Термостат для духовки своими руками

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

Простой терморегулятор своими руками

Огромное количество электрических приборов, используемых в быту и промышленности, основывают свою работу на определении уровня температуры окружающей среды. Измерительный элемент в них представляет собой датчик температуры, срабатывающий при нагревании или охлаждении до установленного уровня. Их можно приобрести в большинстве магазинов, ими комплектуются духовки, контроллеры и прочие устройства, но гораздо интереснее изготовить терморегулятор своими руками.

prostoj termoregulyator 1Пример простого терморегулятора

Далее мы рассмотрим принцип действия и варианты изготовления такой самоделки.

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:

datchik iz poluplecha rezistorov Рис. 1. Датчик из полуплеча резисторов

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.

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:

principialnaya shema termoregulyatoraРис. 2. Принципиальная схема терморегулятора

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.

Обзор схем

В зависимости от типа элементов, входящих в состав терморегулятора, различают механические и цифровые терморегуляторы. Работа первых основана на срабатывании реле, вторые имеют электронный блок, управляющий процессами. Примеры работы нескольких схем рассмотрим далее.

shema termoregulyatora n1 Рис. 3. Схема терморегулятора №1

На приведенной схеме измерение происходит за счет резисторов R1 и R2, при температурных колебаниях переменный резистор R2 изменит величину падения напряжения. После чего через усилитель терморегулятора, представленный парой транзисторов, начнется протекание электротока через катушку реле K1.

Когда величина тока в соленоиде создаст магнитный поток достаточной силы, сердечник притянется и переключит контакты в другое положение. Недостатком такого терморегулятора является наличие магнитопроводящих частей, которые из-за гистерезиса вносят дополнительную поправку на температуру помимо измерительного органа.

shema termoregulyatora n2Рис. 4. Схема терморегулятора №2

Данный терморегулятор, в отличии от механического термостата, не использует подключение реле, поэтому является более точным. Его применение оправдано в тех ситуациях, когда несколько градусов могут сыграть весомую роль, к примеру, при контроле температуры нагрева двигателя или в инкубаторе.

Здесь изменение температурного режима фиксируется резистором R5, благодаря которому терморегулятор изменяет электрические параметры работы. Для сравнения и усиления разницы поступающего с полуплеч электрического параметра применяется микросхема К140УД7.

Для контроля нагрузки в схеме устанавливается тиристор VS1, в данном примере терморегулятора ограничение составляет 150Вт, но при желании может подбираться и другой параметр. Но следует учитывать, что эксплуатация тиристора в качестве ключа приводит к его нагреванию, поэтому с увеличением мощности необходимо установить радиатор для лучшей теплоотдачи.

Создаем простой терморегулятор

При ремонте бытовой электротехники вы могли сталкиваться с ситуацией, когда со строя выходил терморегулятор. Хоть это и небольшая микросхема, устанавливаемая для контроля величины нагрева или охлаждения чего-либо.

Увы, стоимость такого элемента заводского изготовления довольно высока, поэтому куда выгоднее собрать терморегулятор самому. Схема достаточно простого самодельного терморегулятора приведена на рисунке ниже.

shema prostejshego termoregulyatoraРис. 5. Схема простейшего терморегулятора

Для его изготовления вам понадобится:

Процесс изготовления состоит из таких этапов:

В данном случае клеммник взят со старого прибора, располагавшегося в корпусе.

После сборки терморегулятора его можно установить в любое место, к примеру, для обогрева и подключить в цепь питания электрического котла. В случае, когда радиаторы отопления нагреют помещение до установленной температуры, контакты реле разорвут цепь и прекратят электроснабжение. При остывании цифрового термометра, снова произойдет включение отопления и снова пойдет нагрев. Если вас не устраивает температурный режим, его можно изменить настройкой датчика.

Видео по теме


Источник

Простые схемы электронных терморегуляторов своими руками

inzhener e1544451220314

Соблюдение температурного режима является очень важным технологическим условием не только на производстве, но и в повседневной жизни. Имея столь большое значение, этот параметр должен чем-то регулироваться и контролироваться. Производят огромное количество таких приборов, имеющих множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой куда выгоднее, нежели покупать готовый заводской аналог.

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.

Принцип работы

Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему блока управления, решающего, что нужно сделать в конкретном случае.

Если делать термореле, то наиболее простой вариант будет иметь механическую схему управления. Здесь с помощью резистора устанавливается определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.

Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы с более широким диапазоном температур, придётся встраивать контроллер. Это же поможет увеличить срок эксплуатации прибора.

На данном видео вы можете посмотреть как самостоятельно изготовить терморегулятор для электрического отопления:

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

regylatorСоздание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор, регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:


Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1, который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Необходимые материалы и инструменты

Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры не занимает много времени и сил. Но чтобы сделать термостат, необходимы минимальные знания в электронике, набор деталей согласно схеме и инструмент:

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.

Источник

Термостат духовки: что это за устройство, его функции и принцип работы

Бытовых приборов изобретено довольно много, служат они для разных целей, однако существует несколько видов агрегатов, без которых не в состоянии обойтись ни один дом или квартира. Это незаменимые кухонные помощники — те, что хранят продукты, и те, которые помогают ее готовить. Если без холодильников или морозильников жизнь сильно осложняется, то без плит обойтись попросту невозможно. Но, как и любая другая техника, в один далеко «не прекрасный» момент они выходят из строя, поэтому хозяевам приходится либо устранять неисправность, либо выбирать и приобретать новую модель. Именно последняя операция иногда вызывает сильные затруднения, в первую очередь — из-за духового шкафа, от которого во многом зависит комфортность приготовления пищи. Не второстепенную роль в работе этой части прибора играет терморегулятор. Поэтому разобраться в том, что такое термостат духовки, насколько важен этот узел, пытаются многие будущие хозяева приборов-«поваров».

Немного слов о газовых духовках

2 5

Поскольку главным героем статьи является термостат духовки, а наиболее распространенными из-за дешевизны топлива остаются газовые приборы, то о них и нужно немного рассказать. Причина такого отступления — «неприлично» широкий ассортимент этих агрегатов.

Виды духовок, устройство и принцип работы

Существуют приборы, которые устанавливаются отдельно, и духовые шкафы, совмещаемые с варочной панелью. За приготовление пищи в духовке отвечают горелки, расположенные внутри конструкции. Нагрев бывает трех видов. В продаже можно найти разные модели:

Но это еще не весь список дополнительных приспособлений, которые могут оказаться в духовом шкафу. Помимо термовентиляторов в мини-печи может устанавливаться:

5 4

Вместе с духовой плитой будущие владельцы получают набор противней, жаровню, вертела и т. д. Если рассматривать все элементы, то одним из главных приспособлений является термостат, задача которого проста, но работа необходима.

Теперь надо сказать о признаках, свидетельствующих о неполадках данного узла. Как и все конструкции, терморегулятор тоже «имеет право» сломаться. Понять, что с термостатом «случилось страшное», довольно легко. Когда прибор неисправен, увеличивается время приготовления блюд, пища либо пригорает, либо, наоборот, остается сырой.

Термостат духовки: что это за устройство?

Нетрудно понять, что если первая часть сложного слова приставка «термо-», то речь идет о высокой температуре. Но это знание по-прежнему не дает понимания того, для чего все-таки предназначается это приспособление. Данный узел отвечает за контроль температуры в духовом шкафу. Термостат, или терморегулятор, автоматически регулирует этот параметр, включая или выключая нагрев, увеличивая или уменьшая температуру.

termostat duhovki

Как правило, термостат называют терморегулятором, и наоборот. На самом деле, это разные приборы, имеющие как общее, так и различия.

Это приборы есть как в газовых, так и электрических духовках, однако принцип их работы в старых и новых моделях, в приборах разных типов и производителей может несколько отличаться. Термостат духовки находится сразу за регулировочной ручкой панели духового шкафа. При ее повороте хозяева изменяют температурный режим, а его регулировку обеспечивает именно термостат духовки.

ywl8ez8lk6w

Такие устройства используют не только в этом виде бытовой технике. Термостаты являются элементами всех систем, где необходимо что-либо нагреть или, наоборот, охладить. Примеры — отопительные приборы, системы охлаждения двигателей автомобилей, промышленные печи, системы климат-контроля, холодильники и т. д.

Принцип работы термостата

Частью термостата считают и саму ручку — терморегулятор, или регулировочный кран плиты. Если рассматривать старые модели газовых плит, то устройство выглядит относительно простым.

К капсуле термостата подключена тонкая (капиллярная) медная трубка, на другом ее конце находится сборочный зонд, который устанавливают непосредственно в духовом шкафу. В мини-емкости и трубке находится жидкость (например, гликоль). Когда зонд нагревается до необходимой температуры, то жидкость расширяется, воздействует на регулировочный блок, отключая прибор. Когда духовка начинает остывать, терморегулятор быстро увеличивает подачу топлива, давая возможность духовке разогреваться.

Виды терморегуляторов

Термостаты бывают механическими, электромеханическими или электронными.

Механические устройства

termoregulyatory i termostaty 3

Первые конструкции чаще всего используются в духовках газовых агрегатов. В них электронные компоненты отсутствуют. Работают такие узлы довольно просто.

Несмотря на несложность этого узла, после выхода его из строя данное устройство необходимо заменить целиком. Основные элементы механического регулятора — газонаполненная колба, капиллярная трубка и мембрана. Разбирать и собирать данную конструкцию, работающую с потенциально опасным топливом, не рекомендуется.

Электромеханические узлы

2020 09 24 065003

В составе таких термостатов есть контактные группы, или пары. Это вид устройств делится на 2 группы.

В обоих случаях благодаря работе мембраны или пластины замыкаются или размыкаются контактные пары. Разница между группами приборов в скорости реакции на повышение температуры: газ нагревается и расширяется быстрее, чем пластины из металла. Ни один из видов электромеханических конструкций также не подлежит ремонту. Устройства заменяют только целиком.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Здоровая спина
Adblock
detector