Внешний водяной термостат собственными руками
Внешние водяные термостаты повсеместно применяются в современных домашних приборах, машинах, отопительных системах и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и во время работы печей. Рабочий принцип любого термостата построен на включении или выключении разных приборов после достижения конкретных значений температуры.
Как выполнить внешний водяной термостат
Современные цифровые внешние водяные термостаты управляются с помощью кнопок: сенсорных или обыкновенных. Большинство моделей также оборудованы цифровой панелью, на которой отображается установленная температура. Группа программируемых термостатов считается самой дорогой. При помощи прибора можно учесть температурное изменение по часам или задать нужный режим на 7 дней вперед. Управлять прибором можно на расстоянии: через смартфон или компьютер.
Для сложного тех. процесса, к примеру, сталеплавильной печи, выполнить внешний водяной термостат собственными руками – задача очень и очень не простая, которая просит значительных знаний. Но собрать маленькое приспособление для кулера или инкубатора под силу каждому домашнему умельцу.
Механический внешний водяной термостат
Для того, чтобы понимать, как не прекращает работу температурный регулятор, рассмотрим обычное устройство, применяющееся для закрытия и открытия заслонки шахтового котла и срабатывает при нагревании воздуха.
Для работы устройства были применены 2 трубы из алюминия, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде гранд буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.
Как понятно, показатель линейного температурного расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагреве трубы из алюминия длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов по Цельсию происходит удлинение на 4,29 мм. При нагревании трубы расширяются, благодаря этому происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы становятся меньше в длине, а рычаги открывают заслонку. Главной трудностью при эксплуатации этой схемы считается то, что точно определить предел срабатывания термостата не так просто. Сегодня предпочтение отдают устройствам на основе электронных компонентов.
Рабочая схема обычного термостата
Естественно для поддержания установленной температуры применяются схемы на основе реле. Важными элементами, входящими в такое оборудование, считаются:
- датчик температуры;
- пороговая схема;
- исправное или индикаторное устройство.
В качестве датчика можно применять изделия из полупроводниковых материалов, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические реле температуры.
Схема внешний водяной термостат реагирует на увеличения параметра над заданным уровнем и включает исправное устройство. Упрощенным вариантом подобного устройства считается компонент на биполярных транзисторах. Реле температуры исполнено на основе триггера Шмидта. В роли термопреобразователя выступает терморезистор – компонент, сопротивление которого меняется в зависимости от увеличения или понижения градусов.
R1 – это потенциометр, который устанавливает первое смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счёт регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора меняется. При этом напряжение работы реле обязано отвечать рабочему питанию оборудования. Чтобы обезопасить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от самого большого тока электромагнитного реле.
Рабочая схема термостата
Внимание! Во всемирной сети можно заметить картинки с чертежами терморегулятора для различного оборудования. Но очень часто изображение и описание не соответствуют друг дружке. Порой на рисунках бывают представлены просто прочие устройства. Благодаря этому изготовление можно начинать исключительно после щепетильного изучения всей информации.
Перед тем как начать работы следует определить какая необходима мощность грядущего термостата и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника понадобятся одни детали, а для отапливания –прочие.
Внешний водяной термостат на 3 элементах
Одним из простых устройств, на примере какого можно собрать и понять рабочий принцип, считается простой внешний водяной термостат собственными руками, который предназначен для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же имеются проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.
Схема внешний водяной термостат в данном случае состоит всего только из трех компонентов:
- силового транзистора MOSFET (N канальный), можно применять IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А или IFR510 Power MOSFET;
- потенциометра 10 кОм;
- NTC термистора в 10 кОм, который будет делать роль сенсора температуры.
Термодатчик реагирует на увеличение градусов, благодаря чему срабатывает вся схема, и вентилятор включается.
Сейчас перейдем к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот фактор, когда температура приближается к критичной, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться медленнее. Лучше выполнить настройку пару раз, чтобы убедиться в рабочей эффективности оборудования.
Простой внешний водяной термостат для ПК
Современная электронная промышленность рекомендует детали и микросхемы, существенно выделяющиеся по виду и техническим свойствам. У каждого сопротивления или реле имеется несколько заменителей. Необязательно применять исключительно те детали, которые указаны в схеме, можно брать и иные, совпадающие по показателям с образцами.
Внешние водяные термостаты для отопительных котлов
При регулировке систем отопления главное точно откалибровать прибор. Чтобы это сделать понадобиться датчик напряжения и тока. Для создания функционирующей системы воспользуйтесь следующей схемой.
Схема термостата для отапливания
При помощи данной схемы можно сделать внешнее оборудование для контроля за котлом на твердом топливе. Роль стабилитрона тут делает микросхема К561ЛА7. Работа устройства основывается на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагревании. Резистор подсоединяется в сеть делителя напряжения электричества. Нужную температуру можно задать при помощи переменного резистора R2. Напряжение поступает на преобразователь напряжения 2И-НЕ. Получившийся ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Заключительный объединен со вторым триггером.
Контроль температуры идет по следующей схеме:
- при уменьшении градусов напряжение в реле растет;
- при достижении конкретного значения вентилятор, который объединен с реле, отключается.
Напайку лучше делать на слепыше. В качестве элемента питания можно взять любое устройство, работающее в границах 3-15 В.
Осторожно! Установка самодельных приборов самого разного назначения на системы обогрева может привести к выходу из строя оборудования. Кроме того, применение аналогичных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций у вас дома.
Цифровой внешний водяной термостат
Для того чтобы создать полностью функционирующий внешний водяной термостат с точной калибровкой, без цифровых компонентов вряд ли можно обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в маленьком хранилище для овощей.
Важным элементом тут считается микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление различными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнение ССР и обмена передачи данных USART.
Во время работы термостата значение существующей и установленной температуры подается на MT30361 – трехразрядный указатель с общим катодом. Для того чтобы задать нужную температуру, применяются кнопки: SB1 – Для снижения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то установить можно значения гистерезиса. Небольшим значением гистерезиса для данной схемы считается 1 градус. Детальный чертеж можно заметить на проекте.
Внешний водяной термостат с регулируемым гистерезисом
При разработке любого из устройств главное не только правильно спаять саму схему, но и рассчитать, как лучше поставить оборудование. Нужно, чтобы сама плата была защищена от проявления влаги и пыли, иначе не получится избежать короткого замыкания и выхода из строя индивидуальных элементов. Также необходимо побеспокоиться об изоляции всех контактов.
Простой внешний водяной термостат собственными руками
Дата: 02.11.2015 // 0 Комментариев
Порой дома приходиться иметь с бытовым инкубатором или сушкой для овощей. Очень часто доступная техника подобного рода имеет реле температуры довольно низкого качества, контакты которого быстро выгорают или оно не выделяются хорошей плавностью регулировки. И так, сегодня у нас на повестке дня простой внешний водяной термостат собственными руками, мы соберем схему и покажем его работу.
Простой внешний водяной термостат собственными руками – схема
Питание схемы термостата выполняется при помощи бестрансформаторного трансформатора, состоит он из гасящего конденсатора С1 и диодного моста D1. Параллельно мосту включен стабилитрон ZD1, который стабилизирует напряжение в границах 14В. При вашем желании, можно также добавить и стабилизатор на 12В.
Основу схемы составляет управляемый стабилитрон TL431. Управление TL431 выполняться при помощи делителя напряжения R4, R5 и R6. Датчиком температуры окружающей среды считается NTC терморезистор R4 номиналом 10кОм. Как только температура увеличивается он снижает собственное сопротивление.
При напряжении более 2,5В на контакте управления TL431, эта микросхема открывается, дальше срабатывает реле, замыкая контакты и включая нагрузку.
Как только температура увеличивается датчика R4, его сопротивление начнет падать. Когда напряжение на контакте управления TL431 станет меньше 2,5В микросхема закроется и отключит реле с нагрузкой.
Выбором резисторов R5 и R6 нужно добиться нужного диапазона температурные регулировки. Номинал R5 – в ответе за самую большую температуру, а R6 – за небольшую.
Для устранения эффекта дребезжания контактов реле при включении или отключении параллельно выводам А1 и А2 контактов реле нужно присоединить конденсатор С4. Реле К1 приходится применять с как можно меньшим током удержания.
При эксплуатации б/у-шных TL431 и NTC терморезисторов главное проверить их трудоспособность. Чтобы это сделать лучше всего познакомиться с материалами на тему: как проверить TL431 и как проверить термистор.
Простой внешний водяной термостат собственными руками
Вот такой простой внешний водяной термостат собственными руками у нас удался.
Фото другой стороны платы.
Данное устройство сделанное собственными руками смело можно применять, как внешний водяной термостат для инкубатора или сушки. При эксплуатации герметичного терморезистора (термопреобразователя), область использования его уже становится шире, он прекрасный вариант играть роль, как внешний водяной термостат аквариума.
Обыкновенные схемы электронных термостатов собственными руками
Соблюдение режима температур считается очень важным инновационным требованием не только на производстве, но и в обычной жизни. Имея столь немалое значение, такой параметр должен чем-то меняться и контролироваться. Делают большое количество этих устройств, имеющих много свойств и показателей. Однако выполнить внешний водяной термостат собственными руками иногда куда выгодно, чем приобретать готовый заводской аналог.
Общее понятие о температурных регуляторах
Приборы, фиксирующие и в это же время регулирующие установленное температурное значение, в основном встречаются на производстве. Но также и в быту они тоже нашли собственное место. Для поддерживания нужного климата в доме постоянно применяются внешние водяные термостаты для воды. Собственными руками выполняют подобные аппараты для сушки овощей или теплоснабжения инкубатора. Где угодно может найти собственное место такая система.
В этом видео выясним что представляет из себя температурный регулятор:
В реальности большинство термостатов являются лишь частью общей схемы, состоящую из таких составляющих:
- Температурный датчик, исполняющий замер и фиксацию, и также передачу к регулятору получившейся информации. Происходит это за счёт изменения энергии тепла в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика как правило выступает термометр сопротивления или термопара, которые в собственной конструкции имеют металл, реагирующий на температурное изменение и под её влиянием меняющий своё сопротивление.
- Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих предназначений, после этого передаёт сигнал на исправное устройство.
- Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое во время получения сигнала с блока ведёт себя определённым образом. Например, при достижении установленной температуры клапан перекроет подачу носителя тепла. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.
Это три весомые части системы поддержания заданных параметров температур. Хотя, кроме них, в схеме могут принимать участие и иные части наподобие промежуточного реле. Однако они выполняют лишь добавочную функцию.
Рабочий принцип
Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему управляющего блока, важного, что необходимо выполнить в определенном случае.
Если делать реле температуры, то самый обычный вариант станет иметь механическую схему управления. Тут при помощи резистора ставится определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.
Дабы получить добавочную практичность и возможность работы с более большим диапазоном температур, нужно будет устанавливать контроллер. Это же поможет расширить эксплуатационный период прибора.
На данном видео вы можете взглянуть как собственными силами сделать внешний водяной термостат для электроотопления:
Рукодельный температурный регулятор
Схем для того, чтобы сделать внешний водяной термостат самому, в реальности особенно много. Все зависит от сферы, в которой будет использоваться данное изделие. Разумеется, создать нечто чрезмерно не простое и универсальное очень тяжело. А вот термостатический клапан, который сумеет применяться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно сделать, имея минимум знаний.
Самая простая схема
Самая примитивная схема реле температуры собственными руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в границах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при вашем желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.
Создание термостата не просит больших трудов и вложений денег
В основе всей схемы будет применен стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль термопреобразователя, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с увеличением температуры. Резистор и сопротивление лучше выбирать, чтобы достигнуть самой лучшей точности срабатывания.
Сам же процесс выглядит так: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.
Как сделать внешний водяной термостат для инкубатора собственными руками, вы можете увидеть на представленном видео:
И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле выключится.
Во избежание дребезжания контактов реле, нужно его подбирать с номинальным током удержания. И параллельно вводам необходимо припаять конденсатор 470?25 В.
При эксплуатации терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, заранее необходимо проверить их трудоспособность и точность.
Подобным образом, выходит самый простой прибор, выверяющий температуру. Однако при правильно выбранных составляющих он прекрасно не прекращает работу в большом спектре использования.
Прибор для помещения
Такие внешние водяные термостаты с датчиком температуры окружающей среды собственными руками идеально подойдут для поддержания заданных показателей климата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начав с горячей воды и завершая трубчатыми нагревателями. При этом термовыключатель имеет хорошие рабочие данные. А измеритель бывает как вмонтированным, так и выносным.
Тут 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 следует выбирать поэтому, чтобы при минимально невысокой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор благоприятно насыщался.
Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В данное время транзистор VT1 находится в положении открыто, а реле K1 включает исправный или переходный механизм, благодаря чему начинается нагрев. Температура воздуха благодаря этому увеличивается, что уменьшает сопротивление датчика. При входе 4 микросхемы начинает увеличиваться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Благодаря этому компаратор входит в фазу негативного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится примерно 0,7 Вольт, что считается логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле выключается и выключает исполнительный механизм.
На микросхеме LM 311
Такой термоконтроллер собственными руками предназначается для работы с трубчатыми нагревателями и может поддержать необходимые параметры температуры в границах 20-100 градусов. Это самый неопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это абсолютно исключает возможность поражения электрическим током.
Как и большинство аналогичных схем, в её основу берется мост непрерывного тока, в одно плечо которого подсоединяют компаратор, а в иное – термодатчик. Компаратор наблюдает за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же пытается уравнять мост при помощи терморезистора, меняя его температуру. А термостабилизация может появиться лишь при определённом значении.
Резистором R6 задают точку, при которой должен появиться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и дает возможность менять температуру.
На видео вы можете увидеть разбор простой схемы термостата:
Если заданная R6 температура ниже нужной, то на R8 сопротивление через чур большое, что уменьшает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открытие семистора VS1, который включит ТЕН. Про это будет сигнализировать светоизлучающий диод.
По мере того как температура будет увеличиваться, сопротивление R8 станет понижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа медленно уменьшается, а на прямом – увеличивается. В определенный момент ситуация меняется, и процесс происходит назад. Подобным образом, термоконтроллер собственными руками будет включать или отключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.
Если в наличии нет LM311, то можно её сменить отечественной микросхемой КР554СА301. Выходит простой внешний водяной термостат собственными руками с небольшими затратами, большой точностью и надёжностью работы.
Сопутствующие материалы и инструменты
Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры времени много не занимает и сил. Но чтобы выполнить термостатический клапан, нужны самые маленькие знания в электронике, комплект деталей по схеме и инструмент:
- Импульсный паяльный аппарат. Можно применять и простой, но с тонким жалом.
- Припой и флюс.
- Монтажная плата.
- Кислота, чтобы вытравить дорожки.
Плюсы и минусы
Даже простой внешний водяной термостат собственными руками имеет много плюсов и хороших моментов. Говорить же о фабричных универсальных устройствах и абсолютно не приходится.
Температурные регуляторы разрешают:
- Поддерживать оптимальную температуру.
- Экономить энергетические ресурсы.
- Не привлекать к процессу человека.
- Исполнять тех. процесс, повышая качество.
Из плохих качеств можно именовать большую цену фабричных моделей. Разумеется, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые нужны во время работы с жидкими, газообразными, щелочными и прочими аналогичными средами, имеют большую цену. Тем более если прибор должен иметь очень много предназначений и возможностей.
