Mga kategorya: Praktikal na Elektronika, Ang automation sa bahay
Bilang ng mga tanawin: 93247
Mga puna sa artikulo: 8
Thermostat para sa electric boiler
Paglalarawan ng isang simple at maaasahang circuit regulator ng temperatura para sa isang sistema ng pag-init.
Ang taglamig ng Russia ay malupit at malamig, at alam ng lahat ang tungkol dito. Samakatuwid, ang lugar kung saan matatagpuan ang mga tao ay dapat na pinainit. Ang pinakakaraniwan ay ang pagpainit ng sentral o mga indibidwal na gas boiler.
Kadalasan mayroong mga sitwasyon kung wala ang isa o ang iba pa: halimbawa, sa isang malinis na bukid mayroong isang maliit na silid ng isang istasyon ng pumping ng tubig, at doon nagtatrabaho ang driver sa paligid ng orasan. Maaari rin itong maging isang tower ng bantay o isang hiwalay na silid sa isang malaking hindi tinitirhan na gusali. Maraming tulad ng mga halimbawa.
Sa lahat ng mga kasong ito, kinakailangan upang ayusin ang pag-init gamit ang koryente. Kung ang silid ay maliit, kung gayon posible na gawin sa isang maginoo na puno ng de-koryenteng radiator ng kuryente para sa paggamit ng domestic. Para sa isang mas malaking silid na may isang lugar na mga 15 - 20 square meters, ang pagpainit ng tubig ay madalas na nakaayos gamit ang isang radiator na welded mula sa mga tubo, na madalas na tinatawag na isang rehistro.
Kung hayaan mo ang mga bagay-bagay na mag-isa at huwag subaybayan ang temperatura ng tubig, pagkatapos ay maaga pa lamang ito ay kumulo at ang kaso ay maaaring magtapos sa kabiguan ng lahat electric boilerUna sa lahat, ang elemento ng pag-init nito. Upang maiwasan ang gayong kapus-palad na kaganapan, ang temperatura ng pag-init ay kinokontrol ng isang termostat.
Ang isa sa mga posibleng pagpipilian para sa naturang aparato ay iminungkahi sa artikulong ito. Siyempre, ang taglamig na ito ay naubusan na, ngunit hindi natin dapat kalimutan na ang mga sledge ay pinakamahusay na inihanda sa tag-araw.
Na gumagana, ang aparato ay maaaring nahahati sa maraming mga node: ang sensor ng temperatura mismo, paghahambing ng aparato (comparator) at isang aparato ng control control. Ang sumusunod ay isang paglalarawan ng mga indibidwal na bahagi, ang kanilang diagram at prinsipyo ng pagpapatakbo.
Sensor ng temperatura
Ang isang natatanging tampok ng inilarawan na disenyo ay ginagamit ito bilang sensor ng temperatura maginoo bipolar transistor, na nagbibigay-daan sa iyo upang talikuran ang paghahanap at pagbili thermistors o sensor ng iba't ibang uri, halimbawa TCM.
Ang operasyon ng naturang sensor ay batay sa katotohanan na, tulad ng lahat ng mga aparato ng semiconductor, ang mga parameter ng mga transistor sa isang malaking lawak ay nakasalalay sa temperatura ng ambient. Una sa lahat, ito ang reverse kasalukuyang ng kolektor, na nagdaragdag sa pagtaas ng temperatura, na nakakaapekto sa pagpapatakbo ng, halimbawa, mga yugto ng amplification. Ang kanilang operating point ay inilipat upang ang makabuluhang pagbaluktot ng signal ay nangyayari, at sa hinaharap ang transistor ay tumigil lamang na tumugon sa input signal.
Ang sitwasyong ito ay likas na pangunahing sa mga circuit na may isang nakapirming base kasalukuyang. Samakatuwid, ang mga circuit circuit ng transistor na may mga elemento ng feedback ay ginagamit na nagpapatatag ng operasyon ng kaskad bilang isang buo, at binabawasan din ang epekto ng temperatura sa pagpapatakbo ng transistor.
Ang nasabing temperatura dependence ay sinusunod hindi lamang para sa mga transistor, kundi pati na rin para sa mga diode. Upang mapatunayan ito, gamit ang isang digital multimeter, sapat na upang "mag-ring" ng anumang diode sa pasulong na direksyon. Karaniwan, ang aparato ay magpapakita ng isang figure na malapit sa 700. Ito ay isang direktang pagbaba ng boltahe sa bukas na diode, na ipinapakita ng aparato sa mga millivolts. Para sa mga diode ng silikon sa temperatura ng 25 degree Celsius, ang parameter na ito ay humigit-kumulang na 700 mV, at para sa mga diode ng germanium mga 300.
Kung ngayon ang diode na ito ay bahagyang pinainit, hindi bababa sa isang paghihinang bakal, kung gayon ang figure na ito ay unti-unting bumababa, samakatuwid ay isinasaalang-alang na ang koepisyent ng temperatura ng boltahe ng mga diode ay -2mV / deg. Ang minus sign sa kasong ito ay nagpapahiwatig na sa pagtaas ng temperatura ang pasulong na boltahe sa diode ay bababa.
Pinapayagan din ng pag-asa ang paggamit ng mga diode bilang mga sensor ng temperatura.Kung ang mga transistor transitions "singsing" na may parehong aparato, ang mga resulta ay magkatulad, samakatuwid ang mga transistor ay madalas na ginagamit bilang mga sensor ng temperatura.
Sa aming kaso, ang operasyon ng buong temperatura regulator ay tiyak na batay sa "negatibong" pag-aari ng kaskad na may isang nakapirming base kasalukuyang. Ang circuit circuit ng temperatura ay ipinapakita sa Figure 1.
Larawan 1. Scheme ng termostat (pag-click sa larawan ay magbubukas ng scheme sa isang mas malaking scale).
Ang temperatura sensor ay natipon sa isang transistor VT1 type KT835B. Ang pag-load ng kaskad na ito ay ang risistor R1, at ang resistors na R2, R3 set dc mode ng operasyon ng transistor. Ang nakapirming bias, na binanggit lamang sa itaas, ay itinakda ng risistor R3 upang ang boltahe sa emitter ng transistor sa temperatura ng silid ay tungkol sa 6.8 V. Samakatuwid, ang isang asterisk (*) ay naroroon sa pagtatalaga ng risistor na ito sa circuit. Hindi kinakailangan upang makamit ang partikular na kawastuhan dito, kung ang boltahe lamang na ito ay hindi mas kaunti o higit pa. Ang mga pagsukat ay dapat gawin na nauugnay sa kolektor ng transistor, na konektado sa karaniwang kawad ng pinagmulan ng kuryente.
Ang transistor ng istraktura ng p-n-p KT835B ay hindi pinili ng pagkakataon: ang kolektor nito ay konektado sa isang metal plate ng kaso, na may pagbubukas para sa pag-mount ng transistor sa radiator. Para sa butas na ito, ang transistor ay nakakabit sa isang maliit na metal plate, kung saan naka-attach din ang lead wire.
Ang nagresultang sensor ay nakadikit gamit ang mga clamp ng metal sa pipe ng pag-init. Dahil, tulad ng nabanggit na, ang kolektor ay konektado sa karaniwang kawad ng pinagmulan ng kuryente, hindi kinakailangan na mag-install ng isang insulating gasket sa pagitan ng pipe at sensor, na pinapagaan ang disenyo at nagpapabuti sa thermal contact.
Comparator
Upang itakda ang temperatura, isang comparator na ginawa sa uri ng pagpapatakbo ng OP1 na uri ng K140UD608. Sa pamamagitan ng risistor R5, ang boltahe mula sa emitter ng transistor VT1 ay ibinibigay sa inverting na input nito, at boltahe mula sa variable na risistor R7 engine ay pinakain sa di-pagbabalik-loob na input sa pamamagitan ng risistor R6.
Ang boltahe na ito ay nagtatakda ng temperatura kung saan idiskonekta ang pagkarga. Ang mga Resistor R8, R9 ay nagtakda ng itaas at mas mababang saklaw para sa pagtatakda ng threshold ng comparator, at samakatuwid ang mga limitasyon ng control ng temperatura. Ang paggamit ng risistor R4 ay nagbibigay ng kinakailangang hysteresis ng comparator.
Mag-load ng aparato ng kontrol
Ang aparato ng control control ay ginawa sa transistor VT2 at i-relay ang Rel1. Narito ang isang indikasyon ng mga mode ng operating ng termostat. Ang mga LED na ito ay HL1 pula, at HL2 berde. Ang pulang kulay ay nangangahulugang pag-init, at berdeng kulay na naabot ang itinakdang temperatura. Ang diode VD1, na konektado kahanay sa relay coil Rel1, pinoprotektahan ang transistor VT2 mula sa mga self-induction voltages na nangyayari sa relay coil Rel1 sa oras ng pagsara.
Pinapayagan ng mga modernong maliit na laki ng relay ang paglipat ng sapat na malalaking alon. Ang isang halimbawa ng naturang relay ay ang relay ng Tianbo na ipinapakita sa Figure 2.
Larawan 2. Tianbo maliit na sukat na relay.
Tulad ng makikita sa figure, ang relay ay nagbibigay-daan sa kasalukuyang paglipat ng hanggang sa 16A, na nagbibigay-daan sa iyo upang makontrol ang isang pag-load ng hanggang sa 3 kW. Ito ang maximum na pag-load. Upang bahagyang mapadali ang pagpapatakbo ng contact group, ang lakas ng pag-load ay dapat na limitado sa 2 ... 2.5 kW. Ang ganitong mga relay ay kasalukuyang ginagamit nang malawak sa mga gamit sa automotiko at sambahayan, halimbawa, sa mga washing machine. Sa parehong oras, ang mga sukat ng relay ay hindi lalampas sa laki ng matchbox!
Trabaho at pagsasaayos ng isang temperatura regulator
Tulad ng sinabi sa simula ng artikulo, sa temperatura ng silid ang boltahe sa emitter ng VT1 transistor ay tungkol sa 6.8 V, at kapag pinainit hanggang 90 ° C ang boltahe ay bumaba sa 5.99 V. Para sa gayong mga eksperimento, ang isang lampara sa mesa na may metal na lampshade ay angkop bilang pampainit. at para sa pagsukat ng temperatura, isang Chinese digital multimeter na may thermocouple, halimbawa, DT838.Kung ang sensor ng aparato ng natipon ay naka-mount sa lampshade, at ang lampara ay naka-on sa pamamagitan ng relay contact, pagkatapos ay posible na suriin ang pagpapatakbo ng binuo circuit sa tulad ng isang pag-setup.
Ang comparator ay nagpapatakbo sa isang paraan na kung ang boltahe sa pag-input ng boltahe (boltahe ng sensor ng temperatura) ay mas mataas kaysa sa boltahe sa pag-input ng non-inverting (boltahe ng setting ng temperatura), ang boltahe sa output ng comparator ay malapit sa boltahe ng pinagmulan ng kuryente, sa kasong ito maaari itong tawaging isang lohikal na yunit. Samakatuwid, ang transistor switch VT2 ay nakabukas, ang relay ay nakabukas, at ang mga contact ng relay ay may kasamang isang elemento ng pag-init.
Habang nagpainit ang sistema ng pag-init, ang temperatura ng sensor ng VT1 ay kumakain din. Ang boltahe sa emitter nito ay bumababa sa pagtaas ng temperatura, at kapag naging pantay, o sa halip na bahagyang mas mababa sa boltahe na naka-install sa engine ng variable risistor R7, ang comparator ay pumapasok sa isang estado ng lohikal na zero, kaya ang transistor ay naka-lock at ang relay ay naka-lock.
Ang elemento ng pag-init ay de-energized at ang radiator ay nagsisimulang lumalamig. Ang transistor sensor VT1 ay lumalamig din, at ang boltahe sa emitter nito ay tumataas. Sa sandaling ang boltahe na ito ay nagiging mas mataas kaysa sa itinakda ng risistor R7, ang comparator ay papunta sa isang mataas na estado, ang relay ay babalik at ang proseso ay maulit muli.
Kaunti ang tungkol sa pagpapatakbo ng display circuit, mas tumpak, tungkol sa layunin ng mga elemento nito. Ang pulang LED HL1 ay naka-on kasama ang relay coil Rel1, at nagpapahiwatig na ang sistema ng pag-init ay pagpainit. Sa oras na ito, ang transistor VT2 ay nakabukas, at ang HL2 LED shunts sa pamamagitan ng diode D2, naka-off ang berdeng ilaw.
Kapag naabot ang set na temperatura, isasara ng transistor at i-off ang relay, at kasama nito ang pulang LED HL1. Kasabay nito, ang isang saradong transistor ay hindi na makalalampas sa HL2 LED, na magagaan. Ang Diode D2 ay kinakailangan upang ang HL1 LED, at kasama nito ang relay, ay hindi maaaring i-on sa pamamagitan ng HL2 LED. Ang anumang mga LED ay angkop, kaya ang kanilang uri ay hindi tinukoy. Tulad ng mga diode D1, D2, malawak na ginagamit na import na diode 1N4007 o domestic KD105B ay angkop na angkop.
Ang suplay ng kuryente ng termostat
Ang lakas na natupok ng circuit ay maliit, kaya maaari mong gamitin ang anumang adapter na ginawa ng Tsino bilang isang suplay ng kuryente, o mag-ipon ng isang nagpapatatag na 12V na rectifier. Ang kasalukuyang pagkonsumo ng circuit ay hindi hihigit sa 200mA, kaya ang anumang transpormer na may kapangyarihan na hindi hihigit sa 5W at isang output boltahe ng 15 ... 17V ay angkop.
Ang circuit ng supply ng kuryente ay ipinapakita sa Larawan 3. Ang tulay ng diode ay ginawa rin sa mga diode 1N4007, at ang regulator ng boltahe ay + 12V sa isang integral na pampatatag ng uri 7812. Maliit ang pagkonsumo ng kuryente, kaya hindi mo kailangang i-install ang stabilizer sa radiator.
Larawan 3. Ang suplay ng kuryente ng termostat.
Ang disenyo ng termostat ay di-makatwiran, ang karamihan sa mga bahagi ay naka-mount sa isang naka-print na circuit board, mas mabuti kung ang suplay ng kuryente ay naka-mount din doon. Ang sensor ng transistor ay konektado gamit ang isang may kalasag na dalawang-wire cable, habang ang kolektor ng transistor ay konektado sa pamamagitan ng isang screen.
Ito ay kanais-nais na mayroong isang tatlong-pin na konektor sa dulo ng cable, at ang katapat nito sa board. Maaari ka ring mag-install ng isang maliit na laki ng terminal block sa board, bagaman hindi gaanong maginhawa kaysa sa konektor. Ang ganitong koneksyon ay lubos na mapadali ang pag-install ng sensor at ang buong aparato bilang isang buo sa lugar ng paggamit.
Ang natapos na aparato ay dapat mailagay sa isang plastic case, at mag-install ng resistor ng setting ng temperatura na R7 at LEDs HL1 at HL2 sa labas. Mas mabuti kung ang mga bahaging ito ay ibinebenta din sa board, at ang mga butas ay ginawa sa kaso para sa kanila.
Ang koneksyon sa power network at pampainit ay konektado sa pamamagitan ng terminal strip, na dapat na maayos sa loob ng plastic case. Upang maprotektahan ang buong aparato nang buo, ang koneksyon ay dapat gawin ayon sa PUE, gamit ang mga kagamitan sa proteksyon.
Ang ilan sa mga thermostat na ito ay ginawa, at lahat ng ito ay nagpakita ng katanggap-tanggap na katumpakan ng kontrol sa temperatura, pati na rin ang napakataas na pagiging maaasahan, dahil sa tulad ng pagiging simple ng circuit ay talagang walang masira.
Boris Aladyshkin
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: