Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 54385
Mga puna sa artikulo: 3
Thermostat para sa mga plastik na welding
Paglalarawan ng simple at matatag na disenyo ng isang temperatura controller para sa hinang plastik, tulad ng mga plastik na frame.
Mga thermostat. Pagpili at saklaw
Ito ay tila isang simpleng bagay tagapamahala ng temperatura, at ang pangunahing layunin nito ay upang mapanatili ang isang naibigay na temperatura. Ngunit maraming mga lugar ng teknolohiya o simpleng mga sambahayan kung saan dapat mapanatili ang isang matatag na temperatura, at sa isang medyo malawak na saklaw.
Halimbawa, maaaring mainit na sahig, isang aquarium na may goldpis, isang incubator para sa pag-alis ng mga sisiw, isang electric fireplace o boiler sa banyo. Sa lahat ng mga kasong ito, ang temperatura ay dapat mapanatili ng naiiba. Halimbawa, para sa mga isda ng aquarium, depende sa kanilang uri, ang temperatura ng tubig sa aquarium ay maaaring nasa saklaw 22 ... 31 ° C, sa incubator sa loob ng 37 ... 38 ° C, at sa isang electric fireplace o boiler mga 70 ... 80 ° C.
Mayroon ding mga controllers ng temperatura na nagpapanatili ng temperatura sa saklaw mula sa isang daan hanggang isang libong o higit pang mga degree. Ang paglikha ng isang temperatura magsusupil na may isang saklaw mula sa ilang mga degree sa ilang libong ay hindi praktikal; ang disenyo ay magiging masyadong kumplikado at mahal, at kahit na, malamang, hindi gumagana. Samakatuwid, ang mga thermostat ay ginawa, bilang isang patakaran, sa isang medyo makitid na saklaw ng temperatura.
Maraming mga proseso ang gumagamit din ng mga Controller ng temperatura. Ang kagamitan sa paghihinang, mga iniksyon na paghubog ng machine para sa paghubog ng mga produktong plastik, kagamitan para sa hinang mga plastik na tubo, kaya sunod sa moda kamakailan, at hindi gaanong tanyag na mga bintana ng plastik.
Ang mga modernong termostatong pang-industriya ay medyo kumplikado at tumpak, karaniwang sila ay batay sa mga microcontroller, may digital indikasyon ng mga mode ng operating at maaaring ma-program ng gumagamit. Ngunit, madalas na mayroong pangangailangan para sa mas kumplikadong disenyo.
Ang artikulong ito ay ilalarawan pagtatayo ng isang medyo simple at maaasahang temperatura controller, magagamit para sa paggawa sa isang solong produksyon, halimbawa, sa mga laboratoryo ng kuryente sa pabrika. Maraming dosenang mga kagamitang ito ay matagumpay na ginamit sa mga makina para sa mga welding na mga frame ng plastik. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga makina mismo ay ginawa din sa isang solong kapaligiran sa produksyon.
Paglalarawan ng diagram ng circuit
Ang disenyo ng termostat ay medyo simple, dahil sa paggamit ng chip ng K157UD2, na kung saan ay isang dual operational amplifier (OA). Ang isang pakete ng DIP14 ay naglalaman ng dalawang independyenteng op-amps, na pinagsama ang mga karaniwang mga pin ng kuryente.
Ang saklaw ng maliit na tilad na ito ay pangunahin tunog tunog kagamitan, tulad ng mga mixer, crossovers, tape recorder at iba't ibang mga amplifier. Samakatuwid, ang mga op-amps ay nailalarawan sa isang mababang antas ng ingay, na ginagawang posible upang magamit ito bilang isang amplifier para sa mga signal ng thermocouple, ang antas ng kung saan ay ilan lamang sa mga sampu-sampung millivolts. Sa parehong tagumpay, maaaring magamit ang K157UD3 chip. Sa kasong ito, hindi kinakailangan ang mga pagbabago at setting.
Sa kabila ng pagiging simple ng circuit, ang aparato ay nagpapanatili ng isang temperatura sa loob ng 180 ... 300 C ° na may pagpapahintulot na hindi hihigit sa 5%, na sapat na para sa mataas na kalidad na plastic welding. Ang lakas ng pampainit 400 watts. Ang diagram ng eskematiko ng temperatura controller ay ipinapakita sa Larawan 1.
Larawan 1. diagram ng eskematiko ng isang temperatura regulator (pag-click sa isang larawan ay magbubukas ng isang mas malaking scale circuit).
Sa pag-andar, ang controller ng temperatura ay binubuo ng maraming mga node: isang amplifier ng thermocouple signal sa DA1.1 op-amp, paghahambing sa DA1.2 op-amp, launcher triac sa transistor VT1 at ang output key aparato na ginawa sa triac T1. Kasama sa triac na ito ang isang pagkarga, na ipinahiwatig sa diagram bilang EK1.
Thermocouple
Pagsukat ng temperatura gamit ang isang thermocouple BK1.Ang disenyo ay gumamit ng isang TYPE K thermocouple na may thermo-emf na 4 μV / ° C. Sa temperatura na 100 ° C, ang thermocouple ay bubuo ng boltahe na 4.095 mV, sa 200 ° C 8.137 mV, at sa 260 ° C 10.560 mV. Ang mga data na ito ay kinuha mula sa isang talahanayan ng pagkakalibrate ng thermocouple. Ang mga sukat ay ginawa gamit ang kabayaran sa temperatura ng malamig na kantong. Ang mga katulad na thermocouples ay ginagamit sa digital multimeters na may mga temperatura ng temperatura, halimbawa DT838. Posible ang paggamit ng TMDT 2-38 wire thermocouple. Ang ganitong mga thermocouples ay kasalukuyang ibinebenta.
Thermo-EMF amplifier
Ang thermocouple signal amplifier sa DA1.1 op amp ay dinisenyo ayon sa isang circuit ng amplifier. Ang pagsasama ng op-amp na ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang mapupuksa ang karaniwang pagkagambala sa mode, na kinakailangan upang palakasin ang isang mahina na signal ng thermocouple.
Ang makuha ng kaugalian amplifier ay natutukoy ng ratio ng paglaban ng mga resistors na R3 / R1 at sa mga halagang ipinahiwatig sa diagram ay 560. Kaya, sa output ng amplifier sa temperatura ng 260 ° C, ang boltahe ay dapat na 10.560 * 560 = 5913.6 mV, o 5.91 V. Sa ito ay nagpapahiwatig na ang R1 = R2 at R3 = R4.
Upang mabago ang pakinabang, halimbawa kapag gumagamit ng ibang uri ng thermocouple, kakailanganin mong baguhin ang dalawang resistors nang sabay-sabay. Kadalasan ito ay ginagawa sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga resistors na R3 at R4. Sa input ng amplifier at sa circuit ng feedback, ang mga capacitor C1 ... ay naka-install ang C4, ang layunin kung saan ay proteksyon laban sa pagkagambala at pagbuo ng kinakailangang dalas na tugon ng amplifier.
Ang circuit na ito ay hindi nagbibigay ng isang malamig na temperatura ng kabayaran ng temperatura ng kantong. Ginagawa nitong posible na makabuluhang gawing simple ang circuit, bagaman hindi ito isinasaalang-alang kapag sinusukat ang temperatura ng elemento ng pag-init kumpara sa pagiging simple ng circuit.
Paghahambing ng aparato - paghahambing
Ang pagsubaybay sa temperatura ng pag-init ay isinasagawa gamit ang isang comparator (paghahambing ng aparato), na isinagawa sa OS DA1.2. Ang threshold ng comparator ay nakatakda gamit ang tuning risistor R8, ang boltahe mula sa kung saan sa pamamagitan ng risistor R7 ay ibinibigay sa di-nakakainis na input ng comparator (pin 2).
Gamit ang resistors R9 at R6, ang pang-itaas at mas mababang mga threshold ng setting ng temperatura ay itinakda ayon sa pagkakabanggit. Ang pinalakas na boltahe ng thermocouple ay pinapakain sa pamamagitan ng risistor R5 sa pamamagitan ng pag-iikot ng input ng comparator, (pin 3). Ang amplification ay nabanggit ng kaunti mas mataas.
Ang lohika ng paghahambing
Habang ang boltahe sa inverting na input ay mas mababa kaysa sa hindi pag-iikot, ang boltahe ng output ng comparator ay mataas (halos + 12V). Sa kaso kapag ang boltahe ng pag-input ng pag-iikot ay mas mataas kaysa sa hindi pag-iikot na output ng comparator -12V, na tumutugma sa isang mababang antas.
Triac trigger aparato
Ang aparato ng triac trigger sa transistor VT1 ay ginawa alinsunod sa scheme ng generator ng klasikal na pagharang, na makikita sa anumang aklat-aralin o sanggunian na libro. Ang pagkakaiba lamang nito mula sa klasikal na circuit ay ang bias hanggang sa base ng transistor ay ibinibigay mula sa output ng comparator, na nagbibigay-daan sa iyo upang makontrol ang operasyon nito.
Kapag ang output ng comparator ay mataas, halos + 12V, ang isang offset ay inilalapat sa base ng transistor at ang bumubuo ng blocking ay bumubuo ng mga maikling pulso. Kung ang output ng comparator ay mababa, -12V, isang negatibong bias ang nakakandado ng transistor VT1, kaya huminto ang henerasyon ng pulso.
Ang transpormer ng generator ng pagharang ng Tr1 ay sugat sa isang K10 * 6 * 4 na brand na ferrite singsing na gawa sa NM2000 ferrite. Ang lahat ng tatlong mga paikot-ikot ay naglalaman ng 50 pagliko ng PELSHO 0.13 wire.
Ang paikot-ikot ay ginagawa sa pamamagitan ng shuttle sa tatlong wires nang sabay-sabay upang ang simula at pagtatapos ng mga paikot-ikot ay diametrically kabaligtaran. Ito ay kinakailangan upang mapadali ang pag-install ng transpormer sa board. Ang hitsura ng transpormer ay ipinapakita sa Larawan 4 sa dulo ng artikulo.
Operasyong Thermostat
Kapag ang thermostat ay naka-on hanggang ang pinainit ng thermocouple, ang output boltahe DA1.1 ay zero, o ilang millivolts pa kasama o minus.Ito ay dahil sa ang katunayan na ang K157UD2 ay walang konklusyon para sa pagkonekta ng isang trim balancing risistor, kung saan posible na tumpak na itakda ang zero boltahe sa output.
Ngunit, para sa aming mga layunin, ang mga millivolts na ito sa output ay hindi nakakatakot, dahil ang paghahambing ay nakatutok sa isang mas mataas na boltahe, ng pagkakasunud-sunod ng 6 ... 8 V. Samakatuwid, sa anumang setting ng comparator sa estado na ito, ang output nito ay may isang mataas na antas, tungkol sa + 12V, na nagsisimula sa pagharang ng generator sa transistor VT1. Ang mga pulses mula sa paikot-ikot na III ng transpormador na Tr1 ay nagbubukas ng triac T1, na kasama ang isang elemento ng pag-init EK1.
Kasabay nito, ang thermocouple ay nagsisimula ring magpainit, kaya ang boltahe sa output ng DA1.1 amplifier ay nagdaragdag sa pagtaas ng temperatura. Kapag naabot ng boltahe na ito ang halaga na itinakda ng risistor R8, ang comparator ay pupunta sa isang mababang estado, na hihinto ang blocking generator. Samakatuwid, ang triac T1 ay magsasara at i-off ang pampainit.
Kasabay nito, ang thermocouple ay magpapalamig, bababa ang boltahe sa output ng DA1.1. Kapag ang boltahe na ito ay nagiging bahagyang mas mababa kaysa sa boltahe sa risistor R8 engine, ang comparator ay muling magpasok ng isang mataas na antas sa output at i-on muli ang blocking generator. Ang pag-ikot ng pag-init ay ulitin muli.
Para sa visual control ng termostat, ang mga LEDs HL1 berde at HL2 pula ay ibinibigay. Kapag ang elemento ng nagtatrabaho ay pinainit, ang pulang LED ay nag-iilaw, at kapag naabot ang set na temperatura, ang berdeng isa ay sumisilaw. Upang maprotektahan ang mga LED mula sa reverse boltahe, ang mga proteksiyon na diode VD1 at VD2 ng uri ng KD521 ay konektado nang magkatulad sa kanila sa kabaligtaran ng direksyon.
Konstruksyon. Lupon ng circuit
Halos ang buong circuit kasama ang pinagmulan ng kapangyarihan ay ginawa sa isang nakalimbag na circuit board. Ang disenyo ng circuit board ay ipinapakita sa Figure 2.
Larawan 2. Thermostat circuit board (kapag nag-click ka sa larawan, magbubukas ang circuit sa isang mas malaking scale).
Mga sukat ng PCB 40 * 116 mm. Ang lupon ay ginawa gamit ang teknolohiya ng laser - pamamalantsa gamit ang sprint layout 4 circuit board program upang makagawa ng isang nakalimbag na circuit board sa labas ng figure sa itaas, maraming mga hakbang ang dapat gawin.
Una, i-convert ang larawan sa * .BMP na format, ipasok ito sa layout ng sprint na 4 na window ng gumaganang. Pangatlo, mag-print sa isang laser printer, at magpatuloy sa paggawa ng nakalimbag na circuit board. Ang proseso ng paggawa ng board ay nai-inilarawan. sa isa sa mga artikulo. Ang mga berdeng linya sa board ay nagpapahiwatig ng mga kable ng mga paikot-ikot sa mga singsing na ferrite. Tatalakayin ito sa ibaba.
Bilang karagdagan sa aktwal na controller ng temperatura, ang lupon ay naglalaman din ng isang mapagkukunan ng kuryente, na sa unang sulyap ay maaaring mukhang hindi makatwiran na kumplikado. Ngunit ang ganitong solusyon ay naging posible upang mapupuksa ang problema sa paghahanap at pagkuha ng isang mababang-kapangyarihan na network transpormer at karagdagang "karpintero" para sa pag-fasten nito sa kaso. Ang circuit ng supply ng kuryente ay ipinapakita sa Figure 3.
Larawan 3. Ang power supply para sa temperatura controller (kapag nag-click ka sa larawan, magbubukas ang isang mas malaking scheme).
Ang ilang mga salita ay dapat na sinabi tungkol sa block na ito nang hiwalay. Ang circuit ay binuo ng V. Kuznetsov, at orihinal na inilaan upang ang mga aparato ng microcontroller, kung saan napatunayan na ito ay lubos na maaasahan sa pagpapatakbo. Kasunod nito, ginamit ito upang mabigyan ng kapangyarihan ang termostat.
Ang pamamaraan ay medyo simple. Mains boltahe sa pamamagitan ng pagsusumite kapasitor C1 at risistor R4 ay ibinibigay sa rectifier tulay VDS1, na gawa sa diode 1N4007. Ang ripple ng rectified boltahe ay na-clear ng capacitor C2, ang boltahe ay nagpapatatag sa pamamagitan ng isang analog ng isang zener diode na ginawa sa isang transistor VT3, isang zener diode VD2 at isang risistor na R3. Ang Resistor R4 ay nililimitahan ang kasalukuyang singilin ng kapasitor C2 kapag ang aparato ay konektado sa network, at ang risistor R5 ay naglalabas ng ballast capacitor C1 kapag naka-disconnect mula sa network. Transistor VT3 type KT815G, Zener diode VD2 type 1N4749A na may stabilization boltahe ng 24V, kapangyarihan 1W.
Ang boltahe sa kapasitor C2 ay ginagamit upang mag-kapangyarihan ng isang push-pull oscillator na ginawa sa mga transistors VT1, VT2. Ang mga base circuit ng transistor ay kinokontrol ng isang transpormador na Tr1. Pinoprotektahan ng diode VD1 ang mga base ng mga transistor mula sa negatibong pulso sa self-induction ng mga paikot-ikot na Tr1 ng transpormer. Ang mga Transistor VT1, uri ng VT2 KT815G, diode VD1 KD521.
Ang isang "kapangyarihan" transpormador Tr2 ay kasama sa mga kolektor ng kolektor ng mga transistor, mula sa mga paikot-ikot na output IV at V kung saan ang mga boltahe ay nakuha upang mapanghawakan ang buong circuit. Ang boltahe ng pulso sa output ng transpormer ay naitama ng mga mataas na dalas na diode ng uri ng FR207, na naayos ng pinakasimpleng mga filter ng RC, at pagkatapos ay nagpapatatag sa antas ng 12V ng Zener diodes VD5, VD6 ng uri ng 1N4742A. Ang kanilang boltahe ng pag-stabilize ay 12V, ang lakas ay 1W.
Ang phasing ng mga windings ay ipinapakita sa diagram tulad ng dati: ang tuldok ay nagpapahiwatig ng simula ng paikot-ikot. Kung ang phasing ay hindi halo-halong sa panahon ng pagpupulong, kung gayon ang supply ng kuryente ay hindi nangangailangan ng anumang pagsasaayos, nagsisimula itong gumana kaagad.
Ang disenyo ng mga transformer na Tr1 at Tr2 ay ipinapakita sa Larawan 4.
Larawan 4. Tingnan ang pagpupulong ng board.
Ang parehong mga transformer (Larawan 3) ay ginawa sa mga singsing ng ferrite na gawa sa ferrite ng pinaka-karaniwang tatak НМ2000. Ang Transformer Tr1 ay naglalaman ng tatlong magkaparehong mga paikot-ikot na 10 na lumiliko sa isang singsing na laki K10 * 6 * 4 mm. Ang mga paikot-ikot ay sugat sa isang shuttle sa tatlong mga wire nang sabay-sabay. Ang mga matulis na gilid ng singsing ay dapat na mapurol ng papel de liha, at ang singsing mismo ay dapat na balot ng isang layer ng ordinaryong malagkit na tape. Para sa mekanikal na lakas, ang transpormer ay sugat na may isang sapat na makapal na PEV - 2 0.33 wire, kahit na ang isang payat na wire ay maaari ding magamit.
Ang Transformer Tr2 ay ginawa rin sa singsing. Ang laki nito ay K10 * 16 * 6 mm: sa isang dalas ng operating na 40 kilohertz, ang 7 watts ng kuryente ay maaaring alisin mula sa naturang singsing. Ang mga paikot-ikot na I at II ay nasugatan ng isang PELSHO - 0.13 wire sa dalawang wire at naglalaman ng 44 na liko. Sa tuktok ng mga paikot-ikot na ito ay isang paikot-ikot na feedback na III, na naglalaman ng 3 mga liko ng wire PEV - 2 0.33. Ang paggamit ng tulad ng isang makapal na kawad ay nai-secure din ang transpormer sa board.
Ang pangalawang paikot-ikot na IV at V ay nasugatan din sa dalawang mga wire at naglalaman ng 36 na pagliko ng wire sew-2 0.2. Ayon sa diagram sa Figure 3, ang mga paikot-ikot na ito ay ibinebenta sa board kahit na walang pagpapatuloy: ang mga simula ng parehong mga paikot-ikot ay ibinebenta nang magkasama sa isang karaniwang kawad, at ang mga dulo ng mga paikot-ikot ay konektado lamang sa mga diode ng VD3 at VD4. Ang kamag-anak na posisyon ng mga paikot-ikot ay makikita sa Larawan 4.
Sa pagguhit ng circuit board (Larawan 2 sa simula ng artikulo), ang mga windings ng lahat ng mga transformer ay ipinapakita ng mga berdeng linya. Ang mga simula at dulo ng mga paikot-ikot sa mga maliliit na diameter na singsing ay taliwas sa laban, kaya dapat mo munang ibenta ang tatlong mga wire ng pasimula sa board, at pagkatapos, natural na pag-ring ang mga paikot-ikot na may isang tester, ang mga dulo ng mga paikot-ikot.
Malapit sa mga landas sa pag-print kung saan ang transpormador Tr2 ay selyadong, maaari mong makita ang mga puntos na nagpapakita ng simula ng mga paikot-ikot na I, II, at III. Ang output paikot-ikot, tulad ng nabanggit sa itaas, ay selyadong kahit na walang pagpapatuloy: nagsisimula ito nang magkasama sa isang karaniwang kawad, at ang mga dulo sa mga diode ng rectifier.
Kung ang pagpipiliang ito ng suplay ng kuryente ay tila kumplikado o hindi nais na gulo ito, kung gayon maaari itong gawin ayon sa pamamaraan na ipinakita sa Larawan 5.
Larawan 5. Ang suplay ng kuryente ay isang pinasimple na bersyon.
Sa suplay ng kuryente na ito, maaari kang gumamit ng isang step-down mains transpormer na may kapasidad na hindi hihigit sa 5 watts na may output boltahe ng 14 ... 15 V. Maliit ang pagkonsumo ng kuryente, kaya ang rectifier ay ginawa ayon sa isang half-wave circuit, na posible upang makakuha ng isang boltahe ng bipolar output mula sa isang paikot-ikot. Ang mga transpormer mula sa "Polish" antenna amplifier ay lubos na angkop.
Pag-verify bago ang huling pagpupulong
Tulad ng nabanggit na, ang isang maayos na aparato na natipon ay hindi nangangailangan ng pagsasaayos, ngunit mas mahusay na suriin ito bago ang huling pagpupulong. Una sa lahat, ang operasyon ng pinagmulan ng kuryente ay naka-tsek: ang boltahe sa mga zener diode ay dapat na 12 V. Mas mahusay na gawin ito bago mai-install ang microcircuit sa board.
Pagkatapos nito, dapat mong ikonekta ang isang thermocouple, at itakda ang boltahe ng halos 5 ... 5.5 V sa engine ng risistor R8Sa halip na isang triac, kumonekta ng isang LED sa pamamagitan ng risistor na may isang pagtutol ng 50 ... 100 Ohms sa output na paikot-ikot na generator ng pagharang. Matapos makakonekta ang aparato sa network, dapat humantong ang LED na ito, na nagpapahiwatig ng pagpapatakbo ng generator ng pagharang.
Pagkatapos nito, dapat mong painitin ang thermocouple nang hindi bababa sa isang paghihinang bakal - dapat lumabas ang LED. Kaya, nananatili lamang ito upang sa wakas tipunin ang aparato at itakda ang kinakailangang temperatura gamit ang isang thermometer. Dapat itong gawin kapag nakakonekta na ang triac at pampainit.
Nagsasalita ng triac. Siyempre, maaari mong gamitin ang domestic KU208G, ngunit hindi lahat ng mga triac na ito ay inilunsad, kailangan mong pumili ng hindi bababa sa isa mula sa ilang mga piraso. Mas mahusay na nai-import ang na-import na BTA06 600A. Ang maximum na pinapayagan na kasalukuyang ng tulad ng isang triac 6A, isang reverse boltahe ng 600V, na sapat na para magamit sa inilarawan na regulator ng temperatura.
Ang triac ay naka-mount sa isang maliit na radiator, na kung saan ay nakabaluktot sa board na may mga turnilyo na may mga rack na plastik na 8 mm. Ang mga LED HL1 at HL2 ay naka-install sa harap na panel, ang mga resistors na R6, R8, R9 ay naka-install din doon. Upang ikonekta ang aparato sa network, pampainit at thermocouple, ginagamit ang mga terminal konektor, o simpleng mga bloke ng terminal.
Mga Boris Aladyshkin
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: