Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 79375
Mga puna sa artikulo: 6
Electronic termostat para sa palamigan ng langis
Isang artikulo sa kung paano palitan ang isang mekanikal na temperatura regulator ng isang pampainit na radiator.
Medyo madalas sa pang-araw-araw na buhay kailangan mong gumamit ng mga radiator ng langis para sa pagpainit. Bilang isang patakaran, ang mga nasabing araw ay dumating sa taglagas, kapag ito ay medyo malamig sa labas, at ang mga pampublikong kagamitan ay hindi nagmadali upang i-on ang gitnang pagpainit sa mga apartment. Ang mga radiator na ito ay hindi nagsusunog ng air oxygen, hindi katulad ng iba pang mga uri ng pag-init ng mga gamit sa kuryente.
Ang temperatura ng pag-init para sa naturang mga radiator ay nakatakda gamit ang isang electromekanikal regulator, ang batayan ng kung saan ay isang bimetallic plate - kinokontrol nito ang pagpapatakbo ng mekanikal na contact. Ang contact na ito ay pinapatay ang pampainit kapag naabot ang nakatakdang temperatura.
Kung ang gayong regulator ay nagiging hindi magamit, hindi ito maaayos sa halos isang daang porsyento ng mga kaso. Ito ay magiging imposible na gumamit ng radiator nang walang tagapamahala ng temperatura: alinman kailangan mong manu-manong i-on ito nang pana-panahon - patayin ito, o umupo at maghintay para sa isang sunog na mangyari. Ang temperatura ng temperatura ng semiconductor na inilarawan sa artikulong ito ay makakatulong na mapupuksa ang sitwasyong ito.
Mga Sensor ng temperatura ng Semiconductor
Ang isang natatanging tampok ng controller na ito ay hindi nangangailangan ng pag-calibrate ng temperatura, dahil ginagamit nito ang sensor ng LM335AZ, na-calibrate na sa paggawa nito ng tagagawa.
Mayroong ilang mga uri ng mga calibrated na sensor ng temperatura, halimbawa DS1621, DS1820 at ilang iba pa. Ang mga sensor na ito ay nagbibigay ng pagbabasa ng temperatura sa digital na form, kaya magagamit lamang ang resulta ng pagsukat mga aparato ng microcontrollerna nangangailangan ng programming.
An sensor sensor ng LM335AZ
Ang sensor ng LM335AZ ay nagbibigay ng pagsukat na resulta sa analog form (boltahe), na hindi nangangailangan ng paggamit ng mga microcontroller at mga programa sa pagsulat. Ito ay sapat na upang mag-ipon ng isang simpleng circuit at ang aparato ay gagana tulad ng inilaan. Ang scheme ng inilarawan na controller ng temperatura ay ipinapakita sa Larawan 1.
Larawan 1. Thermostat para sa palamig ng langis.
Ayon sa prinsipyo ng pagpapatakbo, ang LM335AZ ay isa sa mga uri ng isang semiconductor na kinokontrol na zener diode, ang boltahe ng pag-stabilize na kung saan ay nakasalalay sa temperatura ng ambient. Ang katangian na ito ay mahigpit na pamantayan at halagang 10 mV / ° C. Sa kasong ito, ang koepisyent ng temperatura ng boltahe (TKN) ay positibo, iyon ay, na may pagtaas ng temperatura sa bawat degree, ang boltahe sa output ng naturang sensor ay nagdaragdag ng 10 mV.
Ginagarantiyahan ng tagagawa na kapag nagbabago ang temperatura sa loob ng -40 ... + 100 ° C, ang katangian ng sensor ay linear, at ang pagkakamali ay hindi hihigit sa ± 1 ° C. Ang ganitong katumpakan ay sapat na upang makontrol ang temperatura ng pampainit. Dapat itong pansinin nang hiwalay na ang mga naturang mga parameter ay makakamit sa isang kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode sa isang antas ng 0.45 ... 5.0 mA.
Ang mga sensor ng LM335AZ ay na-calibrate sa scale ng temperatura ng Kelvin. Upang ilipat ang temperatura mula sa mga degree ng Celsius na pamilyar sa ating lahat, kakailanganin nating gamitin ang sumusunod na pormula: t ° K = 273 + t ° C. Dahil sa nabanggit na koepisyent ng temperatura ng sensor 10 mV / ° C, ang boltahe sa millivolts sa output nito ay magiging sampung beses na mas mataas kaysa sa mga pagbasa sa mga degree.
Isang simpleng halimbawa: kung sa aming silid ang thermometer ng pader ay nagpapakita ng 25 degree, kung gayon ang boltahe sa output ng LM335AZ sensor ay magiging (273 + 25) * 10 = 2980 mV o 2.98 V. Madali na kalkulahin na kung ang pampalamig ng langis ay pinainit sa 70 ° C ang boltahe sa output ng LM335AZ sensor ay magiging (273 + 70) * 10 = 3430 mV o 3.43 V. Lumiliko na upang lumikha ng isang termostat kailangan mo lamang masukat ang boltahe sa output ng sensor at ihambing ito sa sangguniang sanggunian, na nagtatakda ng temperatura ng pag-init.
Matapos ang tulad ng isang detalyadong pagsasaalang-alang ng sensor, maaari kaming magpatuloy sa paglalarawan ng diagram ng circuit ng termostat, na naglalaman ng isang maliit na bilang ng mga bahagi, ay simple sa paggawa, at halos hindi nangangailangan ng pagsasaayos.
Ang suplay ng kuryente ng termostat
Ang power supply para sa temperatura controller ay tipunin ayon sa kilalang pamamaraan na may isang quenching capacitor. Sa diagram, ito ay C1. Kaayon, ang isang risistor R1 ay naka-install sa pamamagitan ng kung saan ang capacitor sa itaas ay mailalabas pagkatapos na idiskonekta ang aparato mula sa network.
Karamihan sa lahat, ang paglabas na ito ay kinakailangan kapag nagse-set up at paggawa ng isang regulator ng temperatura, - dapat mong sumang-ayon na hindi kaaya-aya na makatanggap ng mga electric shocks, pag-clutching ng isang kapasitor na sisingilin sa boltahe ng mains para sa pagkalimot.
Nababawasan ng Resistor R2 ang kasalukuyang pag-atake kapag nakakonekta sa network, at sa mga emergency na sitwasyon ay nagsisilbing isang piyus. Ang kapangyarihan nito ay dapat na hindi bababa sa 1 watts. Sa mas mababang mga kapasidad, ang risistor na ito ay sumunog dahil sa pagkawasak ng resistive layer kahit na may isang ganap na aparato.
Ang boltahe na naayos ng tulay sa tulong ng Zener diode VD2 ay limitado sa 12V, at ang capacitor C4 ay naglalabas ng mga ripples nito. Ang Capacitor C6 ay dinisenyo upang pakinisin ang pulsed at high-frequency na panghihimasok na nagmumula sa network. Ang boltahe ng 12 V ay ginagamit upang mabigyan ng kapangyarihan ang chip - paghahambing, tagapagpahiwatig LEDs HL1, HL2 at LED triac optocoupler U1.
Ang pangalawang yugto ng pag-stabilize ay isinasagawa sa isang integrated stabilizer 78L05, na mayroong boltahe ng output ng +5 V. Ang boltahe na ito ay ginagamit upang mapanghawakan ang sensor ng temperatura at makakuha ng isang sanggunian ng sanggunian sa input ng comparator. Ang katatagan ng buong aparato bilang isang buo ay nakasalalay sa katatagan ng boltahe na ito.
Ang temperatura sensor VK1 ay tumatanggap ng kapangyarihan mula sa stabilizer DA2 sa pamamagitan ng risistor R3. Ang boltahe mula sa sensor sa pamamagitan ng ingay na pagsugpo ng ingay na R4, C2, R5 ay ibinibigay sa hindi pag-input ng 3 ng comparator (comparator) DA1.1.
Ang isang sanggunian ng sanggunian ay ibinibigay din sa pag-iikot ng input ng 2 sa paghahambing sa pamamagitan ng isang panghihimasok na pagsugpo ng filter na R14, C3, R6, na nagtatakda ng temperatura ng pag-init.
Ang pag-setup ng aparato ay nabawasan sa pagtatakda ng boltahe na output ay output sa maximum na hanay ng temperatura gamit ang trimmer risistor R15 sa kaliwang output circuit ng risistor R17. Kung nililimitahan mo ang pag-init sa 70 ° C, pagkatapos ay sa scale ng Kelvin na tumutugma ito sa 343 ° K, kaya ang boltahe ng sensor ay magiging 3, 43 V. Sa isang temperatura, halimbawa, 80 ° C, 3.53 V.
Kaugnay nito, ang boltahe ayon sa mas mababang dulo ng saklaw ay dapat na itakda sa kanang bahagi ayon sa output circuit ng risistor R17. Ang setting na ito ay ginagawa sa pamamagitan ng pagpili ng risistor R18. Ang Resistor R17 ay maaari ding nasa ilalim ng mga kamay ng maling halaga ng mukha, tulad ng ipinahiwatig sa diagram. Isinasaalang-alang na sa 0 ° C (na tumutugma sa 273 ° K), ang boltahe ng sensor ay 2.73 V sa output ng sensor, maaari mong gamitin ang ratio R17 / (3.43 - 2.73) = R18 / 2 para sa tinatayang pagkalkula ng mga halaga ng mga resistors. 73, kung saan madaling kalkulahin ang paglaban ng anumang risistor.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng circuit
Ngayon ilang mga salita tungkol sa kung paano gumagana ang circuit. Ang boltahe mula sa sensor ng temperatura ay ibinibigay sa hindi pag-iikot na input ng comparator 3. Ang boltahe mula sa resistor engine R17 ay ibinibigay sa inverting input 2. Habang ang boltahe sa hindi pag-convert ng input ay mas mataas kaysa sa pag-iikot sa isa, ang output transistor ng comparator ay bukas, kaya ang LED ng triac optocoupler U1 ay nagpanilaw. Upang ipahiwatig ang bukas na estado ng optocoupler, ginagamit ang pulang LED HL1. Sa turn din buksan triac Nakakonekta ang VS1 at pampainit.
Habang nagpainit ang radiator, ang boltahe sa output ng sensor ng VK1 ay tumataas. Sa sandaling ang boltahe na ito ay lumampas sa boltahe sa pag-iikot ng input, isinasara ang transistor ng comparator output at lumabas ang optocoupler LED - i-off ang pag-load.
Matapos lumalamig ang radiator, ang pag-ikot ng pag-init ay uulitin muli.Kung magkano ang nagpapalamig sa radiator dahil sa lapad ng hysteresis loop ng comparator, na nakasalalay sa paglaban ng risistor R7. Pinipigilan ng Capacitor C5 ang comparator na natutuwa sa mataas na dalas.
Ang LM2903N ay naglalaman ng dalawang mga comparator. Samakatuwid, posible na mag-ipon ng isang tagapagpahiwatig sa pangalawang paghahambing, na nagpapahiwatig na ang pag-init ay kumpleto, at may boltahe sa network. Ang tagapagpahiwatig na ito ay tipunin sa DA1.2 at ang berdeng LED HL1, na magpapasigla kapag naka-off ang pampainit.
Ang ilang mga salita tungkol sa mga detalye. Ang mga Resistor R9, R12 ay idinisenyo upang magbigay ng mga mode ng operating ng isang optimoupler photoimistor, at ang chain R8, C9 ay idinisenyo upang sugpuin ang mga boltahe na surge sa triac VS1. Ang nai-import na triac na ipinakita sa diagram ay maaaring matagumpay na mapalitan ng domestic TS 112-16 o TS 125-22. Sa ganitong mga triac, posible na lumipat ng mga naglo-load ng hanggang sa 2.5 kW. Upang mai-install ang mga ito, kakailanganin mo ang isang maliit na radiator, mula sa kung saan ang triac ay dapat na ihiwalay sa mika o ceramic gasket.
Ang disenyo ng regulator ay di-makatwiran: kung pinahihintulutan ang disenyo ng langis na palamigan, pagkatapos ay mai-install ito sa loob. Maaari ka ring gumawa ng isang termostat sa anyo ng isang hiwalay na yunit. Sa kasong ito, siyempre, kakailanganin mong ilagay ito sa ilang uri ng enclosure. Ang LEDs HL1, HL2 at ang hawakan ng variable risistor R17 ay dapat ipakita sa labas ng kaso, kung saan maaari mong ayusin ang temperatura ng pag-init sa ilang mga lawak. Ang mga LED HL1, HL2 ay maaaring maging anumang uri, habang ang HL1 ay berde at ang HL2 ay pula.
Ang aparato ay ginawa sa isang nakalimbag na circuit board, isang posibleng bersyon ng kung saan ay ipinapakita sa Figure 2.
Larawan 2. Thermostat circuit board.
Ang mga sumusunod na uri ng mga bahagi ay ginamit para sa pag-install sa board: ang mga domestic oxide capacitor K50-35 o na-import, mga capacitor ng pelikula na C1 at C9 type K73-17, ang natitirang maliit na laki ng ceramic capacitors. Ang mga capacitor ng oksido ay dapat na may isang pinapayagan na temperatura ng hindi bababa sa +105 ° C, na kung saan ay ipinahiwatig sa kaso ng mga capacitor.
Ang mga nakapirming resistors type MLT 0.125 o na-import. Trimmer risistor R1 type С type5-28Б o isa pang multi-turn - sa tulong nito, ang itaas na limitasyon ng pag-init ay itatakda nang mas tumpak.
Ang variable na risistor R17 wire type PPB-3V. Ang layunin nito ay upang itakda ang temperatura ng pag-init. Pinakamabuting i-install ang risistor na ito sa lugar ng lumang regulator ng electromekanikal.
Ang sensor ng temperatura na LM335AZ, kung pinahihintulutan ang disenyo ng radiator, ay dapat na mai-install sa lugar kung saan nai-install ang electromechanical sensor. Sa kasong ito, ang lumang sensor, siyempre, ay aalisin. Ang koneksyon ng sensor sa nakalimbag na circuit board ay pinakamahusay na nagawa sa isang baluktot na pares ng mga wire. Ito ay makabuluhang bawasan ang epekto ng pagkagambala sa pagpapatakbo ng buong aparato bilang isang buo.
Kapag ang regulator ay dinisenyo bilang isang hiwalay na yunit, ang mga LEDs HL1, HL2 ay naka-install nang direkta sa board. At kung ang board ay maaaring maitago sa loob ng pampainit, pagkatapos ay i-install ang mga LED, kakailanganin mong mag-drill ng mga butas sa katawan ng pampainit. Ang mga LED mismo sa kasong ito ay dapat na ilagay sa isang plato ng insulating material, halimbawa, fiberglass o getinaks.
Ang pag-set up ng aparato ay madali. Una sa lahat, dapat mong suriin ang pag-install para sa pagsunod sa scheme at ang kawalan ng mga depekto sa anyo ng mga circuit path sa board o ang kanilang pag-break. Pagkatapos nito, siguraduhin na mayroong +12 V boltahe sa Zener diode VD1 at +5 V boltahe sa output ng DA2 stabilizer.
Matapos ang mga tseke na ito, gamitin ang trimming risistor R15 upang itakda ang boltahe ng 3.43 V sa kaliwang output circuit ng variable risistor R17. Maaari mong i-verify ang tamang operasyon ng controller sa pamamagitan ng pag-ikot ng variable na risistor R17. Sa kasong ito, dapat mong bigyang pansin ang mga tagapagpahiwatig ng LED.
Ang lahat ng mga sukat ay dapat isagawa na nauugnay sa negatibong terminal ng capacitor C4 gamit ang isang digital multimeterhalimbawa, i-type ang DT838 o ang gusto.
Huwag kalimutan na ang disenyo ay walang galvanic na paghihiwalay mula sa elektrikal na network. Samakatuwid, dapat kang maging maingat at mag-ingat, at pinakamahusay na gumamit ng isang pagbubukod ng paghihiwalay. Ngunit ang kapangyarihan ng tulad ng isang transpormer ay hindi sapat upang mabigyan ng lakas ang langis na palamig, kaya para sa oras ng pag-komisyon (habang ang lahat ay nasa mesa at naa-access), ang elemento ng pag-init ay maaaring mapalitan ng isang maginoo na bombilya ng ilaw na may kapangyarihan na 25 ... 100 watts.
Ang sensor ng temperatura sa panahon ng proseso ng pagsasaayos ay maaaring maiinitan nang simple sa isang paghihinang bakal o nabanggit na lampara lamang. Sa kasong ito, ang control lamp ay lalabas kapag naabot ang set na temperatura, at magaan ang ilaw pagkatapos ng ilang paglamig ng sensor. Ang antas ng paglamig ng sensor ay nakasalalay sa hysteresis ng comparator, tulad ng inilarawan sa itaas.
Mga Boris Aladyshkin
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: