DIAGRAMY TERMOREGULÁTORU

Existuje velké množství schémat elektrických obvodů, která dokážou udržet požadovanou nastavenou teplotu s přesností 0,0000033 °C. Tyto obvody zahrnují teplotní korekci, proporcionální, integrální a diferenciální řízení.
Regulátor elektrického sporáku (obrázek 1.1) používá posistor (termistor s kladným teplotním koeficientem nebo PTC) typu K600A od Allied Electronics, zabudovaný do sporáku pro udržení ideální teploty vaření. Potenciometrem lze regulovat rozběh sedmičinného regulátoru a podle toho zapínání nebo vypínání topného tělesa. Zařízení je určeno pro provoz v elektrické síti o napětí 115 V. Při připojení zařízení do sítě o napětí 220 V je nutné použít další napájecí transformátor a semistor.

Obrázek 1.1 Regulátor teploty elektrického sporáku

Časovač LM122 od National se používá jako dávkovací termostat s optickou izolací a synchronizací při průchodu napájecího napětí nulou. Instalací odporu R2 (obr. 1.2) se nastaví teplota řízená pozistorem R1. Tyristor Q2 se volí na základě připojené zátěže z hlediska výkonu a napětí. Dioda D3 je určena pro napětí 200 V. Rezistory R12, R13 a dioda D2 realizují řízení tyristoru při průchodu napájecího napětí nulou.

Obrázek 1.2 Regulátor výkonu dávkovacího ohřívače

Jednoduchý obvod (obr. 1.3) s vypínačem při průchodu napájecího napětí nulou na mikroobvodu CA3059 umožňuje ovládat zapínání a vypínání tyristoru, který ovládá cívku topného tělesa nebo relé pro ovládání el. trouba. Tyristor spíná při nízkých proudech. Měřicí odpor NTC SENSOR má záporný teplotní koeficient. Rezistor Rp nastavuje požadovanou teplotu.

Obrázek 1.3 Schéma termostatu se spínáním zátěže při průchodu výkonu nulou.

Zařízení (obr. 1.4) zajišťuje proporcionální řízení teploty malé, nízkopříkonové trouby s přesností 1 °C vzhledem k teplotě nastavené pomocí potenciometru. Obvod využívá regulátor napětí 823 V, který je stejně jako pec napájen stejným zdrojem 28 V. Pro nastavení teploty je nutné použít 10otáčkový drátový potenciometr. Výkonový tranzistor Qi pracuje při saturaci nebo blízko ní, ale pro chlazení tranzistoru nepotřebuje chladič.

Obrázek 1.4 Obvod termostatu pro nízkonapěťový ohřívač

Pro ovládání semistoru při průchodu napájecího napětí nulou je použit přepínač na čipu SN72440 od ​​Texas Instruments. Tento mikroobvod spíná triak TRIAC (obr. 1.5), který zapíná nebo vypíná topné těleso a zajišťuje potřebné vytápění. Řídicí impuls v okamžiku, kdy síťové napětí prochází nulou, je potlačen nebo propuštěn působením diferenciálního zesilovače a odporového můstku v integrovaném obvodu (IC). Je šířka pulsů sériového výstupu na kolíku 10 integrovaného obvodu řízena potenciometrem v obvodu R (spouštěč)? jak je znázorněno v tabulce na Obr. 1.5, a měl by se lišit v závislosti na parametrech použitého triaku.

Obrázek 1.5 Termoregulátor na čipu SN72440

Typická křemíková dioda s teplotním koeficientem 2 mV/°C dokáže udržovat teplotní rozdíly až ±10°F] s přesností přibližně 0,3°F v širokém teplotním rozsahu. Dvě diody připojené k odporovému můstku (obr. 1.6)^ vytvářejí na svorkách A a B napětí, které je úměrné rozdílu teplot. Potenciometr nastavuje proud předpětí, který odpovídá přednastavené oblasti předpětí teploty. Nízké výstupní napětí můstku je zesíleno operačním zesilovačem MCI741 od Motoroly na 30 V při změně vstupního napětí o 0,3 mV. Pro připojení zátěže pomocí relé je přidán vyrovnávací tranzistor.

Obrázek 1.6 Regulátor teploty s diodovým snímačem

Teplota na stupnici Fahrenheita. Chcete-li převést teplotu z Fahrenheita na stupně Celsia, odečtěte 32 od původního čísla a vynásobte výsledek 5/9/

Pozistor RV1 (obr. 1.7) a kombinace proměnných a konstantních rezistorů tvoří dělič napětí vycházející z 10voltové Zenerovy diody (zenerova dioda). Napětí z děliče je přiváděno do unijunkčního tranzistoru. Při kladné půlvlně síťového napětí se na kondenzátoru objeví pilovité napětí, jehož amplituda závisí na teplotě a nastavení odporu na potenciometru 5 kOhm. Když amplituda tohoto napětí dosáhne hradlového napětí unijunkčního tranzistoru, sepne tyristor, který dodává napětí zátěži. Během záporné půlvlny střídavého napětí se tyristor vypne. Pokud je teplota pece nízká, tyristor se v půlvlně otevře dříve a produkuje více tepla. Po dosažení nastavené teploty se tyristor otevře později a produkuje méně tepla. Obvod je navržen pro použití v aplikacích s okolní teplotou 100°F.

Obrázek 1.7 Regulátor teploty pro pekárnu

Jednoduchý regulátor (obr. 1.8), obsahující termistorový můstek a dva operační zesilovače, reguluje teplotu s velmi vysokou přesností (až 0,001 °C) a velkým dynamickým rozsahem, který je nezbytný při rychlých změnách podmínek prostředí.

Obrázek 1.8 Obvod termostatu s vysokou přesností

Zařízení (obr. 1.9) se skládá z triaku a mikroobvodu, jehož součástí je stejnosměrný zdroj, detektor průchodu nulou napájecího napětí, diferenciální zesilovač, generátor pilového napětí a výstupní zesilovač. Zařízení zajišťuje synchronní zapínání a vypínání ohmické zátěže. Řídicí signál se získá porovnáním napětí přijímaného z teplotně citlivého měřicího můstku rezistorů R4 a R5 a odporu NTC R6, jakož i rezistorů R9 a R10 v jiném obvodu. Všechny potřebné funkce jsou implementovány v mikroobvodu TCA280A od společnosti Milliard. Uvedené hodnoty platí pro triak s proudem řídící elektrody 100 mA, pro jiný triak se musí změnit hodnoty rezistorů Rd, Rg a kondenzátoru C1. Proporcionální regulační meze lze nastavit změnou hodnoty odporu R12. Když síťové napětí projde nulou, triak sepne. Perioda kmitání pilových zubů je přibližně 30 sekund a lze ji nastavit změnou kapacity kondenzátoru C2.

Prezentovaný jednoduchý diagram (obr. 1.10) registruje teplotní rozdíl mezi dvěma objekty, které vyžadují použití regulátoru. Chcete-li například zapnout ventilátory, vypnout topení nebo ovládat ventily směšovače vody. Jako senzory se používají dvě levné křemíkové diody 1N4001 instalované v odporovém můstku. Teplota je úměrná napětí mezi měřicí a referenční diodou, která je přivedena na piny 2 a 3 operačního zesilovače MC1791. Protože z výstupu můstku při rozdílu teplot přichází pouze asi 2 mV/°C, je nutný operační zesilovač s vysokým ziskem. Pokud zátěž vyžaduje více než 10 mA, je zapotřebí vyrovnávací tranzistor.

Obrázek 1.10 Schéma zapojení termostatu s měřicí diodou

Při poklesu teploty pod nastavenou hodnotu zaznamená rozdíl napětí na měřicím můstku s termistorem diferenciální operační zesilovač, který otevře oddělovací zesilovač na tranzistoru Q1 (obr. 1.11) a výkonový zesilovač na tranzistoru Q2. Ztrátový výkon tranzistoru Q2 a jeho zatěžovacího odporu R11 ohřívá termostat. Termistor R4 (1D53 nebo 1D053 od National Lead) má jmenovitý odpor 3600 Ohmů při 50 °C. Dělič napětí Rl-R2 snižuje úroveň vstupního napětí na požadovanou hodnotu a zajišťuje, že termistor pracuje při nízkých proudech a zajišťuje nízké zahřívání. Všechny můstkové obvody, s výjimkou rezistoru R7, určeného pro přesnou regulaci teploty, jsou umístěny v provedení termostatu.

Obrázek 1.11 Schéma termostatu s měřicím můstkem

Obvod (obr. 1.12) zajišťuje lineární regulaci teploty s přesností 0,001 °C, s vysokým výkonem a vysokou účinností. Referenční napětí AD580 napájí můstkový obvod převodníku teploty, který jako senzor používá platinový snímací odpor (PLATINUM SENSOR). Operační zesilovač AD504 zesiluje výstup můstku a budí tranzistor 2N2907, který zase pohání 60 Hz synchronizovaný jednosměrný tranzistorový oscilátor. Tento generátor napájí řídicí elektrodu tyristoru přes oddělovací transformátor. Přednastavení zajišťuje sepnutí tyristoru v různých bodech střídavého napětí, což je nutné pro přesné nastavení ohřívače. Možnou nevýhodou je výskyt vysokofrekvenčního rušení, protože tyristor spíná uprostřed sinusovky.

Obrázek 1.12 Tyristorový termostat

Sestava ovládání spínače výkonového tranzistoru (obrázek 1.13) pro zahřívání 150W nástrojů používá kohoutek na topném článku k přinucení spínače na tranzistoru Q3 a zesilovači na tranzistoru Q2 k nasycení a nastavení nízkého ztrátového výkonu. Když je na vstup tranzistoru Qi přivedeno kladné napětí, tranzistor Qi se zapne a uvede tranzistory Q2 a Q3 do zapnutého stavu. Kolektorový proud tranzistoru Q2 a proud báze tranzistoru Q3 jsou určeny rezistorem R2. Pokles napětí na rezistoru R2 je úměrný napájecímu napětí, takže řídicí proud je na optimální úrovni pro tranzistor Q3 v širokém rozsahu napětí.

Obrázek 1.13 Klíč pro nízkonapěťový termostat

Operační zesilovač CA3080A výrobce RCA (obr. 1.14) obsahuje společně termočlánek se spínačem, který se spouští při průchodu napájecího napětí nulou a je vyroben na mikroobvodu CA3079, který slouží jako spouštěč triaku se střídavou zátěží. . Triak musí být zvolen pro regulovanou zátěž. Napájecí napětí pro operační zesilovač není kritické.

Obrázek 1.14 Termočlánkový termostat

Při použití fázové regulace triaku se topný proud snižuje postupně s přibližováním se k nastavené teplotě, což zabraňuje velkým odchylkám od nastavené hodnoty. Odpor rezistoru R2 (obr. 1.15) se nastaví tak, aby byl tranzistor Q1 při požadované teplotě uzavřen, pak generátor krátkých impulsů na tranzistoru Q2 nefunguje a triak se již nerozepíná. Pokud se teplota sníží, odpor RT snímače se zvýší a tranzistor Q1 se otevře. Kondenzátor C1 se začne nabíjet na otevírací napětí tranzistoru Q2, který se otevře jako lavina a vytvoří silný krátký impuls, který zapne triak. Čím více se tranzistor Q1 otevře, tím rychleji se kapacita C1 nabíjí a triak spíná dříve v každé půlvlně a zároveň se v zátěži objevuje více výkonu. Tečkovaná čára představuje alternativní obvod pro regulaci motoru s konstantní zátěží, jako je ventilátor. Pro provoz okruhu v režimu chlazení je nutné prohodit odpory R2 a RT.

Obrázek 1.15 Termostat pro vytápění

Proporcionální termostat (obr. 1.16) využívající čip LM3911 od National nastavuje konstantní teplotu křemenného termostatu na 75 °C s přesností ±0,1 °C a zlepšuje stabilitu quartzového oscilátoru, který se často používá v syntezátorech a digitální měřiče. Poměr puls/pauza obdélníkového pulsu na výstupu (poměr času zapnutí/vypnutí) se mění v závislosti na teplotním senzoru v IC a napětí na inverzním vstupu mikroobvodu. Změny doby sepnutí mikroobvodu mění průměrný spínací proud topného tělesa termostatu tak, že se teplota dostane na předem stanovenou hodnotu. Frekvence obdélníkového impulsu na výstupu IO je určena rezistorem R4 a kondenzátorem C1. Optočlen 4N30 otevírá výkonný složený tranzistor, který má topné těleso v kolektorovém okruhu. Když je na bázi tranzistorového spínače aplikován kladný obdélníkový impuls, tento přejde do saturačního režimu a připojí zátěž, a když impuls skončí, vypne jej.

Obrázek 1.16 Proporcionální termostat

Regulátor (obr. 1.17) udržuje teplotu pece nebo lázně s vysokou stabilitou na 37,5 °C. Nesoulad můstku je zachycen vysokým potlačením společného režimu AD605, nízkým driftem a vyváženým vstupním operačním zesilovačem. Kompozitní tranzistor s kombinovanými kolektory (Darlingtonova dvojice) zesiluje proud topného tělesa. Tranzistorový spínač (PASS TRANSISTOR) musí přijmout veškerou energii, která není přiváděna do topného tělesa. Aby se to vyrovnalo, je mezi body "A" a "B" zapojen velký sledovací obvod pro nastavení tranzistoru na konstantní 3 V bez ohledu na napětí požadované topným tělesem. Výstup 741 operačního zesilovače je porovnáván v AD301A na pilové napětí, synchronní se síťovým napětím o frekvenci 400 Hz.Čip AD301A funguje jako pulzně šířkový modulátor včetně tranzistorového spínače 2N2219-2N6246 Klíč poskytuje řízené napájení kondenzátoru 1000 μF a tranzistoru spínač (PASS TRANSISTOR) termostatu.

Obrázek 1.17 Termostat pro vysokou nadmořskou výšku

Schéma termostatu, který se spouští při průchodu síťového napětí nulou (PŘEPÍNAČ NULOVÉHO BODU) (obr. 1.18) eliminuje elektromagnetické rušení, ke kterému dochází při fázovém řízení zátěže. Pro přesnou regulaci teploty elektrického topného zařízení slouží proporcionální zapínání/vypínání semistoru. Obvod napravo od přerušované čáry je spínač průchodu nulou, který zapíná triak téměř okamžitě po průchodu nulou každé půlvlny síťového napětí. Odpor rezistoru R7 je nastaven tak, aby měřicí můstek v regulátoru byl vyvážený na požadovanou teplotu. Při překročení teploty se odpor pozistoru RT zmenšuje a otevře se tranzistor Q2, který sepne řídící elektrodu tyristoru Q3. Tyristor Q3 zapíná a zkratuje signál řídicí elektrody triaku Q4 a zátěž se vypne.Pokud teplota klesne, tranzistor Q2 se vypne, tyristor Q3 se vypne a zátěž je přivedena na plný výkon.Proporcionálního řízení je dosaženo přivedením rampového napětí generovaného tranzistorem Q1 přes rezistor R3 na obvod měřicího můstku a perioda pilového signálu je 12 cyklů síťové frekvence. Do zátěže lze vložit 1 až 12 těchto cyklů výkon lze modulovat od 0 do 100 % v krocích po 8 %.

Obrázek 1.18 Triakový termostat

Schéma zařízení (obr. 1.19) umožňuje obsluze nastavit horní a dolní teplotní limity pro regulátor, což je nutné při dlouhodobých tepelných zkouškách vlastností materiálu. Konstrukce spínače umožňuje výběr způsobů ovládání: od manuálních až po plně automatizované cykly. Kontakty relé K3 ovládají motor. Když je relé zapnuto, motor se otáčí dopředu, aby se zvýšila teplota. Pro snížení teploty je směr otáčení motoru obrácen. Stav sepnutí relé K3 závisí na tom, které z omezovacích relé bylo sepnuto jako poslední, K\ nebo K2. Řídicí obvod kontroluje výstup teplotního programátoru. Tento vstupní stejnosměrný signál bude redukován odpory a R2 maximálně o 5 V a zesílen napěťovým sledovačem A3. Signál je porovnáván v napěťových komparátorech Aj a A2 s plynule se měnícím referenčním napětím od 0 do 5 V. Prahové hodnoty komparátorů jsou přednastaveny 10otáčkovými potenciometry R3 a R4. Tranzistor Qi se vypne, pokud je vstupní signál nižší než referenční signál. Pokud vstupní signál překročí referenční signál, pak se tranzistor Qi odpojí a nabudí cívku relé K, horní mezní hodnotu.

Obrázek 1.19

Dvojice snímačů teploty National LX5700 (obrázek 1.20) poskytuje výstupní napětí, které je úměrné teplotnímu rozdílu mezi těmito dvěma snímači a používá se k měření teplotních gradientů v procesech, jako je detekce selhání chladicího ventilátoru, detekce pohybu chladicího oleje a pozorování další jevy v chladicích systémech. Když je vysílač v horkém prostředí (bez chladicí kapaliny nebo ve statickém vzduchu déle než 2 minuty), musí být 50 ohmový potenciometr instalován tak, aby byl výstup vypnutý. Zatímco u převodníku v chladném prostředí (v kapalině nebo v pohybujícím se vzduchu po dobu 30 sekund), měla by existovat poloha, ve které se výstup zapne. Tato nastavení se překrývají, ale výsledné nastavení má nakonec za následek celkem stabilní režim.

Obrázek 1.20 Obvod detektoru teploty

Obvod (obrázek 1.21) využívá vysokorychlostní izolovaný zesilovač AD261K pro přesné řízení teploty laboratorní pece. Vícepásmový můstek obsahuje snímače 10 ohm až 1 mohm s Kelvin-Varley děličkami, které se používají k předvolbě řídicího bodu. Ovládací bod se volí pomocí 4polohového přepínače. Pro napájení můstku je možné použít neinvertující stabilizovaný zesilovač AD741J, který neumožňuje chybu napětí v běžném režimu. Pasivní filtr 60 Hz potlačuje šum na vstupu zesilovače AD261K, který napájí tranzistor 2N2222A. Dále je napájen Darlingtonův pár a 30 V je dodáváno do topného článku.

Měřicí můstek (obr. 1.22) je tvořen pozistorem (odpor s kladným teplotním koeficientem) a odpory Rx R4, R5, Re. Signál odstraněný z můstku je zesílen mikroobvodem CA3046, který v jednom balení obsahuje 2 párové tranzistory a jeden samostatný výstupní tranzistor. Kladná zpětná vazba přes rezistor R7 zabraňuje zvlnění při dosažení spínacího bodu. Rezistor R5 nastavuje přesnou spínací teplotu. Pokud teplota klesne pod nastavenou hodnotu, relé RLA sepne. Pro opačnou funkci se musí prohodit pouze posistor a Rj. Hodnota rezistoru Rj se volí tak, aby se přibližně dosáhlo požadovaného bodu nastavení.

Obrázek 1.22 Regulátor teploty s pozistorem

Obvod regulátoru (obrázek 1.23) přidává několik stupňů svodů k normálně zesílenému výstupu teplotního senzoru National LX5700, aby alespoň částečně kompenzoval zpoždění měření. Zesílení stejnosměrného napětí operačního zesilovače LM216 bude nastaveno na 10 pomocí rezistorů 10 a 100 mΩ, což vede k celkovému 1 V/°C na výstupu operačního zesilovače. Výstup operačního zesilovače aktivuje optočlen, který ovládá běžný termostat.

Obrázek 1.23 Termoregulátor s optočlenem

Okruh (obr. 1.24) se používá k regulaci teploty v průmyslovém topném zařízení, které běží na plyn a má vysoký tepelný výkon. Při sepnutí operačního zesilovače-komparátoru AD3H na požadovanou teplotu se spustí jednovibrátor 555, jehož výstupní signál otevře tranzistorový spínač, a proto sepne plynový ventil a zapálí hořák topného systému. Po jediném pulzu se hořák vypne, bez ohledu na stav výstupu operačního zesilovače. Časová konstanta časovače 555 kompenzuje systémová zpoždění, při kterých je topení vypnuto předtím, než AD590 dosáhne spínacího bodu. Pozistor zahrnutý v obvodu pro nastavení času jednorázového 555 kompenzuje změny časové konstanty časovače v důsledku změn okolní teploty.Při zapnutí napájení během procesu spouštění systému se signál generovaný operačním zesilovačem AD741 obchází časovač a zapíná vytápění topného systému, přičemž okruh má jeden stabilní stav.

Obrázek 1.24 Korekce přetížení

Všechny komponenty termostatu jsou umístěny na těle křemenného rezonátoru (obr. 1.25), takže maximální ztrátový výkon rezistorů 2 W slouží k udržení teploty v křemeni. Pozistor má při pokojové teplotě odpor asi 1 kOhm. Typy tranzistorů nejsou kritické, ale měly by mít nízké svodové proudy. PTC proud přibližně 1 mA by měl být mnohem větší než základní proud 0,1 mA tranzistoru Q1. Pokud zvolíte křemíkový tranzistor jako Q2, pak musíte zvýšit 150ohmový odpor na 680 ohmů.

Obrázek 1.25

Můstkový obvod regulátoru (obr. 1.26) využívá platinové čidlo. Signál z můstku je odváděn operačním zesilovačem AD301, který je zařazen jako diferenciální zesilovač-komparátor. Ve studeném stavu je odpor snímače menší než 500 Ohmů, přičemž výstup operačního zesilovače se dostává do saturace a dává na výstupu kladný signál, který otevře výkonný tranzistor a topné těleso se začne zahřívat. Při zahřívání prvku se zvyšuje i odpor snímače, čímž se můstek vrací do rovnovážného stavu a ohřev se vypne. Přesnost dosahuje 0,01 °C.

Obrázek 1.26 Regulátor teploty na komparátoru

Potřeba úpravy teplotního režimu vzniká při použití různých systémů topných nebo chladicích zařízení. Možností je mnoho a všechny vyžadují ovládací zařízení, bez kterého mohou systémy fungovat buď v režimu maximálního výkonu, nebo s úplným minimem schopností. Ovládání a nastavování se provádí pomocí termostatu - zařízení, které dokáže ovlivňovat systém prostřednictvím teplotního čidla a podle potřeby jej zapínat nebo vypínat. Při použití hotových sad zařízení jsou řídicí jednotky součástí dodávky, ale u domácích systémů si musíte termostat sestavit sami. Úloha není nejjednodušší, ale docela řešitelná. Pojďme se na to podívat blíže.

Princip činnosti termostatu

Termostat je zařízení, které dokáže reagovat na změny teploty. Podle typu akce se rozlišuje mezi termostaty spouštěcího typu, které vypnou nebo zapnou topení při dosažení stanoveného limitu, nebo zařízeními s plynulým chodem se schopností jemného ladění a přesného nastavení, schopnými ovládat teplotní změny v rozsahu zlomků stupně.

Existují dva typy termostatů:

1. Mechanické. Jde o zařízení, které využívá principu expanze plynů při změně teploty, nebo bimetalických desek, které při zahřátí nebo ochlazení mění svůj tvar.
2. Elektronický. Skládá se z hlavní jednotky a teplotního čidla, které vysílá signály o zvýšení nebo snížení nastavené teploty v systému. Používá se v systémech vyžadujících vysokou citlivost a jemné nastavení.

Mechanická zařízení neumožňují vysokou přesnost nastavení. Jedná se jak o teplotní čidlo, tak o akční člen, spojené do jedné jednotky. Bimetalový pás používaný v topných zařízeních je termočlánek vyrobený ze dvou kovů s různými koeficienty tepelné roztažnosti.

Hlavním účelem termostatu je automaticky udržovat požadovanou teplotu

Při zahřátí se jeden z nich zvětší než druhý, což způsobí ohnutí desky. Kontakty nainstalované na něm se otevřou a přestanou hřát. Po ochlazení se deska vrátí do původního tvaru, kontakty se opět sepnou a ohřev se obnoví.

Komora se směsí plynů je citlivým prvkem termostatu chladničky nebo termostatu topení. Při změně teploty se mění objem plynu, což způsobuje pohyb povrchu membrány připojené k páce kontaktní skupiny.

Termostat pro vytápění využívá komoru se směsí plynů, která funguje podle Gay-Lussacova zákona - při změně teploty se mění objem plynu

Mechanické termostaty jsou spolehlivé a poskytují stabilní provoz, ale provozní režim se nastavuje s velkou chybou, téměř „od oka“. Je-li nutné jemné doladění zajišťující nastavení v rozmezí několika stupňů (nebo dokonce jemnější), používají se elektronické obvody. Teplotní senzor pro ně je termistor, který je schopen rozlišit nejmenší změny v režimu vytápění v systému. U elektronických obvodů je situace opačná – citlivost snímače je příliš vysoká a je uměle zdrsněna, čímž se dostává na hranice rozumu. Principem činnosti je změna odporu snímače způsobená kolísáním teploty řízeného prostředí. Obvod reaguje na změny parametrů signálu a zvyšuje/snižuje ohřev v systému, dokud není přijat další signál. Možnosti elektronických řídicích jednotek jsou mnohem vyšší a umožňují získat nastavení teploty jakékoli přesnosti. Citlivost takových termostatů je dokonce nadměrná, protože ohřev a chlazení jsou procesy s velkou setrvačností, které zpomalují reakční dobu na změnu povelů.

Rozsah domácího zařízení

Vytvoření mechanického termostatu doma je poměrně obtížné a iracionální, protože výsledek bude fungovat v příliš širokém rozsahu a nebude schopen poskytnout požadovanou přesnost nastavení. Nejčastěji se montují domácí elektronické termostaty, které vám umožňují udržovat optimální teplotu vyhřívané podlahy, inkubátoru, poskytovat požadovanou teplotu vody v bazénu, ohřívat parní lázeň v sauně atd. Možností použití domácího termostatu může být tolik, kolik je systémů v domě, které je třeba nakonfigurovat a upravit. Pro hrubé úpravy pomocí mechanických zařízení je jednodušší zakoupit hotové prvky, jsou levné a docela dostupné.

Výhody a nevýhody

Domácí termostat má určité výhody a nevýhody. Výhody zařízení jsou:

• Vysoká udržovatelnost. Termostat vyrobený sami se snadno opravuje, protože jeho konstrukce a princip fungování jsou známy do nejmenších detailů.
• Náklady na vytvoření regulátoru jsou mnohem nižší než při nákupu hotové jednotky.
• Je možné změnit provozní parametry pro získání vhodnějšího výsledku.

Mezi nevýhody patří:

• Montáž takového zařízení je dostupná pouze lidem, kteří mají dostatečné školení a určité dovednosti v práci s elektronickými obvody a páječkou.
• Kvalita provozu zařízení do značné míry závisí na stavu použitých dílů.
• Sestavený obvod vyžaduje seřízení a vyrovnání na kontrolním stojanu nebo pomocí referenčního vzorku. Není možné okamžitě získat hotovou verzi zařízení.

Hlavním problémem je potřeba školení nebo minimálně účasti specialisty na procesu vytváření zařízení.

Jak vyrobit jednoduchý termostat

Výroba termostatu probíhá ve fázích:

• Výběr typu a obvodu zařízení.
• Nákup potřebného materiálu, nářadí a dílů.
• Montáž zařízení, konfigurace, uvedení do provozu.

Výrobní fáze zařízení mají své vlastní vlastnosti, takže by měly být zvažovány podrobněji.

Potřebné materiály

Materiály potřebné pro montáž zahrnují:

• Fólie getinax nebo obvodová deska;
• Páječka s pájkou a kalafunou, ideálně pájecí stanice;
• Pinzeta;
• Kleště;
• Lupa;
• Řezačky drátu;
• Izolační páska;
• Měděný spojovací drát;
• Potřebné díly dle elektrického schématu.

Během procesu mohou být zapotřebí další nástroje nebo materiály, takže tento seznam by neměl být považován za vyčerpávající nebo definitivní.

Schémata zařízení

Výběr schématu je určen schopnostmi a úrovní výcviku mistra. Čím je obvod složitější, tím více nuancí se objeví při sestavování a konfiguraci zařízení. Nejjednodušší schémata zároveň umožňují získat pouze ta nejprimitivnější zařízení, která pracují s vysokou chybou.

Podívejme se na jedno z jednoduchých schémat.

V tomto obvodu je jako komparátor použita zenerova dioda

Obrázek vlevo ukazuje obvod regulátoru a vpravo je blok relé, který zapíná zátěž. Teplotní senzor je rezistor R4 a R1 je proměnný rezistor používaný k nastavení režimu vytápění. Řídicím prvkem je zenerova dioda TL431, která je otevřená, dokud je na její řídicí elektrodě zátěž nad 2,5 V. Zahřívání termistoru způsobuje pokles odporu, čímž dochází k poklesu napětí na řídicí elektrodě, zenerova dioda zavře a odřízne náklad.

Další schéma je poněkud složitější. Využívá komparátor – prvek, který porovnává naměřené hodnoty teplotního čidla a referenčního zdroje napětí.

Obdobný obvod s komparátorem je použitelný pro regulaci teploty vytápěné podlahy.

Jakákoli změna napětí způsobená zvýšením nebo snížením odporu termistoru vytváří rozdíl mezi standardním a pracovním vedením obvodu, v důsledku čehož je na výstupu zařízení generován signál, který způsobí zahřívání zapnout nebo vypnout. Taková schémata se používají zejména k regulaci provozního režimu vyhřívaných podlah.

Návod krok za krokem

Postup montáže pro každé zařízení má své vlastní charakteristiky, lze však identifikovat některé obecné kroky. Podívejme se na průběh stavby:

1. Připravíme tělo zařízení. To je důležité, protože desku nelze nechat nechráněnou.
2. Platbu připravujeme. Pokud použijete fólii getinax, budete muset stopy vyleptat pomocí elektrolytických metod a nejprve je natřete barvou nerozpustnou v elektrolytu. Obvodová deska s připravenými kontakty značně zjednodušuje a urychluje proces montáže.
3. Pomocí multimetru zkontrolujeme výkon dílů a v případě potřeby je vyměníme za provozuschopné vzorky.
4. Podle schématu sestavujeme a spojujeme všechny potřebné díly. Je nutné zajistit přesnost zapojení, správnou polaritu a směr instalace diod nebo mikroobvodů. Jakákoli chyba může vést k selhání důležitých dílů, které budou muset být zakoupeny znovu.
5. Po dokončení montáže se doporučuje desku znovu pečlivě prohlédnout, zkontrolovat správnost spojů, kvalitu pájení a další důležité body.
6. Deska se umístí do pouzdra, provede se zkušební provoz a zařízení se nakonfiguruje.

Jak nastavit

Pro konfiguraci zařízení musíte mít buď referenční zařízení, nebo znát jmenovité napětí odpovídající konkrétní teplotě kontrolovaného prostředí. Jednotlivá zařízení mají své vzorce znázorňující závislost napětí na komparátoru na teplotě. Například pro senzor LM335 tento vzorec vypadá takto:

V = (273 + T) 0,01,

kde T je požadovaná teplota ve stupních Celsia.

V jiných schématech se nastavení provádí výběrem hodnot nastavovacích odporů při vytváření určité známé teploty. V každém konkrétním případě lze použít naše vlastní metody, optimálně přizpůsobené stávajícím podmínkám nebo použitému zařízení. Liší se také požadavky na přesnost zařízení, takže v zásadě neexistuje jediná technologie seřízení.

Základní závady

Nejčastější poruchou podomácku vyrobených termostatů je nestabilita odečtů termistoru způsobená nekvalitními díly. Navíc často dochází k potížím s nastavením režimů způsobených nesouladem hodnocení nebo změnami ve složení dílů nutných pro správný chod zařízení. Většina možných problémů přímo závisí na úrovni školení technika, který sestavuje a konfiguruje zařízení, protože dovednosti a zkušenosti v této věci znamenají hodně. Odborníci však říkají, že výroba termostatu vlastníma rukama je užitečný praktický úkol, který poskytuje dobré zkušenosti s vytvářením elektronických zařízení.

Pokud nedůvěřujete svým schopnostem, je lepší použít hotové zařízení, kterých je v prodeji spousta. Je třeba vzít v úvahu, že selhání regulátoru v nejméně vhodnou chvíli může způsobit vážné potíže, jejichž odstranění bude vyžadovat úsilí, čas a peníze. Při rozhodování o vlastní montáži byste proto měli k problému přistupovat co nejzodpovědněji a pečlivě zvážit své možnosti.

Z nějakého důvodu se mnoho automobilových nadšenců jednoduše nespokojí s obvyklým číselníkem teploty motoru na palubní desce automobilu. Je to dáno především tím, že takové senzory ve většině případů ukazují nepřesné a někdy i nesprávné údaje. V dnešním článku si povíme o možném řešení tohoto problému a řešením bude instalace nového čidla s digitálním ukazatelem teploty.

Důvod, proč úchylkoměry ukazují nesprávná data, je obvykle ten, že jejich provozní rozsah, který je přibližně 300-400 ohmů, má nějakou chybu až 50 ohmů. Z tohoto důvodu se zobrazují nepřesná data. Digitální ukazatel zase nemá chyby ve výstupu dat a je schopen přesněji určit teplotu motoru a přenést její hodnotu na číselník. Kromě toho jsou tyto indikátory vybaveny dalším množstvím užitečných funkcí, jako jsou:

Zapnutí ventilátoru na chladiči, když teplota motoru dosáhne 910C a jeho vypnutí při 880C;
Aplikace zvukového signálu, něco ve formě alarmu, když teplota dosáhne 990C a vypne se při 980C;
Zapnutí dalšího signálu při kritických 1100C;

V jistém smyslu lze říci, že tento ukazatel nejen měří přesnou teplotu motoru, ale má také (byť sníženou) funkčnost palubních počítačů.

Toto zařízení je konfigurováno tak, že spínací teplota snímače ventilátoru 2103-07, jejíž rozsah je na obou stranách zúžen o 10C. To je potřeba pro přesnější měření teploty v bloku motoru a ne na chladiči.
Vlastní teplotní čidlo je umístěno v pouzdře standardního starého teplotního čidla TM106. Před umístěním je vše ošetřeno teplovodivou pastou a vyroben konektor tak, že pokud je teplotní čidlo vadné nebo vypadne z provozu, lze jej vyměnit bez deformace samotného pouzdra.

Pokud nemáte firmware snímače, diagram vám neposkytne žádné užitečné informace. Firmware pro výše uvedený obvod lze nalézt na tomto odkazu. Tato možnost vám pomůže připojit několik teploměrů najednou a také použít jedno ze zařízení PIC, ze kterých si můžete vybrat.

V našem případě se jednalo o vůz VAZ 2110, který neměl dodatečný otvor pro číselník snímače, takže jsme si jej vyřízli sami. Po instalaci ciferníku se může stát, že jas ciferníku převyšuje jas ostatních nástrojů na panelu, proto jsme na ciferník aplikovali ztmavující plochu, která jeho jas trochu snížila.
Tento malý tuning vašeho vozu vám zajistí přesnější sledování teplotních parametrů motoru vozu a také vás včas upozorní na přehřátí.

Mezi četným sortimentem užitečných zařízení, která přinášejí pohodlí do našich životů, existuje velké množství těch, které si můžete vyrobit vlastníma rukama. Toto číslo zahrnuje také termostat, který zapíná nebo vypíná topné a chladicí zařízení podle konkrétní teploty, na kterou je nastaveno. Toto zařízení se skvěle hodí pro období chladného počasí, například do sklepa, kde potřebujete uskladnit zeleninu. Jak tedy vyrobit termostat vlastníma rukama a jaké díly k tomu budou potřeba?

DIY termostat: schéma

O konstrukci termostatu můžeme říci, že není nijak zvlášť složitý, z tohoto důvodu většina radioamatérů začíná s tímto zařízením svůj výcvik a také na něm zdokonaluje své dovednosti a řemeslo. Obvodů zařízení můžete najít velmi velké množství, ale nejběžnější je obvod využívající tzv. komparátor.

Tento prvek má několik vstupů a výstupů:

• Jeden vstup reaguje dodáním referenčního napětí, které odpovídá požadované teplotě;
• Druhý přijímá napětí z teplotního čidla.

Komparátor sám přijímá všechny příchozí odečty a porovnává je. Pokud na výstupu vygeneruje signál, sepne relé, které bude dodávat proud do topné nebo chladicí jednotky.

Jaké díly budete potřebovat: DIY termostat

Pro teplotní čidlo se nejčastěji používá termistor, jedná se o prvek, který reguluje elektrický odpor v závislosti na odečtené teplotě.

Polovodičové části se také často používají:

• diody;
• Tranzistory.

Teplota by měla mít stejný vliv na jejich vlastnosti. To znamená, že při zahřátí by se měl zvýšit proud tranzistoru a zároveň by měl přestat fungovat, navzdory příchozímu signálu. Je třeba vzít v úvahu, že takové části mají velkou nevýhodu. Kalibrace je příliš obtížná, přesněji řečeno, bude obtížné spojit tyto části s některými teplotními senzory.

V tuto chvíli však průmysl nestojí na místě a můžete vidět zařízení z řady 300, to je LM335, který je stále více doporučován odborníky a LM358n. I přes velmi nízkou cenu zaujímá tato část první místo ve značení a je orientována na kombinaci s domácími spotřebiči. Za zmínku stojí, že modifikace této části LM 235 a 135 se úspěšně používají ve vojenském a průmyslovém sektoru. Včetně asi 16 tranzistorů ve své konstrukci je senzor schopen pracovat jako stabilizátor a jeho napětí bude zcela záviset na indikátoru teploty.

Závislost je následující:

1. Pro každý stupeň bude asi 0,01 V, pokud se zaměříte na Celsia, pak při 273 bude výstupní výsledek 2,73 V.
2. Provozní rozsah je omezen na -40 až +100 stupňů. Díky takovým indikátorům se uživatel pokusem a omylem zcela zbaví úprav a požadovaná teplota bude v každém případě zajištěna.

Dále kromě teplotního čidla budete potřebovat komparátor, nejlépe pořídit LM 311, který vyrábí stejný výrobce, potenciometr pro generování referenčního napětí a nastavení výstupu pro sepnutí relé. Nezapomeňte si zakoupit napájecí zdroj a speciální indikátory.

DIY regulátor teploty: výkon a zatížení

Pokud jde o připojení LM 335, musí být sériové. Všechny odpory musí být zvoleny tak, aby celkový proud, který prochází teplotním čidlem, odpovídal hodnotám od 0,45 mA do 5 mA. Značka by neměla být překročena, protože senzor se přehřeje a zobrazí zkreslená data.

Termostat lze napájet několika způsoby:

• Použití napájecího zdroje orientovaného na 12 V;
• Použití jakéhokoli jiného zařízení, jehož napájení nepřekračuje výše uvedený údaj, ale proud protékající cívkou by neměl překročit 100 mA.

Ještě jednou připomeňme, že proud v obvodu snímače by neměl překročit 5 mA, z tohoto důvodu budete muset použít vysoce výkonný tranzistor. Nejlepší je KT 814. Samozřejmě, pokud se chcete vyhnout použití tranzistoru, můžete použít relé s nižší proudovou úrovní. Může pracovat s napětím 220 V.

Domácí termostat: pokyny krok za krokem

Pokud jste zakoupili všechny potřebné komponenty pro montáž, nezbývá než si prostudovat podrobné pokyny. Budeme uvažovat příklad snímače teploty navrženého pro 12V.

Domácí regulátor teploty je sestaven podle následujícího principu:

1. Připravujeme tělo. Můžete použít staré mušle z měřiče, například z instalace Granit-1.
2. Vyberete si obvod, který se vám nejvíce líbí, ale můžete se také zaměřit na desku z měřiče. Pro připojení potenciometru je nutný dopředný zdvih označený „+“, inverzní vstup označený „–“ bude použit pro připojení teplotního čidla. Pokud se stane, že napětí na přímém vstupu je vyšší, než je požadováno, výstup se nastaví na vysokou úroveň a tranzistor začne napájet relé a to zase topné těleso. Jakmile výstupní napětí překročí přípustnou úroveň, relé se vypne.
3. Aby termostat fungoval na čas a byly zajištěny teplotní rozdíly, bude potřeba provést záporné spojení pomocí odporu, který je vytvořen mezi přímým vstupem a výstupem komparátoru.
4. Co se týče transformátoru a jeho napájení, možná budete potřebovat indukční cívku ze starého elektroměru. Aby napětí odpovídalo 12 voltům, budete muset udělat 540 otáček. Osadit je bude možné pouze v případě, že průměr drátu není větší než 0,4 mm.

To je vše. V těchto malých krocích leží veškerá práce na vytvoření termostatu vlastníma rukama. Sami to možná bez určitých dovedností hned tak nezvládnete, ale pomocí foto a video návodů si budete moci vyzkoušet všechny své dovednosti.

Díky svému jednoduchému designu lze vlastnoručně vytvořený tepelný regulátor použít kdekoli.

Například:

• Pro vytápěné podlahy;
• Pro sklep;
• Může upravit teplotu vzduchu;
• Pro troubu;
• Pro akvárium, kde bude řízena teplota vody;
• Pro řízení hodnoty teploty čerpadla elektrokotle (jeho zapínání a vypínání);
• A dokonce i pro auto.

Není nutné používat digitální, elektronický nebo mechanický komerční tepelný spínač. Po zakoupení levného tepelného relé upravte napájení triaku a termočlánku a vaše domácí zařízení nebude fungovat hůř než to zakoupené.

Jak vyrobit termostat vlastníma rukama (video)

V našem článku o vytvoření termostatu sami byly uvedeny všechny hlavní body, od nezbytných detailů pro návrh až po podrobné pokyny. Nespěchejte s tvorbou hned, prostudujte si literaturu a rady zkušených řemeslníků. Pouze správným přístupem dosáhnete dokonalého výsledku na první pokus.

Autonomní vytápění soukromého domu vám umožňuje zvolit individuální teplotní podmínky, což je pro obyvatele velmi pohodlné a ekonomické. Abyste nenastavovali v interiéru při každé změně počasí venku jiný režim, můžete k vytápění použít termostat nebo termostat, který lze nainstalovat jak na radiátory, tak na kotel.

Automatická regulace tepla v místnosti

K čemu to je

• Nejběžnější na území Ruské federace je , na plynové kotle. Ne ve všech oblastech a lokalitách je ale takový, abych tak řekl, luxus. Důvody jsou nejbanálnější - nedostatek tepelných elektráren nebo centrálních kotelen a také plynové rozvody v okolí.
• Navštívili jste někdy v zimě obytný dům, čerpací stanici nebo meteostanici vzdálenou od hustě obydlených oblastí, kdy jediným komunikačním prostředkem jsou saně s dieselovým motorem? V takových situacích velmi často zajišťují vytápění vlastními rukama pomocí elektřiny.

• Pro malé místnosti, například jedna místnost pro službu na čerpací stanici, stačí - to bude stačit pro nejkrutější zimu, ale pro větší plochu bude zapotřebí topný kotel a radiátorový systém. Pro udržení požadované teploty v kotli vám dáváme do pozornosti domácí ovládací zařízení.

Senzor teploty

• Tato konstrukce nevyžaduje termistory nebo různé snímače typu TCM, zde je místo něj použit obyčejný bipolární tranzistor. Jako u všech polovodičových součástek i její provoz do značné míry závisí na prostředí, přesněji na jeho teplotě. Se stoupající teplotou se zvyšuje kolektorový proud a to negativně ovlivňuje činnost zesilovacího stupně - pracovní bod se posouvá, dokud není signál zkreslený a tranzistor jednoduše nereaguje na vstupní signál, to znamená, že přestane fungovat.

• Diody jsou také polovodiče a stoupající teploty je také negativně ovlivňují. Při t25⁰C bude „kontinuita“ volné křemíkové diody ukazovat 700 mV a pro trvalou - asi 300 mV, ale pokud teplota stoupne, dopředné napětí zařízení se odpovídajícím způsobem sníží. Takže když se teplota zvýší o 1⁰C, napětí se sníží o 2 mV, tedy -2 mV/1⁰C.

• Tato závislost polovodičových součástek umožňuje jejich použití jako snímače teploty. Celý provozní obvod termostatu je založen na této negativní kaskádové vlastnosti s pevným základním proudem (schéma na fotografii výše).
• Snímač teploty je namontován na tranzistoru VT1 typu KT835B, kaskádová zátěž je rezistor R1 a stejnosměrný provozní režim tranzistoru je nastaven odpory R2 a R3. Aby bylo zajištěno, že napětí na emitoru tranzistoru při pokojové teplotě je 6,8 V, je rezistorem R3 nastaveno pevné předpětí.

Rada. Z tohoto důvodu je v diagramu R 3 označeno * a zde by nemělo být dosahováno zvláštní přesnosti, pokud zde nejsou velké rozdíly. Tato měření lze provádět vzhledem ke kolektoru tranzistoru připojenému napájecím zdrojem ke společnému měniči.

• Tranzistor pnp KT835B Speciálně vybraný, jeho kolektor je připojen ke kovové desce těla, která má otvor pro připevnění polovodiče k radiátoru. Právě tímto otvorem je zařízení připevněno k desce, ke které je také připevněn podvodní drát.
• Sestavené čidlo se připevňuje k topné trubce pomocí kovových příchytek a konstrukce nemusí být izolována žádným těsněním od topného potrubí. Kolektor je totiž připojen jedním vodičem ke zdroji energie - to značně zjednodušuje celý snímač a zlepšuje kontakt.

Komparátor

• srovnávač, namontovaný na operačním zesilovači OR1 typ K140UD608, nastavuje teplotu. Invertibilní vstup R5 je napájen napětím z emitoru VT1 a přes R6 je neinvertibilní vstup napájen napětím z motoru R7.
• Toto napětí určuje teplotu pro vypnutí zátěže. Horní a dolní rozsah pro nastavení prahové hodnoty pro spouštění komparátoru se nastavuje pomocí R8 a R9. Požadovanou posterezi komparátoru zajišťuje R4.

Správa zátěže

• Na VT2 a Rel1 je vyrobeno zařízení pro regulaci zátěže a je zde umístěn indikátor provozního režimu termostatu - červený při topení a zelený při dosažení požadované teploty. K vinutí Rel1 je paralelně připojena dioda VD1, která chrání VT2 před napětím způsobeným samoindukcí na cívce Rel1 při vypnutí.

Rada. Výše uvedený obrázek ukazuje, že přípustný spínací proud relé je 16A, což znamená, že umožňuje ovládání zátěže až 3 kW. Pro odlehčení použijte zařízení o výkonu 2-2,5 kW.

pohonná jednotka

• Libovolná instrukce umožňuje skutečnému termostatu kvůli nízké spotřebě použít jako zdroj levný čínský adaptér. Usměrňovač 12V si můžete sestavit i sami se spotřebou proudu obvodu maximálně 200mA. K tomuto účelu je vhodný transformátor s výkonem do 5 W a výkonem 15 až 17 V.
• Diodový můstek je vyroben pomocí diod 1N4007 a stabilizátor napětí je založen na integrovaném typu 7812. Vzhledem k nízkému příkonu není nutné instalovat stabilizátor na baterii.

Nastavení termostatu

• Ke kontrole snímače můžete použít zcela obyčejnou stolní lampu s kovovým stínidlem. Jak je uvedeno výše, pokojová teplota umožňuje, aby napětí na emitoru VT1 vydrželo asi 6,8 V, ale pokud jej zvýšíte na 90⁰C, napětí klesne na 5,99 V. Pro měření můžete použít běžný čínský multimetr s termočlánkem typu DT838.
• Komparátor funguje následovně: pokud je napětí teplotního čidla na invertujícím vstupu vyšší než napětí na neinvertujícím vstupu, tak na výstupu se bude rovnat napětí napájecího zdroje - bude to logické jeden. Proto se VT2 otevře a relé sepne, čímž se kontakty relé přesunou do režimu vytápění.
• Teplotní čidlo VT1 se zahřívá při zahřívání topného okruhu a při zvyšování teploty klesá napětí na emitoru. V okamžiku, kdy klesne mírně pod napětí, které je nastaveno na motoru R7, získá se logická nula, což vede k vypnutí tranzistoru a vypnutí relé.
• V tuto chvíli není do kotle přiváděno žádné napětí a systém se začíná ochlazovat, což s sebou nese i chlazení čidla VT1. To znamená, že napětí na emitoru vzroste a jakmile překročí hranici nastavenou R7, relé se znovu spustí. Tento proces se bude neustále opakovat.
• Jak jste pochopili, cena takového zařízení je nízká, ale umožňuje vám udržovat požadovanou teplotu za jakýchkoli povětrnostních podmínek. To je velmi výhodné v případech, kdy v místnosti nejsou stálí obyvatelé sledující teplotu, nebo když se lidé neustále navzájem střídají a jsou navíc pracovně vytíženi.

Provoz plynového nebo elektrického kotle lze optimalizovat pomocí externího ovládání jednotky. K tomuto účelu jsou určeny komerčně dostupné dálkové termostaty. Tento článek vám pomůže pochopit, co tato zařízení jsou, a porozumět jejich odrůdám. Bude také diskutovat o otázce, jak sestavit tepelné relé vlastníma rukama.

Účel termostatů

Jakýkoli elektrický nebo plynový kotel je vybaven automatizační sadou, která sleduje ohřev chladicí kapaliny na výstupu z jednotky a po dosažení nastavené teploty vypne hlavní hořák. Podobnými prostředky jsou vybaveny i kotle na tuhá paliva. Umožňují udržovat teplotu vody v určitých mezích, ale nic víc.

V tomto případě se neberou v úvahu klimatické podmínky uvnitř nebo venku. To není příliš pohodlné, majitel domu musí neustále sám volit vhodný provozní režim kotle. Počasí se může během dne změnit, pak se místnosti zahřejí nebo ochladí. Mnohem pohodlnější by bylo, kdyby automatika kotle byla orientována na teplotu vzduchu v místnostech.

Pro řízení provozu kotlů v závislosti na aktuální teplotě se používají různé termostaty vytápění. Po připojení k elektronice kotle se takové relé vypne a začne topit, přičemž udržuje požadovanou teplotu vzduchu, nikoli chladicí kapaliny.

Typy tepelných relé

Konvenční termostat je malá elektronická jednotka instalovaná na stěně na vhodném místě a připojená ke zdroji tepla pomocí vodičů. Na předním panelu je pouze regulátor teploty, jedná se o nejlevnější typ zařízení.

Kromě toho existují další typy tepelných relé:

• programovatelné: mají displej z tekutých krystalů, jsou připojeny pomocí vodičů nebo využívají bezdrátovou komunikaci s kotlem. Program umožňuje nastavit změny teploty v určitou denní dobu a podle dne v týdnu;
• stejné zařízení, pouze vybavené GSM modulem;
• autonomní regulátor napájený vlastní baterií;
• bezdrátové tepelné relé s dálkovým senzorem pro řízení procesu ohřevu v závislosti na okolní teplotě.

Poznámka. Model, kde je čidlo umístěno mimo budovu, zajišťuje řízení provozu instalace kotle v závislosti na počasí. Metoda je považována za nejúčinnější, protože zdroj tepla reaguje na měnící se povětrnostní podmínky ještě dříve, než ovlivní teplotu uvnitř budovy.

Multifunkční tepelná relé, která lze naprogramovat, výrazně šetří energii. V těch hodinách dne, kdy nikdo není doma, nemá smysl udržovat vysokou teplotu v místnostech. Majitel domu, který zná pracovní rozvrh své rodiny, může vždy naprogramovat teplotní spínač tak, aby v určitých časech teplota vzduchu klesla a topení se zapnulo hodinu před příchodem lidí.

Domácí termostaty vybavené GSM modulem jsou schopny zajistit dálkové ovládání instalace kotle prostřednictvím mobilní komunikace. Možností rozpočtu je zasílání upozornění a příkazů formou SMS zpráv z mobilního telefonu. Pokročilé verze zařízení mají na chytrém telefonu nainstalované vlastní aplikace.

Jak sestavit tepelné relé sami?

Prodávaná zařízení pro regulaci vytápění jsou poměrně spolehlivá a nezpůsobují žádné stížnosti. Ale zároveň stojí peníze, a to nevyhovuje těm majitelům domů, kteří mají alespoň trochu znalosti elektrotechniky nebo elektroniky. Koneckonců, pochopíte, jak by takové tepelné relé mělo fungovat, můžete jej sestavit a připojit k tepelnému generátoru vlastníma rukama.

Samozřejmě ne každý dokáže vyrobit složité programovatelné zařízení. K sestavení takového modelu je navíc nutné zakoupit komponenty, stejný mikrokontrolér, digitální displej a další díly. Pokud jste v této věci nováčci a problematice rozumíte povrchně, pak byste měli začít s nějakým jednoduchým obvodem, sestavit jej a uvést do provozu. Po dosažení pozitivního výsledku můžete přejít k něčemu vážnějšímu.

Nejprve musíte mít představu o tom, z jakých prvků by se měl termostat s regulací teploty skládat. Odpověď na otázku je dána výše uvedeným schématem zapojení, které odráží provozní algoritmus zařízení. Podle schématu musí mít každý termostat prvek, který měří teplotu a posílá elektrický impuls do procesorové jednotky. Ten má za úkol tento signál zesílit nebo převést tak, aby sloužil jako povel pro akční člen – relé. Dále představíme 2 jednoduché obvody a vysvětlíme jejich činnost v souladu s tímto algoritmem, aniž bychom se uchylovali ke konkrétním termínům.

Obvod se zenerovou diodou

Zenerova dioda je stejná polovodičová dioda, která propouští proud pouze v jednom směru. Rozdíl oproti diodě je v tom, že zenerova dioda má ovládací kontakt. Dokud je do něj přiváděno nastavené napětí, je prvek otevřený a obvodem protéká proud. Když jeho hodnota klesne pod limit, řetěz se přetrhne. První možností je obvod tepelného relé, kde zenerova dioda hraje roli logické řídicí jednotky:

Jak vidíte, schéma je rozděleno na dvě části. Na levé straně je část před ovládacími kontakty relé (označení K1). Zde je měřicí jednotkou tepelný odpor (R4), jehož odpor se s rostoucí teplotou okolí snižuje. Ruční regulátor teploty je proměnný rezistor R1, napájení obvodu je 12 V. V normálním režimu je na ovládacím kontaktu zenerovy diody napětí více než 2,5 V, obvod je uzavřen, relé je zapnuto.

Rada. Jakékoli levné komerčně dostupné zařízení může sloužit jako zdroj 12 V. Relé – jazýčkový spínač značky RES55A nebo RES47, tepelný odpor – KMT, MMT nebo podobné.

Jakmile teplota stoupne nad nastavenou mez, odpor R4 klesne, napětí klesne pod 2,5 V a zenerova dioda přeruší obvod. Poté relé udělá totéž a vypne výkonovou část, jejíž schéma je znázorněno vpravo. Zde je jednoduché tepelné relé pro kotel vybaveno triakem D2, který spolu se zapínacími kontakty relé slouží jako výkonná jednotka. Prochází jím napájecí napětí kotle 220 V.

Obvod s logickým čipem

Tento obvod se od předchozího liší tím, že místo zenerovy diody používá logický čip K561LA7. Teplotní čidlo je stále termistor (označení VDR1), teprve nyní rozhoduje o uzavření obvodu logický blok mikroobvodu. Mimochodem, značka K561LA7 se vyrábí už od sovětských dob a stojí pouhé haléře.

Pro střední zesílení impulsů je použit tranzistor KT315, za stejným účelem je v koncovém stupni instalován druhý tranzistor KT815. Toto schéma odpovídá levé straně předchozího, pohonná jednotka zde není zobrazena. Jak asi tušíte, může to být podobné – s triakem KU208G. Činnost takového domácího tepelného relé byla testována na kotlích ARISTON, BAXI, Don.

Závěr

Připojení termostatu ke kotli sami není obtížný úkol, na internetu je na toto téma spousta materiálu. Vyrobit si to sami od začátku ale není tak snadné, navíc k nastavení potřebujete měřič napětí a proudu. Rozhodnutí, zda si koupíte hotový výrobek, nebo ho začnete vyrábět sami.

Představuji elektronický vývoj - podomácku vyrobený termostat pro elektrické vytápění. Teplota pro topný systém se nastavuje automaticky na základě změn venkovní teploty. Termostat nemusí ručně zadávat nebo měnit hodnoty, aby udržoval teplotu v topném systému.

V topné síti jsou podobná zařízení. U nich je jasně uveden vztah mezi průměrnými denními teplotami a průměrem topné stoupačky. Na základě těchto údajů se nastaví teplota pro topný systém. Jako základ jsem vzal tuto tabulku topné sítě. Některé faktory jsou mi samozřejmě neznámé, budova může být například nezateplená. Tepelná ztráta takové budovy bude velká, vytápění může být nedostatečné pro běžné vytápění prostor. Termostat má schopnost provádět úpravy pro tabulková data. (více o materiálu si můžete přečíst na tomto odkazu).

Plánoval jsem ukázat video termostatu v provozu, s eklektickým kotlem (25KW) připojeným k topnému systému. Jak se ale ukázalo, budova, pro kterou se to všechno dělalo, nebyla dlouho obydlená, po prohlídce topný systém téměř úplně zchátral. Kdy bude vše obnoveno, se neví, možná to nebude letos. Vzhledem k tomu, že v reálných podmínkách nemohu nastavovat termostat a sledovat dynamiku měnících se teplotních procesů jak v topení, tak venku, zvolil jsem jinou cestu. Pro tyto účely jsem postavil model topného systému.

Roli elektrokotle plní skleněná podlahová litrová nádoba, roli topného tělesa na vodu je pětisetwattový bojler. Ale s takovým objemem vody byl tento výkon nadbytečný. Proto byl kotel připojen přes diodu snižující výkon ohřívače.

Dva hliníkové průtokové radiátory zapojené do série odvádějí teplo z topného systému a tvoří jakousi baterii. Pomocí chladiče vytvářím dynamiku chlazení otopné soustavy, jelikož program v termostatu hlídá rychlost nárůstu a poklesu teploty v otopné soustavě. Na zpátečce je digitální teplotní čidlo T1, na jehož základě je udržována nastavená teplota v topném systému.

Aby topný systém začal pracovat, je nutné, aby čidlo T2 (venkovní) zaznamenalo pokles teploty pod +10C. Pro simulaci změn venkovní teploty jsem navrhl mini ledničku využívající Peltierův článek.

Popisovat provoz celé domácí instalace nemá smysl, vše jsem natočil na video.

Několik bodů o sestavení elektronického zařízení:

Elektronika termostatu je umístěna na dvou deskách plošných spojů, k prohlížení a tisku budete potřebovat program SprintLaut verze 6.0 nebo vyšší. Termostat pro vytápění je namontován na DIN lištu, díky pouzdru řady Z101, ale nic vám nebrání umístit veškerou elektroniku do jiného pouzdra vhodné velikosti, hlavní je, aby vám vyhovoval. Pouzdro Z101 nemá okénko pro indikátor, takže si jej budete muset označit a oříznout sami. Jmenovité hodnoty rádiových komponent jsou uvedeny na schématu, kromě svorkovnic. Pro připojení vodičů jsem použil svorkovnice řady WJ950-9,5-02P (9 ks), lze je však nahradit jinými, při výběru dbejte na to, aby se rozteč mezi nožičkami shodovala a výška svorky blok nepřekáží při zavírání krytu. Termostat používá mikrokontrolér, který je potřeba naprogramovat, samozřejmě poskytuji i firmware pro volný přístup (možná bude nutné ho za provozu upravit). Při blikání mikrokontroléru nastavte generátor vnitřních hodin mikrokontroléru na 8 MHz.