений маленьким бором-шариком, цифры выгравировал самодельной гравировальной фрезой из обломка 3 мм сверла. Углубления заполнил черным асфальтным лаком. После высыхания лака, счистил его излишки сверху мелкой шлифовальной шкуркой. Получился контрастный стойкий к истиранию рисунок.

1574653298 nojabr 19g 181

Выводы, пути развития

Собственно, осталось сказать, что аналогичному усилению можно подвергнуть и ряд электронных термостатов, измерителей влажности и прочих температурных контроллеров с коммутацией нагрузки электромеханическим реле.

Источник

Как сделать датчик температуры своими руками. Как сделать терморегуляторы своими руками

Среди многочисленного ассортимента полезных приборов, которые приносят в нашу жизнь комфорт, есть большое количество тех, которые можно сделать своими руками. К этому числу можно отнеси и терморегулятор, который включает или отключает нагревательные и холодильные оборудования в соответствии с определенной температурой, на которую он установлен. Такое устройство отлично подойдет на период холодной погоды, например для подвала, где нужно хранить овощи. Так как же сделать терморегулятор своими руками, и какие детали для этого понадобятся?

Терморегулятор своими руками: схема

Про конструкцию термостата можно сказать, что она не особа сложна, именно по этой причине большинство радиолюбителей начинают свое обучение именно с этого прибора, а так же именно на нем оттачивают свои навыки и мастерство. Схем прибора можно найти очень большое количество, но самой распространенной является схема с применением, так называемого компаратора.

lazy placeholder

Данный элемент имеет несколько входов и выходов:

Сам компаратор принимает все поступающие показания и сравнивает их. В случае если будет генерировать сигнал на выходе, то он включит реле, которое подаст ток на обогревательный или холодильный аппарат.

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:

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

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.

Контроль в помещениях

Возможен вариант контроля терморегулятора в нескольких помещениях.

Типовая схема терморегулятора для погреба.

Приборы обозначаются латинскими буквами и цифрами. Например, LM135. Чтобы не ошибиться в выборе, запомните: 1 — применение в военной технике, 2 — применение в производственных аппаратах и устройствах, 3 — применение в бытовых приборах. Российским аналогом является обозначение транзисторов — 2Т (военный) и КТ (массовый). Принцип действия такого датчика таков: при повышении температуры увеличивается напряжение стабилизации, то есть это стабилитрон. Удостовериться в правильности выбора можно, почитав технические характеристики прибора. Точка калибровки указана в кельвинах. Температурная шкала указана в градусах по Цельсию.

Принципиальная электрическая схема терморегулятора.

На практике она дополнится выходным устройством для включения нагревателя, блоком питания и индикатором работы.

Следующий важный элемент — компаратор, например LM311. Он имеет два входа — прямой (2), обозначенный «+», и инверсный (3), обозначенный «-», и один выход. На схеме выход компаратора обозначен цифрой 7. Работает это устройство так: напряжение на входе 2 больше, чем на входе 3, на выходе получаем высокий уровень. Транзистор открылся, подключил нагрузку. Потенциометр, подключенный к прямому входу, устанавливает температуру — задает порог срабатывания компаратора. При обратной ситуации (напряжение на входе 2 меньше, чем на входе 3), на выходе уровень понижается. Повышается температура, срабатывает термореле, компаратор переходит на низкий уровень, транзистор закрывается, ТЭН выключается. Этот цикл повторяется беспрерывно.

Привет всем любителям электронных самоделок. Недавно я по быстрому смастерил электронный терморегулятор своими руками, схема устройства очень проста. В качестве исполнительного устройства используется электромагнитное реле с мощными контактами, которые могут выдержать ток до 30 ампер. Поэтому рассматриваемая самоделка может использоваться для разных бытовых нужд.

По нижеприведенной схеме, терморегулятор можно использовать, например, для аквариума или для хранения овощей. Кому то он может пригодиться при использовании совместно с электрическим котлом, а кто-то его может приспособить и для холодильника.

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.

lazy placeholder

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.

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.

Например:

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.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

При оборудовании погреба необходимо создать такой температурный режим, при котором все запасы будут сохраняться максимально долго. А чтобы его поддерживать, потребуется терморегулятор — прибор, который помогает поддерживать заданную температуру. Это устройство используется во многих бытовых приборах: утюгах, холодильниках, паяльниках. Как сделать терморегулятор для погреба своими руками?

Источник

СХЕМА ТЕРМОСТАТА

Новая технология

На отечественном рынке терморегуляторы начали появляться около 10 лет назад, и пришли на смену обычным кранам и вентилям, которые просто перекрывали условный проход теплоносителя. Недостаток такой конструкции заключается в том, что регулируя количество теплоносителя, который попадает в радиатор, вы не можете надолго управлять температурой в помещении. Если у электрического котла более-менее стабильная работа, то у твердотопливного котла диапазон температуры очень высокий, и зависит от интенсивности реакции горения. В этом случае в комнатах температура будет то выше, то ниже, и комфорт для жителей будет сомнительным.

Существует еще один важный момент, с которого началось активное внедрение термостатов – работа вместе с теплым полом. Сейчас теплые полы – это норма строительства, и правильно спроектированная система отопления – это комбинированная система, которая состоит из отопления от теплого пола и отопления от радиатора. При этом для контура теплого пола температура должна быть на уровне 20-25 градусов Цельсия, а для отопления через радиаторы – от 50 градусов.

49d921ea83f541285957fa0a07d6ecce

Активное внедрение термостатов началось с установки теплых полов

Как же бить в таком случае, учитывая, что и теплый пол, и радиаторы работают от одного котла? Ответ – использовать терморегулятор. Кран в таком случае не решит проблему с подачей очень горячей воды в контур теплого пола. Простой способ справиться с распределением отопления – установить на входе в коллектор теплого пола терморегулятор, либо же использовать терморегуляторы на каждый контур отопления.

Назначение терморегулятора для водонагревателя

65f2b8e6d92ef1647e706fce782fa3f5

Это своего рода термоклапан, который предотвращает:

Именно он отвечает за контролирование нагрева воды в момент, когда проводится подключение устройства, а также за то, чтобы нагревательный элемент был вовремя заблокирован. Практически каждый производитель стремится снабдить бойлер термостатом. Изделия бывают разных моделей, однако, принцип работы у них у всех один и тот же. На момент, когда нужно подключить оборудование к сети, требуется сразу же отрегулировать уровень нагрева воды.

Далее проводится регулируемый нагрев воды, а реле, установленное на термостате, отвечает за размыкание контактов тэна. При полном остывании бака, происходит понижение температуры ниже нормы, и осуществляется замыкание контактов тэна реле, за счет чего запускается система, и жидкость в баке снова нагревается.

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.

2e2f2335fb2d57a0a94b1851df733a56

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.

Контроль в помещениях

Типовая схема терморегулятора для погреба.

Приборы обозначаются латинскими буквами и цифрами. Например, LM135. Чтобы не ошибиться в выборе, запомните: 1 — применение в военной технике, 2 — применение в производственных аппаратах и устройствах, 3 — применение в бытовых приборах. Российским аналогом является обозначение транзисторов — 2Т (военный) и КТ (массовый). Принцип действия такого датчика таков: при повышении температуры увеличивается напряжение стабилизации, то есть это стабилитрон. Удостовериться в правильности выбора можно, почитав технические характеристики прибора. Точка калибровки указана в кельвинах. Температурная шкала указана в градусах по Цельсию.

9c47712f80efa4a5f26b290f5531f06a

Принципиальная электрическая схема терморегулятора.

На практике она дополнится выходным устройством для включения нагревателя, блоком питания и индикатором работы.

Следующий важный элемент — компаратор, например LM311. Он имеет два входа — прямой (2), обозначенный «+», и инверсный (3), обозначенный «-», и один выход. На схеме выход компаратора обозначен цифрой 7. Работает это устройство так: напряжение на входе 2 больше, чем на входе 3, на выходе получаем высокий уровень. Транзистор открылся, подключил нагрузку. Потенциометр, подключенный к прямому входу, устанавливает температуру — задает порог срабатывания компаратора. При обратной ситуации (напряжение на входе 2 меньше, чем на входе 3), на выходе уровень понижается. Повышается температура, срабатывает термореле, компаратор переходит на низкий уровень, транзистор закрывается, ТЭН выключается. Этот цикл повторяется беспрерывно.

Простой электронный терморегулятор своими руками. Предлагаю способ изготовления самодельного терморегулятора для поддержания комфортной температуры в помещении в холодное время. Термостат позволяет коммутировать мощность до 3,6 кВт. Самая важная часть любой радиолюбительской конструкции это корпус. Красивый и надежный корпус позволит обеспечить длительную жизнь любому самодельному устройству. В показанном ниже варианте терморегулятора применен удобный малогабаритный корпус и вся силовая электроника от продаваемого в магазинах электронного таймера. Самодельная электронная часть построена на микросхеме компараторе LM311.

Детали устройства регулятора температуры своими руками

В роли датчика температуры обычно выступает терморезистор – элемент, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от температуры. Используют и полупроводниковые элементы – транзисторы и диоды, на характеристики которых температура также оказывает влияние: при нагреве увеличивается ток коллектора (у транзисторов), при этом наблюдается смещение рабочей точки и транзистор перестает работать, не реагируя на входной сигнал.

02a0f62ffed7075ad88ec376677ac589Но у таких сенсоров есть существенный недостаток: их довольно сложно откалибровать, то есть «привязать» к определенным значениям температуры, из-за чего точность самодельного терморегулятора оставляет желать лучшего.

Между тем промышленность давно освоила выпуск недорогих термодатчиков, калибровка которых осуществляется в процессе изготовления.

К таковым относится прибор марки LM335 от компании National Semiconductor, которым мы и рекомендуем воспользоваться. Стоимость этого аналогового термодатчика составляет всего 1 доллар.

«Тройка» на первой позиции цифрового ряда в маркировке означает, что прибор ориентирован на применение в бытовой технике. Модификации LM235 и LM135 предназначены для использования, соответственно, в промышленности и в военной сфере.

Имея в своем составе 16 транзисторов, этот датчик работает как стабилитрон. При этом его напряжение стабилизации зависит от температуры.

6253ddbe04e93eb880806691ca97ec4dТаким образом, собирая терморегулятор на базе LM335, пользователь избавляется от необходимости подбирать методом проб и ошибок эталонное напряжение, при котором прибор обеспечит требуемую температуру.

Его можно рассчитать, используя несложную формулу:

Где Т – интересующая пользователя температура по шкале Цельсия.

Помимо термодатчика нам понадобится компаратор (подойдет марки LM311 от того же производителя), потенциометр для формирования эталонного напряжения (настройка требуемой температуры), выходное устройство для подключения нагрузки (реле), индикаторы и блок питания.

Терморегулятор — неотъемлемая часть автономного отопления. Термостат для котла отопления поможет поддерживать температуру в доме на комфортном уровне.

Стоит ли устанавливать термостат для радиатора отопления? В этой статье http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/termoregulyator-dlya-radiatora-otopleniya.html рассмотрим назначение прибора и виды и особенности монтажа.

В давние времена

f5b4944f0a4ea1f1d97e6d200408d006В первых бытовых и промышленных инкубаторах прошлого века температура регулировалась при помощи биметаллических реле. Для снятия нагрузки и исключения влияния перегрева контактов нагреватели включались не напрямую, а через мощные силовые реле. Такую комбинацию можно встретить в дешевых моделях и по сей день. Простота схемы являлась залогом надежной работы, а сделать такой терморегулятор для инкубатора своими руками мог любой старшеклассник.

Все положительные моменты сводились на нет низкой разрешающей способностью и сложностью регулировки. Температуру в процессе необходимо снижать по графику с шагом в 0,5˚С, а сделать это точно регулировочным винтом на расположенном внутри инкубатора реле весьма проблематично. Как правило, температура оставалась постоянной на всем протяжении «насиживания», что приводило к снижению выводимости. Конструкции с регулировочной ручкой и проградуированной шкалой были удобнее, но точность удержания снижалась на ±1-2˚С.

Виды термореле

Обычный терморегулятор представляют собой небольшой электронный блок, устанавливаемый на стене в подходящем месте и присоединенный к источнику тепла проводами. На передней панели есть только регулятор температуры, это самая дешевая разновидность прибора.

8b44f7d47e329a03ea78e56aa4f95b99

Кроме нее, существуют и другие виды термореле:

Многофункциональные термореле, которые можно программировать, существенно экономят энергоносители. В те часы суток, когда дома никого нет, поддерживать высокую температуру в комнатах нет смысла. Зная рабочее расписание своей семьи, домовладелец всегда может запрограммировать реле температуры так, чтобы в определенные часы температура воздуха снижалась, а за час до прихода людей включался нагрев.

79f66cb357a601ed46cde8182d372030

Бытовые терморегуляторы, укомплектованные GSM – модулем, способны обеспечить дистанционное управление котельной установкой посредством сотовой связи. Бюджетный вариант – отправка уведомлений и команд в виде SMS – сообщений с мобильного телефона. Продвинутые версии приборов имеют собственные приложения, устанавливаемые на смартфон.

Основные виды котлов и регулирование температуры

Существует несколько типов котлов: твердотопливные, газовые, электрические и работающие на жидком топливе.

Котлы получили широкое распространение по всему миру. Есть отечественные образцы, есть котлы и импортного изготовления. Материал изготовления сталь или чугун. Простой в эксплуатации, экономичный, с функцией регулировки температуры теплоносителя. В более дешёвых моделях эта функция реализуется с помощью специального устройства – термоэлемента.

Конструктивно термоэлемент представляет собой металлическое изделие, геометрические размеры которого под воздействием температур уменьшается либо увеличивается (в зависимости от степени нагрева). А от этого меняется, в свою очередь, положение специального рычага, который закрывает и открывает заслонку тяги. На фотографии показан образец такого регулятора:

Фото: образец терморегулятора

Чем больше открыта заслонка, тем сильнее процесс горения, и наоборот. Таким образом, объём воздуха, который поступает в камеру сгорания закрытого типа, полностью контролируется термостатом, и при необходимости его подача прекращается и процесс горения затухает. В более современных моделях установлены контроллеры, которые в зависимости от заданных тепловых режимов управляют потоком воздуха, включая (или отключая) специальный вентилятор (смотри фото ниже):

Котел с контроллером температуры

Газовые котлы — самые распространённые и дешёвые в эксплуатации агрегаты. Котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы имеют один теплообменник и предназначены только для отопления. Схема включения представлена на рисунке ниже:

Схема включения одноконтурного котла

Двухконтурные котлы имеют два теплообменника и предназначены для отопления и получения горячей воды. Схема включения котла представлена ниже:

Схема включения двухконтурного котла

Некоторые котлы имеют отдельные регуляторы для температуры отопления и горячей воды.

Настройка терморегулятора

Как уже говорилось, терморегулятор на базе датчика LM335 в настройке не нуждается. Достаточно знать напряжение, подаваемое потенциометром на прямой вход компаратора.

Измерить его можно при помощи вольтметра. Необходимое значение напряжения определяется по приведенной выше формуле.

Если нужно, к примеру, чтобы прибор срабатывал при температуре в 20 градусов, оно должно составлять 2,93 В.

Если в качестве термодатчика применяется какой-либо иной элемент, эталонное напряжение придется проверять опытным путем. Для этого необходимо воспользоваться цифровым термометром, например, ТМ-902С. Для точности настройки датчики термометра и терморегулятора можно соединить посредством изоленты, после чего их помещают в среду с различной температурой.

5219eea0a5cc24585ed7ede6aca96276

Терморегулятор из подручных материалов

Ручку потенциометра нужно плавно вращать, пока терморегулятор не сработает. В этот момент следует посмотреть на шкалу цифрового термометра и отображаемую на ней температуру нанести на шкалу терморегулятора. Можно определить крайние точки, например, для температуры в 8 и 40 градусов, а промежуточные значения отметить, разделив диапазон на равные части.

Если цифрового термометра под рукой не оказалось, крайние точки можно определять по воде с плавающим в ней льдом (0 градусов) или по кипящей воде (100 градусов).

Сталкиваясь с выбором обогревателя, люди обнаруживают, что типов приборов существует немало, но выбрать нужно один. Керамический обогреватель для дома — тонкости правильного выбора, обзор моделей и цен.

Нормы влажности воздуха и способы ее измерения представлены в этой теме.

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.

11affafe34716c24eafc99715bb27b6d

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.

Цифровой терморегулятор

Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.

Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.

При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.

Используется во многих технологических процессах, в том числе и для бытовых отопительных систем. Фактором определяющим действие терморегулятора, является наружная температура, значение которой анализируется и при достижении установленного предела, расход сокращается либо увеличивается.

Терморегуляторы бывают различного исполнения и сегодня в продаже достаточно много промышленных версий, работающих по различному принципу и предназначенных для использования в разных областях. Также доступны и простейшие электронные схемы, собрать которые может любой, при наличии соответствующих познаний в электронике.

Терморегулятор своими руками схема

Про конструкцию термостата можно сказать, что она не особа сложна, именно по этой причине большинство радиолюбителей начинают свое обучение именно с этого прибора, а так же именно на нем оттачивают свои навыки и мастерство. Схем прибора можно найти очень большое количество, но самой распространенной является схема с применением, так называемого компаратора.

1e0fd6040fbccac50f7aa2fefab7a640

Данный элемент имеет несколько входов и выходов:

Сам компаратор принимает все поступающие показания и сравнивает их. В случае если будет генерировать сигнал на выходе, то он включит реле, которое подаст ток на обогревательный или холодильный аппарат.

Самодельный внешний терморегулятор для котла инструкция

Ниже представлена схема устройства самодельного терморегулятора для котла, которая собрана на микросхемах Atmega-8 и серии 566, жидкокристаллическом дисплее, фотоэлементе и нескольких температурных датчиков. Программируемая микросхема Atmega-8 и отвечает за соблюдение заданных параметров уставок терморегулятора.

Схема самодельного внешнего терморегулятора для котла

Собственно говоря, данная схема включает или выключает отопительный котёл при понижении (повышении) температуры наружного воздуха (датчик U2), а также выполняет эти действия при изменении температуры в комнате (датчик U1). Предусмотрена корректировка работы двух таймеров, которые позволяют регулировать время указанных процессов. Кусок схемы с фоторезистором влияет на процесс включения котла по времени суток.

Датчик U1 стоит непосредственно в комнате, а датчик U2 на улице. Подключается к котлу и устанавливается рядом с ним. При необходимости можно добавить электрическую часть схемы, позволяющую включать отключать агрегаты большой мощности:

Электрическая часть схемы, позволяющая включать отключать агрегаты большой мощности

Ещё одна схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7:

Схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7

Собран терморегулятор на базе микросхемы К651ЛА7 отличается простотой и лёгкостью при регулировке. Наш термостат – это специальный терморезистор, который значительно уменьшает сопротивление при нагревании. Данный резистор включён в сеть делителя напряжения электричества. В этой цепи также расположен резистор R2, при помощи которого мы и можем устанавливать необходимую температуру. На основе такой схемы можно сделать термостат для любого котла: Бакси, Аристон, Эвп, Дон.

Еще одна схема на терморегулятора на базе микроконтроллера:

Схема на терморегулятора на базе микроконтроллера

Устройство собрано на базе микроконтроллера PIC16F84A. Роль датчика выполняет цифровой термометр DS18B20. Малогабаритное реле управляет нагрузкой. Микропереключатели задают температуру, которая высвечивается на индикаторах. До сборки потребуется запрограммировать микроконтроллер. Сначала сотрите все с чипа и потом перепрограммируйте, а далее произведите сборку и пользуйтесь на здоровье. Устройство не капризное и работает нормально.

Стоимость деталей 300-400 рублей. Аналогичная модель регулятора стоит в пять раз дороже.

Несколько советов напоследок :

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:

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.

Ремонт своими руками

Собранные собственноручно, эти приборы служат достаточно долго, однако существует несколько стандартных ситуаций, когда может потребоваться ремонт:

Качественные материалы для выполнения работы

В настоящее время любой прибор можно купить в магазине, но иногда дешевле сделать его своими руками. Естественно, для электроприборов паять запчасти не стоит, а вот сделать индивидуальный прибор, подходящий к параметрам вашего погреба, вполне возможно. Схема такого устройства проста. Определенная температура поддерживается благодаря включению\выключению теплонагревательного элемента (ТЭНа).

Температура поднимается до заданной отметки, срабатывает специальное устройство — компаратор, ТЭН выключается. В теории такой прибор сделать легко, но когда дело доходит до практического воплощения, становится понятно, что не все так просто. Раньше калибровку выполняли следующим образом: температурный датчик погружали сначала в лед, затем в кипяток.

Для измерения показаний брали вольтметр и градусник и настраивали нужную температуру срабатывания. Процесс отнимал достаточно много времени и давал не самые лучшие результаты. Сегодня покупка термодатчика не проблема. Их калибровка производится при изготовлении, так что никаких опытов проводить не придется. Современные технологии позволили создать такой температурный сенсор, который передает цифровую информацию. С помощью этих устройств возможно измерение температуры в различных точках квартиры — вы контролируете температуру не только за окном, но и внутри дома.

Электрические котлы

Достаточно распространённая альтернатива газовым и твердотопливным котлам. Масса преимуществ, большой КПД, но большой срок окупаемости. Подключение простое, как и у газовых котлов, но без подвода холодной воды. Предусмотрено регулирование температуры и защита от перегрева.

Механический таймер котла

При помощи простого механического таймера электрического котла возможны три варианта запуска системы центрального отопления :

Механические таймеры обычно имеют большой круглый циферблат с 24-часовой шкалой в центральной части. Поворачивая диск, можно установить нужное время, а затем оставить его в таком положении. Включение котла будет происходить в нужное время. Внешняя часть состоит из набора вкладок 15-минутного периода, которые вставлены для удобства регулировки работы и настройки режимов. Возможна экстренная перенастройка, которая выполняется при включённом в сеть котле.

Механические таймеры просты в настройке, но при этом котёл всегда включается и выключается в то же время каждый день, а это может не удовлетворить хозяев, если семья большая, и банные процедуры проводятся несколько раз в день в разное время.

Схема с логической микросхемой

Эта схема отличается от предыдущей тем, что вместо стабилитрона в ней задействована логическая микросхема К561ЛА7. Датчиком температуры по-прежнему служит терморезистор (обозначение – VDR1), только теперь решение о замыкании цепи принимает логический блок микросхемы. Кстати, марка К561ЛА7 производится еще с советских времен и стоит сущие копейки.

8faae8631e8b6f1a1e90bc283bb3164e

Для промежуточного усиления импульсов задействован транзистор КТ315, с той же целью в конечном каскаде установлен второй транзистор – КТ815. Данная схема соответствует левой части предыдущей, силовой блок здесь не показан. Как нетрудно догадаться, он может быть аналогичным – с симистором КУ208Г. Работа такого самодельного термореле проверена на котлах ARISTON, BAXI, Дон.

43f8b2baadaf79613f250a21fd94e1d4

Как подключить и отрегулировать термостат для водонагревателя

Если бойлер не работает, то не нужно его запускать еще раз, дожидаясь феноменального включения, а проверить изделие на наличие поломок. Если выяснено, что проблема в терморегуляторе, то требуется замена. Ремонт на датчик не распространяется и, как правило, просто приобретают новую деталь. Как заменить терморегулятор?

0cb89b26e6cc2185be2bc176635d7c50

Не нужен мастер, просто не стоит нарушать ниже представленную инструкцию:

Выбирать термостат нужно точно такой же модели, так как минимальное отличие по размеру или характерным чертам может привести к поломке всего бойлера. При выборе терморегулятора самостоятельно, нужно ориентироваться на вид изделия, параметры, способ монтажа, на то, какой он обладает рабочей силой тока и функциональностью.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Здоровая спина
Adblock
detector