DIY termostaat: lihtsad juhised ja ühendusskeem. Tööpõhimõte ja seadistamine kodus. Kuidas teha termostaate oma kätega? DIY temperatuuriandur
Eramu autonoomne küte võimaldab valida individuaalsed temperatuuritingimused, mis on elanike jaoks väga mugav ja ökonoomne. Et mitte seada siseruumides iga kord, kui väljas ilm muutub, erinevat režiimi, saab kütteks kasutada termostaati või termostaati, mille saab paigaldada nii radiaatoritele kui ka boilerile.
Automaatne ruumisoojuse reguleerimine
Milleks see on
- Vene Föderatsiooni territooriumil on kõige levinum , gaasikatel. Aga sellist, nii-öelda luksust, pole kõikides piirkondades ja paikkondades saada. Selle põhjused on kõige banaalsemad - soojuselektrijaamade või tsentraalsete katlamajade, samuti lähedal asuvate gaasitrasside puudumine.
- Kas olete kunagi külastanud tiheasustusaladest eemal asuvat elamut, pumbajaama või ilmajaama talvel, mil ainsaks sidevahendiks on diiselmootoriga kelk? Sellistes olukordades korraldavad nad väga sageli kütte oma kätega, kasutades elektrit.
- Väikestes ruumides piisab näiteks ühest toast pumbajaama valves olevale inimesele - kõige karmima talve jaoks piisab, kuid suurema pinna jaoks on vaja küttekatelt ja radiaatorisüsteemi. Soovitud temperatuuri hoidmiseks katlas juhime teie tähelepanu omatehtud juhtseadmele.
Temperatuuriandur
- See disain ei vaja termistore ega erinevaid TCM tüüpi andureid, siin kasutatakse selle asemel tavalist bipolaarset transistorit. Nagu kõik pooljuhtseadmed, sõltub selle töö suuresti keskkonnast, täpsemalt selle temperatuurist. Temperatuuri tõustes kollektori vool suureneb ja see mõjutab negatiivselt võimendi astme tööd - tööpunkt nihkub, kuni signaal on moonutatud ja transistor lihtsalt ei reageeri sisendsignaalile, see tähendab, et see lakkab töötamast.
- Dioodid on samuti pooljuhid, ja temperatuuri tõus mõjutab ka neid negatiivselt. Temperatuuril t25⁰C näitab vaba ränidioodi “järjepidevus” 700 mV ja püsiva puhul umbes 300 mV, kuid temperatuuri tõustes väheneb vastavalt ka seadme päripinge. Seega, kui temperatuur tõuseb 1⁰C võrra, väheneb pinge 2mV, see tähendab -2mV/1⁰C.
- Selline pooljuhtseadmete sõltuvus võimaldab neid kasutada temperatuurianduritena. Kogu termostaadi tööahel põhineb sellel negatiivsel kaskaadi omadusel fikseeritud baasvooluga (skeem ülaloleval fotol).
- Temperatuuriandur on paigaldatud transistorile VT1 tüüp KT835B, kaskaadkoormuseks on takisti R1 ja transistori alalisvoolu töörežiim seatakse takistitega R2 ja R3. Tagamaks, et toatemperatuuril on transistori emitteri pinge 6,8 V, seatakse takisti R3 poolt fikseeritud eelpinge.
Nõuanne. Sel põhjusel on skeemil R 3 tähistatud tähega * ja erilist täpsust siin saavutada ei tohiks, kui suuri erinevusi pole. Neid mõõtmisi saab teha transistori kollektori suhtes, mis on ühendatud toiteallikaga ühise ajamiga.
- Transistor pnp KT835B spetsiaalselt valitud, selle kollektor on ühendatud metallkorpuse plaadiga, millel on ava pooljuhi kinnitamiseks radiaatori külge. Just selle augu kaudu kinnitatakse seade plaadile, mille külge on kinnitatud ka veealune traat.
- Kokkupandud andur kinnitatakse metallklambrite abil küttetoru külge, ja konstruktsiooni pole vaja isoleerida ühegi küttetoru tihendiga. Fakt on see, et kollektor on ühe juhtmega ühendatud toiteallikaga - see lihtsustab oluliselt kogu andurit ja muudab kontakti paremaks.
Võrdleja
- Võrdleja, paigaldatud operatiivvõimendile OR1 tüüp K140UD608, määrab temperatuuri. Inverteeritavale sisendile R5 antakse pinge emitterist VT1 ja läbi R6 mittepööratavale sisendile mootori R7 pinge.
- See pinge määrab koormuse väljalülitamise temperatuuri.Ülemine ja alumine vahemik komparaatori käivitamise läve seadmiseks määratakse R8 ja R9 abil. Võrdleja nõutava postereesi annab R4.
Koormuse juhtimine
- VT2 ja Rel1 puhul on tehtud koormuse reguleerimise seade ja siin asub termostaadi töörežiimi indikaator - punane kütmisel ja roheline, kui vajalik temperatuur on saavutatud. Rel1 mähisega paralleelselt on ühendatud diood VD1, et kaitsta VT2 pinge eest, mis on põhjustatud Rel1 mähisel väljalülitatud iseinduktsioonist.
Nõuanne. Ülaltoodud jooniselt on näha, et relee lubatud lülitusvool on 16A, mis tähendab, et see võimaldab juhtida kuni 3 kW koormust. Koormuse kergendamiseks kasutage seadet võimsusega 2-2,5 kW.
jõuseade
- Suvaline juhis lubab tõelisel termostaadil väikese võimsuse tõttu kasutada toiteallikana odavat Hiina adapterit. Samuti saate ise kokku panna 12V alaldi, mille voolutarve ei ületa 200mA. Selleks sobib trafo võimsusega kuni 5 W ja väljundvõimsusega 15 kuni 17 V.
- Dioodsild on valmistatud 1N4007 dioodide abil ning pingestabilisaator põhineb integreeritud tüübil 7812. Väikese võimsuse tõttu ei ole vaja akule stabilisaatorit paigaldada.
Termostaadi reguleerimine
- Anduri kontrollimiseks saab kasutada väga tavalist metallvarjuga laualampi. Nagu ülalpool märgitud, võimaldab toatemperatuur VT1 emitteri pingel taluda umbes 6,8 V, kuid kui tõstate selle 90 ⁰C-ni, langeb pinge 5,99 V-ni. Mõõtmiseks võite kasutada tavalist Hiina multimeetrit termopaari tüüpi DT838.
- Võrdleja töötab järgmiselt: kui temperatuurianduri pinge inverteerivas sisendis on kõrgem kui mitteinverteeriva sisendi pinge, siis väljundis on see võrdne toiteallika pingega - see on loogiline üks. Seetõttu avaneb VT2 ja relee lülitub sisse, liigutades relee kontaktid kütterežiimi.
- Temperatuuriandur VT1 soojeneb kütteringi soojenemisel ja temperatuuri tõustes pinge emitteris väheneb. Sel hetkel, kui see langeb veidi alla R7 mootorile seatud pinge, saadakse loogiline null, mis viib transistor väljalülitamiseni ja relee väljalülitamiseni.
- Sel ajal ei anta katlale pinget ja süsteem hakkab jahtuma, millega kaasneb ka VT1 anduri jahutamine. See tähendab, et pinge emitteris tõuseb ja niipea, kui see ületab R7 seatud piiri, käivitub relee uuesti. Seda protsessi korratakse pidevalt.
- Nagu teate, on sellise seadme hind madal, kuid see võimaldab teil säilitada soovitud temperatuuri mis tahes ilmastikutingimustes. See on väga mugav juhtudel, kui ruumis ei ole püsielanikke, kes temperatuuri jälgivad või kui inimesed vahetavad pidevalt üksteist ja on samuti tööga hõivatud.
Gaasi- või elektriboileri tööd saab optimeerida, kasutades seadme välist juhtimist. Müügil olevad kaugtermostaadid on selleks ette nähtud. See artikkel aitab teil mõista, mis need seadmed on, ja mõista nende sorte. Samuti arutatakse küsimust, kuidas termoreleed oma kätega kokku panna.
Termostaatide otstarve
Iga elektri- või gaasikatel on varustatud automaatikakomplektiga, mis jälgib jahutusvedeliku soojenemist seadme väljalaskeava juures ja lülitab põhipõleti välja, kui seatud temperatuur on saavutatud. Sarnaste vahenditega on varustatud ka tahkekütusekatlad. Need võimaldavad teil hoida vee temperatuuri teatud piirides, kuid ei midagi enamat.
Sellisel juhul ei võeta arvesse sise- ega välistingimustes valitsevaid kliimatingimusi. See pole eriti mugav, majaomanik peab pidevalt ise valima katla jaoks sobiva töörežiimi. Päeval võib ilm muutuda, siis lähevad ruumid kuumaks või jahedaks. Palju mugavam oleks, kui katla automaatika oleks orienteeritud ruumide õhutemperatuurile.
Katelde töö juhtimiseks sõltuvalt tegelikust temperatuurist kasutatakse erinevaid küttetermostaate. Katla elektroonikaga ühendatud relee lülitub välja ja hakkab soojendama, säilitades õhu, mitte jahutusvedeliku vajaliku temperatuuri.
Termoreleede tüübid
Tavaline termostaat on väike elektroonikaplokk, mis paigaldatakse seinale sobivasse kohta ja on ühendatud juhtmetega soojusallikaga. Esipaneelil on ainult temperatuuri regulaator, see on odavaim seadme tüüp.
Lisaks sellele on ka muud tüüpi termoreleed:
- programmeeritav: neil on vedelkristallekraan, need on ühendatud juhtmete abil või kasutavad katlaga traadita sidet. Programm võimaldab määrata temperatuurimuutusi teatud kellaaegadel ja nädala jooksul päevade kaupa;
- sama seade, mis on varustatud ainult GSM-mooduliga;
- autonoomne regulaator, mis töötab oma akuga;
- juhtmevaba termorelee kauganduriga kütteprotsessi juhtimiseks olenevalt ümbritsevast temperatuurist.
Märge. Mudel, kus andur asub väljaspool hoonet, tagab katlapaigaldise töö ilmastikust sõltuva juhtimise. Meetodit peetakse kõige tõhusamaks, kuna soojusallikas reageerib muutuvatele ilmastikutingimustele juba enne, kui need mõjutavad hoone sisetemperatuuri.
Multifunktsionaalsed termoreleed, mida saab programmeerida, säästavad oluliselt energiat. Nendel kellaaegadel, mil kedagi kodus pole, pole mõtet tubades kõrget temperatuuri hoida. Teades oma pere töögraafikut, saab majaomanik alati programmeerida temperatuurilüliti nii, et teatud kellaaegadel õhutemperatuur langeb ja küte lülitub sisse tund enne inimeste saabumist.
GSM-mooduliga kodumajapidamises kasutatavad termostaadid on võimelised võimaldama katla paigalduse kaugjuhtimist mobiilside kaudu. Eelarvevalik on teadete ja käskude saatmine mobiiltelefonist SMS-sõnumite kujul. Seadmete täiustatud versioonidel on nutitelefoni installitud oma rakendused.
Kuidas termoreleed ise kokku panna?
Müügil olevad küttejuhtimisseadmed on üsna töökindlad ja ei tekita kaebusi. Kuid samal ajal maksavad need raha ja see ei sobi neile majaomanikele, kellel on vähemalt vähesed teadmised elektrotehnikast või elektroonikast. Lõppude lõpuks, mõistes, kuidas selline termorelee peaks toimima, saate selle oma kätega kokku panna ja soojusgeneraatoriga ühendada.
Muidugi ei saa igaüks teha keerulist programmeeritavat seadet. Lisaks on sellise mudeli kokkupanemiseks vaja osta komponendid, sama mikrokontroller, digitaalne ekraan ja muud osad. Kui olete selles küsimuses uus ja teil on probleemist pealiskaudne arusaam, peaksite alustama mõnest lihtsast vooluringist, selle kokku panema ja tööle panema. Olles saavutanud positiivse tulemuse, võite liikuda millegi tõsisema poole.
Esiteks peab teil olema idee, millistest elementidest peaks koosnema temperatuuriregulaatoriga termostaat. Küsimusele annab vastuse ülaltoodud elektriskeem, mis kajastab seadme tööalgoritmi. Diagrammi järgi peab igal termostaadil olema element, mis mõõdab temperatuuri ja saadab töötlusüksusesse elektriimpulsi. Viimase ülesanne on seda signaali võimendada või teisendada nii, et see toimiks käsuna täiturmehhanismile - releele. Järgmisena tutvustame 2 lihtsat vooluringi ja selgitame nende toimimist vastavalt sellele algoritmile, ilma konkreetseid termineid kasutamata.
Ahel Zener dioodiga
Zeneri diood on sama pooljuhtdiood, mis läbib voolu ainult ühes suunas. Erinevus dioodist seisneb selles, et zeneri dioodil on juhtkontakt. Niikaua kui sellele antakse seatud pinge, on element avatud ja voolu läbib ahelat. Kui selle väärtus langeb alla piiri, kett katkeb. Esimene võimalus on termorelee ahel, kus zeneri diood mängib loogilise juhtseadme rolli:
Nagu näete, on diagramm jagatud kaheks osaks. Vasakul pool on relee juhtkontaktidele eelnev osa (tähis K1). Siin on mõõtühikuks termotakisti (R4), mille takistus väheneb ümbritseva õhu temperatuuri tõustes. Manuaalne temperatuuriregulaator on muutuvtakisti R1, vooluahela toide on 12 V. Tavarežiimis on zeneri dioodi juhtkontaktil pinge üle 2,5 V, ahel on suletud, relee on sisse lülitatud.
Nõuanne. 12 V toiteallikana võib kasutada mis tahes odavat kaubanduslikult saadavat seadet. Relee – pilliroo lüliti mark RES55A või RES47, termotakisti – KMT, MMT vms.
Niipea, kui temperatuur tõuseb üle seatud piiri, langeb R4 takistus, pinge langeb alla 2,5 V ja zeneri diood katkestab vooluahela. Seejärel teeb relee sama, lülitades välja toiteosa, mille skeem on näidatud paremal. Siin on katla lihtne termorelee varustatud triaciga D2, mis koos relee sulgemiskontaktidega toimib täitevüksusena. Seda läbib katla toitepinge 220 V.
Loogikakiibiga vooluahel
See vooluahel erineb eelmisest selle poolest, et zeneri dioodi asemel kasutatakse K561LA7 loogikakiipi. Temperatuuriandur on endiselt termistor (tähis VDR1), alles nüüd teeb ahela sulgemise otsuse mikroskeemi loogiline plokk. Muide, kaubamärki K561LA7 on toodetud juba nõukogude ajast ja see maksab pelgalt sente.
Impulsside vahepealseks võimendamiseks kasutatakse transistorit KT315, samal eesmärgil paigaldatakse lõppfaasis teine transistor KT815. See diagramm vastab eelmise vasakule küljele, toiteplokki siin ei kuvata. Nagu võite arvata, võib see olla sarnane - KU208G triaciga. Sellise omatehtud termorelee tööd on testitud kateldes ARISTON, BAXI, Don.
Järeldus
Termostaadi ühendamine katlaga ise pole keeruline ülesanne, Internetis on sellel teemal palju materjali. Kuid selle ise nullist tegemine polegi nii lihtne, lisaks on seadete tegemiseks vaja pinge- ja voolumõõtjat. See, kas ostate valmistoote või hakkate seda ise valmistama, on teie enda otsustada.
Esitlen elektroonilist arendust - isetehtud termostaati elektrikütteks. Küttesüsteemi temperatuur seatakse automaatselt vastavalt välistemperatuuri muutustele. Termostaat ei pea küttesüsteemi temperatuuri säilitamiseks näitu käsitsi sisestama ega muutma.
Küttevõrgus on sarnased seadmed. Nende jaoks on selgelt välja toodud seos keskmiste ööpäevaste temperatuuride ja kütte tõusutoru läbimõõdu vahel. Nende andmete põhjal määratakse küttesüsteemi temperatuur. Võtsin aluseks selle soojusvõrgu tabeli. Mõned tegurid on mulle muidugi teadmata, hoone võib olla näiteks soojustamata. Sellise hoone soojuskadu on suur, küte võib olla ebapiisav ruumide normaalseks kütmiseks. Termostaadil on võimalus tabeliandmete jaoks kohandada. (materjali kohta saate täpsemalt lugeda sellelt lingilt).
Plaanisin näidata videot töökorras olevast termostaadist, kus küttesüsteemiga ühendatud eklektiline boiler (25KW). Kuid nagu selgus, polnud hoones, mille jaoks seda kõike tehti, pikka aega elatud, ülevaatusel oli küttesüsteem peaaegu täielikult lagunenud. Pole teada, millal kõik taastatakse, võib-olla sel aastal ei jõua. Kuna reaalsetes tingimustes ei saa ma termostaati reguleerida ja temperatuuri muutumise dünaamikat jälgida nii küttes kui ka väljas, siis valisin teistsuguse tee. Nendel eesmärkidel ehitasin küttesüsteemi mudeli.
Elektriboileri rolli täidab klaaspõranda liitrine purk, vee küttekeha rollis on viiesajavatine boiler. Kuid sellise veekoguse juures oli see võimsus üle. Seetõttu ühendati boiler dioodi kaudu, vähendades küttekeha võimsust.
Jadamisi ühendatud kaks alumiiniumist vooluradiaatorit eemaldavad küttesüsteemist soojuse, moodustades omamoodi aku. Jahuti abil loon küttesüsteemi jahutamise dünaamika, kuna termostaadi programm jälgib küttesüsteemi temperatuuri tõusu ja langust. Tagasivoolul on digitaalne temperatuuriandur T1, mille näitude alusel hoitakse küttesüsteemis seatud temperatuuri.
Küttesüsteemi töölehakkamiseks on vajalik, et T2 (välis)andur fikseeriks temperatuuri languse alla +10C. Välistemperatuuri muutuste simuleerimiseks konstrueerisin Peltieri elementi kasutades minikülmiku.
Kogu omatehtud installatsiooni toimimist pole mõtet kirjeldada, filmisin kõik videole.
Mõned punktid elektroonikaseadme kokkupanemise kohta:
Termostaadi elektroonika asub kahel trükkplaadil, vaatamiseks ja printimiseks vajate programmi SprintLaut, versioon 6.0 või uuem. Soojenduseks mõeldud termostaat on tänu Z101 seeria korpusele paigaldatud DIN siinile, kuid miski ei takista kogu elektroonikat teise sobiva suurusega korpusesse paigutamast, peaasi, et sulle sobiks. Z101 korpusel pole indikaatori jaoks akent, seega peate selle ise märgistama ja lõikama. Raadiokomponentide nimiväärtused on näidatud diagrammil, välja arvatud klemmliistud. Juhtmete ühendamiseks kasutasin WJ950-9.5-02P seeria klemmiplokke (9 tk.), kuid neid saab ka teistega asendada, valikul jälgi, et jalgade samm ühtiks, klemmi kõrgus plokk ei sega korpuse sulgemist. Termostaat kasutab programmeerimist vajavat mikrokontrollerit, loomulikult annan tasuta juurdepääsuks ka püsivara (seda võib töö käigus muuta). Mikrokontrolleri vilkumisel seadke mikrokontrolleri sisemine kella generaator 8 MHz peale.
Igapäevaelus ja taludes on sageli vaja säilitada ruumi temperatuurirežiim. Varem oli selleks vaja üsna tohutut analoogelementidele tehtud vooluringi, millest ühte kaalume üldiseks arendamiseks. Tänapäeval on kõik palju lihtsam, kui on vaja hoida temperatuuri vahemikus -55 kuni +125°C, siis programmeeritav termomeeter ja termostaat DS1821 saavad selle eesmärgiga suurepäraselt hakkama.
Termostaadi ahel spetsiaalsel temperatuurianduril. Seda DS1821 temperatuuriandurit saab soodsalt osta ALI Expressist (tellimiseks klõpsake ülaloleval pildil)
Termostaadi sisse- ja väljalülitamise temperatuurilävi määravad anduri mälus olevad TH ja TL väärtused, mis tuleb programmeerida DS1821-sse. Kui temperatuur ületab TH-lahtris salvestatud väärtust, ilmub anduri väljundisse loogiline üks tase. Võimalike häirete eest kaitsmiseks on koormuse juhtimisahel rakendatud nii, et esimene transistor lukustatakse selle võrgupinge poollaine sisse, kui see on võrdne nulliga, rakendades seeläbi teise välja paisule eelpinge. -efektiga transistor, mis lülitab sisse optosimistori, mis avab juba koormust juhtiva VS1 sistori . Koormus võib olla mis tahes seade, näiteks elektrimootor või kütteseade. Esimese transistori lukustuskindlust tuleb reguleerida, valides takisti R5 soovitud väärtuse.
Temperatuuriandur DS1820 on võimeline salvestama temperatuure vahemikus -55 kuni 125 kraadi ja töötama termostaadirežiimis.
Termostaadi ahel anduril DS1820
Kui temperatuur ületab ülemise läve TH, on DS1820 väljund loogiline, koormus katkeb võrgust. Kui temperatuur langeb alla madalama programmeeritud taseme TL, ilmub temperatuurianduri väljundisse loogiline null ja koormus lülitatakse sisse. Kui on ebaselgeid kohti, siis isetehtud kujundus laenati 2006. aastaks nr 2-st.
Anduri signaal liigub operatsioonivõimendi CA3130 komparaatori otseväljundisse. Sama operatsioonivõimendi inverteeriv sisend saab jagurilt võrdluspinge. Muutuv takistus R4 seab vajaliku temperatuurirežiimi.
Termostaadi ahel anduril LM35
Kui otsesisendi potentsiaal on madalam kui tihvti 2 jaoks seatud potentsiaal, siis on võrdlusseadme väljundis meie tase umbes 0,65 volti ja kui vastupidi, siis võrdlusseadme väljundis on meil kõrge tase umbes 2,2 volti. Transistoride kaudu operatiivvõimendi väljundist tulev signaal juhib elektromagnetrelee tööd. Kõrgel tasemel lülitub see sisse ja madalal välja, lülitades koormust oma kontaktidega.
TL431 on programmeeritav zeneri diood. Kasutatakse väikese võimsusega vooluahelate võrdluspinge ja toiteallikana. Nõutav pingetase TL431 mikrokoostu juhttihvti juures seatakse takistite Rl, R2 jaguri ja negatiivse TKS R3 termistori abil.
Kui TL431 juhttihvti pinge on kõrgem kui 2,5 V, läbib mikroskeem voolu ja lülitab sisse elektromagnetrelee. Relee lülitab triaki juhtväljundi ja ühendab koormuse. Temperatuuri tõustes langeb termistori takistus ja potentsiaal juhtkontaktil TL431 alla 2,5 V, relee vabastab oma esikontaktid ja lülitab küttekeha välja.
Kasutades takistust R1, reguleerime kütteseadme sisselülitamiseks soovitud temperatuuri taset. See ahel on võimeline juhtima kütteelementi kuni 1500 W. Relee sobib RES55A-le, mille tööpinge on 10...12 V või samaväärne.
Analoogtermostaadi konstruktsiooni kasutatakse seatud temperatuuri hoidmiseks inkubaatoris või talvel köögiviljade hoidmiseks rõdul karbis. Toide saab 12-voldist autoakust.
Disain koosneb releest temperatuuri languse korral ja lülitub välja, kui eelseadistatud lävi tõuseb.
Temperatuur, mille juures termostaadi relee töötab, määratakse K561LE5 mikrolülituse 5. ja 6. kontaktide pingetasemega ning relee väljalülitustemperatuuri määrab kontaktide 1 ja 21 potentsiaal. Temperatuuride erinevust juhib pingelangus. takisti R3. Temperatuuriandurina R4 kasutatakse negatiivse TCR-iga termistorit, st.
Disain on väike ja koosneb vaid kahest ühikust – 554CA3 operatsioonivõimendil põhineval komparaatoril põhinevast mõõteseadmest ja KR1182PM1 võimsusregulaatorile ehitatud kuni 1000 W koormuslülitist.
Operatiivvõimendi kolmas otsesisend saab pideva pinge pingejagurilt, mis koosneb takistustest R3 ja R4. Neljandat pöördsisendit varustatakse pingega teisest jaoturist takistuse R1 ja MMT-4 termistori R2 kaudu.
Temperatuuriandur on termistor, mis asub liivaga klaaskolvis, mis asetatakse akvaariumi. Disaini põhiseade on m/s K554SAZ - pingekomparaator.
Pingejagurilt, mis sisaldab ka termistorit, läheb juhtpinge komparaatori otsesisendisse. Teist komparaatori sisendit kasutatakse vajaliku temperatuuri reguleerimiseks. Pingejaotur on valmistatud takistustest R3, R4, R5, mis moodustavad temperatuurimuutustele tundliku silla. Kui akvaariumi vee temperatuur muutub, muutub ka termistori takistus. See tekitab võrdlusseadme sisendites pinge tasakaalustamatuse.
Sõltuvalt pinge erinevusest sisendites muutub komparaatori väljundolek. Kütteseade on valmistatud nii, et kui vee temperatuur langeb, käivitub akvaariumi termostaat automaatselt ja kui see tõuseb, lülitub see välja. Komparaatoril on kaks väljundit, kollektor ja emitter. Väljatransistori juhtimiseks on vaja positiivset pinget, seetõttu on ahela positiivse joonega ühendatud komparaatori kollektori väljund. Juhtsignaal saadakse emitteri terminalist. Takistid R6 ja R7 on komparaatori väljundkoormus.
Termostaadi kütteelemendi sisse- ja väljalülitamiseks kasutatakse IRF840 väljatransistori. Transistori paisu tühjendamiseks on diood VD1.
Termostaadi ahel kasutab trafodeta toiteallikat. Liigne vahelduvpinge väheneb mahtuvuse C4 reaktantsi tõttu.
Esimese termostaadi konstruktsiooni aluseks on PIC16F84A mikrokontroller DS1621 temperatuurianduriga, millel on l2C liides. Kui toide on sisse lülitatud, lähtestab mikrokontroller esmalt temperatuurianduri sisemised registrid ja seejärel konfigureerib selle. Teisel juhul on mikrokontrolleri termostaat valmistatud juba PIC16F628-l DS1820 anduriga ja juhib ühendatud koormust releekontaktide abil.
DIY temperatuuriandur |
Pooljuhtide p-n-siirde pingelanguse sõltuvus temperatuurist on meie isetehtud anduri loomiseks igati sobiv.
Gaasi- või elektriboileri tööd saab optimeerida, kasutades seadme välist juhtimist. Müügil olevad kaugtermostaadid on selleks ette nähtud. See artikkel aitab teil mõista, mis need seadmed on, ja mõista nende sorte. Samuti arutatakse küsimust, kuidas termoreleed oma kätega kokku panna.
Termostaatide otstarve
Iga elektri- või gaasikatel on varustatud automaatikakomplektiga, mis jälgib jahutusvedeliku soojenemist seadme väljalaskeava juures ja lülitab põhipõleti välja, kui seatud temperatuur on saavutatud. Sarnaste vahenditega on varustatud ka tahkekütusekatlad. Need võimaldavad teil hoida vee temperatuuri teatud piirides, kuid ei midagi enamat.
Sellisel juhul ei võeta arvesse sise- ega välistingimustes valitsevaid kliimatingimusi. See pole eriti mugav, majaomanik peab pidevalt ise valima katla jaoks sobiva töörežiimi. Päeval võib ilm muutuda, siis lähevad ruumid kuumaks või jahedaks. Palju mugavam oleks, kui katla automaatika oleks orienteeritud ruumide õhutemperatuurile.
Katelde töö juhtimiseks sõltuvalt tegelikust temperatuurist kasutatakse erinevaid küttetermostaate. Katla elektroonikaga ühendatud relee lülitub välja ja hakkab soojendama, säilitades õhu, mitte jahutusvedeliku vajaliku temperatuuri.
Termoreleede tüübid
Tavaline termostaat on väike elektroonikaplokk, mis paigaldatakse seinale sobivasse kohta ja on ühendatud juhtmetega soojusallikaga. Esipaneelil on ainult temperatuuri regulaator, see on odavaim seadme tüüp.
Lisaks sellele on ka muud tüüpi termoreleed:
- programmeeritav: neil on vedelkristallekraan, need on ühendatud juhtmete abil või kasutavad katlaga traadita sidet. Programm võimaldab määrata temperatuurimuutusi teatud kellaaegadel ja nädala jooksul päevade kaupa;
- sama seade, mis on varustatud ainult GSM-mooduliga;
- autonoomne regulaator, mis töötab oma akuga;
- juhtmevaba termorelee kauganduriga kütteprotsessi juhtimiseks olenevalt ümbritsevast temperatuurist.
Märge. Mudel, kus andur asub väljaspool hoonet, tagab katlapaigaldise töö ilmastikust sõltuva juhtimise. Meetodit peetakse kõige tõhusamaks, kuna soojusallikas reageerib muutuvatele ilmastikutingimustele juba enne, kui need mõjutavad hoone sisetemperatuuri.
Multifunktsionaalsed termoreleed, mida saab programmeerida, säästavad oluliselt energiat. Nendel kellaaegadel, mil kedagi kodus pole, pole mõtet tubades kõrget temperatuuri hoida. Teades oma pere töögraafikut, saab majaomanik alati programmeerida temperatuurilüliti nii, et teatud kellaaegadel õhutemperatuur langeb ja küte lülitub sisse tund enne inimeste saabumist.
GSM-mooduliga kodumajapidamises kasutatavad termostaadid on võimelised võimaldama katla paigalduse kaugjuhtimist mobiilside kaudu. Eelarvevalik on teadete ja käskude saatmine mobiiltelefonist SMS-sõnumite kujul. Seadmete täiustatud versioonidel on nutitelefoni installitud oma rakendused.
Kuidas termoreleed ise kokku panna?
Müügil olevad küttejuhtimisseadmed on üsna töökindlad ja ei tekita kaebusi. Kuid samal ajal maksavad need raha ja see ei sobi neile majaomanikele, kellel on vähemalt vähesed teadmised elektrotehnikast või elektroonikast. Lõppude lõpuks, mõistes, kuidas selline termorelee peaks toimima, saate selle oma kätega kokku panna ja soojusgeneraatoriga ühendada.
Muidugi ei saa igaüks teha keerulist programmeeritavat seadet. Lisaks on sellise mudeli kokkupanemiseks vaja osta komponendid, sama mikrokontroller, digitaalne ekraan ja muud osad. Kui olete selles küsimuses uus ja teil on probleemist pealiskaudne arusaam, peaksite alustama mõnest lihtsast vooluringist, selle kokku panema ja tööle panema. Olles saavutanud positiivse tulemuse, võite liikuda millegi tõsisema poole.
Esiteks peab teil olema idee, millistest elementidest peaks koosnema temperatuuriregulaatoriga termostaat. Küsimusele annab vastuse ülaltoodud elektriskeem, mis kajastab seadme tööalgoritmi. Diagrammi järgi peab igal termostaadil olema element, mis mõõdab temperatuuri ja saadab töötlusüksusesse elektriimpulsi. Viimase ülesanne on seda signaali võimendada või teisendada nii, et see toimiks käsuna täiturmehhanismile - releele. Järgmisena tutvustame 2 lihtsat vooluringi ja selgitame nende toimimist vastavalt sellele algoritmile, ilma konkreetseid termineid kasutamata.
Ahel Zener dioodiga
Zeneri diood on sama pooljuhtdiood, mis läbib voolu ainult ühes suunas. Erinevus dioodist seisneb selles, et zeneri dioodil on juhtkontakt. Niikaua kui sellele antakse seatud pinge, on element avatud ja voolu läbib ahelat. Kui selle väärtus langeb alla piiri, kett katkeb. Esimene võimalus on termorelee ahel, kus zeneri diood mängib loogilise juhtseadme rolli:
Nagu näete, on diagramm jagatud kaheks osaks. Vasakul pool on relee juhtkontaktidele eelnev osa (tähis K1). Siin on mõõtühikuks termotakisti (R4), mille takistus väheneb ümbritseva õhu temperatuuri tõustes. Manuaalne temperatuuriregulaator on muutuvtakisti R1, vooluahela toide on 12 V. Tavarežiimis on zeneri dioodi juhtkontaktil pinge üle 2,5 V, ahel on suletud, relee on sisse lülitatud.
Nõuanne. 12 V toiteallikana võib kasutada mis tahes odavat kaubanduslikult saadavat seadet. Relee – pilliroo lüliti mark RES55A või RES47, termotakisti – KMT, MMT vms.
Niipea, kui temperatuur tõuseb üle seatud piiri, langeb R4 takistus, pinge langeb alla 2,5 V ja zeneri diood katkestab vooluahela. Seejärel teeb relee sama, lülitades välja toiteosa, mille skeem on näidatud paremal. Siin on katla lihtne termorelee varustatud triaciga D2, mis koos relee sulgemiskontaktidega toimib täitevüksusena. Seda läbib katla toitepinge 220 V.
Loogikakiibiga vooluahel
See vooluahel erineb eelmisest selle poolest, et zeneri dioodi asemel kasutatakse K561LA7 loogikakiipi. Temperatuuriandur on endiselt termistor (tähis VDR1), alles nüüd teeb ahela sulgemise otsuse mikroskeemi loogiline plokk. Muide, kaubamärki K561LA7 on toodetud juba nõukogude ajast ja see maksab pelgalt sente.
Impulsside vahepealseks võimendamiseks kasutatakse transistorit KT315, samal eesmärgil paigaldatakse lõppfaasis teine transistor KT815. See diagramm vastab eelmise vasakule küljele, toiteplokki siin ei kuvata. Nagu võite arvata, võib see olla sarnane - KU208G triaciga. Sellise omatehtud termorelee tööd on testitud kateldes ARISTON, BAXI, Don.
Järeldus
Termostaadi ühendamine katlaga ise pole keeruline ülesanne, Internetis on sellel teemal palju materjali. Kuid selle ise nullist tegemine polegi nii lihtne, lisaks on seadete tegemiseks vaja pinge- ja voolumõõtjat. See, kas ostate valmistoote või hakkate seda ise valmistama, on teie enda otsustada.
Millegipärast pole paljud autohuvilised lihtsalt rahul tavalise mootori temperatuuri näidikuga auto armatuurlaual. See on peamiselt tingitud asjaolust, et sellised andurid näitavad enamikul juhtudel ebatäpseid ja mõnikord ka ebaõigeid andmeid. Tänases artiklis räägime selle probleemi võimalikust lahendusest ja lahenduseks on uue digitaalse temperatuurinäidikuga anduri paigaldamine.
Põhjus, miks näidikud näitavad valeandmeid, on tavaliselt see, et nende töövahemikus, mis on ligikaudu 300-400 oomi, on mõni viga kuni 50 oomi. Seetõttu kuvatakse ebatäpsed andmed. Digitaalne indikaator omakorda ei oma andmeväljundis vigu ning suudab täpsemalt määrata mootori temperatuuri ja edastada selle väärtuse sihverplaadile. Lisaks on sellised indikaatorid varustatud täiendava hulga kasulike funktsioonidega, näiteks:
Radiaatori ventilaatori sisselülitamine, kui mootori temperatuur jõuab 910 ° C-ni ja väljalülitamine 880 ° C juures;
Helisignaali andmine, midagi häire kujul, kui temperatuur jõuab 990C ja lülitab selle välja 980C juures;
Lisasignaali sisselülitamine kriitilise 1100C juures;
Teatud mõttes võib öelda, et see indikaator ei mõõda ainult mootori täpset temperatuuri, vaid omab (ehkki vähendatud) pardaarvutite funktsionaalsust.
See seade on konfigureeritud nii, et ventilaatori anduri 2103-07 lülitustemperatuur, mille vahemik on mõlemalt poolt kitsendatud 10C võrra. Seda on vaja temperatuuri täpsemaks mõõtmiseks mootoriplokis, mitte radiaatoris.
Temperatuuriandur ise on paigutatud tavalise, vana temperatuurianduri TM106 korpusesse. Enne paigaldamist töödeldakse kõike termopastaga ja tehakse pistik, nii et kui temperatuuriandur on defektne või kasutusest väljas, saab selle asendada ilma korpust ennast deformeerimata.
Kui teil pole anduri püsivara, ei anna diagramm teile kasulikku teavet. Ülaltoodud ahela püsivara leiate sellelt lingilt. Noh, see valik aitab teil ühendada mitu termomeetrit korraga ja kasutada mõnda PIC-seadet.
Meie puhul oli auto VAZ 2110, millel ei olnud lisaauku anduri sihverplaadi jaoks, nii et lõikasime selle ise välja. Kui sihverplaat on paigaldatud, võib juhtuda, et sihverplaadi heledus ületab teiste paneelil olevate instrumentide heledust, mistõttu kandsime sihverplaadile tumendava pinna, mis vähendas veidi selle heledust.
See teie auto väike häälestamine võimaldab teil täpsemalt jälgida auto mootori temperatuuri parameetreid ja annab õigeaegselt teada ka ülekuumenemisest.
Enne seadme paigaldamist on parem tutvuda selle tööpõhimõttega. Venemaa turg pakub muljetavaldavat hulka erinevate ettevõtete mudeleid, peaaegu kõik neist töötavad sama skeemi järgi, olenemata nende otstarbest.
Selle plaani järgi valmistatakse seadmed atmosfääri säilitamiseks akvaariumis, inkubaatoris, põrandas jne See võimaldab säilitada soojustingimusi täpsusega ±0,5 0 C.
Seade sisaldab vedela koostise jaoks mõeldud lõõtsa, pooli, varda ja reguleeritavat ventiili.
lihtne termostaadi skeemInkubaatori termostaadi skeem
Montaažijuhised
Vajalikud materjalid, osad ja tööriistad:
- suurendusklaas;
- tangid;
- isoleerlint;
- mitu kruvikeerajat;
- vasktraadid;
- pooljuhid;
- standardsed punased LED-id;
- maksma;
- sepistatud tekstoliit;
- lambid;
- Zeneri diood;
- termistor;
- türistor.
- ekraan ja sisemine generaator võimsusega 4 MGU (digitaalseadmete loomiseks mikrokontrolleril);
Samm-sammult juhised:
- Esiteks, vajate vastavat mikrolülitust, näiteks K561LA7, CD4011
- Tasu tuleb rajade paigaldamiseks ette valmistada.
- Sarnastele skeemideleÜsna sobivad on termistorid võimsusega 1 kOm kuni 15 kOm ja need peavad asuma objekti enda sees.
- Kütteseade tuleb kaasata takisti ahelasse, kuna võimsuse muutus, mis sõltub otseselt kraadide vähenemisest, mõjutab transistore.
- Järgnevalt, soojendab selline mehhanism süsteemi seni, kuni temperatuurianduri sees olev võimsus taastub algse väärtuseni.
- Sarnast tüüpi regulaatori andurid vaja kohandamist. Oluliste muutuste ajal ümbritsevas atmosfääris on vaja kontrollida kütmist objekti sees.
Digiseadme kokkupanek:
- Mikrokontroller tuleb ühendada temperatuurianduriga. Sellel peavad olema väljundpordid, mis on vajalikud standardsete LED-ide paigaldamiseks, mis töötavad koos generaatoriga.
- Pärast seadme ühendamist võrku pingega 220 V lülituvad LEDid automaatselt sisse. See näitab, et seade on töökorras.
- Mikrokontrolleri disain sisaldab mälu. Kui seadme sätted kaovad, tagastab mälu need automaatselt algselt määratud parameetritele.
Konstruktsiooni kokkupanemisel ei tohi unustada ettevaatusabinõusid. Temperatuurianduri kasutamisel vesises või niiskes keskkonnas peavad selle klemmid olema hermeetiliselt suletud. Termistori R5 väärtust saab näidata vahemikus 10 kuni 51 kOhm. Sel juhul peab takisti R5 takistusel olema sarnane väärtus.
Määratud K140UD6 mikroskeemide asemel saate kasutada K140UD7, K140UD8, K140UD12, K153UD2. Zener-dioodina VD1 saab kasutada mis tahes instrumenti, mille stabiliseerimisvõimsus on 11…13 V.
Juhul, kui küttekeha ületab pinget 100 W, peab VD3-VD6 olema võimsuselt parem (näiteks KD246 või nende analoogid, pöördvõimsusega vähemalt 400 V) ja türistor tuleb paigaldada väikestele radiaatoritele. .
Suuremaks tuleks teha ka FU1 väärtus. Seadme juhtimine taandub takistite R2, R6 valimisega, et SCR-i ohutult sulgeda ja avada.
Seade
mehaanilise termostaadi vooluringi skeem
Temperatuur jääb alati samale tasemele, lülitades kütteseadet (kütteelementi) sisse ja välja. Sarnast juhtimispõhimõtet kasutatakse kõigi lihtsate konstruktsioonide puhul.
Võib tunduda, et termostaadi ahel on väga lihtne, kuid niipea, kui läheb seadme kokkupanekuks, tekib palju küsimusi seoses tehnilise osaga.
Termostaadi seade sisaldab:
- Temperatuuriandur– loodud DD1 komparaatori põhjal.
- Termostaadi võtmeahel on võrdlusvõimendi DA1, mis on valmistatud operatsioonivõimendil.
- Nõutav temperatuuriindikaator seatakse takistiga R2, mis on ühendatud DA1 plaadi inverteeriva sisendiga 2.
- Temperatuuriandurina Ilmub termistor R5 (tüüp MMT-4), mis on ühendatud 3. seadme sisendiga.
- Disaini skeem sellel puudub võrgust galvaaniline isolatsioon ja see võtab energiat osade R10, VD1 parameetrilisest stabilisaatorist.
- Seadme toiteallikana Võite võtta odava võrguadapteri. Selle ühendamisel peate juhinduma uue juhtmestiku reeglitest ja nõuetest, kuna ruumi tingimused võivad olla elektriliselt ohtlikud.
Väike kondensaatori C1 toide aitab kaasa võimsuse järkjärgulisele suurenemisele, mis toob kaasa elektrilampide sujuva (mitte rohkem kui 2 sekundit) sisselülitamise.
Isemonteerimise kulud
Täna saab iga sellist vidinat poest osta. Hinnavahemik on üsna lai ja paljude mudelite maksumus on üle 1000 rubla. Finantsinvesteeringute osas on see üsna kahjumlik, seega on palju odavam seda ise teha.
Isemonteerimise kulud on mitu korda väiksemad, nimelt:
- K561LA7 plaat ei maksa rohkem kui 50 rubla;
- termistor võimsusega 1 kOm kuni 15 kOm - umbes 5 rubla;
- LED (2 tk) - 10 hõõruda;
- Zeneri diood - 50 rubla;
- türistor - 20 rubla;
- ekraan – 200 rubla (digitaalseadmete loomiseks mikrokontrolleril);
Lampide, fooliumi ja muude materjalide ostmine ei maksa rohkem kui 100 rubla. Selgub, et isemontaaži kuludele tuleb kulutada mitte rohkem kui 430 rubla ja natuke isiklikku aega. Omanik saab seadet täielikult oma vajadustele kohandada, kasutades selleks lihtsat vooluringi.
Tööpõhimõte
Termostaadi ahel on multifunktsionaalne. Alates selle alusest saate luua mis tahes kohandatud seadme, mis on võimalikult mugav ja lihtne. Toitevõimsus valitakse vastavalt olemasolevale relee pooli pingele.
Reguleerimisseadme tööpõhimõte on gaaside ja vedelike võime jahutamise või kuumutamise ajal kokku suruda või paisuda. Seetõttu põhineb vee ja gaasi konfiguratsioonide töö samal olemusel.
Need erinevad üksteisest ainult maja temperatuurimuutustele reageerimise kiiruse poolest.
Seadme tööpõhimõte põhineb järgmistel etappidel:
- Kuumutava objekti temperatuuri muutuste tagajärjel, on muutus küttemehhanismi jahutusvedeliku töös.
- Koos sellega, see põhjustab sifooni mõõtmete suurenemist või vähendamist.
- Pärast seda, toimub pooli nihe, mis tasakaalustab jahutusvedeliku sisselaskeava.
- Sifooni sisemus gaasiga täidetud, mis hõlbustab temperatuuri ühtlast reguleerimist. Sisseehitatud temperatuuriandur jälgib välistemperatuuri.
- Iga soojustaseme väärtus võrdsustatakse sifoonisisese tööatmosfääri rõhujõu eriväärtus. Puuduva rõhu kompenseerib vedru, mis kontrollib varda tööd.
- Suurenevate kraadide tagajärjel klapikoonus hakkab liikuma sulgumise suunas, kuni töörõhu tase sifoonis on vedru jõudude toimel tasakaalus.
- Kui kraadid langevad, Vedru töö on vastupidine.
Töö tulemus sõltub küttekontuurile otseselt alluva reguleerimisventiili tüübist ja funktsionaalsusest ning toitetoru läbimõõdust.
Liigid
Tootmisettevõtted pakuvad klientidele 3 tüüpi termostaate, millest igaühel on erinevad sisemised signaalid. Need juhivad jahutusvedeliku kuumutamisprotsessi ja ühtlustavad temperatuuri järjekorda.
Signaali laiendamise meetodid:
- Otse jahutusvedelikust. Seda peetakse ebapiisavalt tõhusaks, seetõttu kasutatakse seda harva. Selle töö põhineb keelekümblusanduril või sarnastel mehhanismidel. Võrreldes teiste tüüpidega on see üks kallimaid.
- Sisemised õhulained. See on kõige usaldusväärsem ja ökonoomsem variant. See tasakaalustab selle muutumise ajal õhku, mitte vee soojendamise taset. Lihtne paigaldada korterisse. See suhtleb küttekommunikatsiooniga kaabli abil, mille kaudu signaal edastatakse. Seda tüüpi termostaate uuendatakse pidevalt uute funktsioonidega ja neid on üsna mugav kasutada.
- Välised õhulained. Kõrge efektiivsus saavutatakse, reageerides koheselt mis tahes ilmamuutustele. Diafragma saadetud signaali kujul olevad märgid annavad süsteemile käsu avada või sulgeda kütteseadmega toru.
Lisaks võivad seadmed olla elektrilised ja elektroonilised.
Vastavalt signaali vastuvõtmise skeemile ja võimalusele jagunevad seadmed poolautomaatseteks ja automaatseteks, mis omakorda võivad:
- Kontroll radiaatori ja liiniharu küttetase.
- Rada vastavalt katla võimsusele.
Turul olevate termostaatide ülevaade
Termostaat IWarm 710
Tänapäeval on populaarseimad mudelid E 51.716 ja IWarm 710. Nende mittesüttiv plastpolümeerist korpus on väikese suurusega, kuid sellel on palju kasulikke ülesandeid ja sisseehitatud aku. Sellel on üsna suur sisseehitatud ekraan, mis kuvab vastavad temperatuurinäitajad.
Nende mudelite maksumus on vahemikus 2700 tuhat rubla.
E 51.716 omaduste hulka kuulub asjaolu, et sellel on 3 m pikkune kaabel, see suudab põrandast endalt temperatuuri samaaegselt tasakaalustada ning seadme saab seina sisse ehitada igas asendis.
Ainus, millele enne paigaldamist mõelda, on see, kuidas see täpselt paikneb, et lüliti nupud ei jääks võõrkehade alla ja oleksid kergesti ligipääsetavad.
Termostaadi puudused hõlmavad ebaolulist funktsioonide komplekti aga sarnased seadmed täidavad neid üsna lihtsalt. See võib töö ajal põhjustada ebamugavust. Samuti ei ole E 51.716 ja IWarm 710 mälul automaatset soojendusfunktsiooni, seega peate seda ise tegema.
Mehaanilise tööpõhimõttega elektroonilised regulaatorid:
- Töö reguleerimine põhineb automatiseerimisel ja viiakse läbi paneelil asuvate nuppude abil.
- Sisaldab ekraani, mis näitab eelmist ja määratud kraadi.
- Seadet on võimalik ise konfigureerida: number, tööaeg, küttetsükkel kindla režiimi säilitamisega, saate määrata ka kütteastme.
- Võrreldes mehaaniliste analoogidega, elektriliste mudelite temperatuuri on lihtne reguleerida ligikaudu 0,5 väärtuse võrra.
Sellise mudeli ostmine ei maksa rohkem kui 4 tuhat.
Elektroonilised valikud:
- Kontrollige temperatuuri iseseisvalt.
- Ainult üks seade saab juhtida atmosfääri mitu päeva ette ja iga ruumi jaoks eraldi.
- Võimaldab seadistada eemalolekurežiimi ja ärge kulutage sellele lisaraha, kui kedagi pole kodus.
- Süsteem analüüsib automaatselt töö kvaliteeti seadmed igas toas. Omanik ei pea arvama võimalike talitlushäirete kohta, kuna süsteem tuvastab kõik vead ise.
- Kallite mudelite tootjad andis võimaluse juhtida režiime kodust eemal olles. Reguleerimine toimub sisseehitatud Wi-Fi ruuteri abil.
Selliste seadmete maksumus sõltub sisseehitatud funktsioonide komplektist, seega varieerub see vahemikus 6000 kuni 10 000 tuhat rubla ja rohkem.