Схема термостата собственными руками
Интересная статья объяснит и воочию покажет пример программирования DS1821.
Порог температуры включения и выключения терморегулятора задается значениями TH и TL в памяти датчика, которые требуется настроить в DS1821. В случае увеличения температуры выше значения записанного в ячейку TH на выходе датчика возникнет уровень логической единицы. С целью защиты от допустимых помех, схема управления нагрузкой воплощена так, что первый транзистор запирается в ту полуволну сетевого напряжения, когда оно равно нулю, подавая таким образом напряжение смещения на затвор второго полевого транзистора, который включает оптосимистор, а тот уже открывает смистор VS1 управляющий нагрузкой. В качестве нагрузки может быть любое устройство , к примеру электрический двигатель или обогревательный прибор. Надежность запирания первого транзистора необходимо настроить путем выбора необходимого номинала резистора R5.
Температурный датчик DS1820 способен фиксировать температуру от -55 до 125 градусов и работать в режиме терморегулятора.
Если температуры превысит верхний порог TH, то на выходе DS1820 будет закономерная единица, нагрузка выключится сети. Если температура опустится ниже нижнего запрограммированного уровня TL то на выходе датчика тепла возникнет закономерный ноль и нагрузка будет включена. Если остались непонятные моменты, рукодельная конструкция была позаимствована из журнала Схемотехника №2 за 2006 год.
Сигнал с датчика проходит на прямой вывод компаратора на операционном усилителе CA3130. На инвертирующий вход этого же ОУ, поступает опорное напряжение с делителя. Переменным сопротивлением R4 задают требуемый режим температур.
Если на прямом входе потенциал ниже поставленного на выводе 2, то на выходе компаратора станем иметь уровень, около 0,65 вольта, а если наоборот, то на выходе компаратора получаем большой уровень около 2,2 вольта. Сигнал с выхода ОУ через транзисторы управляет работой электромагнитного реле. При достойном уровне оно включается, а при невысоком отключается, коммутируя собственными контактами нагрузку.
TL431 — это программируемый стабилитрон. Применяется в роли источника опорного напряжения и источника питания для схем с малым потреблением. Необходимый уровень напряжения, на управляющем выводе микросборки TL431, задается при помощи делителя на резисторах Rl, R2 и терморезисторе с негативным ТКС R3.
Если на управляющем выводе TL431 напряжение выше 2,5В, микросхема пропускает ток и включает электромагнитное реле. Реле коммутирует управляющий вывод симистора и подключает нагрузку. С повышением температуры, сопротивление термистора и потенциал на управляющем контакте TL431 уменьшается ниже 2,5В, реле отпускает собственные фронтовые контакты и выключает обогревательный прибор.
При помощи сопротивления R1 регулируем уровень необходимой температуры, для включения обогревательного прибора. Эта схема способна управлять элементом нагрева до 1500 Вт. Реле подойдёт РЭС55А с рабочим напряжением 10…12 В или его аналог.
Конструкция аналогового термостата используется для поддерживания установленной температуры изнутри инкубатора, или в ящике на балконе для хранения овощей во время зимы. Питание организовано от аккумулятора для автомобиля на 12 вольт.
Конструкция состоит из реле в случае падения температуры и выключает при повышении заложенного порога.
Температура, срабатывания реле терморегулятора задается уровнем напряжения на контактах 5 и 6 микросхемы К561ЛЕ5, а температура выключения реле — потенциалом на выводах 1 и 21. Температурную разницу находится под контролем падением напряжения на резисторе R3. В роли датчика тепла R4 применяется терморезистор с негативным ТКС, т.е термистор.
Конструкция маленькая и состоит всего из 2-ух блоков- измерительного на базе компаратора на ОУ 554СА3 и коммутатора нагрузки до 1000 Вт выстроенного на регуляторе мощности КР1182ПМ1.
На 3-ий прямой вход ОУ поступает стабильное напряжение с делителя напряжения состоящего из сопротивлений R3 и R4. На четвертый инверсный вход подается напряжение с иного делителя на сопротивлении R1 и терморезистор ММТ-4 R2.
Термопреобразователем считается терморезистор находящейся в колбе из стекла с песком, которую размещают в аквариуме. Основным узлом конструкции считается м/с К554САЗ — компаратор напряжения.
От делителя стрессов в его состав входит и терморезистор, управляющее напряжение идет на прямой вход компаратора. Другой вход компаратора применяется для регулировки необходимой температуры. Из сопротивлений R3, R4, R5 сделан делитель напряжения, который создают нежный к температурным изменениям мост. При меняется температуры воды в аквариуме, сопротивление терморезистора тоже меняется. Это выполняет неуравновешенность стрессов на входах компаратора.
В зависимости от разности стрессов на входах будет изменяться выходное состояние компаратора. Нагреватель создан так, что при снижении температуры воды внешний водяной термостат аквариума автоматично запускался, а при повышении, наоборот выключался. Компаратор имеет два выхода, коллекторный и эмиттерный. Для управления полевым транзистором требуется хорошее напряжение, благодаря этому, собственно коллекторный выход компаратора подключен к плюсовой линии схемы. Сигнал управления выходит с эмиттерного вывода. Сопротивления R6 и R7 являются выходной нагрузки компаратора.
Для выключения и включения элемента нагрева во внешнем водяном термостате применен полевой транзистор IRF840. Для разряда затвора транзистора есть диод VD1.
В схеме термостата применен бестрансформаторный блок питания. Лишнее переменое напряжение уменьшается за счёт реактивного сопротивления емкости С4.
База первой конструкции термостата — микроконтроллер PIC16F84A с температурный датчик DS1621 обладающим интерфейс l2C. В момент включения питания, микроконтроллер в первую очередь инициализирует внутренние регистры датчика тепла, а потом проводит его настройку. Внешний водяной термостат на микроконтроллере в другом варианте сделан уже на PIC16F628 с датчиком DS1820 и управляет подключенной нагрузкой при помощи контактов реле.
Зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников от температуры, как нельзя лучше подойдет для изготовления нашего самодельного датчика.
Внешний водяной термостат собственными руками: создаём схему с 2 выходами
Сделать экономный внешний водяной термостат собственными руками нетрудно, если правильно следовать пошаговым руководствам Среди многочисленного выбора полезных приборов, которые приносят в нашу жизнь комфорт, существует огромное количество тех, которые можно создать собственными руками. К этому числу можно отнеси и внешний водяной термостат, который включает или выключает нагревательные и холодильные оборудования соответственно с конкретной температурой, на которую он поставлен. Данное устройство прекрасно подойдет на период прохладной погоды, к примеру для подвального помещения, где необходимо сохранять овощи. Так как же выполнить внешний водяной термостат собственными руками, и какие детали для этого будут нужны?
Внешний водяной термостат собственными руками: схема
Про конструкцию терморегулятора необходимо заявить, что она не особа трудна, собственно из-за этой причины большинство радиолюбителей начинают собственное обучение собственно с данного прибора, а еще собственно на нем оттачивают собственные умения и мастерство. Схем прибора можно отыскать огромное множество, но очень популярной считается схема с использованием, как говорят иначе компаратора.
Для того чтобы делать внешний водяной термостат, вначале необходимо составить схему устройства
Этот компонент имеет пару входов и выходов:
- Один вход отвечает подачу эталонного напряжения, которое отвечает нужной температуре;
- Второй получает напряжения от термопреобразователя.
Сам компаратор принимает все поступающие показания и сравнивает их. Если например будет вырабатывать сигнал на выходе, то он включит реле, которое подаст ток на обогревательный или морозильный аппарат.
Какие детали потребуются: внешний водяной термостат собственными руками
Для термопреобразователя очень часто применяют терморезистор, это компонент который изменяет электрическое сопротивление в зависимости от показателя температуры.
Также иногда используют полупроводниковые детали:
На их характеристики температура должна оказывать такое же воздействие. Другими словами при нагревании должен повышаться ток транзистора и он при этом должен престать работать, не взирая на входящий сигнал. Необходимо принимать во внимание, что подобные детали обладаю весомым недостатком. Чрезмерно тяжело провести калибровку, говоря точнее, будет не легко привязать данные детали к некоторым термопреобразователям.
Но сейчас промышленность на месте не стоит, и вы можете увидеть приборы из серии 300, это LM335, которым очень часто предлагают воспользоваться профессионалы и LM358n. Не взирая на очень небольшую цену, эта деталь занимает первую позицию в маркировках и ориентируется на комбинирование с домашней техникой. Необходимо упомянуть, что вариации данной детали LM 235и 135 прекрасно используются в военных сферах и промышленности. Включая в собственную конструкцию около 16 транзисторов, измеритель способен работать в качестве стабилизатора, а его напряжение будет полностью зависеть от показателя температуры.
Зависимость состоит в следующем:
- На каждый градус будет приходиться около 0, 01 В, если смотреть на Цельсий, то на показатель 273 результат на выходе будет составлять 2, 73В.
- Диапазон работы исчерпывается в показателе от -40 до +100 градусов. Благодаря подобным показателям, клиент полностью освобождается от регулирований способом проб и ошибок, а требуемая температура будет во всяком случае обеспечена.
Также помимо датчика температур вам понадобится компаратор, целесообразней купить LM 311, который выпускает тот же изготовитель, потенциометр Для того чтобы создать эталонное напряжение и выходную установку чтобы включать реле. Не забывайте приобрести блок питания и специализированные индикаторы.
Температурный регулятор собственными руками: питание и нагрузка
Что же касается подсоединения LM 335 то оно обязано быть последовательным. Все сопротивления следует выбрать таким образом, чтобы общая величина электрического тока, который проходит через термодатчик соответствовала показателям от 0,45 мА до 5 мА. Увеличения метки позволять нельзя, так как измеритель будет сильно греться, и выказывать искаженные данные.
Дополнительно во время изготовления термостата необходимо брать во внимание его питание и нагрузку
Запитка термостата может происходить несколькими вариантами:
- При помощи трансформатора с ориентировкой на 12 В;
- При помощи любого иного устройства, питание которого не будет больше указанный выше показатель, однако при этом ток, текущий через катушку не должен быть больше 100 мА.
Еще раз нужно напомнить про то, что показатель тока в цепи датчика не должен быть больше 5 мА, из-за этой причины придется задействовать транзистор с высокой мощностью. Больше всего будет подходить КТ 814. Разумеется, если вы хотите избежать использования транзистора, можно применять реле с небольшим уровнем тока. Он сумеет работать от напряжения в 220 В.
Рукодельный внешний водяной термостат: подробная инструкция
Если вы приобрели все нужные составляющие для сборки, осталось рассмотреть детальную инструкцию. Рассматривать станем на примере термопреобразователя рассчитанного на 12В.
Рукодельный температурный регулятор собирается по следующему принципу:
- Готовим корпус. Можно применять старые оболочки от счетчика, к примеру от установки «Гранит-1».
- Схему выбираете ту, которая вам больше будет понраву, но вполне можно и определиться и на плату от счетчика. Прямой ход с отметкой «+» нужен для подсоединения потенциометра, Инверсионный вход с отметкой «–» будет служить для подсоединения термодатчика. Если так произошло, что напряжение на прямом входе будет выше необходимого, на выходе установится высокая отметка и транзистор начнет подавать питание на реле, а оно со своей стороны на ТЕН. Как только напряжение на выходе превысит допустимую отметку – реле выключится.
- Для того чтобы внешний водяной термостат срабатывал своевременно и температурные перепады были снабжены, понадобится выполнить при помощи резистора связь негативного типа, которая образуется между прямым входом и выходом на компараторе.
- Что же касается блока питания и его питания, то тут может потребоваться индукционная катушка от старого электросчетчика. Для того чтобы напряжение соответствовало показателю в 12 вольт, вам придется сделать 540 витков. Поместить их выйдет исключительно в случае, если диаметр провода будет не больше 0,4 мм.
Теперь можно сказать все. В таких маленьких действиях и заключается вся работа для создания термостата собственными руками. Возможно, самому без конкретных способностей его сделать сразу и не выйдет, однако с опорой на фото и видео инструкции вы сумеете проверить все собственные умения.
Благодаря обычной конструкции, собственными силами созданный термоконтроллер может быть применен где угодно.
К примеру:
- Для пола с подогревом;
- Для подвала;
- Отопительного котла;
- Может заняться температурной регулировкой воздуха;
- Для духовки;
- Для аквариума, где будет контролировать показатель температуры воды;
- Для того чтобы контролировать температурное значение насоса электрического бойлера (его включения и выключение);
- И даже для автомобиля.
Совсем не нужно задействовать цифровой, электронный или механический покупной термовыключатель. Купив недорогое реле температуры, выполнить регулировку мощности на симисторе и термопаре и ваш рукодельный аппарат будет работать даже лучше купленного.
Как выполнить внешний водяной термостат собственными руками (видео)
В нашей публикации посвященной самостоятельному созданию термостата были указаны все основные моменты, от обязательных деталей для конструкции до пошаговой инструкции. Не нужно спешить сразу браться за создание, поизучайте литературу и рекомендации профессионалов с опытом. Исключительно с грамотным подходом вы сумеете получить безупречный результат с первой попытки.
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.
