Регулятор температуры своими руками: Собираем электронный терморегулятор своими руками схема и подробное описание по сборке устройства — БилдоМан

Содержание

Собираем электронный терморегулятор своими руками схема и подробное описание по сборке устройства

Привет всем любителям электронных самоделок. Недавно я по быстрому смастерил электронный терморегулятор своими руками, схема устройства очень проста. В качестве исполнительного устройства используется электромагнитное реле с мощными контактами, которые могут выдержать ток до 30 ампер. Поэтому рассматриваемая самоделка может использоваться для разных бытовых нужд.

По нижеприведенной схеме, терморегулятор можно использовать, например, для аквариума или для хранения овощей. Кому то он может пригодиться при использовании совместно с электрическим котлом, а кто-то его может приспособить и для холодильника.

Электронный терморегулятор своими руками, схема устройства

Как я уже говорил, схема очень проста, содержит минимум недорогих и распространённых радиодеталей. Обычно терморегуляторы строятся на микросхеме компараторе. Из-за этого устройство усложняется. Данная самоделка построена на регулируемом стабилитроне TL431:

Теперь поговорим подробнее о тех деталях, которые я использовал.

Детали устройства:

Трансформатор понижающий на 12 вольт
Диоды; IN4007, или другие с похожими характеристиками 6 шт.
Конденсаторы электролитические; 1000 мк, 2000 мк, 47 мк
Микросхема стабилизатор; 7805 или другая на 5 вольт
Транзистор; КТ 814А, или другой p-n-p c током коллектора не меньше 0,3 А
Регулируемый стабилитрон; TL431 или советский КР142ЕН19А
Резисторы; 4,7 Ком, 160 Ком, 150 Ом, 910 Ом
Резистор переменный; 150 Ком
Терморезистор в качестве датчика; около 50 Ком с отрицательным ТКС
Светодиод; любой с наименьшим током потребления

Реле электромагнитное; любое на 12 вольт с током потребления 100 мА или меньше
Кнопка или тумблер; для ручного управления

Как сделать терморегулятор своими руками

В качестве корпуса был использован сгоревший электронный счётчик Гранит-1. Плата, на которой расположились все основные радиодетали также от счетчика. Внутри корпуса поместились трансформатор блока питания и электромагнитное реле:

В качестве реле я решил использовать автомобильное, которое можно приобрести в любом автомагазине. Рабочий ток катушки приблизительно 100 миллиампер:

Так как регулируемый стабилитрон маломощный, его максимальный ток не превышает 100 миллиампер, непосредственно включить реле в цепь стабилитрона не получится. Поэтому пришлось использовать более мощный транзистор КТ814. Конечно, схему можно упростить, если применить реле, у которого ток через катушку будет меньше 100 миллиампер, например SRD-12VDC-SL-C или SRA-12VDC-AL. Такие реле можно включить непосредственно в цепь катода стабилитрона.

Немного расскажу о трансформаторе. В качестве, которого я решил использовать нестандартный. У меня завалялась катушка напряжения от старого индукционного счетчика электрической энергии:

Как видно на фотографии там имеется свободное место для вторичной обмотки, я решил попробовать намотать её и посмотреть что получится.

Конечно площадь поперечного сечение сердечника у него маленькая, соответственно и мощность небольшая. Но для данного регулятора температуры этого трансформатора достаточно. По расчётам у меня получилось 45 витков на 1 вольт. Для получения 12 вольт на выходе нужно намотать 540 витков. Чтобы уместить их я использовал провод диаметром 0,4 миллиметра. Конечно, можно использовать готовый блок питания с выходным напряжением 12 вольт или адаптер.

Как вы заметили, в схеме стоит стабилизатор 7805 со стабилизированным выходным напряжением 5 вольт, который питает управляющий вывод стабилитрона. Благодаря этому регулятор температуры получился со стабильными характеристиками, которые не будут изменяться от изменения питающего напряжения.

В качестве датчика я использовал терморезистор, у которого при комнатной температуре сопротивление 50 Ком. При нагревании сопротивление данного резистора уменьшается:

Чтобы защитить его от механических воздействий я применил термоусаживающие трубочки:

Место для переменного резистора R1 нашлось с правой стороны терморегулятора. Так как ось резистора очень короткая пришлось напаять на неё флажок, за который удобно поворачивать. С левой стороны я поместил тумблер ручного управления. При помощи него легко проконтролировать рабочее состояние устройства, при этом, не изменяя выставленную температуру:

Несмотря на то, что клемник бывшего электросчетчика очень громоздкий, убирать его из корпуса я не стал. В него чётко входит вилка, от какого либо прибора, например электрообогревателя. Убрав перемычку (на фотографии желтая справа) и включив вместо перемычки амперметр можно померить силу тока, отдаваемую в нагрузку:

Теперь осталось проградуировать терморегулятор. Для этого нам понадобится цифровой термометр ТМ-902С. Нужно оба датчика устройства соединить вместе при помощи изоленты:

Термометром произвести замер температуры различных предметов горячих, холодных. При помощи маркера нанести шкалу и разметку на терморегуляторе, момент включения реле. У меня получилось от 8 до 60 градусов Цельсия. Если кому-то нужно сдвинуть рабочую температуру в ту или иную сторону, это легко сделать, изменив номиналы резисторов R1, R2, R3:

Вот мы и сделали электронный терморегулятор своими руками. Внешне выглядит вот так:

Чтобы не было видно внутренности устройства, через прозрачную крышку, я ее закрыл скотчем, оставив отверстие под светодиод HL1. Некоторые радиолюбители, кто решил повторить эту схему, жалуются на то, что реле включается, не очень чётко, как бы дребезжит. Я ничего этого не заметил, реле включается и отключается очень чётко. Даже при небольшом изменении температуры, никакого дребезга не происходит. Если все-таки он возникнет нужно подобрать более точно конденсатор C3 и резистор R5 в цепи базы транзистора КТ814.

Собранный терморегулятор по данной схеме включает нагрузку при понижении температуры. Если кому то наоборот понадобится включать нагрузку при повышении температуры, то нужно поменять местами датчик R2 с резисторами R1, R3.

пошаговая инструкция изготовления самодельного устройства.

Регуляторы температуры позволяют

Работу газового или электрического котла можно оптимизировать, если задействовать внешнее управление агрегатом. Для этой цели предназначены выносные терморегуляторы, имеющиеся в продаже. Понять, что это за приборы и разобраться в их разновидностях поможет данная статья. Также в ней будет рассмотрен вопрос, как собрать термореле своими руками.

Назначение терморегуляторов

Любой электрический или газовый котел оборудован комплектом автоматики, отслеживающей нагрев теплоносителя на выходе из агрегата и отключающей основную горелку при достижении заданной температуры. Снабжены подобными средствами и твердотопливные котлы. Они позволяют поддерживать температуру воды в определенных пределах, но не более того.

При этом климатические условия в помещениях или на улице не учитываются. Это не слишком удобно, домовладельцу приходится постоянно подбирать подходящий режим работы котла самостоятельно. Погода может изменяться в течении дня, тогда в комнатах становится жарко либо прохладно. Было бы гораздо удобнее, если автоматика котла ориентировалась на температуру воздуха в помещениях.

Чтобы управлять работой котлав зависимости от фактической температуры, используются различные термореле для отопления. Будучи подключенным к электронике котла, такое реле отключает и запускает нагрев, поддерживая необходимую температуру воздуха, а не теплоносителя.

Виды термореле

Обычный терморегулятор представляют собой небольшой электронный блок, устанавливаемый на стене в подходящем месте и присоединенный к источнику тепла проводами. На передней панели есть только регулятор температуры, это самая дешевая разновидность прибора.

Кроме нее, существуют и другие виды термореле:

программируемые: ммеют жидкокристаллический дисплей, подключаются с помощью проводов либо используют беспроводную связь с котлом. Программа позволяет задать изменение температуры в определенные часы суток и по дням в течение недели;
такой же прибор, только снабженный модулем GSM;
автономный регулятор с питанием от собственной батареи;

беспроводное термореле с выносным датчиком для управления процессом нагрева в зависимости от температуры окружающей среды.

Примечание. Модель, где датчик расположен снаружи здания, обеспечивает погодозависимое регулирование работой котельной установки. Способ считается наиболее эффективным, так как источник тепла реагирует на изменение погодных условий еще до того, как они повлияют на температуру внутри здания.

Многофункциональные термореле, которые можно программировать, существенно экономят энергоносители. В те часы суток, когда дома никого нет, поддерживать высокую температуру в комнатах нет смысла. Зная рабочее расписание своей семьи, домовладелец всегда может запрограммировать реле температуры так, чтобы в определенные часы температура воздуха снижалась, а за час до прихода людей включался нагрев.

Бытовые терморегуляторы, укомплектованные GSM – модулем, способны обеспечить дистанционное управление котельной установкой посредством сотовой связи. Бюджетный вариант – отправка уведомлений и команд в виде SMS – сообщений с мобильного телефона. Продвинутые версии приборов имеют собственные приложения, устанавливаемые на смартфон.

Как собрать термореле самостоятельно?

Приборы для регулирования отопления, имеющиеся в продаже, достаточно надежны и нареканий не вызывают. Но при этом они стоят денег, а это не устраивает тех домовладельцев, кто хоть немного разбирается в электротехнике или электронике. Ведь понимая, как должно функционировать такое термореле, можно собрать и подключить его к теплогенератору своими руками.

Конечно, сделать сложный программируемый прибор под силу далеко не каждому. Кроме того, для сборки подобной модели необходимо закупить комплектующие, тот же микроконтроллер, цифровой дисплей и прочие детали. Если вы в этом деле человек новый и разбираетесь в вопросе поверхностно, то стоит начать с какой-нибудь простой схемы, собрать и запустить ее в работу. Достигнув положительного результата, можно замахнуться на что-то более серьезное.

Для начала надо иметь представление, из каких элементов должно состоять термореле с регулировкой температуры. Ответ на вопрос дает принципиальная схема, представленная выше и отражающая алгоритм действия прибора. Согласно схеме, любой терморегулятор должен иметь элемент, измеряющий температуру и отправляющий электрический импульс в блок обработки. Задача последнего – усилить либо преобразовать этот сигнал таким образом, чтобы он послужил командой исполнительному элементу – реле. Дальше мы представим 2 простые схемы и поясним их работу в соответствии с этим алгоритмом, не прибегая к специфическим терминам.

Схема со стабилитроном

Стабилитрон – это тот же полупроводниковый диод, пропускающий ток лишь в одну сторону. Отличие от диода заключается в том, что у стабилитрона имеется управляющий контакт. Пока к нему подводится установленное напряжение, элемент открыт и ток идет по цепи. Когда его величина становится ниже предельной, цепь разрывается. Первый вариант – это схема термореле, где стабилитрон играет роль логического управляющего блока:

Как видите, схема разделена на две части. С левой стороны изображена часть, предшествующая управляющим контактам реле (обозначение К1). Здесь измерительным блоком является термический резистор (R4), его сопротивление уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Ручной регулятор температуры – это переменный резистор R1, питание схемы – напряжение 12 В. В обычном режиме на управляющем контакте стабилитрона присутствует напряжение более 2.5 В, цепь замкнута, реле включено.

Совет. Блоком питания 12 В может служить любой прибор из недорогих, имеющихся в продаже. Реле – герконовое марки РЭС55А или РЭС47, термический резистор – КМТ, ММТ или им подобный.

Как только температура возрастет выше установленного предела, сопротивление R4 упадет, напряжение станет меньше, чем 2.5 В, стабилитрон разорвет цепь. Следом то же самое сделает и реле, отключив силовую часть, чья схема показана справа. Тут простое термореле для котла снабжено симистором D2, что вместе с замыкающими контактами реле служит исполнительным блоком. Через него проходит напряжение питания котла 220 В.

Схема с логической микросхемой

Эта схема отличается от предыдущей тем, что вместо стабилитрона в ней задействована логическая микросхема К561ЛА7. Датчиком температуры по-прежнему служит терморезистор (обозначение – VDR1), только теперь решение о замыкании цепи принимает логический блок микросхемы. Кстати, марка К561ЛА7 производится еще с советских времен и стоит сущие копейки.

Для промежуточного усиления импульсов задействован транзистор КТ315, с той же целью в конечном каскаде установлен второй транзистор – КТ815. Данная схема соответствует левой части предыдущей, силовой блок здесь не показан. Как нетрудно догадаться, он может быть аналогичным – с симистором КУ208Г. Работа такого самодельного термореле проверена на котлах ARISTON, BAXI, Дон.

Заключение

Самостоятельно подключить термореле к котлу – дело несложное, на эту тему в интернете имеется масса материалов. А вот изготовить его своими руками с нуля не так и просто, кроме того, нужен измеритель напряжения и тока, чтобы произвести настройку. Покупать готовое изделие или браться за его изготовление самому – решение принимать вам.

Электронный терморегулятор своими руками, схема устройства

Теперь поговорим подробнее о тех деталях, которые я использовал.

Детали устройства:

Трансформатор понижающий на 12 вольт
Диоды; IN4007, или другие с похожими характеристиками 6 шт.
Конденсаторы электролитические; 1000 мк, 2000 мк, 47 мк
Микросхема стабилизатор; 7805 или другая на 5 вольт
Транзистор; КТ 814А, или другой p-n-p c током коллектора не меньше 0,3 А
Регулируемый стабилитрон; TL431 или советский КР142ЕН19А
Резисторы; 4,7 Ком, 160 Ком, 150 Ом, 910 Ом
Резистор переменный; 150 Ком
Терморезистор в качестве датчика; около 50 Ком с отрицательным ТКС
Светодиод; любой с наименьшим током потребления
Реле электромагнитное; любое на 12 вольт с током потребления 100 мА или меньше
Кнопка или тумблер; для ручного управления

Как сделать терморегулятор своими руками

Так как регулируемый стабилитрон маломощный, его максимальный ток не превышает 100 миллиампер, непосредственно включить реле в цепь стабилитрона не получится. Поэтому пришлось использовать более мощный транзистор КТ814. Конечно, схему можно упростить, если применить реле, у которого ток через катушку будет меньше 100 миллиампер, например или SRA-12VDC-AL. Такие реле можно включить непосредственно в цепь катода стабилитрона.

Как видно на фотографии там имеется свободное место для вторичной обмотки, я решил попробовать намотать её и посмотреть что получится. Конечно площадь поперечного сечение сердечника у него маленькая, соответственно и мощность небольшая. Но для данного регулятора температуры этого трансформатора достаточно. По расчётам у меня получилось 45 витков на 1 вольт. Для получения 12 вольт на выходе нужно намотать 540 витков. Чтобы уместить их я использовал провод диаметром 0,4 миллиметра. Конечно, можно использовать готовый с выходным напряжением 12 вольт или адаптер.

Чтобы защитить его от механических воздействий я применил термоусаживающие трубочки:

Теперь осталось проградуировать терморегулятор. Для этого нам понадобится . Нужно оба датчика устройства соединить вместе при помощи изоленты:

Вот мы и сделали электронный терморегулятор своими руками. Внешне выглядит вот так:

В быту и подсобном хозяйстве часто требуется поддерживать температурный режим какого-либо помещения. Ранее для этого требовалась достаточно огромная схема, выполненная на аналоговых элементах, одну такую мы рассмотрим для общего развития. Сегодня все намного проще, если возникает необходимо поддерживать температуру в диапазоне от -55 до +125°C, то с поставленной целью может отлично справиться программируемый термометр и термостат DS1821.

Схема терморегулятора на специализированном температурном датчике. Этот термодатчик DS1821 можно дешево купить в АЛИ Экспресс (для заказа кликните на рисунок чуть выше)

Порог температуры включения и отключения термостата задается значениями TH и TL в памяти датчика, которые требуется запрограммировать в DS1821. В случае превышения температуры выше значения записанного в ячейку TH на выходе датчика появится уровень логической единицы. Для защиты от возможных помех, схема управления нагрузкой реализована так, что первый транзистор запирается в ту полуволну сетевого напряжения, когда оно равно нулю, подавая тем самым напряжение смещения на затвор второго полевого транзистора, который включает оптосимистор, а тот уже открывает смистор VS1 управляющий нагрузкой. В качестве нагрузки может быть любое устройство, например электродвигатель или обогреватель. Надежность запирания первого транзистора нужно настроить путем подбора нужного номинала резистора R5.

Датчик температуры DS1820 способен фиксировать температуру от -55 до 125 градусов и работать в режиме термостата.

Схема терморегулятора на датчике DS1820

Если температуры превысит верхний порог TH, то на выходе DS1820 будет логическая единица, нагрузка отключится сети. Если температура опустится ниже нижнего запрограммированного уровня TL то на выходе температурного датчика появится логический ноль и нагрузка будет включена. Если остались непонятные моменты, самодельная конструкция была позаимствована из №2 за 2006 год.

Сигнал с датчика проходит на прямой вывод компаратора на операционном усилителе CA3130. На инвертирующий вход этого же ОУ, поступает опорное напряжение с делителя. Переменным сопротивлением R4 задают требуемый температурный режим.

Схема терморегулятора на датчике LM35

Если на прямом входе потенциал ниже установленного на выводе 2, то на выходе компаратора будем иметь уровень, около 0,65 вольта, а если наоборот, то на выходе компаратора получим высокий уровень около 2,2 вольта. Сигнал с выхода ОУ через транзисторы управляет работой электромагнитного реле. При высоком уровне оно включается, а при низком выключается, коммутируя своими контактами нагрузку.

TL431 — это программируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения и источника питания для схем с малым потреблением. Требуемый уровень напряжения, на управляющем выводе микросборки TL431, задается с помощью делителя на резисторах Rl, R2 и терморезисторе с отрицательным ТКС R3.

Если на управляющем выводе TL431 напряжение выше 2,5В, микросхема пропускает ток и включает электромагнитное реле. Реле коммутирует управляющий вывод симистора и подключает нагрузку. С увеличением температуры, сопротивление термистора и потенциал на управляющем контакте TL431 снижается ниже 2,5В, реле отпускает свои фронтовые контакты и отключает обогреватель.

С помощью сопротивления R1 регулируем уровень нужной температуры, для включения обогревателя. Данная схема способна управлять нагревательным элементом до 1500 Вт. Реле подойдет РЭС55А с рабочим напряжением 10…12 В или его аналог.

Конструкция аналогового терморегулятора используется для поддержания заданной температуры внутри инкубатора, или в ящике на балконе для хранения овощей зимой. Питание организовано от автомобильного аккумулятора на 12 вольт.

Конструкция состоит из реле в случае падения температуры и отключает при повышении заложенного порога.

Температура, срабатывания реле термостата задается уровнем напряжения на контактах 5 и 6 микросхемы К561ЛЕ5, а температура отключения реле — потенциалом на выводах 1 и 21. Разницу температур контролируется падением напряжения на резисторе R3. В роли температурного датчика R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, т.е .

Конструкция небольшая и состоит всего из двух блоков- измерительного на базе компаратора на ОУ 554СА3 и коммутатора нагрузки до 1000 Вт построенного на регуляторе мощности КР1182ПМ1.

На третий прямой вход ОУ поступает постоянное напряжение с делителя напряжения состоящего из сопротивлений R3 и R4. На четвертый инверсный вход подается напряжение с другого делителя на сопротивлении R1 и терморезистор ММТ-4 R2.

Датчиком температуры является терморезистор находящейся в стеклянной колбе с песком, которую располагают в аквариуме. Главным узлом конструкции является м/с К554САЗ — компаратор напряжения.

От делителя напряжений в состав которого входит и терморезистор, управляющее напряжение идет на прямой вход компаратора. Другой вход компаратора используется для регулировки требуемой температуры. Из сопротивлений R3, R4, R5 выполнен делитель напряжения, который образуют чувствительный к изменениям температуры мост. При изменяется температуры воды в аквариуме, сопротивление терморезистора тоже меняется. Это создает дисбаланс напряжений на входах компаратора.

В зависимости от разности напряжений на входах будет изменяться выходное состояние компаратора. Нагреватель сделан так, что при снижении температуры воды терморегулятор аквариума автоматически запускался, а при повышении, наоборот выключался. Компаратор имеет два выхода, коллекторный и эмиттерный. Для управления полевым транзистором требуется положительное напряжение, поэтому, именно коллекторный выход компаратора подключен к плюсовой линии схемы. Управляющий сигнал получается с эмиттерного вывода. Сопротивления R6 и R7 являются выходной нагрузки компаратора.

Для включения и выключения нагревательного элемента в терморегуляторе использован полевой транзистор IRF840. Для разряда затвора транзистора присутствует диод VD1.

В схеме терморегулятора использован бестрансформаторный блок питания. Лишнее переменное напряжение уменьшается за счет реактивного сопротивления емкости С4.

Основа первой конструкции терморегулятора — микроконтроллер PIC16F84A с датчик температуры DS1621 обладающим интерфейс l2C. В момент включения питания, микроконтроллер сначала инициализирует внутренние регистры температурного датчика, а затем проводит его настройку. Терморегулятор на микроконтроллере во втором случае выполнен уже на PIC16F628 с датчиком DS1820 и управляет подключенной нагрузкой с помощью контактов реле.

Датчик температуры своими руками

Зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников от температуры, как нельзя лучше подходит для создания нашего самодельного датчика.

СХЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛЯТОРОВ

Существует большое количество электрических принципиальных схем, которые могут поддерживать желаемую заданную температуру с точностью до 0,0000033 °С. Эти схемы включают коррекцию при отклонении от установленного значения температуры, пропорциональное, интегральное и дифференциальное регулирование.
В регуляторе для электроплиток (рис. 1.1) используется позистор (терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления или ТКС) типа К600А фирмы Allied Electronics, встроенный в кухонную плиту, чтобы поддерживать идеальную температуру варки. Потенциометром можно регулировать запуск семисторного регулятора и, соответственно, включение или выключение нагревательного элемента. Устройство предназначено для работы в электрической сети с напряжением 115 В. При включении устройства в сеть напряжением 220 В необходимо использовать другой питающий трансформатор и семистор.

Рисунок 1.1 Регулятор температуры электроплиты

Таймер LM122 производства компании National используется как дозирующий терморегулятор с оптической развязкой и синхронизацией при прохождении питающего напряжения через нуль. Установкой резистора R2 (рис. 1.2) задается регулируемая позистором R1 температура. Тиристор Q2 подбирается из расчета подключаемой нагрузки по мощности и напряжению. Диод D3 определен для напряжения 200 В. Резисторы R12, R13 и диод D2 реализуют управление тиристором при прохождении питающего напряжения через нуль.

Рисунок 1.2 Дозирующий регулятор мощности нагревателя

Простая схема (рис. 1.3) с переключателем при переходе питающего напряжения через нуль на микросхеме СА3059 позволяет регулировать включение и выключение тиристора, который управляет катушкой нагревательного элемента или реле для управления электро- или газовой печью. Переключение тиристора происходит при малых токах. Измерительное сопротивление NTC SENSOR обладает отрицательным температурным коэффициентом. Резистором Rp устанавливается желаемая температура.

Рисунок 1.3 Схема терморегулятора с комутацией нагрузки при переходе питания через ноль.

Устройство (рис. 1.4) обеспечивает пропорциональное регулирование температуры небольшой маломощной печи с точностью до 1 °С относительно температуры, заданной с помощью потенциометра. В схеме используется стабилизатор напряжения 823В, который питается, как и печь, от того же источника напряжением 28 В. Для задания величины температуры должен использоваться 10-оборотный проволочный потенциометр. Мощный транзистор Qi работает в режиме насыщения или близко к этому режиму, однако радиатор для охлаждения транзистора не требуется.

Рисунок 1.4 Схема терморегулятора для низковольтного нагревателя

Для управления семистором при переходе питающего напряжения через нуль используется переключатель на микросхеме SN72440 от фирмы Texas Instruments. дают напряжение на выводах А и В, которое пропорционально разнице температуры. Потенциометром регулируется ток смещения, который соответствует предварительно устанавливаемой области смещения температуры. Низкое выходное напряжение моста усиливается операционным усилителем MCI741 производства фирмы Motorola до 30 В при изменении напряжения на входе на 0,3 мВ. Буферный транзистор добавлен для подключения нагрузки с помощью реле.

Рисунок 1.6 Регулятор температуры с датчиком на диоде

Температура по шкале Фаренгейта. Для перевода температуры из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия нужно от исходного числа отнять 32 и умножить результат на 5/9/

Позистор RV1 (рис. 1.7) и комбинация из переменного и постоянного резисторов образуют делитель напряжения, поступающего с 10-вольтового диода Зенера (стабилитрона). Напряжение с делителя подается на однопереходный транзистор. Во время положительной полуволны напряжения сети на конденсаторе возникает напряжение пилообразной формы, амплитуда которого зависит от температуры и установки сопротивления на потенциометре номиналом 5 кОм. Когда амплитуда этого напряжения достигает отпирающего напряжения однопереходного транзистора, он включает тиристор, который и подает напряжение на нагрузку. Во время отрицательной полуволны переменного напряжения тиристор выключается. Если температура печи низка, то тиристор открывается в полуволне раньше и производит больший нагрев. Если предварительно установленная температура достигнута, то тиристор открывается позже и производит меньший нагрев. Схема разработана для использования в устройствах с температурой окружающей среды 100 °F.

Рисунок 1.7 Терморегулятор для хлебопечки

Простой регулятор (рис. 1.8), содержащий измерительный мост с термистором и два операционных усилителя, регулирует температуру с очень высокой точностью (до 0,001 °С) и большим динамическим диапазоном, что необходимо при быстрых изменениях условий окружающей среды.

Рисунок 1.8 Схема терморегулятора повышенной точности

Устройство (рис. 1.9) состоит из симистора и микросхемы, которая включает в себя источник питания постоянного тока, детектор перехода питающего напряжения через нуль, дифференциальный усилитель, генератор пилообразного напряжения и выходной усилитель. Устройство обеспечивает синхронное включение и выключение омической нагрузки. Управляющий сигнал получается при сравнении напряжения, получаемого от чувствительного к температуре измерительного моста из резисторов R4 и R5 и резистора с отрицательным температурным коэффициентом R6, а также резисторов R9 и R10 в другой цепи. Все необходимые функции реализованы в микросхеме ТСА280А фирмы Milliard. Показанные значения действительны для симистора с током управляющего электрода 100 мА, для другого симистора значения номиналов резисторов Rd, Rg и конденсатора С1 должны изменяться. Пределы пропорционального регулирования могут устанавливаться с помощью изменения значения резистора R12. При проходе через нуль напряжения сети симистор будет переключаться. Период колебаний пилообразной формы составляет примерно 30 сек и может устанавливаться изменением емкости конденсатора С2.

Представленная простая схема (рис. 1.10) регистрирует разницу температур двух объектов, нуждающихся в использовании регулятора. Например, для включения вентиляторов, выключения нагревателя или для управления клапанами смесителей воды. Два недорогих кремниевых диода 1N4001, установленные в мост сопротивлений, используются как датчики. Температура пропорциональна напряжению между измерительным и опорным диодом, которое подается на выводы 2 и 3 операционного усилителя МС1791. Так как при разнице температур с выхода моста поступает только примерно 2 мВ/°С, то необходим операционный усилитель с высоким усилением. Если для нагрузки требуется более 10 мА, то необходим буферный транзистор.

Рисунок 1.10 Схема терморегулятора с измерительным диодом

При падении температуры ниже установленного значения разность напряжений, на измерительном мосте с терморезистором, регистрируется дифференциальным операционным усилителем, который открывает буферный усилитель на транзисторе Q1 (рис. 1.11) и усилитель мощности на транзисторе Q2. Рассеиваемая мощность транзистора Q2 и его нагрузки резистора R11 обогревают термостат. Терморезистор R4 (1D53 или 1D053 от фирмы National Lead) имеет номинальное сопротивление 3600 Ом при 50 °С. Делитель напряжения Rl-R2 уменьшает входной уровень напряжения до необходимого значения и способствует тому, что терморезистор работает при малых токах, обеспечивающих малый разогрев. Все цепи моста, за исключением резистора R7, предназначенного для точной регулировки температуры, находятся в конструкции термостата.

Рисунок 1.11 Схема терморегулятора с измерительным мостом

Схема (рис. 1.12) осуществляет линейное регулирование температуры с точностью до 0,001 °С, с высокой мощностью и высокой эффективностью. Источник опорного напряжения на микросхеме AD580 питает мостовую схему преобразователя температуры, в которой платиновый измерительный резистор (PLATINUM SENSOR) работает в качестве датчика. Операционный усилитель AD504 усиливает выходной сигнал моста и управляет транзистором 2N2907, который, в свою очередь, управляет синхронизируемым с частотой 60 Гц генератором на однопереходном транзисторе. Этот генератор питает управляющий электрод тиристора через развязывающий трансформатор. Предварительная установка способствует тому, что тиристор включается в различных точках переменного напряжения, что необходимо для точной регулировки нагревателя. Возможный недостаток — возникновение помех высокой частоты, т. к. тиристор переключается посреди синусоиды.

Рисунок 1.12 Тиристорный терморегулятор

Узел управления мощного транзисторного ключа (рис. 1.13) для нагрева инструментов мощностью 150 Вт использует отвод на нагревательном элементе, чтобы принудить переключатель на транзисторе Q3 и усилитель на транзисторе Q2 достичь насыщения и установить малую рассеиваемую мощность. Когда на вход транзистора Qi поступает положительное напряжение, транзистор Qi открывается и приводит транзисторы Q2 и Q3 в открытое состояние. Ток коллектора транзистора Q2 и базовый ток транзистора Q3 определяются резистором R2. Падение напряжения на резисторе R2 пропорционально напряжению питания, так что управляющий ток обладает оптимальным уровнем для транзистора Q3 при большом диапазоне напряжения.

Рисунок 1.13 Ключ для низковольтного терморегулятора

Операционный усилитель СА3080А производства фирмы RCA (рис. 1.14) включает вместе термопару с переключателем, срабатывающем при проходе питающего напряжения через нуль и выполненным на микросхеме СА3079, который служит как триггер для симистора с нагрузкой переменного напряжения. Симистор нужно подбирать Под регулируемую нагрузку. Напряжение питания для операционного усилителя некритично.

Рисунок 1.14 Терморегулятор на термопаре

При использовании фазового управления симистором ток нагрева сокращается постепенно, если происходит приближение к установленной температуре, что предотвращает большое отклонение от установленного значения. Сопротивление резистора R2 (рис. 1.15) регулируется так, чтобы транзистор Q1 при желаемой температуре был закрыт, тогда генератор коротких импульсов на транзисторе Q2 не функционирует и таким образом симистор больше не открывается. Если температура понижается, то сопротивление датчика RT увеличивается и транзистор Q1 открывается. Конденсатор С1 начинает заряжаться до напряжения открывания транзистора Q2, который лавинообразно открывается, формируя мощный короткий импульс, выполняющий включение симистора. Чем больше открывается транзистор Q1, тем быстрее заряжается емкость С1 и симистор в каждой полуволне переключается раньше и, вместе с тем, в нагрузке возникает большая мощность. Пунктирной линией представлена альтернативная схема для регулирования двигателя с постоянной нагрузкой, например с вентилятором. Для работы схемы в режиме охлаждения резисторы R2 и RT нужно поменять местами.

Рисунок 1.15 Терморегулятор для отопления

Пропорциональный терморегулятор (рис. 1.16) использующий микросхему LM3911 от фирмы National, устанавливает постоянную температуру кварцевого термостата на уровне 75 °С с точностью ±0,1 °С и улучшает стабильность кварцевого генератора, который часто используется в синтезаторах и цифровых счетчиках. Отношение импульс/пауза прямоугольного импульса на выходе (отношение времени включения/выключения) изменяется в зависимости от температурного датчика в ИС и напряжения на инверсном входе микросхемы. Изменения продолжительности включения микросхемы изменяют усредненный ток включения нагревательного элемента термостата таким образом, что температура приводится к заданной величине. Частота прямоугольного импульса на выходе ИС определяется резистором R4 и конденсатором С1. Оптрон 4N30 открывает мощный составной транзистор, у которого в цепи коллектора имеется нагревательный элемент. Во время подачи положительного прямоугольного импульса на базу транзисторного ключа последний переходит в режим насыщения и подключает нагрузку, а при окончании импульса отключает ее.

Рисунок 1.16 Пропорциональный терморегулятор

Регулятор (рис. 1.17) поддерживает температуру печи или ванны с высокой стабильностью на уровне 37,5 °С. Рассогласование измерительного моста регистрируется измерительным операционным усилителем AD605 с высоким коэффициентом подавления синфазной составляющей, низким дрейфом и симметричными входами. Составной транзистор с объединенными коллекторами (пара Дарлингтона) осуществляет усиление тока нагревательного элемента. Транзисторный ключ (PASS TRANSISTOR) должен принимать всю мощность, которая не подводится к нагревательному элементу. Чтобы справляться с этим, большая схема следящей системы подключается между точками «А” и «В», чтобы установить постоянно 3 В на транзисторе без учета напряжения, требуемого для нагревательного элемента. Выходной сигнал операционного усилителя 741 сравнивается в микросхеме AD301A с напряжением пилообразной формы, синхронным с напряжением сети частотой 400 Гц. Микросхема AD301A работает как широтно-импульсный модулятор, включающий транзисторный ключ 2N2219-2N6246. Ключ предоставляет управляемую мощность конденсатору емкостью 1000 мкФ и транзисторному ключу (PASS TRANSISTOR) терморегулятора.

Рисунок 1.17 Высоточный терморегулятор

Принципиальная схема терморегулятора, срабатывающего при проходе напряжения сети через нуль (ZERO-POINT SWITCH) (рис. 1.18), устраняет электромагнитные помехи, которые возникают при фазовом управлении нагрузкой. Для точного регулирования температуры электронагревательного прибора используется пропорциональное включение/выключение семистора. Схема, справа от штриховой линии, представляет собой переключатель, срабатывающий при проходе через нуль питающего напряжения, который включает симистор почти непосредственно после прохода через нуль каждой полуволны напряжения сети. Сопротивление резистора R7 устанавливается таким, чтобы измерительный мост в регуляторе был уравновешен для желаемой температуры. Если температура превышена, то сопротивление позистора RT уменьшается и открывается транзистор Q2, который включает управляющий электрод тиристора Q3. Тиристор Q3 включается и замыкает накоротко сигнал управляющего электрода» симистора Q4 и нагрузка отключается. Если температура понижается, то транзистор Q2 закрывается, тиристор Q3 отключается, а к нагрузке поступает полная мощность. Пропорционального управления достигают подачей пилообразного напряжения, формируемого транзистором Q1, через резистор R3 на цепь измерительного моста, причем период пилообразного сигнала — это сразу 12 циклов частоты сети. От 1 до 12 этих циклов могут вставляться в нагрузку и, таким образом, мощность может модулироваться от 0-100% с шагом 8 %.

Рисунок 1.18 Терморегулятор на симисторе

Схема устройства (рис. 1.19) позволяет оператору устанавливать верхние и нижние границы температуры для регулятора, что бывает необходимо при продолжительных тепловых испытаниях свойств материала. Конструкция переключателя дает возможность для выбора способов управления: от ручного до полностью автоматизированных циклов. С помощью контактов реле К3 управляют двигателем. Когда реле включено, двигатель вращается в прямом направлении с целью повышения температуры. Для понижения температуры направление вращения двигателя меняется на противоположное. Условие переключения реле К3 зависит от того, какое из ограничительных реле было включено последним, К\ или К2. Схема управления проверяет выход программатора температуры. Этот входной сигнал постоянного тока будет уменьшен резисторами и R2 максимально на 5 В и усилен повторителем напряжения А3. Сигнал сравнивается в компараторах напряжения Aj и А2 с непрерывно изменяющимся эталонным напряжением от 0 до 5 В. Пороги компараторов предварительно устанавливаются 10-оборотными потенциометрами R3 и R4. Транзистор Qi закрыт, если сигнал на входе ниже опорного сигнала. Если входной сигнал превосходит опорный сигнал, то транзистор Qi отрывается и возбуждает катушку реле К, верхнего предельного значения.

Рисунок 1.19

Пара преобразователей температуры LX5700 от фирмы National (рис. 1.20) выдает выходное напряжение, которое пропорционально разнице температуры между обоими преобразователями и используется для измерения градиента температуры в таких процессах, как, например, распознавание отказа вентилятора охлаждения, распознавание движения охлаждающего масла, а также для наблюдения за другими явлениями в охлаждающих системах. С измерительным преобразователем, находящимся в горячей среде (вне охлаждающей жидкости или в покоящемся воздухе более 2 мин), 50-омный потенциометр должен устанавливаться таким образом, чтобы выход выключался. Тогда как с преобразователем в прохладной среде (в жидкости или в подвижном воздухе продолжительностью 30 сек) должно находиться положение, при котором выход включается. Эти установки перекрываются между собой, но окончательная установка между тем дает в итоге достаточно стабильный режим.

Рисунок 1.20 Схема детектора температур

В схеме (рис. 1.21) используется высокоскоростной изолированный усилитель AD261K для высокоточного регулирования температуры лабораторной печи. Многодиапазонный мост содержит датчики с сопротивлением от 10 Ом до 1 мОм с делителями Кельвина-Варлея (Kelvin-Varley), которые используются для предварительного выбора точки управления. Выбор точки правления осуществляется с помощью переключателя на 4 положения. Для питания моста допускается применение неинвертирующего стабилизируемого усилителя AD741J, не допускающего синфазной погрешности напряжения. Пассивный фильтр на 60 Гц подавляет помехи на входе усилителя AD261K, который питает транзистор 2N2222A. Далее питание поступает на пару Дарлингтона и подводится 30 В к нагревательному элементу.

Измерительный мост (рис. 1.22) образуется позистором (резистором с положительным температурным коэффициентом) и резисторами Rx R4, R5, Re. Сигнал, снимаемый с моста, усиливается микросхемой СА3046, которая в одном корпусе содержит 2 спаренных транзистора и один отдельный выходной транзистор. Положительная обратная связь через резистор R7 предотвращает пульсации, если достигнута точка переключения. Резистором R5 устанавливается точная температура переключения. Если температура опускается ниже установленного значения, то реле RLA включается. Для противоположной функции должны меняться местами только позистор и Rj. Значение резистора Rj выбирается так, чтобы приблизительно достичь желаемой точки регулировки.

Рисунок 1.22 Регулятор температуры с позистором

Схема регулятора (рис. 1.23) добавляет множество стадий опережающего сигнала к нормально усиленному выходу температурного датчика LX5700 от фирмы National, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать измерительные задержки. Коэффициент усиления по постоянному напряжению операционного усилителя LM216 будет установлен на значение, равное 10, с помощью резисторов с сопротивлением 10 и 100 мОм, что дает в итоге 1 В/°С на выходе операционного усилителя. Выход операционного усилителя активирует оптрон, который управляет обычным терморегулятором.

Рисунок 1.23 Терморегулятор с оптроном

Схема (рис. 1.24) используется для регулирования температуры в установке промышленного отопления, работающей на газе и обладающей высокой тепловой мощностью. Когда операционный усилитель-компаратор AD3H переключается при требуемой температуре, то запускается одновйбратор 555, выходной сигнал которого открывает транзисторный ключ, а следовательно, включает газовый вентиль и зажигает горелку отопительной системы. По истечении одиночного импульса горелка выключается, несмотря на состояние выхода операционного усилителя. Постоянная времени таймера 555 компенсирует задержки в системе, при которой нагрев выключается, прежде чем датчик AD590 достигает точки переключения. Позистор, включенный во времязадающую цепь одновибратора»555, компенсирует изменения постоянной времени таймера из-за изменений температуры окружающей среды. При включении питания во время процесса запуска системы сигнал, формируемый операционным усилителем AD741, минует таймер и включает нагрев отопительной системы, при этом схема имеет одно устойчивое состояние.

Рисунок 1.24 Коррекция перегрузки

Все компоненты терморегулятора находятся на корпусе кварцевого резонатора (рис. 1.25), таким образом, максимальная рассеиваемая мощность резисторов 2 Вт служит для того, чтобы поддерживать температуру в кварце. Позистор имеет при комнатной температуре сопротивление около 1 кОм. Типы транзистора некритичны, но должны иметь низкие токи утечки. Ток позистора примерно от 1 мА должен быть гораздо больше, чем ток базы 0,1 мА транзистора Q1. Если в качестве Q2 выбрать кремниевый транзистор, то нужно повысить 150-омное сопротивление до 680 Ом.

Рисунок 1.25

В мостовой схеме регулятора (рис. 1.26) используется платиновый датчик. Сигнал с моста снимается операционным усилителем AD301, который включен как дифференциальный усилитель-компаратор. В холодном состоянии сопротивление датчика менее 500 Ом, при этом выход операционного усилителя приходит в насыщение и дает положительный сигнал на выходе, который открывает мощный транзистор и нагревательный элемент начинает греться. По мере нагревания элемента растет и сопротивление датчика, которое возвращает мост в состояние уравновешивания, и нагрев выключается. Точность достигает 0,01 °С.

Рисунок 1.26 Регулятор температуры на компараторе

Соблюдение температурного режима является очень важным технологическим условием не только на производстве, но и в повседневной жизни. Имея столь большое значение, этот параметр должен чем-то регулироваться и контролироваться. Производят огромное количество таких приборов, имеющих множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой куда выгоднее, нежели покупать готовый заводской аналог.

Создайте терморегулятор своими руками

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Принцип работы

Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему блока управления, решающего, что нужно сделать в конкретном случае.

Если делать термореле, то наиболее простой вариант будет иметь механическую схему управления. Здесь с помощью резистора устанавливается определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.

Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы с более широким диапазоном температур, придётся встраивать контроллер. Это же поможет увеличить срок эксплуатации прибора.

На данном видео вы можете посмотреть как самостоятельно изготовить терморегулятор для электрического отопления:

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор , регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:

Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1 , который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Необходимые материалы и инструменты

Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры не занимает много времени и сил. Но чтобы сделать термостат, необходимы минимальные знания в электронике, набор деталей согласно схеме и инструмент:

Импульсный паяльник. Можно использовать и обычный, но с тонким жалом.
Припой и флюс.
Печатная плата.
Кислота, чтобы вытравить дорожки.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

Поддерживать комфортную температуру.
Экономить энергоресурсы.
Не привлекать к процессу человека.
Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

схема регулятора температуры, установка и настройка термостата для батареи отопления

Как правило, схема терморегулятора температуры воздуха достаточно проста, чтобы даже начинающий радиолюбитель смог с ней справиться. Так как детали к подобным приборам по отдельности стоят недорого, то можно собрать работающее устройство буквально «за копейки». Единственное, чему нужно уделять внимание, делая регулятор температуры своими руками, так это его безопасности.

Зачем нужен регулятор температуры на радиаторе

В настоящее время все большее количество потребителей приходят к выводу, что без терморегулятора ни одна отопительная система не может быть экономически выгодной и надежной. Регулятор температуры воздуха даже с ручными настройками способен создать и поддерживать в комнатах нужный микроклимат, а более сложные цифровые аналоги позволяют управлять «погодой» в доме, находясь от него на расстоянии.

Что дает установка терморегулятора на радиатор отопления:

Поддержание одинакового нагрева воздуха в комнате даже тогда, когда за окном температура упала или, наоборот, поднялась. Если в отопительной системе нет подобного устройства, то в первом случае в помещениях станет прохладно, а во втором – жарко.
Установка терморегулятора электронного или цифрового типа на радиаторах дает возможность регулировать температуру в зависимости от времени суток, так как они оснащены встроенным таймером. Так, когда в будние дни домочадцев нет дома до вечера, то можно выставить параметры более низкие, например +14-16°C с тем, чтобы они повысились к возвращению людей домой.
Экономия энергоресурсов, так как при повышении температуры в комнате термостат перекрывает путь теплоносителю в радиатор до его остывания до нужного параметра. Особенно заметна экономия в автономных системах обогрева, хотя и при подключении квартиры к городской теплосети при наличии счетчика его работа так же значительно уменьшит счет за отопление.
Комфорт и уют, вот что создает установка терморегулятора на радиатор.
Безопасность – еще один «конек» термостатов. Как показывает практика их использования в отопительном контуре, они не допускают завоздушенности в трубах и радиаторах, и нормализую напор теплоносителя.

Это основные преимущества, которые получает потребитель, даже если сделан терморегулятор своими руками.

Подбирая устройство, следует учесть тип отопительной системы и материал, из которого изготовлены батареи и трубы. Сегодня на рынке представлены модели для чугунных радиаторов и стальных или алюминиевых, для однотрубных и двухтрубных контуров.

Последовательность действий при изготовлении терморегулятора

Чтобы сделать простой терморегулятор своими руками, схема которого предусматривает наличие датчика, нужно проделать следующие шаги:

В качестве корпуса можно приспособить старый электросчетчик.
К месту, где у него нарисован «+» подсоединяется переменный резистор (потенциометр), который будет задавать температурные параметры.
К знаку «-» на корпусе счетчика подсоединяется аналоговый датчик температуры LM335, который можно купить в любом магазине товаров для теплооборудования. Это самый простой и дешевый датчик, главной задачей которого будет отслеживать напряжение в сети. Как только на плюсе оно повысится, прибор отдает об этом сигнал реле, и ток начнет поступать к котлу или теплоноситель в систему. Когда показатель повышается на минусе, происходит обратный процесс, и устройство отключает обогреватель.
Чтобы терморегулятор работал правильно, включая систему, когда температура воздуха в комнате опускается, например, до +20°C и выключая при нагреве до +25°C, нужно создать между плюсом и минусом связь.
Для обеспечения питания можно использовать катушку, чтобы «превратить» ее в трансформатор. Подойдет та, что стояла в старом счетчике.

Так можно сделать самое примитивное устройство на 12В, тогда как схема электронного терморегулятора температуры содержит в своей основе электромагнитное реле, способное работать при 30 амперах.

Следует знать, что устройство, в основе которого термодатчик LM335, настраивается не на температуру воздуха, а на уровень напряжения в сети. Так, если нужно, чтобы воздух прогревался до +20 градусов, то выставляется параметр на 2.93 В.

Правила монтажа

Мало сделать регулятор температуры своими руками, его еще нужно правильно монтировать. Схема подключение комнатного термостата должна учитывать:

Возле устройства не должно быть нагревательных приборов.
Он не должен находиться под прямыми солнечными лучами.
Высота установки терморегулятора от пола должна составлять не менее 80 см.
Если радиатор закрыт коробом или гардиной, то следует сделать выносной датчик и закрепить его в нескольких метрах от рабочей части прибора.

Если предстоит подключение терморегулятора к батареям в автономной системе отопления, в функции которого будет входить отслеживание работы котла, то лучше отдать предпочтение покупному устройству той же фирмы.

Установка терморегулятора на батарею

Отопительная система – это единый «организм», в котором все элементы должны соответствовать друг другу и слаженно работать. Установка терморегулятора на радиатор отопления – это внедрение в него прибора, который должен полностью ему подходить по всем параметрам. Например, нельзя на чугунную батарею ставить термостат для алюминиевого радиатора, так как он попросту не выдержит напора воды или ее состава, если речь идет о городской теплосети.

Схема подключения терморегулятора следующая:

Слив воды из радиатора и его отсоединение от контура.
Если отопительная система однотрубная, то обязательно устанавливается байпас, чтобы носитель мог продолжать двигаться по трубам, когда ему перекрывается вход в батарею.
Монтаж терморегулятора производится путем вкручивания его в отверстие, через которое теплоноситель подается в радиатор.

Вкручивая термостат, нужно отслеживать, чтобы стрелка на его корпусе была по направлению течения воды в системе.

Термостатическую часть прибора следует установить горизонтально, но так, чтобы расположенный в нем датчик нагрева воздуха не попадал под воздействие температуры радиатора. Если отопительная система не позволяет этого сделать, то нужно монтировать устройство с выносным датчиком.
Когда монтируется терморегулятор для двухтрубной системы отопления, то он ставится в отверстие радиатора, куда входит подающая труба, а на выходе закручивается шаровой кран.
Радиатор подключается к контуру и проводится настройка терморегулятора и его проверка.

Довольно часто в отопительных системах используется трехходовой клапан с терморегулятором, который разделяет поток на две части и регулирует очередность подачи горячей и холодной воды. Он может быть как механического управления (ручка терморегулятора поворачивается вручную) и стоить недорого, так и автоматического с электроприводом.

Настройка термостата

Не зависимо от того, какой тип регулятора температуры используется, нужно придерживаться основных правил при их подключении. Настройки терморегулятора батареи отопления, как правило, не требуют особых знаний:

Необходимо убрать все источники теплопотерь в комнате.
Открыть клапан терморегулятора, провернув ручку до упора влево.
Спустя время проверить, насколько поднялась температура в комнате. Если она стала выше на 6-7 градусов, то нужно ручку регулятора вернуть в исходное положение, провернув ее вправо.
Медленно открыть клапан, создав оптимальный поток теплоносителя, который будет поддерживать температуру на одном уровне.

Так настраивается ручной термостат, тогда как у электронных аналогов все параметры указаны на дисплее. Достаточно внести их в устройство, чтобы дальше оно автоматически отслеживало изменения температуры воздуха в помещении.

Регулятор температуры воздуха в отопительной системе способен творить «чудеса» даже в условиях городской теплосети и создавать для людей комфортную жизнь и экономию средств. Конечно, схема регулятора температуры достаточно проста, чтобы сделать его своими руками, но настоящую гарантию качества и надежность работы обеспечивают исключительно приборы от производителей.

Ремонт терморегулятора для теплого пола своими руками

Терморегулятор (термостат) – это электротехническое устройство, обеспечивающее поддержание температуры на заданном уровне в замкнутом объеме.

Для управления температурой нагрева теплого пола применяются электрические и электронные терморегуляторы. В электрических терморегуляторах температура задается вручную с помощью, вынесенной на лицевую панель ручки.

В электронных терморегуляторах имеется дисплей и предусмотрена возможность автоматического управления запрограммированной величиной температуры в течение времени.

Схема подключения терморегулятора

Для ремонта терморегулятора необходимо представлять схему его подключения и принцип работы. К клеммной колодке терморегулятора подключаются три цепи.

Как видно из схемы, подается питающее напряжение 220 В, нагрузка в виде нагревательного элемента и датчик температуры, представляющий собой терморезистор.

При нормальной температуре сопротивление терморезистора, в зависимости от модели термостата, составляет 6-15 кОм. При изменении температуры окружающей среды сопротивление терморезистора изменяется и таким образом микропроцессор получает информацию для прекращения или подачи питающего напряжения на нагревательный элемент (нагрузку).

С микропроцессора управляющий сигнал после усиления подается на электромагнитное реле или полупроводниковый симистор, которые и осуществляют подачу питающего напряжения на нагревательный элемент.

Пример ремонта

терморегулятора с обгоревшими контактами

Перестал греть теплый пол. Подключение нагревательных элементов непосредственно к сети 220 В показало, что они исправны, пол стал теплым.

Следовательно, неисправность скрыта в терморегуляторе. Дополнительным признаком неисправности терморегулятора было заклинивание движка выключателя. Пришлось заняться его ремонтом.

Чтобы разобрать терморегулятор EASTEC RTC70.26 нужно снять ручку установки температуры, поддев ее лезвием плоской отвертки, отвинтить один саморез и снять лицевую панель.

Внешний осмотр печатной платы и клемм сразу позволил определить причину поломки. При установке терморегулятора после монтажа теплого пола сетевые провода были недостаточно зажаты винтами в отверстиях клемм.

В результате из-за большого сопротивления в месте контактов стало выделяться дополнительное тепло, что и привело к обгоранию проводов и контактов. Припой в месте пайки выводов сетевых клемм из-за сильного нагрева окислился и потемнел.

Для определения причины отказа выключателя пришлось его разобрать. Для этого лезвием ножа были по очереди отведены в сторону боковые стенки корпуса выключателя, как показано на фотографии.

Осмотр внутренностей выключателя не выявил неисправности. Контакты не были окислены, пластмасса не деформирована.

Причина отказа выключателя оказалась в деформации от нагрева пластмассовой трубки, удерживающей подпружиненный толкатель подвижного контакта. В выключателе было задействовано только размыкание одного провода. Клавиша была симметричной, и поэтому удалось выключатель отремонтировать, установив толкатель в уцелевшую трубку.

Окисленные отверстия клемм были зачищены до блеска с помощью круглого надфиля. Места припайки клемм к печатной плате были пропаяны припоем.

Еще в терморегуляторе оказалась треснутой планка крепления его в коробке. Владелец пытался детали склеить суперклеем, но трещина появилась снова.

Самым надежным способом соединения треснувшей пластмассы является ее армирование металлической проволокой. Для этого из канцелярской скрепки была выгнута фигура, показанная на фотографии.

Далее с помощью электрического паяльника проволока была вплавлена в тело пластмассы. Теперь терморегулятор будет держаться надежно.

Проверка терморегулятора EASTEC RTC70 после ремонта

Осталось проверить работоспособность терморегулятора под нагрузкой. На корпусе его обычно всегда есть электрическая схема подключения.

На схеме видно, что к 1 и 2 контактам подключается питающее напряжение сети. Фазный провод L нужно подключить к 1 выводу, нулевой провод N – ко второму выводу. Для работы терморегулятора не имеет значения, к какому контакту подключен фазный провод, а к какому нулевой. Но с точки зрения техники безопасности – это указание нужно соблюдать.

К 3 и 4 контактам подключается нагрузка (нагревающий элемент теплого пола), а к 6 и 7 – датчик температуры в виде терморезистора. В данной модели термостата его номинал обозначен величиной 10 кОм, что позволяет проверить работоспособность терморегулятора при отсутствии терморезистора.

Для проверки терморегулятора в лабораторных условиях нужно, как показано на фотографии, подключить его к внешним цепям. Подать на него питающее напряжение, подключить нагрузку (подойдет любая лампочка, рассчитанная на напряжение 220 В), и постоянный резистор номиналом 10 кОм.

У меня под рукой не оказалось нужного, поэтому использовал 2 резистора номиналом по 5,1 кОм, соединив их последовательно. Кстати, таким способом можно производить проверку исправности терморезистора без приборов, непосредственно в схеме смонтированного теплого пола.

Ручка регулятора температуры устанавливается в положение меньше 25°С и на терморегулятор подается с помощью шнура с вилкой питающее напряжение. Лампочка светиться не должна.

Далее ручкой устанавливается температура более 25°С, лампочка должна засветиться. При последующей установке менее 25°С должна погаснуть. Если все происходит так, значит, терморегулятор отремонтирован, и можно его снова установить в систему нагрева теплого пола.

Если под рукой не оказалось, что подключить к клеммам нагрузки, то можно и не подключать. Об исправной работе терморегулятора можно будет судить по изменению цвета свечения индикаторного светодиода с красного на зеленый. Но такой способ не позволяет проверить в полной мере исправность силовых цепей.

Пример ремонта терморегулятора SPYHEAT ETL-308В

с отказавшим выключателем

Еще пришлось ремонтировать терморегулятор SPYHEAT ETL-308В, в котором перестала фиксироваться кнопка включения.

Лицевая панель фиксировалась на корпусе с помощью защелок. Для снятия ее достаточно отжать эти фиксаторы.

На фотографии показан внешний вид терморегулятора со снятой лицевой панелью. Как оказалось, через включатель не подается напряжение на нагрузку, а только на схему управления.

Для анализа причины поломки кнопка была разобрана. Оказалось, что износилась канавка подвижного штока в пластмассе, отвечающая за фиксацию и ремонту кнопка не подлежит. Пришлось ее выпаять и установить новую.

Чтобы добраться жалом паяльника до выводов кнопки пришлось предварительно выпаять один вывод токоограничивающего сопротивления блока питания терморегулятора и отогнуть в сторону термистор.

Далее освободить отверстия в плате под ножки новой кнопки от припоя с помощью прогрева его паяльником деревянной зубочисткой. В новой кнопке шесть выводов, а в терморегуляторе используется только четыре. Две нужно удалить, проявив внимание, чтобы не откусить нужные.

При выпайке резистора отслоилась контактная площадка, пришлось продублировать ее отрезком залуженного медного провода. Кнопка запаяна, осталось запаять резистор и можно приступать к проверке терморегулятора.

Проверка терморегулятора SPYHEAT ETL-308В после ремонта

Последовательность подключения внешних элементов к клеммам SPYHEAT ETL-308В отличается от схемы терморегулятора EASTEC RTC70.26.

Питающее напряжение подается на 3 и 8 контакты. Подходящий и исходящий заземляющие провода PL к электрической схеме терморегулятора не подключаются и контакты клемм 6 и 7, соединенные на печатной плате между собой используются в качестве клеммной колодки. При монтаже теплого пола если в нем предусмотрено заземление, то можно провод PL подключать напрямую, минуя терморегулятор.

На схеме терморегулятора не был указан номинал терморезистора, попробовал подключить резистор постоянного сопротивления 10 кОм. Подошел, температура срабатывания терморегулятора находилась на отметке 25°С.

Порядок проверки этого терморегулятора ничем не отличается от вышеописанной модели. Если терморегулятор исправен, то при вращении регулятора температуры лампочка должна то загораться, то гаснуть.

Типичные неисправности электронных терморегуляторов

Нарушение контакта проводов в клеммной колодке

Одной из основных причин отказа терморегулятора является плохой контакт при подключении к нему проводов, что и продемонстрировано в примере ремонта. Иногда винты в клеммной колодке вращаются туго, и кажется, что провод зажат достаточно крепко, чего на самом деле не произошло.

Поэтому перед монтажом терморегулятора нужно в обязательном порядке закрутить до упора каждый из винтов клемм и отвернуть обратно, чтобы оценить, с каким усилием нужно затягивать винты при зажиме проводов.

Чтобы исключить попадание изоляции проводов в отверстия клемм нужно ее снимать на достаточную длину.

Отказ датчика температуры

В терморегуляторах предусмотрена проверка исправности терморезистора и информирование в случае его выхода из строя. В простых терморегуляторах начинает мигать индикаторный светодиод, а в дисплейных на экран выводится сообщение об ошибке.

При сообщении об ошибке датчика в первую очередь нужно убедиться в надежности его подключения к терморегулятору. Если подключен надежно, то отсоединить датчик от схемы и мультиметром измерять его сопротивление, которое указано в паспорте или на корпусе прибора.

Если данных нет, то следует исходить из того, что в зависимости от температуры окружающей среды сопротивление терморезистора составляет от 6 до 30 кОм. Дополнительно можно убедиться в исправности датчика температуры, обхватив его рукой. При нагреве от тела сопротивление должно изменяться, обычно уменьшается.

Если сопротивление датчика температуры не укладывается в диапазон, указанный выше и не изменяется при его нагреве, значит, терморезистор неисправен и подлежит замене.

Отказ радиоэлектронных компонентов

Если терморегулятор не подает признаков работы, то причиной может быть выход из строя токоограничивающего сопротивления и конденсатора, электролитического конденсатора (обычно он раздувается сверху) для сглаживания пульсаций и электромагнитного реле.

Если есть небольшой опыт по проверке и замене радиодеталей на печатной плате, то с такими неисправностями домашний мастер вполне может справиться. Если нет мультиметра, то ремонтировать можно простой заменой перечисленных выше радиодеталей заведомо исправными.

Чем можно заменить датчик температуры

Датчик температуры, используемый в терморегуляторах для теплого пола, представляет собой терморезистор с отрицательным ТКС (температурным коэффициентом электрического сопротивления). Это означает, что при нагреве сопротивление датчика уменьшается.

Второй параметр, необходимый для выбора датчика температуры является величина сопротивления при нормальных условиях, при 20°. Номинал резистора обычно указывают на корпусе терморегулятора рядом с клеммами подключения датчика температуры или в паспорте изделия.

Для подбора датчика температуры этих данных вполне достаточно. Единственное что сложно узнать и подобрать, так это характеристику ТКС, то есть изменение величины сопротивления температурного датчика от изменения окружающей температуры.

Но это не является критичным параметрам, все равно температуру на терморегуляторе устанавливают экспериментальным путем. Ведь датчик температуры установлен в полу и установленная температура на терморегуляторе задает температуру нагрева пола, а не температуру в помещении.

Как определить сопротивление датчика температуры

У терморегулятора SPYHEAT ETL-308В вышел из строя датчик температуры. Технические характеристики его были неизвестны. Пришлось их определить экспериментальным путем.

Для этого к терморегулятору, в соответствии с нанесенной на его корпусе схемой, были подключены внешние цепи – подано питающее напряжение, вместо нагревательных элементов подключена лампочка накаливания, а вместо датчика температуры переменное сопротивление.

В наличии имелся магазин сопротивления, поэтому решил для калибровки использовать его. Магазин сопротивлений представляет собой коробку, в которой размещены высокоточные сопротивления и есть переключатели, с помощью которых можно установить нужный номинал.

Последовательно устанавливая ручку регулятора в положения от 20° до 30° и изменяя величину сопротивления ручками в магазине сопротивлений до срабатывания терморегулятора, построил табличку.

Исходя из данных в таблице для данного терморегулятора теплого пола в качестве датчика температуры подойдет терморезистор с отрицательным ТКС номиналом 10 кОм. Величина сопротивления резистора при включении и выключении лампочки получилась разная из-за гистерезиса в самом терморегуляторе. Это необходимо, чтобы реже включался нагревательный элемент теплого пола.

Определение номинала датчика температуры можно выполнить и с помощью переменного резистора величиной 47 кОм. Только придется каждый раз после включения и выключения лампочки отключать от сети терморегулятор и измерять мультиметром сопротивления резистора.

Можно обойтись и без измерений. Достаточно иметь несколько постоянных резисторов номиналом от 10, 15, 20 и 30 кОм. Резисторы по очереди подключаются вместо датчика температуры. Вращая ручку регулятора терморегулятора нужно определить, с каким резистором лампочка будет выключаться и включаться при температуре около 20°С.

Выбор терморезистора

Можно было купить готовый, но для этого нужно было разместить онлайн заказ и ждать доставку. В дополнение цена вопроса доходила до 20% стоимости самого терморегулятора.

Поэтому было решено сделать датчик температуры из доступных терморезисторов. В наличии был терморезистор номиналом 10 кОм с отрицательным отрицательным ТКС типа ММТ-4. Его и решил использовать для ремонта.

Для подключения имелся отрезок провода, с помощью которого был подключен вышедший из строя датчик температуры. В принципе для подключения датчика можно использовать любой провод, главное, чтобы он выдерживал температуру не менее 100°С. Для проверки концы проводов были зачищены и навиты на выводы термосопротивления.

Далее терморезистор был расположен в непосредственной близости от лампочки накаливания, подключенной к выводам для подключения нагревательного элемента теплого пола. На терморегулятор было подано питающее напряжение.

Через несколько минут лампочка нагрела терморезистор, его сопротивление уменьшилось, и терморегулятор отключил подачу напряжения на лампочку. Когда терморезистор остыл, то лампочка опять зажглась, и так продолжалось до бесконечности с периодом в несколько минут.

После проверки работы терморегулятора теплого пола к терморезистору ММТ-4 были припаяны провода мягким припоем и на места пайки надеты отрезки изоляционной трубки.

Для надежности можно надеть на терморезистор термоусаживающуюся изоляционную трубку. Самодельный датчик температуры был установлен при монтаже теплого пола и показал стабильную работу.

Как видите, даже не имея опыта в ремонте электроприборов, можно своими руками в домашних условиях отремонтировать терморегулятор для теплого пола, включая изготовление из стандартного терморезистора датчика температуры.

Внимание, электрические схемы терморегуляторов гальванически связаны с фазой электрической сети. Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током.

Илья 07.01.2019

Александр, здравствуйте!
Меняю терморегулятор, читал ваши статьи, прошу совет. Какие контакты старого регулятора соответствуют новому?

Заранее благодарю.

Александр

Здравствуйте, Илья!
Нанес на присланную Вами фотографию соответствие нумерации терморегуляторов. 1⇒1 2⇒2 3⇒4 4⇒5 5⇒6(7) 6⇒3 7⇒8 Первая цифра – это номер клеммы левого терморегулятора, а через дефис – цифра соответствующей ей клеммы правого терморегулятора. Клеммы 6 и 7 внутри правого терморегулятора соединены.

Javlon 22.01.2020

Доброе время суток.
Приобрел себе электронный термостат для теплого пола. При подключении проводов термостата пошел сбой из-за неправильного подключения.

Вместо подключения проводов датчика сенсора было подключено питающее напряжение 220 вольт.

Из-за чего произошло то, что видно на фото. Насколько вероятен ремонт термостата и что с ним произошло. Буду рад вашему ответу.

Александр

Здравствуйте.
Датчик сенсора терморегулятора подключается непосредственно к выводам микропроцессора, и он скорее всего сгорел. В данном случае целесообразно купить новый термостат, так как стоимость ремонта будет сравнима со стоимостью нового терморегулятора.

Простой электронный терморегулятор своими руками. Как сделать термореле своими руками Простой электронный термостат для холодильника

Создайте терморегулятор своими руками

Общее понятие о температурных регуляторах

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Принцип работы

Самодельный регулятор температуры

Простейшая схема

Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Прибор для помещения

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

На микросхеме LM 311

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:

Необходимые материалы и инструменты

Импульсный паяльник. Можно использовать и обычный, но с тонким жалом.
Припой и флюс.
Печатная плата.
Кислота, чтобы вытравить дорожки.

Достоинства и недостатки

Регуляторы температуры позволяют:

Поддерживать комфортную температуру.
Экономить энергоресурсы.
Не привлекать к процессу человека.
Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

В этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью такого типа реле является наличие — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы , а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки. Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если же у вас все еще остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

Данный электронный термостат для холодильника поможет в тех случаях, когда собственный (заводской) термостат неисправен или его точность работы уже недостаточна. В старых холодильниках используется механический термостат температуры с использованием жидкости или газа, которыми заполнен капилляр.

При изменении температуры меняется и давление внутри капилляра, которое передается на мембрану (сильфона). В результате термостат включает и выключает компрессор холодильника. Конечно же, подобная система термостатирования имеет низкую точность, и детали ее со временем изнашиваются.

Описание работы термостата для холодильника

Как известно температура хранения пищевых продуктов в холодильной камере должна быть +2…8 градусов Цельсия. Рабочая температура холодильника +5 градусов.

Электронный терморегулятор для холодильника характеризуется двумя параметрами: температура запуска и остановки (либо средняя температура плюс значение гистерезиса) компрессора. Гистерезис необходим для предотвращения слишком частого включения компрессора холодильника.

В данной схеме предусмотрен гистерезис в 2 градуса при средней температуре в 5 градусов. Таким образом, компрессор холодильника включается, когда температура достигнет + 6 градусов и отключается при снижении ее до + 4 градусов.

Этот температурный интервал достаточный для поддержания оптимальной температуры хранения продуктов, и при этом он обеспечивает комфортную работу компрессора, предотвращая его чрезмерный износ. Это особенно важно для уже старых холодильников, использующих термореле для запуска двигателя.

Электронный термостат является подходящей заменой оригинального термостата. Терморегулятор считывает температуру с помощью датчика, сопротивление которого меняется в зависимости от изменения температуры. Для этих целей довольно часто используют термистор (NTC), но проблема заключается в его низкой точности и необходимости в калибровке.

Для обеспечения точной установки контролируемой температуры и избавления от многочасовой калибровки, в данном варианте термостата для холодильника был выбран . Он представляет собой интегральную схему, линейно откалиброванную в градусах Цельсия, с коэффициентом 10 мВ на 1 градус Цельсия. В связи с тем, что пороговая температура близка к нулю, относительное изменение выходного напряжения велико. Поэтому сигнал с выхода датчика можно контролировать с помощью простой схемы состоящей всего из двух транзисторов.

Так как выходное напряжение слишком мало, чтобы открыть транзистор VT1, датчик LM35 включен как источник тока. Его выход нагружен резистором R1 и поэтому сила тока на нем изменяется пропорционально температуре. Этот ток влечет падение на резисторе R2. Падение напряжения управляет работой транзистора VT1. Если падение напряжения превышает пороговое напряжение перехода база-эмиттер, транзисторы VT1 и VT2 открываются, реле К1 включается, чьи контакты подключены вместо контактов старого термостата.

Резистор R3 создает положительно обратную связь. Это добавляет небольшой ток к сопротивлению R2, который сдвигает порог и тем самым обеспечивает гистерезис. Обмотка электромагнитного реле должна быть рассчитана на 5…6 вольт. Контактная пара реле должна выдерживать необходимый ток и напряжение.

Датчик LM35 расположен внутри холодильника в подходящем месте. Сопротивление R1 припаивается непосредственно к датчику температуры, что в свою очередь позволяет соединить LM35 с монтажной платой всего двумя проводами.

Провода соединяющие датчик могут внести в схему помехи, поэтому для подавления помех добавлен конденсатор С2. Схема работает от источника питания 5 вольт построенного . Потребление тока главным образом зависит от типа используемого реле. должен быть надежно изолированы от сети.

Большим преимуществом этой схемы является то, что она начинает работать сразу при первом запуске и не нуждается в калибровке и настройке. Если возникнет необходимость немного изменить уровень температуры, то это можно сделать путем подбора сопротивлений R1 или R2. Сопротивление R3 определяет величину гистерезиса.

Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц….

В дождливую, снежную или слякотную погоду, всегда требуется после улицы, просушить обувь. Чтобы каждый раз не носить мокрую обувь к батарее, было решено сделать маломощный тёплый пол для сушки обуви в прихожей, возле входной двери. Как известно для контроля температуры тёплых полов необходим терморегулятор, его можно купить, но гораздо приятнее собрать устройство самостоятельно.

Технические характеристики:

Максимальный коммутируемый ток: в зависимости от применённого симистора и его охлаждения.
Рабочее напряжение: ~230В
Диапазон температур при указанных номиналах: +35…+55°C
Датчик температуры: выносной, тип NTC (отрицательного температурного коэффициента)

Работа терморегулятора

В момент включения устройства, сетевое переменное напряжение, через бестрансформаторный блок питания (R1,R2,C1,C3,C5,VD1,VD2) выпрямляется и стабилизируется до 15В, зелёный светодиод индицирует наличие напряжения. Делитель состоящий из R4,R5 и R9 задаёт порог включения/отключения терморегулятора, и поскольку пол холодный, R9 (термистор) имеет максимальное сопротивление около 10 кОм, при этом на регулирующий вход стабилитрона TL431, через R4,R5 поступает напряжение выше 2,5В, стабилитрон открыт. Ток проходит по цепочке VD3,R6,HL2,U1, оптосимистор открыт, красный диод индицирует об этом. Открытый оптосимистор U1 образует делитель R7,R8,C2, симистор VS1 включается, пол нагревается. В момент, когда температура пола увеличивается, сопротивление датчика R9 (термистор) уменьшается и в итоге наступает момент, когда напряжение на регулирующем входе стабилитрона становится ниже опорного 2,5В, TL431 закрыт, вслед за ним закрывается оптосимистор и симистор, красный светодиод гаснет,нагрев секции отключен. По мере остывания пола на несколько градусов процесс повторяется, устройство поддерживает заданную температуру.

Настройка и установка

R4 задаёт максимальную температуру, чем ниже сопротивление R4 ,тем будет выше максимальная температура нагрева нагревательной секции. R5 задаёт минимальную температуру, чем выше номинал сопротивления R5 ,тем шире диапазон регулирования температуры. R9 (термистор) является датчиком температуры, он уменьшает своё сопротивление при повышении температуры, таким образом он контролирует вкл/откл терморегулятора в зависимости от температуры пола. С помощью R7 можно регулировать мощность на выходе трморегулятора.

Порог включения/отключения терморегулятора следует настраивать после установки датчика R9. Выводы датчика нужно изолировать, например термоусадочной трубкой.

Датчик следует устанавливать вблизи нагревательной секции, например между витков нагревательного кабеля.

Все кабели и датчик нужно зашпаклевать, а концы вывести в распред.коробку. В дальнейшем на это пол ляжет кафельная плитка.

В моём случае, корпус терморегулятора изготовлен из ненужной розетки RJ-45

Плата разведена и подогнана для конкретного случая. И да, советую применить угловые винтовые клемники с прямыми клемниками будет очень неудобно.

Мощность нагревательной секции 300Вт, симистор необходимо установить через слюдяную прокладку на подходящий по габаритам радиатор, площадью 50см2 . Если мощность нагревательной секции не превышает 150Вт, то можно обойтись без радиатора.

Всем удачи! Берегите здоровье!

Внимание! Схема терморегулятора не имеет защиты от перегрева нагревательной секции!

З.Ы.: Смотрите комментарии к статье.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
	Полупроводниковые элементы
VS1	Симистор	BT136-600E	1	BT139-600	В блокнот
U1	Оптопара	MOC3061M	1	MOC3041	В блокнот
VD1	Диодный мост	DB104	1		В блокнот
VD2	Стабилитрон	1N4744A	1		В блокнот
VD3	ИС источника опорного напряжения	TL431	1		В блокнот
HL1	Светодиод	L-132XGD	1	зелёный	В блокнот
HL2	Светодиод	L-132XID	1	красный	В блокнот
	Резисторы
R1	Резистор	1 мОм	1		В блокнот
R2	Резистор	51 Ом 1Вт	1		В блокнот
R3	Резистор	2.2 кОм	1		В блокнот
R4	Резистор	18 кОм	1	*	В блокнот
R5	Переменный резистор	20 кОм	1	*	В блокнот
R6	Резистор	1.1 кОм	1		В блокнот
R7	Резистор	270 Ом	1	*	В блокнот
R8	Резистор	30 кОм	1

Многие из полезных вещей, которые помогут увеличить комфорт в нашей жизни, можно без особого труда собрать своими руками. Это же касается и термостата (его еще называют терморегулятором).

Данный прибор позволяет включать или выключать нужное оборудование по охлаждению или нагреванию, осуществляя регулировку, когда происходит определенные изменения температуры там, где он установлен.

К примеру, он может в случае сильных холодов самостоятельно включить расположенный в подвале обогреватель. Поэтому стоит рассмотреть, как можно самостоятельно сделать подобное устройство.

Как работает

Принцип функционирования термостата достаточно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания своего мастерства делают самодельные аппараты.

При этом можно использовать множество различных схем, хотя наиболее популярной является микросхема-компаратор.

Данный элемент имеет несколько входов, но всего один выход. Так, на первый выход поступает так называемое «Эталонное напряжение», имеющее значение установленной температуры. На второй же поступает напряжение уже непосредственно от термодатчика.

После этого, компаратор сравнивает эти оба значения. В случае, если напряжение с термодатчика имеет определенное отклонение от «эталонного», на выход посылается сигнал, который должен будет включить реле. После этого, подается напряжение на соответствующий нагревающий или охлаждающий аппарат.

Процесс изготовления

Итак, рассмотрим процесс самостоятельного изготовления простого терморегулятора на 12 В, имеющего датчик температуры воздуха.

Все должно происходить следующим образом:

Сначала необходимо подготовить корпус. Лучше всего в этом качестве использовать старый электрический счетчик, такой, как «Гранит-1»;
На базе этого же счетчика более оптимально собирать и схему. Для этого, к входу компаратора (он обычно помечен «+») нужно подключить потенциометр, который дает возможность задавать температуру. К знаку «-», обозначающему инверсный вход, нужно присоединить термодатчик LM335. В этом случае, когда напряжение на «плюсе» будет больше, чем на «минусе», на выход компаратора будет отправлено значение 1 (то есть высокое). После этого регулятор отправит питание на реле, которое в свою очередь включит уже, например, котел отопления. Когда напряжение, поступающее на «минус» будет больше, чем на «плюсе», на выходе компаратора снова будет 0, после чего отключится и реле;
Для обеспечения перепада температур, иными словами для работы терморегулятора, допустим при 22 включение, а при 25 отключение, нужно, используя терморезистор, создать между «плюсом» компаратора и его выходом, обратную связь;
Чтобы обеспечить питание, рекомендуется делать трансформатор из катушки. Её можно взять, к примеру, из старого электросчетчика (он должен быть индуктивного типа). Дело в том, что на катушке можно сделать вторичную обмотку. Для получения желанного напряжения в 12 В, будет достаточно намотать 540 витков. При этом, чтобы они уместились, диаметр провода должен составлять не более 0.4 мм.

Совет мастера: чтобы включить нагреватель, лучше всего применять клеммник счетчика.

Мощность нагревателя и установка терморегулятора

В зависимости от уровня выдерживаемой мощности контактами используемого реле, будет зависеть и мощность самого нагревателя.

В случаях, когда значение составляет приблизительно 30 А (это тот уровень, на который рассчитаны автомобильные реле), возможно применение обогревателя мощностью 6.6 кВт (исходя из расчета 30х220).

Но прежде, желательно убедится в том, что вся проводка, а также автомат смогут выдержать нужную нагрузку.

Стоит отметить: любители самоделок могут смастерить электронный терморегулятор своими руками на основе электромагнитного реле с мощными контактами, выдерживающими ток до 30 ампер. Такое самодельное устройство может использоваться для различных бытовых нужд.

Установку терморегулятора необходимо осуществлять практически в самой нижней части стены комнаты, так как именно там скапливается холодный воздух. Также важным моментом является отсутствие тепловых помех, которые могут воздействовать на прибор и тем самым сбивать его с толку.

К примеру, он не будет функционировать должным образом, если будет установлен на сквозняке или рядом с каким-то электроприбором, интенсивно излучающим тепло.

Настройка

Для измерения температуры лучше использовать терморезистор, у которого при изменении температуры меняется электрическое сопротивление

Нужно отметить, что указанный в нашей статье вариант терморегулятора, созданного из датчика LM335, нет необходимости настраивать.

Достаточно лишь знать точное напряжение, которое будет подаваться на «плюс» компаратора. Узнать его можно с помощью вольтметра.

Нужные в конкретных случаях значения можно высчитать используя для этого формулу, такую как: V = (273 + T) x 0.01. В этом случае Т будет обозначать нужную температуру, указываемую в Цельсии. Поэтому для температуры в 20 градусов, значение будет равняться 2,93 В.

Во всех остальных случаях напряжение будет необходимо проверять уже непосредственно опытным путем. Чтобы это сделать, используется цифровой термометр такой, как ТМ-902С. Чтобы обеспечить максимальную точность настройки, датчики обоих устройств (имеется ввиду термометра и терморегулятора) желательно закрепить друг к другу, после чего можно проводить замеры.

Смотрите видео, в котором популярно разъясняется, как сделать терморегулятор своими руками:

Как сделать терморегулятор для инкубатора своими руками | ENARGYS.RU

Основа работы схемы терморегулятора для инкубатора своими руками построена на работе операционного двухканального усилителя. Аккумуляторная батарея на 12 В осуществляет подачу рабочего напряжения на термодатчик.

Рис№1. Схема терморегулятора для инкубатора, построенная на двухканальном операционном усилителе. Рис№2. Схема германиевого транзистора. Рис №3. Схема подключения ламп накаливания, предназначенных для обогрева.

DA1,1должен выдавать выходное стабилизирующее напряжение в двойном значении, должно соответствовать равенству номиналов значенийR1, R2.

Делитель состоит из двух подстроечных сопротивлений R3, R4, температурного датчика R5, половина напряжения стабилизации передается к входу элемента DA1,2;

После уменьшения температурного значения происходит увеличение значения сопротивления датчика, это действие выключает реле после чего происходит включение светодиодной лампыHL1.

Триггерный эффект амплитуды высшей гармоники достигается введением в схему преобразователя отрицательного действия через резистор R7, при повышении значения сопротивления R7, разность температурных значений сужается.

Резисторы R3, R4 являются подстроечными и относятся к проволочному типу, они являются многооборотными. РезисторR3 и температурный датчик должны обладать примерно одинаковым значением сопротивления, а величина сопротивления резистора R4 должна иметь меньшее значение в 10 раз, это делается для производства более удобного осуществления настроек температурного регулятора.

В качестве термодатчика может выступать терморезистор или германиевый транзистор.

Советы необходимые для сборки схемы

Транзистор обладает большей чувствительностью к температурным отклонениям, недостаток элемента заключается в наличии стеклянного изолятора через который может проходить свет и который вызывает изменения настроек, изолятор рекомендуется обмотать черной нитью, пропитанной клеем «момент» и покрытую цапонлаком.

Транзисторный коллектор жестко и плотно вставляется в луженное жестяное отверстие, паять необходимо паяльником большой мощности, место пайки следует охладить очень быстро с помощью воздуха, это делается для избегания порчи кристалла от температурного скачка благодаря этому достигается мало-инерционность температурного датчика, у него появляется возможность быстро реагировать на изменения температуры.

При нагреве инкубатора лампами, пластину-радиатор температурного датчика делается блестящей это помогает избежать нагрев радиатора датчика от ламп.

Если применяется низковольтная катушка реле используют резистор R10, служит для гашения избыточного напряжения.

ЛампаHL2 должна иметь величину мощности, выбранную с запасом для того, чтобы в момент срабатывания выходного сигнала реле питающее напряжение схемы не снизилось на значение выше 1В.

Настройка работы терморегулятора происходит с помощью стеклянного термометра во включенном состоянии инкубатора в сеть.

Срабатывание стеклянного термометра при изменении температурных показаний происходит в течение нескольких минут, время срабатывания транзисторного датчика составляет меньше минуты.

Резистор R7 настраивается в зависимости от величины мощности нагревательного элемента и состояния тепловой инерции инкубатора.

Необходимо помнить, что частое включение нагревательного элемента подразумевает тепловую утечку.

Питание от аккумуляторной батареи способствует повышению теплоизоляции инкубатора в сочетании с экономичным расходованием электроэнергии.

Каждая лампа, предназначенная для обогрева,питается отдельным контактом от реле.

пошаговая инструкция изготовления самодельного устройства

Приведенная ниже схема является развитием темы . В данном случае добавляются термочувствительный и нагревательный элементы благодаря которым и поддерживается требуемая температура. Включая-отключая нагрузку, которой служит электронагреватель, терморегулятор регулирует температуру микросреды инкубатора, аквариума или другого замкнутого пространства.

Схема терморегулятора

R1 – 10 кОм;
R2 – 22 кОм;
R3 – 100 кОм;
R4 – 6,8 кОм;
R5 – 1 кОм;
R6 – 6,8 кОм;
R7 – 470 Ом;
R8 – 51 Ом;
R9 – 5,1 кОм;
R10 – 27 кОм 2Вт ;
С1 – 0,33 мкФ;
DA1 – КР140УД6;
VT1 – КТ117;
VD1 – КС212Ж;
VD2 – КД105;
VS1 – КУ208Г.

Принцип работы терморегулятора

Итак, рассмотрим как работает схема терморегулятора для инкубатора своими руками: основой данного устройства является операционный усилитель DA1, работающий в режиме компаратора напряжений. На один вход подается изменяющееся напряжение с терморезистора R2, а на второй, задаваемое переменным резистором R5 и подстроечным R4. Для точной и грубой регулировки. В зависимости от области применения, подстроечный резистор можно и исключить.
При равенстве входных напряжений транзистор VT1, управляемый выходом компаратор – закрыт, на управляющем электроде VS1 ноль, а значит закрыт и симистор. При изменении температуры меняется сопротивление R2, а на разницу напряжений на входах компаратор отреагирует подачей открывающего сигнала на VT1. Появившееся на R8 напряжение откроет тиристор, пустив через нагрузку ток. Когда напряжения на входах операционного усилителя выравняются, он отключит нагрузку.
Питание управляющего каскада осуществляется через выпрямительный диод VD2 и гасящее сопротивление R10. При его сверхмалом потреблении тока – это вполне допустимо, как и использование для стабилизации питающего напряжения всего одного стабилитрона VD1. К тому же, управляющие цепи запитываются через нагрузку, на которой тоже происходит падение напряжения, особенно в нагретом состоянии.

Замены деталей

Обратите внимание на мощность резистора R10 — 2Вт, так же этот резистор должен выдерживать мгновенное напряжение 400В, если такой резистор не удается найти, его можно заменить несколькими последовательно включенными резисторами на меньшую мощность и напряжение.
В качестве стабилитрона VD1 можно установить BZX30C12 или любой другой стабилитрон на 12В близкий по параметрам.
Вместо VD2 можно поставить диод с обратным напряжением не менее 400В и током не менее 0,3А: например из серии
На место DA1 можно установить практически любой операционный усилитель, главное чтобы он работал в диапазоне питающих напряжений 10..15В.

А вот однопереходный транзистор КТ117 (VT1) не такой общераспространенный компонент электронных схем (зарубежные однопереходные транзисторы: 2N6027, 2N6028), зато его можно заменить схемой из двух биполярных транзисторов разной структуры и одного резистора 47 кОм. В схеме используются распространенные КТ315 и КТ361, но вполне могут использоваться и другие маломощные комплиментарные биполярные транзисторы.

Области применения терморегулятора

В основном, данное устройство применялось для термостабилизации птичьих инкубаторов. Где в роли тэнов выступали маломощные электрические лампочки по 60 Вт, соединенные параллельно по 4, 6 и 8 штук, в зависимости от размеров инкубатора и количества инкубируемых яиц.

Как монтировать обогреватель для инкубатора

лампы должны быть равномерно расположены над поверхностью яиц, на расстоянии 25-30 см от их поверхности;
терморезистор должен находиться как можно ближе к поверхности яиц, но не касаться их;
использовать вместо лампочек можно и другие нагреватели, но с малой теплоемкостью, к примеру, вольфрамовую проволоку, натянутую на керамическую рамку в форме тетраэдра.

Обогреватель для аквариума

Реже, такой терморегулятор применялся для поддержания заданной температуры в аквариумах с тропическими рыбками. Такая необходимость возникала из-за того, что большинство, выпускаемых для этих целей термообогревателей, имеет механический терморегулятор объединенный с тэном в одном корпусе. А следовательно, они поддерживают в заданных пределах свою, а не окружающую температуру. Это хорошо работает только в помещениях со стабильной, в пределах одного-двух градусов, своей температурой воздуха.

Особенности монтажа

из-за инертности воды, датчик и обогреватель должны быть разнесены, но в пределах прямой видимости (без перекрытия растениями и элементами декора) друг от друга;
из-за электропроводимости воды, датчик должен быть изолирован, либо средствами с хорошей теплопроводностью, либо тонким слоем обычного герметика;
допускается использование как обычных аквариумных обогревателей, так и регулируемых, с выставленной на максимум температурой.

Можно найти и другие сферы применения данному, несложному в изготовлении устройству. К примеру для рассадных парничков, сушильных шкафов, различных термованночек. На что вашей фантазии хватит. Только, если нагрузка допускает возможность короткого замыкания, необходимо добавить плавкий предохранитель на 1 А.

P.S.
Как говорилось выше данный простой терморегулятор применялся в инкубаторах раньше, сейчас на его смену пришли терморегуляторы с микроконтроллерным управлением, способные в автоматическом режиме понижать температуру в течении цикла инкубации. Да и сами инкубаторы обзавелись функцией регулирования влажности и переворачивания яиц.

Терморегуляторы широко используются в современных бытовых приборах, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при работе печей. Принцип действия любого терморегулятора основан на включении или выключении различных приборов после достижения определенных значений температуры.

Современные цифровые терморегуляторы управляются при помощи кнопок: сенсорных или обычных. Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых терморегуляторов является самой дорогостоящей. С помощью прибора можно предусмотреть изменение температуры по часам или задать необходимый режим на неделю вперед. Управлять прибором можно дистанционно: через смартфон или компьютер.

Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, сделать терморегулятор своими руками – задача довольно непростая, которая требует серьезных знаний. Но собрать небольшое устройство для кулера или инкубатора под силу любому домашнему мастеру.

Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.

Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.

Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.

Схема работы простого терморегулятора

Обычно для поддержания заданной температуры используются схемы на основе реле. Основными элементами, входящими в данное оборудование, являются:

температурный датчик;
пороговая схема;
исполнительное или индикаторное устройство.

В качестве датчика можно использовать полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термореле.

Схема терморегулятор реагирует на превышения параметра над заданным уровнем и включает исполнительное устройство. Самым простым вариантом такого прибора является элемент на биполярных транзисторах. Термореле выполнено на основе триггера Шмидта. В роли датчика температуры выступает терморезистор – элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от повышения или понижения градусов.

R1 – это потенциометр, который устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счет регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора изменяется. При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему питанию оборудования. Чтобы защитить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.

Внимание! В интернете можно увидеть картинки с чертежами термостата для разного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не соответствуют друг другу. Иногда на рисунках могут быть представлены просто другие устройства. Поэтому изготовление можно начинать только после тщательного изучения всей информации.

Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего терморегулятора и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для отопления –другие.

Терморегулятор на трех элементах

Одним из элементарных устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой терморегулятор своими руками, предназначенный для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же существуют проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.

Схема терморегулятор в этом случае состоит всего лишь из трех элементов:

силового транзистора MOSFET (N канальный), можно использовать IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А или IFR510 Power MOSFET;
потенциометра 10 кОм;
NTC термистора в 10 кОм, который будет выполнять роль сенсора температуры.

Термодатчик реагирует на повышение градусов, за счет чего срабатывает вся схема, и вентилятор включается.

Теперь переходим к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот момент, когда температура приближается к критической, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться очень медленно. Лучше сделать настройку несколько раз, чтобы убедиться в эффективности работы оборудования.

Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, значительно отличающиеся по виду и техническим характеристикам. У каждого сопротивления или реле есть несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны в схеме, можно брать и другие, совпадающие по параметрам с образцами.

Терморегуляторы для котлов отопления

При регулировке отопительных систем важно точно откалибровать прибор. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы можно воспользоваться следующей схемой.

С помощью этой схемы можно создать наружное оборудование для контроля за твердотопливным котлом. Роль стабилитрона здесь выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагреве. Резистор подключается в сеть делителя напряжения электричества. Необходимую температуру можно задать с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Полученный ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Последний соединен со вторым триггером.

Контроль температуры идет по следующей схеме:

при понижении градусов напряжение в реле растет;
при достижении определенного значения вентилятор, который соединен с реле, выключается.

Напайку лучше производить на слепыше. В качестве элемента питания можно взять любое устройство, работающее в пределах 3-15 В.

Осторожно! Установка самодельных приборов любого назначения на системы отопления может привести к выходу из строя оборудования. Более того, использование подобных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций в вашем доме.

Цифровой терморегулятор

Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.

Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.

При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.

Используется во многих технологических процессах, в том числе и для бытовых отопительных систем. Фактором определяющим действие терморегулятора, является наружная температура, значение которой анализируется и при достижении установленного предела, расход сокращается либо увеличивается.

Терморегуляторы бывают различного исполнения и сегодня в продаже достаточно много промышленных версий, работающих по различному принципу и предназначенных для использования в разных областях. Также доступны и простейшие электронные схемы, собрать которые может любой, при наличии соответствующих познаний в электронике.

Описание

Терморегулятор представляет собой устройство, устанавливаемое в системах энергоснабжения и позволяющее оптимизировать затраты энергии на обогрев. Основные элементы терморегулятора:

Температурные датчики – контролируют уровень температуры, формируя электрические импульсы соответствующей величины.
Аналитический блок – обрабатывает электрические сигналы поступающие от датчиков и производит конвертацию значения температуры в величину, характеризующую положение исполнительного органа.
Исполнительный орган – регулирует подачу, на величину указанную аналитическим блоком.

Современный терморегулятор – это микросхема на основе диодов, триодов или стабилитрона, могущих преобразовывать энергию тепла в электрическую. Как в промышленном, так и самодельном варианте, это единый блок, к которому подключается термопара, выносная или располагаемая здесь же. Терморегулятор включается последовательно в электрическую цепь питания исполняющего органа, таким образом, уменьшая или увеличивая значение питающего напряжения.

Принцип работы

Датчик температуры подает электрические импульсы, величина тока которых зависит от уровня температуры. Заложенное соотношение этих величин позволяет устройству очень точно определить температурный порог и принять решение, например, на сколько градусов должна быть открыта заслонка подачи воздуха в твердотопливный котел, либо открыта задвижка подачи горячей воды. Суть работы терморегулятора заключается в преобразовании одной величины в другую и соотнесении результата с уровнем силы тока.

Простые самодельные регуляторы, как правило, имеют механическое управление в виде резистора, передвигая который, пользователь устанавливает необходимый температурный порог срабатывания, то есть, указывая, при какой наружной температуре необходимо будет увеличить подачу. Имеющие более расширенный функционал, промышленные приборы, могут программироваться на более широкие пределы, при помощи контроллера, в зависимости от различных диапазонов температуры. У них отсутствуют механические элементы управления, что способствует долгой работе.

Как сделать своими руками

Сделанные собственноручно регуляторы получили широкое применение в бытовых условиях, тем более, что необходимые электронные детали и схемы всегда можно найти. Подогрев воды в аквариуме, включение вентилирования помещения при повышении температуры и многие другие несложные технологические операции вполне можно переложить на такую автоматику.

Схемы авторегуляторов

В настоящее время, у любителей самодельной электроники, популярностью пользуются две схемы автоматического управления:

На основе регулируемого стабилитрона типа TL431 – принцип работы состоит в фиксации превышения порога напряжения в 2,5 вольт. Когда на управляющем электроде он будет пробит, стабилитрон приходит в открытое положение и через него проходит нагрузочный ток. В том случае, когда напряжение не пробивает порог в 2,5 вольт, схема приходит в закрытое положение и отключает нагрузку. Достоинство схемы в предельной простоте и высокой надежности, так как стабилитрон оснащается только одним входом, для подачи регулируемого напряжения.
Тиристорная микросхема типа К561ЛА7, либо ее современный зарубежный аналог CD4011B – основным элементом является тиристор Т122 или КУ202, выполняющий роль мощного коммутирующего звена. Потребляемый схемой ток в нормальном режиме не превышает 5 мА, при температуре резистора от 60 до 70 градусов. Транзистор приходит в открытое положение при поступлении импульсов, что в свою очередь является сигналом для открытия тиристора. При отсутствии радиатора, последний приобретает пропускную способность до 200 Вт. Для увеличения этого порога, понадобится установка более мощного тиристора, либо оснащение уже имеющегося радиатором, что позволит довести коммутируемую способность до 1 кВт.

Необходимые материалы и инструменты

Сборка самостоятельно не займет много времени, однако обязательно потребуются некоторые знания в области электроники и электротехники, а также опыт работы с паяльником. Для работы необходимо следующее:

Паяльник импульсный или обычный с тонким нагревательным элементом.
Печатная плата.
Припой и флюс.
Кислота для вытравливания дорожек.
Электронные детали согласно выбранной схемы.

Схема терморегулятора

Пошаговое руководство

Электронные элементы необходимо разместить на плате с таким расчетом, чтобы их легко было монтировать, не задевая паяльником соседние, возле деталей активно выделяющих тепло, расстояние делают несколько большим.
Дорожки между элементами протравливаются согласно рисунку, если такого нет, то предварительно выполняется эскиз на бумаге.
Обязательно проверяется работоспособность каждого элемента и только после этого выполняется посадка на плату с последующим припаиванием к дорожкам.
Необходимо проверять полярность диодов, триодов и других деталей в соответствии со схемой.
Для пайки радиодеталей не рекомендуется использовать кислоту, поскольку она может закоротить близкорасположенные соседние дорожки, для изоляции, в пространство между ними добавляется канифоль.
После сборки, выполняется регулировка устройства, путем подбора оптимального резистора для максимально точного порога открывания и закрывания тиристора.

Область применения самодельных терморегуляторов

В быту, применение терморегулятора встречается чаще всего у дачников, эксплуатирующих самодельные инкубаторы и как показывает практика, они не менее эффективны, чем заводские модели. По сути, использовать такое устройство можно везде, где необходимо произвести какие-то действия зависящие от показаний температуры. Аналогично можно оснастить автоматикой систему опрыскивания газона или полива, выдвижения светозащитных конструкций или просто звуковую, либо световую сигнализацию, предупреждающую о чем-либо.

Ремонт своими руками

Собранные собственноручно, эти приборы служат достаточно долго, однако существует несколько стандартных ситуаций, когда может потребоваться ремонт:

Выход из строя регулировочного резистора – случается наиболее часто, поскольку изнашиваются медные дорожки, внутри элемента, по которым скользит электрод, решается заменой детали.
Перегрев тиристора или триода – неправильно была подобрана мощность или прибор находится в плохо вентилируемой зоне помещения. Чтобы в дальнейшем избежать подобного, тиристоры оборудуются радиаторами, либо же следует переместить терморегулятор в зону с нейтральным микроклиматом, что особенно актуально для влажных помещений.
Некорректная регулировка температуры – возможно повреждение терморезистора, коррозия или грязь на измерительных электродах.

Преимущества и недостатки

Несомненно, использование автоматического регулирования, уже само по себе является преимуществом, так как потребитель энергии получает такие возможности:

Экономия энергоресурсов.
Постоянная комфортная температура в помещении.
Не требуется участие человека.

Автоматическое управление нашло особенно большое применение в системах отопления многоквартирных домов. Оборудуемые терморегуляторами вводные задвижки автоматически управляют подачей теплоносителя, благодаря чему жители получают значительно меньшие счета.

Недостатком такого прибора можно считать его стоимость, что впрочем, не относится к тем, что изготовлены своими руками. Дорогостоящими являются только устройства промышленного исполнения, предназначенные для регулирования подачи жидких и газообразных сред, так как исполнительный механизм включает в себя специальный двигатель и другую запорную арматуру.

Хотя сам прибор достаточно нетребователен к условиям эксплуатации, точность реагирования зависит от качества первичного сигнала и особенно это касается автоматики работающей в условиях повышенной влажности или контактирующей с агрессивными средами. Термодатчики в таких случаях, не должны контактировать с теплоносителем напрямую.

Выводы закладываются в гильзу из латуни, и герметично запаиваются эпоксидным клеем. Оставить на поверхности можно торец терморезистора, что будет способствовать большей чувствительности.

Датчик температуры DS1820 способен фиксировать температуру от -55 до 125 градусов и работать в режиме термостата.

Схема терморегулятора на датчике DS1820

Схема терморегулятора на датчике LM35

Конструкция состоит из реле в случае падения температуры и отключает при повышении заложенного порога.

Датчик температуры своими руками

Для обеспечения полноценного развития растений в различных теплицах (особенно с круглогодичным циклом выращивания) требуется автоматизированная поддержка температурного режима на определенном уровне. Формирование и регулировка внешней среды вокруг растений в теплице осуществляется одновременно несколькими системами — вентиляционной, отопительной, увлажняющей воздух и почву, испарительным охлаждением и пр. Как сделать терморегулятор в теплице для всех этих систем мы расскажем в этой статье.

Контроль этих систем с последующей корректировкой производится с помощью регулятора температуры воздуха, являющегося важнейшей деталью для получения полноценного урожая, т. к. даже минимальные изменения данных могут негативно сказаться на развитии посадок, не исключая их гибель.

Скрупулезное следование температурному режиму — гарантия достойных урожаев

Индивидуальная настройка терморегулятора позволяет контролировать уровень температуры на протяжение всех суток, стабилизируя защитную функцию котла от перегрева.

Для большинства насаждений наиболее комфортная t равна 16 — 25 °C, любые даже незначительные отклонения тормозят развитие растений, могут привести к развитию заболеваний и увяданию посадок. Контроль необходим не только для температуры воздуха теплицы, но и для t грунта. Эти два показателя являются главенствующими при создании условий для развития растений. От них зависит правильность усвоения полезных веществ, находящихся в почве, и они непосредственно воздействуют на рост и полноценное развитие растений.

Для грунта следует придерживаться диапазона t 13 — 25 °C, точные ее показатели определяются в зависимости от разновидности культуры.

Учтите! Перепады значений температуры грунта зачастую более пагубны для посадок, чем снижение температуры воздуха.

Основы функционирования терморегулирующих устройств

Принцип работы конструкций подобного типа незамысловат: контролирующее устройство получает сигнал, после чего разные модели установки могут реагировать подобным образом:

увеличивать либо уменьшать мощность отопительной системы;
включать либо выключать вентиляцию помещения;
открывать либо прикрывать створки естественной вентиляции;
подсоединять либо полностью отключать подогрев поливной воды и почвы на грядках.

Появление импульсов сигнала осуществляется при помощи реле термостата, который, в свою очередь, получает данные с датчиков, размещенных в теплице. Как датчики, наиболее чаще применяются такие устройства:

В качестве температурного датчика очень часто применяется термистор. В самодельных установках как термочувствительный элемент зачастую применяется p-n переход полупроводникового транзистора либо диода.
Как датчик освещенности используется фоторезистор, а в самодельных конструкциях может использоваться опять p-n переход полупроводникового транзистора либо диода, у которого обратное сопротивление напрямую зависит от освещенности. Чтобы получить доступ света к системе, у транзистора отрезается колпачок из металлического корпуса, а у диода удаляется краска со стекла.

Параметры влажности регулируются промышленными датчиками, показатели которых зависят от влагопроницаемости среды, находящейся между обкладками конденсатора. Также могут учитываться изменения сопротивления при взаимодействии с увлажненным воздухом оксида алюминия. При корректировке влажности воздуха учитывается и результат перемены длины синтетического волокна либо человеческого волоса и пр. Для самодельных приспособлений подобным датчиком является отрезок фольгированного стеклотекстолита с вырезанными канавками.

К сведению! Для небольших теплиц личного пользования с точки зрения экономичности, абсолютно невыгодно приобретать дорогостоящую систему промышленного образца. В таких ситуациях успешно внедряются терморегуляторы для теплиц, созданные своими руками.

Принципы устройства терморегулятора для теплицы своими руками

Самостоятельная постройка регулятора температуры вполне реальная задача. Но для этого потребуются элементарные инженерные знания и технические навыки.

Основное функционирование системы осуществляется за счет внедрения в конструкцию — 8 битового микроконтроллера марки PIC16F84A.

Как температурный датчик, встраивается цифровой градусник интегральной разновидности DS18B20, имеющий рабочий функционал в диапазоне t -55 — +125°C. Также возможно использование цифрового температурного датчика TCN75-5,0, который по параметрам, компактным размерам и относительной легкости конструкции вполне соответствует для применения в различных автоматических устройствах.

Подобные цифровые датчики по сути имеют незначительные погрешности в измерениях, поэтому параллельное применение нескольких видов датчиков позволяет фактически без погрешностей наблюдать температуру обогрева.

Возможность управлять степенью нагрузки осуществляется при помощи малогабаритного типа реле К1, которое соответствует напряжению срабатывания равному 12 В. Через контакты к реле подсоединяется нагрузка и это позволяет ему производить ее коммутацию. Индикация производится с использованием любых четырехразрядных светодиодов.

Степень температурной реакции задается: SB1-SB2 (микропереключателями). Память микроконтроллера энергетически автономна и хранит заданные параметры. Применяя рабочий режим на индикаторной жидкокристаллической панели устройства можно видеть действующие показатели замеряемой температуры.

На заметку! Подобные электронные терморегуляторы становятся все более популярными, т. к. они обладают способностью чувствовать температуру в любой точке внутри теплицы, а датчик мониторинга может быть помещен между растениями, в почвенный субстрат, либо подвешенным возле крыши. Такой обширный диапазон размещения позволяет терморегулятору иметь точные данные о состоянии внутренней среды теплицы.

Как сделать своими руками терморегулятор для теплицы

Упрощенные терморегуляторы для личных теплиц умельцы изготавливают своими руками. До выбора схемы автоматизации теплицы, нужно сначала установить данные объектов управления.

На фото указана схема терморегулятора с двумя транзисторами типа VT1 и VT2. Как выходное устройство задействовано реле РЭС-10. Датчик температуры — терморезистор ММТ-4.

Одной из моделей терморегулятора, изготовленного своими руками, может послужить, например, вот такая конструкция. В ней в качестве датчика температуры можно использовать стрелочный термометр, подвергшийся переделке:

Конструкция термометра полностью разбирается.
В шкале регулирования, сверлится отверстие 2,5 мм.
Напротив устанавливают фототранзистор в специально сконструированный уголок из тоненькой жести либо листового алюминия, в котором предварительно высверливают отверстия 0 2,8 мм. На фототранзистор наносят по кромке клей и помещают в гнездо.
Уголок с фототранзистором крепят к шкале клеем «Момент».
Ниже отверстия крепится упор.
С другой стороны термометра устанавливают небольшую 9 вольтовую лампочку. Между шкалой и лампочкой размещают линзу — для четкой реакции устройства на показатели.
Тоненькие провода фототранзистора прокладывают через центральное отверстие шкалы.
Для проводов лампочки сверлится отверстие в пластмассовом корпусе. Жгут продевается в хлорвиниловую трубочку и фиксируется зажимом.

Кроме датчика, терморегулятор должен включать фотореле и стабилизатор напряжения.

Стабилизатор собирается по обычной схеме. Фотореле тоже не сложно сделать. Фотоэлементом служит транзистор ГТ109.

Лучше всего подойдет механизм, основанный на переделанном заводском реле. Работа осуществляется по принципу электромагнита, где якорь втягивается в катушку. Переключатель (2А, 220 В) регулирует электромагнитный пускатель для подачи питания на устройства нагрева.

Фотореле и блоки питания размещаются в общем корпусе. К нему прикрепляется термометр. С лицевой стороны крепится тумблер и лампочка, оповещающая о включении элементов нагрева.

Схема вентилирования

Если теплица проветривается с помощью электровентилятора, можно применять двухпозиционные терморегуляторы. Для создания нужного режима функционирования вентилятора, подсоединяют промежуточное реле.

Если в теплицу встроены форточки, нужно обеспечить их электроприводом (электромагниты либо электродвигательные механизмы).

Но легче решить вопрос вентиляции теплиц при использовани терморегуляторов прямого действия. В них исполнительный механизм и терморегулятор находятся в одном устройстве. Однако у регуляторов подобного вида разброс показателей температуры может составлять до 5 °С. Для достижения более точной регулировки лучше избрать электронным регуляторам.

Регулирование влажности

Идеальное решение — использование датчиков влажности грунта и регулировка полива по указанной влажности. В основу одного из принципов измерения влажности положен учет изменений объема почвы при увлажнении. Также часто подключают электронный регулятор. Как датчик влажности, вмонтируется деполяризатор со стержнями батарейки 3336Л. При относительной влажности показатели сопротивления равняются где-то 1500 Ом. Переменный резистор R1 помогает срабатывать регулятору на определенном уровне, резистор R2 помогает устанавливать начальную влажность.

Регулирование полива

Очень заманчиво контролировать систему полива электроникой, но необходимо помнить, что более надежными оказываются простые устройства. Упрощенное обустройство полива делается своими руками без использования электронных схем. Это позволяет применять его при перерывах в электроснабжении.

При электронном регулировании подачи воды, используют электромагнитный вентиль с электроприводом. Электромагнитный клапан можно сделать самостоятельно. Одну из конструкций можно увидеть на фото.

1 – электромагнит; 2 – емкость; 3 – груз; 4 – клапан

Главный недостаток системы терморегуляции — полная подчиненность источнику электроснабжения. Отключение электроэнергии может вызвать гибель растений. Во избежание подобных недоразумений, применяются запасные источники питания: генератор, солнечная либо аккумуляторная батарея и пр.

Также следует помнить, что все термостаты со временем теряют точность показаний, поскольку они становятся старше. Поэтому нужно проверять их точность каждый год. Во время проверки функционирования термостата необходимо почистить датчики терморегулятора, тщательно вытереть все выводы и соединения.

Как построить недорогой регулятор температуры? Простая идея схемы для самодельного регулятора температуры

Введение

Блоки электронного регулятора температуры, которые обычно доступны на рынке, обычно имеют довольно сложную конструкцию и, следовательно, являются дорогостоящими. Они больше подходят для областей, где может потребоваться точный контроль температуры. Очевидно, что такие высокотехнологичные системы управления могут оказаться бесполезными или слишком дорогими для многих любителей электроники и в местах, где потребности не столь специфичны или критичны.Кроме того, дешевые типы совсем ненадежны, потому что их точность непостоянна. Схема регулятора температуры, представленная в этой статье, очень проста по конструкции, но при этом способна производить достаточно точный и последовательный контроль температуры в диапазоне от 40 до 125 градусов Цельсия, который полностью регулируется.

Как работает схема

Каждый электронный полупроводниковый компонент имеет «плохую природу» изменения своих характеристик под воздействием изменяющейся температуры окружающей среды.

В одной из моих предыдущих статей мы изучили, как становится важным оптимизировать ток через стабилитрон из-за влияния изменяющейся температуры окружающей среды, чтобы его значение можно было поддерживать постоянным.

Но именно это «плохое поведение» полупроводников было прекрасно использовано в этой схеме электронного регулятора температуры.

Здесь диод 1N4148 используется в качестве эталона для контроля температуры окружающей среды, тогда как транзистор

BC557 настроен как датчик для измерения рассматриваемой температуры относительно температуры окружающей среды.

Под воздействием приложенного тепла напряжение база-эмиттер транзистора будет падать. Падение напряжения составит около 2 мВ на один градус повышения температуры.

Благодаря этому транзистор постепенно начнет проводить ток и в определенный момент (согласно настройке P1) включит T2, чтобы активировать реле и внешний хладагент.

Советы по конструкции

Конструктивная часть очень проста, поскольку схема этого недорогого регулятора температуры практически не требует каких-либо компонентов.Приобретенные детали можно просто вставить в небольшой кусок печатной платы общего назначения и припаять, чтобы соединить их выводы.

Вся сборка может быть размещена в прочном пластиковом корпусе, позволяющем извлекать только сетевой шнур и датчик из коробки. Длина провода датчика не должна превышать метра во избежание приема паразитных сигналов.

Потенциометр должен быть закреплен над коробкой, чтобы его можно было регулировать извне для установки точки срабатывания в соответствии с областью применения.

Настройка устройства

Для настройки устройства вам потребуется цифровой измеритель температуры, это можно сделать, выполнив следующие простые шаги:

Подключите устройство к источнику переменного тока; подключите его датчик, а также датчик счетчика к нагревательному элементу, температуру которого необходимо контролировать. Также подключите нагреватель к выходу агрегата, чтобы он начал нагреваться.
Следите за повышением температуры по цифровому измерителю, как только он достигнет требуемой точки срабатывания, отрегулируйте потенциометр так, чтобы реле просто сработало и прервало подачу питания на нагреватель.
Следовательно, нагревательный элемент начнет охлаждаться, и через определенный период времени его температура снизится до уровня, при котором реле восстановит подачу питания к нагревательному элементу, и цикл повторится. Этот период времени будет зависеть от гистерезиса цепи.

Приложения

Простая схема этого недорогого регулятора температуры может использоваться для следующих двух важных приложений:

Для защиты силовых транзисторов : Во многих электронных схемах силовые транзисторы выполняют жизненно важные функции по управлению большими выходными нагрузками. и поэтому может нагреваться до значительных пределов.Хотя они всегда устанавливаются поверх алюминиевых радиаторов для оптимального охлаждения, температура иногда может выходить за пределы неконтролируемого уровня.

Датчик данной схемы может быть интегрирован в радиатор, а контакты реле могут быть подключены либо к охлаждающему вентилятору, либо могут быть просто использованы для отключения питания, чтобы нагрев не превышал предела повреждения.

На птицефабриках : Только что вылупившиеся цыплята на птицефабриках очень уязвимы к изменяющимся климатическим условиям.Таким образом, очень важно правильно регулировать температуру вокруг них. Обычно лампы накаливания высокой мощности используются для поддержания тепла внутри птицефабрики и создания благоприятных условий для цыплят, но если интенсивность этих ламп накаливания не контролируется, ситуация может стать опасной.

Опять же, присоединение датчика предлагаемой схемы электронного регулятора температуры к конкретной лампе может быть эффективно использовано для их выключения в случае повышения температуры окружающей среды до критической точки, что помогает поддерживать среднюю температуру фермы на здоровом уровне.

Читатели могут настраивать и модифицировать эту схему контроллера температуры своими руками в соответствии со своими потребностями и спецификациями, чтобы найти ее многочисленные другие применения. Только не забудьте держать эталонный диод подальше от измеряемой температуры.

Сделай сам: как создать свой собственный ПИД-регулятор температуры

Время сборки: 2-3 часа
Сложность: Продвинутый
Дизайнер: RossS

Этот ПИД-регулятор температуры (пропорционально-интегрально-производный) был разработан на базе микроконтроллера ATmega328P и использует загрузчик Duemilanove.Этот комплект включает в себя базовый клон Arduino (плата Arduino не требуется).

Необходимые инструменты и компоненты:
Паяльник
Припой
Ручка для флюса
Припой тонкого калибра (23 калибра или мельче)
Кусачки
MAX31855 Интерфейсная микросхема термопары (доступна непосредственно у Maxim Integrated)
Термопара с переходом, подходящим для вашего применения (например, зонд, шайба и т. д.)
Тип J (от -40 ° C до + 750 ° C)
Тип K (от -200 ° C до + 1350 ° C)
Тип T (от -200 ° C до + 350 ° С) Твердотельное реле (зависит от вашего приложения)
USB-кабель FTDI 5V (Примечание: один кабель можно использовать для множества различных проектов микроконтроллеров)
Компьютер с Arduino IDE v1.0
Бородавка 9 В / 1,5 А, 2,1 мм центральный плюс

Кол.	Описание детали	Номер детали производителя
10	Конденсатор, радиальный, 47 мкФ, 50 В	R47 / 50
1	IC, 7805T, К-220	7805T
10	Конденсатор, 0,1 мкФ, 50 В	MD.1
10	Резистор, 1/4 Вт, 1 кОм	CF1 / 4W102JRC
10	Светодиод, Т1, зеленый, рассеянный	LTL-4231
10	Диод, 1N4007, 1A	1N4007
1	Гнездо, питание постоянного тока, вилка, 2.1 мм	GCD014-R
10	Конденсатор, керамический диск, 0,01 мкФ, 50 В	DC.01
10	Резистор, 1/4 Вт, 10 кОм	CF1 / 4W103JRC
10	Конденсатор, радиальный, 10 мкФ, 25 В	R10 / 25A
1	Заголовок, вертикальный, вилка, 0,1 «, 1 ряд, 6-контактный	JS1109-6-R
5	Переключатель, кнопочный, тактильный, SPST, ВЫКЛ- (ВКЛ)	BTS-1102B-2
1	IC, MCU, ATmega328P, с загрузчиком Arduino Uno	A000048
10	Гнездо для микросхемы, 28-контактное	6000-28NDW
10	Транзистор, 2N4401TA, NPN	2N4401TA
10	Светодиод, оранжево-красный, рассеянный красный, T1, 635 нм	MCDL-314ED
10	Резистор, 1/4 Вт, 2.7кОм	CF1 / 4W272JRC
1	ЖК-дисплей, 16×2, параллельный интерфейс	NHD-0216BZ-FL-YBW
1	Потенциометр, квадратный кермет 3/8 дюйма, 1/2 Вт, 10 кОм	3386П-1-103 / 63П / 72ПР
10	Резистор, 1/4 Вт, 330 Ом	CF1 / 4W331JRC
10	Диод, 1N4148	1Н4148-ВИШАЙ
1	Заголовок, вертикальный, папа, 0.1 дюйм, 1 ряд, 10 контактов	7000-1X10SG-R
1	Печатная плата	–
1	Инструкции	–

Предупреждение. Этот комплект может управлять устройствами питания от сети. Электричество в сети опасно. Неисправная проводка из-за незнания может убить. Вы обязаны правильно подключить управляемые устройства или найти того, кто сможет.

Этот контроллер работает, измеряя разницу между заданной и измеренной температурами.Он выполнит три отдельных вычисления и вычислит их сумму, а затем применит сумму в виде процента от заданного временного окна в форме импульса к твердотельному реле (SSR).

Пропорционально размеру ошибки
Время интегрирования ошибки
Производная скорость изменения значения процесса

Само программное обеспечение ПИД-регулятора Arduino состоит из трех основных частей:

Считывание температуры с помощью микросхемы MAX31855
Код алгоритма ПИД-регулирования
Система меню для изменения желаемой температуры и других параметров

Шаг 1. Проверьте компоненты вашего комплекта

Перед началом сборки проверьте все компоненты по списку комплектов.Обязательно проверьте необходимые компоненты. Некоторые компоненты будут зависеть от вашего приложения и должны быть получены отдельно. SSR выпускаются как с выходом переменного, так и с постоянным током, поэтому убедитесь, что вы выбрали правильный тип для приложения.

Входное напряжение должно принимать 5 В
Для приложений с подогревом требуется переход через ноль SSR
Ток переключения SSR и номинальные значения напряжения должны соответствовать или превышать номинальные значения устройства, которым вы управляете.
Некоторым SSR требуется радиатор (работает близко к их максимальному току)
Если SSR установлен в теплой / горячей зоне, вы должны использовать SSR, который значительно превышает номинальный ток контролируемого устройства

Если вам требуется большой температурный диапазон (от -200 ° C до + 1350 ° C), вы можете использовать термопару K-типа.Для более узкого температурного диапазона (от -200 ° C до 350 ° C) вы можете использовать термопару Т-типа. Термопары Т-типа более точны, чем К-тип. Соединения датчика термопары бывают разных типов: шайба, зонд, буртик и т. Д. Если вы приобретете MAX31855KASA + IC, , вам понадобится термопара K-типа. Если вы приобрели MAX31855TASA +, , вам потребуется термопара Т-типа. Использование неправильной термопары приведет к неверным показаниям.

Шаг 2: Пайка микросхемы SMD

Сначала припаяйте микросхему для поверхностного монтажа, чтобы упростить пайку остальных компонентов.Микросхема монтируется контактом 1 в правом нижнем углу печатной платы. При пайке пригодятся дополнительный флюс, лупа и пинцет. Мне легче припаять небольшое пятно на контактной площадке, где будет выходить контакт 1 микросхемы, прежде чем вставлять микросхему. Когда припой остынет, добавьте немного флюса и аккуратно поместите чип пинцетом.

Дважды проверьте ориентацию микросхемы, припаяйте контакт 1 и место, в которое вы добавили припой ранее. Дополнительный флюс будет способствовать растеканию припоя без добавления дополнительного припоя.Проверьте совмещение других контактов с соответствующими площадками, нанесите флюс на каждый контакт и контактную площадку, затем аккуратно припаяйте каждый.

Пайка микросхем для поверхностного монтажа

Шаг 3: Построение и тестирование

Разместите компоненты для источника питания + 5V на печатной плате. Эти компоненты будут установлены на левой стороне печатной платы. Компоненты включают разъем постоянного тока, диод 1N4007, два электролитических конденсатора 47 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, резистор 2,7 кОм и регулятор напряжения LM7805.

Все они будут сгруппированы на печатной плате.Убедитесь, что электролитические конденсаторы расположены с символом «-» на конденсаторе на стороне, противоположной отметке «+» на печатной плате.

Диоды LM7805 и 1N4007 расположены полосой, как показано на печатной плате. Припаяйте вышеуказанные детали и закрепите лишние провода. Когда вы закончите пайку, переверните печатную плату и установите зеленый светодиод на другую сторону платы, приподняв его примерно на 3 мм (1/8 дюйма) над платой. Плоская сторона светодиода — это вывод «-», более длинный вывод — это «+».После пайки обрежьте лишнюю длину вывода на другой стороне платы.

Построить и испытать
Подключите блок питания от бородавок (центральный плюс 2,1 мм) с напряжением от 9 В до 12 В постоянного тока. Светодиод должен загореться. Если это не сработает, вернитесь и проверьте все свои паяльные соединения и расположение компонентов.

Шаг 4. Компоненты блока питания 3,3 В

Компоненты блока питания 3.3V находятся в нижней правой части печатной платы рядом с микросхемой MAX31855 .Эти компоненты представляют собой три сигнальных диода 1N4148, два электролитических конденсатора 10 мкФ и один резистор 10 кОм.

Расположите и припаяйте три сигнальных диода 1N4148, как показано, в правом нижнем углу печатной платы. Полосы на диодах (отрицательная сторона) должны совпадать с полосками на печатной плате. Диоды , а не , все смотрят одинаково. Перед пайкой дважды проверьте полярность!

Установите и припаяйте два электролитических конденсатора 10 мкФ, а затем установите резистор 10 кОм и припаяйте на место.Включите его с помощью мультиметра и убедитесь, что у вас есть примерно 3,3 В (3,1–3,3 В) на левой стороне резистора 10 кОм.

Вы также можете прижать выводы красного светодиода к контактам 1 (GND, отрицательная сторона светодиода) и 4 (3,3 В постоянного тока, положительная сторона светодиода) микросхемы MAX31855. Если нет напряжения или светодиод не горит, возможно, диоды расположены неправильно.

Шаг 5: Пайка последних компонентов

Пайка компонентов с самым низким профилем и переход к более крупным компонентам упростят вашу работу.Припаиваем остальные компоненты.

Положите ЖК-дисплей на , повернув большинство компонентов (кроме переключателей и светодиодов) вниз. Перед пайкой убедитесь, что метки контакта 1 и 16 на ЖК-дисплее совпадают с метками контактов 1 и 16 на печатной плате соответственно.

Если вы хотите изменить форм-фактор ПИД-контроллера Arduino , вы можете использовать прямой контактный разъем. В этом форм-факторе монтажные отверстия на печатной плате совпадают с монтажными отверстиями на ЖК-дисплее.

Окончательная сборка компонентов / ЖК-дисплей

Шаг 6: ATmega328 и финальное тестирование

Проверьте выемку на микросхеме ATmega328 и совместите ее с выемкой на сокете. Осторожно вставьте микросхему в гнездо.

Загрузите и установите программное обеспечение Arduino IDE V1.0.

Сначала подключите кабель USB к компьютеру, затем подключите другой конец к печатной плате, убедившись, что черный провод кабеля совпадает с контактом, обозначенным «GND». Если вы подключите его неправильно, вы повредите микросхему ATmega328 .Откройте программное обеспечение Arduino, нажмите «Инструменты»> «Плата» и выберите «Arduino Uno». Щелкните Инструменты> Последовательный порт и выберите COM-порт, к которому подключена плата.

ATmega328
Чтобы проверить микросхему ATmega, щелкните Файл> Примеры> Основы> Blink. Это откроет новое окно IDE с некоторым кодом в нем. Перейдите к строке 13 (номер строки находится в нижнем левом углу окна Arduino IDE), где читается: «pinMode (13, OUTPUT)». Теперь измените 13 на 7. Также перейдите к строкам 15 и 17 и измените 13 на 7.

Нажмите кнопку «Подтвердить» после компиляции, затем нажмите кнопку «Загрузить». Если он не компилируется, вы допустили синтаксическую ошибку. Немедленно нажмите и удерживайте кнопку сброса на ПИД-контроллере Arduino, когда вы увидите текст «Размер двоичного эскиза: хххх байтов (максимум 30720 байт)» появится в нижней части окна Arduino IDE и отпустите сброс кнопка.

Если вы получаете сообщение об ошибке avrdude, это означает, что вы не отпустили кнопку достаточно быстро или в меню «Инструменты» выбрана неправильная плата Arduino.Убедитесь, что в разделе «Инструменты» выбрана правильная плата, и попробуйте выполнить загрузку еще раз и в нужное время отпустите кнопку «Сброс».

При правильной загрузке вы увидите, что красный светодиод начнет мигать. Это указывает на то, что Arduino работает правильно, и теперь вы готовы загрузить PID-код.

Шаг 7: Программирование ПИД-регулятора

Загрузите этот файл для контроллера с именем Espresso с наивысшим номером версии 2.0 или выше. Скопируйте содержимое извлеченной папки библиотек (, а не самой папки библиотек) в папку библиотек Arduino.

Скопируйте эскиз Arduino_PID_Controller в папку Arduino Sketchbook. Закройте все окна Arduino IDE и перезапустите IDE.

Щелкните File> Sketchbook> Arduino_PID_for_Espresso_v2.0. Нажмите кнопку «Подтвердить», и когда компиляция будет завершена, загрузите код в ПИД-контроллер Arduino — не забудьте кнопку «Сброс»! После успешной загрузки отсоедините кабель программирования и питание от ПИД-регулятора. ЖК-экран теперь должен быть выключен. Подключите выходные контакты ПИД-регулятора («-» находится на нижней стороне, а «+» — на верхней стороне) к входным контактам приобретенного вами SSR.Убедитесь, что контакт «+» выхода идет к контакту «+» SSR, а выходной контакт «-» идет к «-» входу SSR.

Предупреждение. Прежде чем переходить к следующему шагу, убедитесь, что устройство, которым вы собираетесь управлять, отключено от розетки.

Подключите выходную сторону SSR к устройству, которым вы управляете. Подключите заземление (вход «-») стороны входа SSR к земле управляемого устройства. Это поможет предотвратить образование емкостных контуров заземления, которые могут привести к ошибочным показаниям температуры.

Подключите термопару к входному клеммному разъему термопары. Если вы использовали K-тип, желтый провод — «+», а красный провод — «-». Если вы использовали термопару Т-типа, синий провод — «+», а красный провод — «-». Сторона «+» клеммной колодки термопары находится на верхней стороне, а «-» — на нижней стороне.

Подключите настенную розетку к разъему постоянного тока на печатной плате. Контроллер Arduino PID загрузится, и на ЖК-дисплее появится сообщение «Arduino PID for Espresso».Через три секунды он начнет отображать температуру. Поскольку код содержит массив для сглаживания показаний температуры, отображаемая температура будет быстро увеличиваться в течение первых нескольких секунд перед стабилизацией.

Возьмитесь за конец руки, который определяет температуру, и вы увидите, как температура на ЖК-дисплее увеличивается из-за тепла вашего тела. Если оно уменьшается, значит, вы подключили термопару в обратном направлении.

Подсоедините термопару к измеряемому устройству. Если вы используете термопару с шайбой и место, где вы устанавливаете термопару, заземлено, вы можете обнаружить, что показания температуры немного колеблются.Если это произойдет, вам нужно будет Изолируйте термопару от измеряемого устройства с помощью слюдяных шайб и немного тефлоновой ленты вокруг винта / болта. Используйте термопасту, чтобы сохранить хорошую теплопроводность.

Шаг 8: Настройка контроллера

Функция Autotune регулирует выходной сигнал и наблюдает за изменениями на входе для расчета параметров для диапазонов пропорциональности, интеграла и производной.

Загрузите и установите этот файл, а также загрузите и установите библиотеку ControlIP5.

Там, где вы распаковали архив Arduino PID ZIP, найдите папку «Autotune Front and Backend». Скопируйте папку в папку Arduino и откройте IDE Arduino. Откройте папку Autotune Front and Backend> AutotuneMAX31855Backend> AutotuneMAX31855. Дважды щелкните AutotuneMAX31855, чтобы открыть бэкэнд кода автонастройки в Arduino IDE. Удерживая клавиши CTRL и F, введите «// EDIT» (без кавычек) и нажмите Enter, чтобы найти параметры, которые может изменить пользователь.Если вы меняете параметры, сохраните код под другим именем.

Загрузите код в ПИД-контроллер Arduino (убедитесь, что кабель для программирования ориентирован правильно и время нажатия кнопки сброса правильное). По окончании программирования оставьте кабель подключенным (он будет использоваться обработчиком FrontEnd) и закройте Arduino IDE.

Откройте среду Processing IDE и нажмите «Файл»> «Открыть». Найдите Autotune Front и Backend, ОбработкаFrontend, PID_FrontEnd_v0_3. Выберите файл с именем PID_FrontEnd_v0_3.Это откроет код в новом окне обработки.

Удерживая клавиши CTRL и F, введите «// EDIT» (без кавычек) и нажмите Enter. Это займет ваши параметры, которые могут быть изменены конечным пользователем перед запуском интерфейса настройки.

Нажмите «Выполнить» (выглядит как кнопка «Воспроизвести»). Это откроет окно, в котором вы можете вручную или автоматически настроить контроллер. Новичкам гораздо проще использовать автонастройку.

Убедитесь, что кабель для программирования все еще подключен.Значения справа от кнопок в окне обработки — это текущие используемые значения. Значения слева или ниже кнопок можно изменить на то, что вам нужно.

Эти значения будут сдвинуты при нажатии кнопки SEND_TO_ARDUINO. Установите кнопку TOGGLE_AM в ручной режим, установите кнопку Setpoint на требуемое заданное значение, проверьте, что TOGGLE_DR установлен в положение direct, проверьте, что TOGGLE_TUNING выключено.

Теперь нажмите кнопку SEND_TO_ARDUINO.Это переводит контроллер в ручной режим. Начните с малого и медленно увеличивайте кнопку вывода (0–1000) каждый раз, когда вы ее меняете, нажмите кнопку SEND_TO_ARDUINO (переключите кнопку TOGGLE_AM в автоматический режим, затем вернитесь в ручной режим, прежде чем нажимать SEND_TO_ARDUINO). Продолжайте медленно увеличивать мощность, пока ваша система не придет в равновесие с желаемой температурой. Это может занять некоторое время, особенно для медленных температурных петель, так что наберитесь терпения!

Когда ваша система находится в равновесии с желаемой уставкой, включите переключатель «Toggle Tuning» и нажмите «Отправить в Arduino».Значение справа от кнопки Toggle Tuning должно измениться на on. Это означает, что теперь выполняется автонастройка контура.

Если вы посмотрите график выходных данных, вы увидите функцию автонастройки «Шаг выхода» несколько раз. Когда значение рядом с Toggle Tuning изменится с «on» на «off», это значит, что процесс завершен. Значения, которые вы теперь видите рядом с P, I и D, являются значениями автонастройки. Запишите эти значения.

Значения автонастройки — хорошее место для начала ручной точной настройки, чтобы получить лучшие параметры настройки.Существует множество руководств по ручной настройке контуров ПИД. Я обнаружил, что сначала запуск Autotune, а затем постепенная настройка значений дает вполне приличные результаты.

Теперь вы можете потратить больше времени на точную настройку цикла вручную или загрузить эскиз Arduino_PID_for_Espresso в ПИД-регулятор (вставив отмеченные вами параметры в строки со 120 по 122 эскиза ПИД-контроллера Arduino).

Структура системы меню:

МЕНЮ
|
BREW ESPRESSO — Это изменит заданное значение на заданное значение заваривания
|
ПАРОВОЕ МОЛОКО — Это изменит уставку на уставку пара
|
ТЕМП. ПРИГОТОВЛЕНИЯ — УСТАНОВКА ТОЧКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ — Нажмите клавиши L и R, чтобы изменить заданное значение заваривания
|
ТЕМП. ПАРА — УСТАНОВКА ТОЧКИ ПАРА — Нажмите клавиши L и R, чтобы изменить уставку пара
|
СМЕЩЕНИЕ — УСТАНОВКА СМЕЩЕНИЯ — Нажмите клавиши L и R, чтобы изменить смещение (используется для отображения температуры «в группе» для кофемашин эспрессо)
| МАСШТАБ — в настоящее время не используется, будет реализован в обновлении программного обеспечения, доступном через GitHub.

Как сделать самодельный регулятор температуры для аквариума

Когда я исследовал, какой обогреватель установить в наш аквариум Fluval Spec V, я послушно наткнулся на множество мрачных отзывов о различных обогревателях, в которых говорилось о сбоях, когда внутренний термостат ломался в положении «включено», быстро запекая (убивая) все в аквариуме. бак.Казалось, что я могу попробовать потратить больше денег на модель, которая будет более надежной, но в моем сознании выделялось то, что отказ мог случиться с любой моделью обогревателя, независимо от того, сколько я потратил, и результаты будут быстро разрушить всю мою тяжелую работу.

Одним из решений этой проблемы является использование какого-либо контроллера. Существует множество моделей, специально предназначенных для аквариумов, которые обычно предлагают большие удобства, такие как: управление таймером для нескольких источников света, мониторинг качества воды, управление нагревателем, управление охладителем и т. Д.Я бы с удовольствием поигрался со всеми наворотами, связанными с этим типом продуктов, но цена и сложность для меня на данный момент выше меня. В качестве компромисса я решил использовать решение «Сделай сам» и создать свой собственный регулятор температуры в аквариуме.

Обратите внимание, что этот проект также часто используется любителями пива для точного контроля температуры в устройстве, известном как Keezer или Kegerator. Я ничего не знаю о пивоварении, но детали этой сборки должны точно соответствовать вашим потребностям.На самом деле, лучшая запись, которую я нашел в своем исследовании, была взята с этой страницы на onemansbeer.com. Дэниел проделал фантастическую работу над своим описанием инструкций, а его макет и проводка послужили вдохновением для моей сборки и этой страницы.

Контроллер температуры DIY с STC-1000 (ITC-1000):

Ядром терморегулятора DIY является STC-1000. Это устройство представляет собой программируемый контроллер и вывод дистанционного датчика температуры, который служит реле для питания нагревательного и / или охлаждающего устройства.

Контроллер DIY имеет следующую компоновку: Контроллер монтируется в проектной коробке для размещения проводов. Также на коробке установлена электрическая розетка на две вилки. В коробку входит шнур питания, а на выходе из коробки — датчик температуры на конце провода. К одной из розеток подключен ваш обогреватель; к другой розетке подключено охлаждающее устройство (вентилятор или морозильная камера для наших пивных друзей). Агрегат запрограммирован на поддержание определенной температуры. Если температура опускается ниже уставки контроллера, питание подается в розетку, к которой подключен нагреватель.Если температура поднимается выше заданного значения контроллера, питание подается на розетку, к которой подключен вентилятор или чиллер.

Прелесть этого устройства в цене — очень точный контроль температуры примерно за 30 долларов. Еще одним преимуществом этой конструкции является уверенность в том, что независимо от того, что происходит с нагревателем, если температура поднимется слишком высоко (измеряется независимым датчиком), мощность будет полностью отключена, и вода больше не будет нагреваться.

Необходимых материалов:

Контроллер температуры STC-1000: Это устройство можно легко найти в Интернете, и я бы порекомендовал eBay или Amazon в качестве источника — я получил свое от Amazon.Есть несколько вещей, которые вы хотите добавить в качестве ключевых слов при поиске. Во-первых, убедитесь, что у вас есть версия 110V (не 220V AC или 12V DC), а во-вторых, добавьте слово «Sensor», чтобы вы также получили датчик температуры. Я видел две версии зонда; один пластиковый и один металлический. Я бы посоветовал приобрести пластиковый, так как со временем он будет лучше сопротивляться коррозии, особенно в морских резервуарах. (Ссылка выше приведет вас к продукту, как описано.) РЕДАКТИРОВАТЬ: Теперь существует обновленная версия этого контроллера температуры, которая позволяет переключать единицы измерения с Цельсия и Фаренгейта — это контроллер температуры ITC-1000 .Далее на этой странице ссылки на STC-1000 и ITC-1000 взаимозаменяемы.

Project Box: Это просто пластиковая коробка, в которую люди (как и мы) устанавливают электронные проекты. Их можно купить в магазинах электроники — я купил свой в Radio Shack. Коробка должна быть достаточно большой, чтобы в ней поместился STC-1000 (включая ее глубину), и достаточной площадью поверхности, чтобы установить как лицевую панель STC-1000, так и электрическую розетку. Я использовал коробку размером 7 ″ X 5 ″ X 3 ″.
Электрическая розетка: Ничего особенного — стандарт с двумя розетками.
Настенная пластина: Используется для закрытия лицевой стороны розетки и придания ей законченного вида.
Шнур питания: Это шнур питания, который идет к коробке. Как предложил Дэниел, я использовал старый компьютерный шнур питания, и он был достаточно длинным. Для этого также можно использовать простой удлинитель.
Провод для внутренних соединений: Я использовал несколько футов кабеля питания (отдельно), чтобы получить отрезки провода для внутренних соединений.Это позволило сэкономить на покупке дополнительного отдельного провода.
Кусачки и приспособления для зачистки проводов: Не будь таким хакером, как я, и зачищай провод карманным ножом.
Колпачок для проводов среднего размера: Привинчиваемый для соединения нескольких проводов.
Dremel или пила: для вырезания отверстий в проектной коробке для STC-1000 и электрической розетки
Сверло и малые сверла: для просверливания отверстий в проектной коробке для шнура питания и провода датчика температуры.
Маленькая отвертка с плоской головкой: для затяжки винтов клемм проводов на STC-1000.

Подготовка проекта Коробка:

Существует любое количество способов сконфигурировать коробку для проекта, но основная предпосылка заключается в том, что должно быть место для поверхностного монтажа контроллера STC-1000 и розетки (с настенной пластиной). Мой контроллер находился внизу контейнера для хранения, и я хотел получить доступ сверху, поэтому оба отверстия были сверху. Если вы заметили в моем блоге, вы увидите, что мне действительно пришлось сделать еще одну коробку для проекта после того, как я понял, что шнуры, подключенные к верхнему креплению, не позволят коробке закрываться.Ставлю розетку сбоку коробки в новой версии.

Единственные другие изменения, которые необходимо внести в коробку, — это отверстия для входа шнура питания и выхода датчика температуры.

Шаг первый: Сделайте вырезы на коробке. Замерил размеры контроллера и розетки и набросал план (размеры в мм).

Затем я использовал линейку вдоль этих точек и царапал поверхность острием гвоздя. Это стало шаблоном для моих вырезов.

Шаг второй: Вырежьте отверстия в коробке. Я начал с просверливания отверстия возле внутреннего угла, а затем использовал шлифовальную коронку Dremel от этой точки до конца.

Шаг третий: Подготовьте провода. Прежде всего подготовьте шнур питания. Я решил иметь около 2 футов шнура снаружи коробки, поэтому я работал в обратном направлении с дополнительными 10 ″ или около того провода внутри. Снимите кожух примерно на 8 дюймов, чтобы обнажить и отделить три провода внутри.Я использовал остаток шнура питания, чтобы сделать соединительный провод внутри. Вам понадобится шесть штук, около 8 дюймов в длину. Чтобы сделать это, возьмите обрезок шнура, снимите внешнюю оболочку, чтобы отделить и получить отрезки белого или черного провода (вы можете использовать любой или оба, если вы можете отслеживать соединения). Снимите небольшой кусок изоляции с каждого конца, чтобы обнажить оголенный провод.

Шаг четвертый: Просверлите отверстие для шнура питания. Начните с бит меньшего размера, чем вам нужно, и работайте до тех пор, пока не получите отверстие, достаточно большое для плотной посадки.Проденьте шнур питания через стенку коробки, чтобы подготовиться к электромонтажу. Я обмотал шнур внутри коробки несколькими слоями изоленты в качестве «стопора», чтобы его не выдернули.

Шаг пятый: Просверлите отверстие для провода датчика температуры. Я поставил это отверстие на ближайшей к аквариуму стороне. Проденьте провод датчика температуры через стенку коробки.

Шаг шестой: Подготовьте электрическую розетку для двойного управления. Перед подключением и установкой электрической розетки необходимо выполнить одно дело. Чтобы эта розетка могла отдельно питать нагреватель на одном выходе и вентилятор / чиллер на другом, вам нужно сломать «горячий» язычок. Если вы посмотрите на розетку сзади, вы увидите пару серебряных винтов с одной стороны — это нейтральная сторона. С другой стороны золотые винты — это горячая сторона. Если вы посмотрите немного ближе на металл под этими двумя золотыми винтами, вы увидите небольшую деталь, которая перемыкает между двумя клеммами.Нам нужно сломать / удалить эту вкладку. Воспользуйтесь маленькими плоскогубцами, чтобы загнуть этот и четвертый кусочки, пока он не сломается. Потребовалось немного больше усилий, чем ожидалось, пока он не поддался усталости. Убедитесь, что он полностью снят, чтобы между двумя винтовыми клеммами не было электрического соединения.

Шаг седьмой: Установите STC-1000 в коробку для проекта. Устройство сжимает стенку проектной коробки между внешней поверхностью и регулируемым зажимом (оранжевого цвета) с обеих сторон.

Вы нажимаете в центре, чтобы сдвинуть каждый зажим с конца.Теперь поставьте контроллер на место извне. Затем сдвиньте оранжевые зажимы на место, чтобы закрепить блок на пластиковой коробке. Винт на конце снимает экран, защищающий соединения проводов. Я не чувствовал в этом необходимости и удалил его.

Шаг восьмой: Установите электрическую розетку в проектную коробку. Убедившись, что он подходит к отверстию, которое я вырезал, я установил его на место, просверлил два небольших отверстия с обоих концов и закрепил выход с помощью небольшого винта и болта на каждом конце.Теперь вы можете установить пластину с помощью прилагаемого винта в центр выпускного отверстия.

Примечание: Возможно, будет проще выполнить всю проводку, оставив контроллер и розетку свободными и установив их после завершения проводки. Просто имейте в виду и установите их, как правило, на место (внутри коробки), чтобы провода не оказались подключенными за пределами коробки проекта, и вы не смогли установить.

Шаг девятый: На этом этапе вы готовы приступить к подключению проводов.

Как подключить проводку к контроллеру температуры:

Я сделал эту простую схему соединений, чтобы попытаться показать, как все соединено. (версия .pdf)

Каким бы хорошим ни был рисунок или диаграмма, полезно получить описание того, что происходит, поэтому я пройдусь по всем соединениям. Если вы не уверены, используйте диаграмму на STC-1000 как руководство для того, какие соединения и какие соединения.

Если вы посмотрите на STC-1000 сзади, то увидите 4 пары клемм.Пары слева направо:

1-й: мощность
2-й: датчик температуры
3-й: тепло
4-я: Прохладный

Клеммы на STC-1000 закрыты. Поверните их против часовой стрелки с помощью небольшой отвертки с плоской головкой, чтобы открыть и вставить оголенный конец провода. Слегка затяните; достаточно, чтобы сделать надежное соединение, но не настолько, чтобы снять маленькие винты.

Посмотрев на заднюю часть электрической розетки, вы увидите винт в самом углу — это клемма заземления.Как я описал ранее, есть две винтовые клеммы из серебра, которые являются «нейтральными». На противоположной стороне расположены две (теперь отдельные) золотые клеммы для обслуживания контура отопления и контура охлаждения. Я буду называть «низ» розетки стороной, ближайшей к клемме заземления, а «верх» — самой дальней от клеммы заземления.

Шнур питания имеет три провода: белый (нейтраль), черный (горячий) и зеленый (земля). Итак, начнем с зеленого провода от шнура питания.Подключите его к заземляющей (угловой) клемме на задней стороне розетки.

Теперь давайте займемся тем, что я называю «горячими» соединениями. Возьмите три отдельных отрезка 8-дюймового провода и подключите их к левым (из двух) клемм в STC-1000 для: питания, нагрева и охлаждения. Затем возьмите конец этих трех проводов и скрутите вместе с черным «горячим» проводом шнура питания. Итак, это четыре провода, которые скручиваются и соединяются — используйте навинчивающийся колпачок. Я добавил немного изоленты ниже, чтобы скрепить провода.

Затем возьмите три других отрезка 8-дюймового провода и подключите их к оставшимся «правым» клеммам для питания, нагрева и охлаждения. Подключите провод питания от STC-1000 к нижней серебряной (нейтральной) клемме электрической розетки. Подключите «нагревательный» провод от STC-1000 к верхней золотой клемме розетки, а «холодный» провод — к нижней золотой клемме.

Единственные оставшиеся провода для подключения — это два провода от датчика температуры к клеммам датчика на STC-1000.Не имеет значения, какой провод в какую клемму идет. Проводка датчика температуры была длиннее, чем мне нужно. Я связал лишнее с помощью стяжки и хранил внутри коробки для проекта.

В данной схеме подключения верхний выход предназначен для нагрева, а нижний — для охлаждения. После того, как вы проверили работу, было бы неплохо пометить крышку выпускного отверстия для «тепла» и «охлаждения» рядом с соответствующими выпускными отверстиями.

Заключительные шаги и программирование STC-1000:

Step Ten: Установите крышку на заднюю часть коробки и закрепите прилагаемыми винтами.

Вот и все. Если я могу это сделать, то сможет любой! Отсюда вам необходимо подключить контроллер и подключить устройства нагрева / охлаждения, если это применимо. Я использую его только для управления обогревателем для аквариума Hydor, поэтому к розетке подключена только одна вилка, и она находится на выходе «тепла». У меня нет ничего в «крутой» розетке, но надеюсь, что в будущем я подключу некоторых поклонников.

Одним из недостатков этого устройства для американцев является то, что контроллер использует градусы Цельсия вместо Фаренгейта.Это не такая уж большая проблема, просто над чем поработать. Я сделал таблицу преобразования, которую распечатал и наклеил на коробку. Это позволяет мне быстро подтверждать, что я делаю и вижу.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Теперь доступна версия этого регулятора температуры, которая позволяет выбирать между градусами Цельсия и Фаренгейта: Универсальный цифровой контроллер температуры Inkbird .

Инструкции по программированию контроллера находятся в коробке (вот .pdf руководства по эксплуатации).Его не так просто настроить, но ничего такого, чего нельзя было бы добиться, внимательно прочитав. Вы можете запрограммировать четыре параметра:

Функция 1: Уставка температуры. Это легко понять; температуру, которую вы хотите поддерживать. Его можно установить в диапазоне от -50 ° C до 99 ° C (от -58 ° F до 210 ° F).
Функция 2: Зона нечувствительности. Зона нечувствительности — это диапазон температур, в котором не будет охлаждения или нагрева. Это предохраняет оборудование от «коротких циклов» и гарантирует, что охлаждение и обогрев не происходит одновременно.Это значение может находиться в диапазоне от 0,3 ° C до 10 ° C. Допустим, у вас установлен контроллер на 25 ° C (функция 1), а зона нечувствительности установлена на 0,5 ° C (функция 2). Если температура измеряется на уровне 25 ° C, устройство ничего не делает. Если температура опускается до 24,5 или ниже, то обогрев включен. И наоборот, если температура поднимается до 25,5 или выше, то охлаждение включено. Мой прибор настроен на самый быстрый отклик при температуре 0,3 ° C. Если у вас есть оборудование для обогрева или охлаждения, которое имеет слишком большие размеры, вы можете увеличить зону нечувствительности, если вы наблюдаете превышение температуры за пределы уставки.
Функция 3: Время задержки компрессора. Это относится только к режиму охлаждения и может быть запрограммировано от 1 до 10 минут. Если охлаждающий контур переключается с включенного на выключенный, эта функция устанавливает время задержки перед повторным запуском режима охлаждения. Это предназначено для уменьшения износа компрессоров в оборудовании с хладагентом DX.
Функция 4: Калибровка. Можно установить от -10 ° C до + 10 ° C с шагом 0,1 ° C. Значение по умолчанию — 0. Если вы хотите потратить время на проверку калибровки датчика температуры, вы можете найти смещение и запрограммировать поправку в этой функции.Например, если вы поместите зонд в ледяную баню, которая, как вы полагаете, составляет 0 ° C, но контроллер показывает -0,5 ° C, вы должны ввести значение + 0,5 ° C в функцию 4.

Во время работы светодиодный дисплей показывает температуру на датчике. Есть два светодиодных индикатора, которые показывают, находится ли агрегат в режиме охлаждения или обогрева. Если ни один из них не горит, заданное значение температуры выполнено, и это не охлаждение или нагрев.

STC-1000 имеет встроенную память, поэтому при отключении питания устройства он сохраняет запрограммированные настройки после восстановления питания.Эта записываемая память представляет собой своего рода флэш-память, которая не требует питания, то есть не полагается на батарею типа монеты для памяти.

Использование в аквариуме:

Для правильной работы контроллера необходимо разместить датчик так, чтобы он мог точно сообщать температуру резервуара дисплея. Избегайте размещения его рядом с обогревателем или возле выхода воды. Лучшее место для размещения датчика — рядом или на выходе из резервуара для дисплея.

В аквариуме Fluval Spec есть очень удобное место для установки датчика.Я проложил провод датчика в аквариум через отверстие, куда входит шнур помпы. Затем я протягиваю провод через секцию фильтра, через верх фильтрующей губки и толкаю датчик вниз рядом с фильтровальной губкой и внутренней стенкой. Я опускаю его на несколько дюймов, чтобы он хорошо читал воду.

Это место позволяет возвратной воде, покидающей дисплей, течь над датчиком. Он обеспечивает хорошую индикацию температуры бака, не будучи зависимым от мощности нагревателя.

Поскольку контроллер отвечает за включение / выключение нагревателя, единственное, что ему нужно сделать, это нагревать каждый раз, когда шнур питания получает питание. Установите термостат нагревателя аквариума выше желаемой уставки. На моем контроллере установлено значение около 78 ° F, но я установил температуру на нагревателе Hydor на 90 ° F, чтобы убедиться, что он включен, когда требуется нагрев. Меня не беспокоит установка такой высокой температуры, потому что контроллер отключит питание при достижении заданного значения.

После того, как вы его настроили, больше не нужно возиться с ним. У меня в ящике для хранения лежит контроллер. Время от времени я заглядываю, чтобы проверить температуру. До сих пор установка была очень надежной — поддержание идеальной температуры в холодные месяцы. Я надеюсь когда-нибудь установить небольшой вентилятор, который поможет уменьшить повышение температуры летом.

Обновление

— альтернатива контроллеру температуры DIY:

С тех пор, как я сделал терморегулятор своими руками, я обнаружил, что теперь есть готовый продукт для тех, кто не хочет создавать терморегулятор.Посмотрите мой предварительный просмотр и мой полный обзор Inkbird ITC-308.

Поделиться в Facebook

Изготовление терморегулятора своими руками

Установка нового аквариума для разведения моих плеко означала необходимость покупки новых ламп, обогревателей и фильтров. Просматривая Amazon в поисках высоко оцененного, но экономичного нагревателя для аквариума, я обнаружил, что смотрю на бесчисленные кошмарные сообщения о перегреве нагревателей, в результате чего резервуары полны мертвого скота. Теперь у меня есть резервуары, установленные и работающие дома, где я бываю дома только изредка, и хотя многие из используемых мной обогревателей являются надежными брендами, такими как inline Hydor ETH 201 и Eheim Jager, их все еще достаточно. не заставляя меня нервничать.Со временем из-за нагрева, использования и даже просто плохого контроля качества внутренний термостат в нагревателях аквариума может неизбежно выйти из строя.

Вы можете настроить значения в соответствии с вашими целями. На десять минут моего времени и двенадцать долларов эта установка регулятора температуры дает мне уверенность в том, что мои резервуары имеют отказоустойчивость, и может однажды сэкономить мне сотни долларов времени и денег. Стоило того? Определенно.

После небольшого исследования я обнаружил, что в продаже есть недорогие и простые в использовании регуляторы температуры.Если вы выполните поиск «регулятор температуры» или «регулятор температуры» на Ebay, вы найдете множество этих контроллеров с версиями на 12 В, 110 В и 220 В. Тот, который я купил, немного дороже, потому что он отображает температуру в градусах Фаренгейта, в то время как большинство других моделей показывает температуру в градусах Цельсия.

Эти регуляторы температуры чаще используются домашними пивоварами, которым необходимо поддерживать свои смеси при определенных температурах, и людьми, которые разводят домашний скот, например цыплят, для обогрева курятников зимой без риска быть встреченными птицами-грильщиками в следующий раз. утро.При этом эти контроллеры могут регулировать только одну нагрузку (нагреватель, лампу и т. Д.). Также продаются модели, которые могут регулировать 2 нагрузки (контур отопления и контур охлаждения). Примером некитайской подделки может быть универсальный контроллер температуры STC-1000, который можно найти на Amazon. На Amazon также можно найти корпус из АБС-пластика, что делает его более презентабельным.

Итак, я не инженер, но я тоже не новичок в самодельной электронике, поэтому я постараюсь объяснить шаги как можно яснее.

Шаг 1: Материалы

Возьмите следующее: отвертка с крестообразным шлицем, регулятор температуры, отвертка с плоской головкой (меньшая головка, так как они должны будут вставляться в винты клеммной колодки), ~ 3 дюйма изолированного провода, дешевый удлинитель (я получил свой от Walmart примерно за 2 штуки). долларов, в качестве альтернативы, если у вас есть старая электроника, вы можете спасти шнур питания и розетки, если у вас есть запасные части, хотя использование удлинителя более удобно, дешево и выглядит лучше)

Фотографии терморегулятора, в моем случае это подделка WILHL WK7016F.Датчик температуры выглядит водонепроницаемым, и люди сообщают, что он отлично работает под водой. Если вас это беспокоит, просто заклейте соединение силиконом. Оранжевые защелки сбоку при желании можно снять, но они сдвигаются вперед и назад, чтобы закрепить устройство в пластиковом корпусе.

Шаг 2: Снимите заднюю пластину

Открутите винт, удерживающий крышку на задней панели контроллера, с помощью крестовой отвертки, чтобы открыть клеммные соединения.При работе с электрическими проектами следует соблюдать некоторые меры предосторожности, например, убедитесь, что ничего не подключено к розетке. Это несложный проект, но необходимо принять некоторые меры предосторожности.

Теперь, в зависимости от модели контроллера, которую вы купили, схема подключения может немного отличаться, но по сути все они работают одинаково. Для меня порты 1 и 2 — это соединения для переключателя (это то, что контроллер включает и выключает). На эти два порта НЕ подается питание.

Порты 3 и 4 предназначены для питания, куда вы вставляете шнур питания, подключенный к розетке.Порты 5 и 6 — это Lock SW, который при подключении перемычкой предотвращает изменение настроек. Порты 7 и 8 подключаются к датчику температуры, который уже должен быть установлен.

Шаг 3: Подключение

Подготовьте провода, отрезав удлинитель до нужной длины, а затем скрутите медные жилы вместе, чтобы сделать их прочнее. Я припаял и наконечники, потому что они намного лучше держатся в клеммных колодках. Это называется лужением, и в основном вы скручиваете кончики концов и наносите на них припой для прочности и долговечности.

Отрежьте и подготовьте перемычку, которая идет между портами 2 и 3. Несмотря на то, что устройства переменного тока могут работать в любом случае, я собираюсь различать линии под напряжением (120 В) и нейтраль (0 В). Для тех, кто не знаком с переменным током, маленький контакт на вашей стандартной вилке находится под напряжением, а больший контакт — нейтраль.

Подключите устройство в соответствии со схемой и закрепите провода в клеммных колодках с помощью отвертки с плоской головкой. Вы можете использовать дополнительный провод для удлинения или соединения различных частей.

Дважды проверьте проводку после того, как вы закончите, чтобы убедиться, что вы все правильно подключили. Внимательно просмотрите схему подключения и сравните ее с тем, что вы сделали. Если все в порядке, продолжайте.

Шаг 4: Программирование

Теперь, когда все подключено, убедитесь, что ваши соединения надежны, а затем вставьте шнур в розетку. Теперь ваш экран должен показывать температуру окружающей среды.

Проверьте датчик температуры, удерживая его.Он должен довольно быстро подняться до температуры вашего тела.

На контроллере четыре кнопки: Set, Rst, Up и Down

Для включения / выключения устройства: удерживайте Rst в течение 3 секунд, чтобы выключить, и снова нажмите Rst, чтобы включить

Чтобы установить температуру: нажмите Set, а затем с помощью стрелок вверх и вниз установите температуру. Для выхода снова нажмите Set.

Для настройки дополнительных параметров: удерживайте кнопку Set в течение 3 секунд, используйте стрелки вверх и вниз для прокрутки меню и нажмите кнопку set, чтобы выбрать параметр.Нажмите Set, чтобы выйти в меню параметров. Нажмите Rst, чтобы перейти к отображению температуры.

Параметры и их значения

HC- Нагрев (H) или Охлаждение (C). При обогреве, если температура ниже установленной вами температуры, он запитает нагрузку. В холодном режиме, если температура превышает установленную температуру, нагрузка питается.

P7- Установите время в минутах до включения нагрузки. (т.е. если ваша температура установлена на 80, после достижения 80 градусов контроллер будет ждать 1 минуту перед отключением нагрузки)

CA- Калибровка датчика температуры.Если у вас есть более точный термометр, вы можете отрегулировать показания датчика на + X градусов или -X градусов.

HS- Высокая установка. Отрегулируйте максимальное значение температуры при установке вашей температуры.

LS- Низкое значение. Отрегулируйте минимальное значение температуры при настройке температуры.

D- Дифференциальный порог включения нагрузки. (т.е. если ваша заданная температура составляет 80, а значение дифференциала равно 1, то нагрузка срабатывает при 81)

Я установил следующие значения:

Заданная температура: 80F

HC: H

P7: 0

CA: 0

HS: 90F

LS: 60F

Д: 0

Нил Шие

DIY сборка контроллера температуры | Homebrew Talk

gotchya, сегодня я разобрался с моим.Я забыл снять перемычку с розетки, и переключатель «вентилятора» на задней стороне термостата был не на той стороне. все было подключено нормально, и как только я сделал эти две вещи, все заработало. вот оставшиеся фотографии соединений SSR и задней части внутренней части термостата:

ПРИМЕЧАНИЕ: я подключил выходы напротив того, что они изображены на первой странице этой темы. адаптер постоянного тока необходимо было подключить к нижней розетке, поэтому верхняя розетка стала переключаемой.

первый рисунок — это проводка для SSR:

черный провод вверху слева идет к гайке, которая соединяет провод с нижней розеткой (не переключается, та же розетка, которая получает нейтраль) и горячий провод от удлинителя / шнура питания. .

черный провод справа вверху идет к верхней (коммутируемой) розетке. обязательно сломайте перемычку с двух розеток.

черный провод внизу слева — это сторона (+) адаптера постоянного тока.

синий провод справа внизу — это провод, который подключается к клемме Rc на термостате.

второй рис — это клеммы термостата (похоже, синий провод также подключен к клемме W, но это не так, просто он входит прямо за ним):

синий провод — это тот, который подключается к ССР на предыдущей картинке.

черный провод на ‘G’ — это сторона (-) вилки постоянного тока.

красный провод, очевидно, является перемычкой, если я хочу переключиться на обогрев.

последняя фотка еще одна из мозгов термостата. Мне нужно было переключить «опцию вентилятора» на «HG», чтобы она работала на «авто», а не просто «на».

все равно, все, отлично работает. Я знаю, что есть проблемы с циклами разморозки и прочим, но я, вероятно, буду использовать это только для холодильника в течение 1-2 недель брожения за раз для лагеров (мой подвал, кажется, отлично подходит для эля), а затем обратно в обычный холодильник функция хранения пива, поэтому я не думаю, что это будет проблемой.Единственная проблема, которую я вижу, это то, что холодильник должен опуститься настолько низко, чтобы нагреть бутыль до желаемой температуры, чтобы она опустилась ниже встроенного термостата. Я думаю, я могу просто взломать его и соединить вход / выход термостата вместе, чтобы избежать этого.

Как сделать контроллер температуры на базе Raspberry Pi, написанный на PHP и Python

Всем известно, что недосыпание может привести к множеству различных заболеваний. Итак, почему бы не использовать ваш любимый компаньон Raspberry Pi, сделанный своими руками, чтобы сделать умный регулятор температуры и гарантировать, что ваша семья получит лучшую среду для сна с идеальной влажностью и температурой!

Я искал несколько крутых проектов Pi по случаю дня Pi и наткнулся на самодельный умный термостат Raspberry Pi, созданный Redditor redditseph.Этот проект был создан около года назад, но он того стоит.

Температура контролируется простым веб-интерфейсом, написанным на PHP. Используя этот интерфейс, вы можете изменять температуру с помощью смартфона или компьютера из любой комнаты. Благодаря конструкции с несколькими датчиками ваш контроллер температуры может снимать показания из разных комнат и лучше регулировать общую температуру.

Контроллер температуры с питанием от Raspberry Pi состоит из трех частей:

Контроллер HVAC (Raspberry Pi + Python)
Один или несколько датчиков температуры (Raspberry Pi + Python)
Удаленный веб-интерфейс (стек LAMP + PHP)

Помимо пары Raspberry Pi, вы можете посетить Amazon, чтобы получить дополнительное оборудование, такое как 4-канальный релейный модуль SainSmart для контроллера HVAC, цифровой датчик температуры DS18B20 и перемычки.

Контроллер HVAC Pi использует три скрипта Python, которые выполняются одновременно. Эти сценарии получают доступ к настройкам с веб-сервера, управляют панелью реле и обновляют веб-сервер с учетом состояния системы. С другой стороны, датчик температуры Pi запускает два сценария Python, которые принимают показания цифрового датчика температуры DS18B20 и обновляют эту информацию в удаленной базе данных.

Для разработки веб-интерфейса и настройки контроллера температуры на базе Raspberry Pi вы можете посетить страницу GitHub с подробными инструкциями.

Если вы хотите начать самостоятельную разработку и изучить программирование на Python, вот кое-что, что может оказаться полезным — Полный стартовый комплект Raspberry Pi 2

Руководство по основам работы с контроллером температуры

| Instrumart

Предоставлено Danaher Industrial Controls Group — автоматизация процессов, измерения и зондирование
Просмотреть все контроллеры Danaher’s Partlow и West

Зачем нужны терморегуляторы?

Регуляторы температуры необходимы в любой ситуации, когда необходимо поддерживать стабильную заданную температуру.Это может быть в ситуации, когда объект требуется нагревать, охлаждать или и то, и другое, и поддерживать заданную температуру (заданное значение), независимо от изменения окружающая среда вокруг него. Есть два основных типа контроля температуры; разомкнутый и замкнутый контур управления. Открытый цикл — это наиболее простая форма и применяет непрерывный нагрев / охлаждение без учета фактической выходной температуры. Это аналог система внутреннего отопления в автомобиле. В холодный день вам может потребоваться включить огонь на полную, чтобы прогреть машину до 75 °.Тем не мение, в теплую погоду при той же настройке температура в салоне автомобиля будет намного выше желаемых 75 °.

Блок-схема управления без обратной связи

Управление по замкнутому циклу намного сложнее, чем по разомкнутому. В приложении с замкнутым контуром выходная температура постоянно измеряется и регулируется для поддержания постоянной выходной мощности при желаемой температуре. При управлении с обратной связью всегда учитывается выходной сигнал и передаст его обратно в процесс управления.Замкнутый контур управления аналогичен автомобилю с внутренним климатом. контроль. Если выставить температуру в автомобиле 75 °, климат-контроль автоматически отрегулирует обогрев (в холодные дни). или охлаждение (в теплые дни) по мере необходимости для поддержания целевой температуры 75 °.

Блок-схема управления с обратной связью

Введение в регуляторы температуры

Контроллер температуры — это устройство, используемое для поддержания заданной температуры на заданном уровне.

Самый простой пример терморегулятора — обычный термостат, который можно найти в домах. Например, водонагреватель. использует термостат для контроля температуры воды и поддержания ее на определенном заданном уровне. Температура контроллеры также используются в духовках. Когда для духовки установлена температура, контроллер контролирует фактическую температуру внутри. духовки. Если она упадет ниже установленной температуры, он отправит сигнал, чтобы активировать нагреватель, чтобы поднять температуру обратно до уставка.Термостаты также используются в холодильниках. Поэтому, если температура становится слишком высокой, контроллер инициирует действие, чтобы понижение температуры.

Приложения общего контроллера

Регуляторы температуры в промышленности работают примерно так же, как и в обычных бытовых применениях. Базовая температура Контроллер обеспечивает управление промышленными или лабораторными процессами нагрева и охлаждения. В типичном приложении датчики измеряют фактическая температура.Эта измеренная температура постоянно сравнивается с пользовательской уставкой. Когда фактическая температура отклоняется от заданного значения контроллер генерирует выходной сигнал для активации других устройств регулирования температуры, таких как нагрев элементы или компоненты холодильного оборудования, чтобы вернуть температуру к заданному значению.

Области применения в промышленности

Контроллеры температуры используются в самых разных отраслях промышленности для управления производственными процессами или операциями.Некоторые Обычно регуляторы температуры используются в промышленности, включая машины для экструзии и литья пластмасс под давлением, а также термоформование. машины, упаковочные машины, пищевая промышленность, хранение продуктов питания и банки крови. Ниже приводится краткий обзор некоторых распространенных приложения для контроля температуры в промышленности:

Термообработка / Духовка
Контроллеры температуры используются в печах и при термообработке в печах, печах для обжига керамики, котлах и т. Д. теплообменники.
Упаковка
В мире упаковки оборудование, оснащенное сварочными планками, аппликаторами клея, функциями клея-расплава, туннелями для термоусадочной пленки или этикетками. аппликаторы должны работать при определенных температурах и продолжительности процесса. Контроллеры температуры точно регулируют эти операции для обеспечения выпуска продукции высокого качества.
Пластмассы
Контроль температуры в пластмассовой промышленности является обычным для переносных чиллеров, бункеров и сушилок, а также для формования и экструзии. оборудование.В экструзионном оборудовании контроллеры температуры используются для точного мониторинга и контроля температуры при разные критические точки при производстве пластика.
Здравоохранение
Контроллеры температуры используются в сфере здравоохранения для повышения точности контроля температуры. Обычное оборудование, использующее контроллеры температуры включают лабораторное и испытательное оборудование, автоклавы, инкубаторы, холодильное оборудование и камеры для выращивания кристаллизации и испытательные камеры, в которых должны храниться образцы или испытания должны проводиться в определенных условиях. температурные параметры.
Еда и напитки
Общие области применения в пищевой промышленности, включающие регуляторы температуры, включают пивоварение, смешивание, стерилизацию и варочные и пекарские печи. Контроллеры регулируют температуру и / или время процесса для обеспечения оптимальной производительности.

Детали регулятора температуры

Все контроллеры имеют несколько общих частей. Во-первых, у контроллеров есть входы. Входные данные используются для измерения переменной в контролируемый процесс.В случае терморегулятора измеряемой переменной является температура.

Входы

Контроллеры температуры могут иметь несколько типов входов. Тип входного датчика и необходимый сигнал могут различаться в зависимости от от типа управляемого процесса. Типичные входные датчики включают термопары и резистивные тепловые устройства (RTD), а также линейные входы, такие как мВ и мА. Типичные стандартизованные типы термопар включают, среди прочего, типы J, K, T, R, S, B и L.

Контроллеры

также могут быть настроены на прием RTD в качестве входа для измерения температуры. Типичный RTD — это платиновый датчик на 100 Ом.

В качестве альтернативы, контроллеры могут быть настроены на прием сигналов напряжения или тока в диапазоне милливольт, вольт или миллиампер от других типов датчики, такие как датчики давления, уровня или потока. Типичные сигналы входного напряжения включают от 0 до 5 В постоянного тока, от 1 до 5 В постоянного тока, от 0 до 10 В постоянного тока и от 2 до 5 В постоянного тока. 10 В постоянного тока. Контроллеры также могут быть настроены для приема сигналов милливольт от датчиков, которые включают от 0 до 50 мВ постоянного тока и от 10 до 50 мВ постоянного тока.Контроллеры также могут принимать миллиамперные сигналы, например, от 0 до 20 мА или от 4 до 20 мА.

Контроллер обычно включает функцию обнаружения неисправности или отсутствия входного датчика. Это называется датчиком. обнаружение перерыва. Необнаруженная эта неисправность может привести к значительному повреждению управляемого оборудования. Эта особенность позволяет контроллеру немедленно остановить процесс при обнаружении неисправности датчика.

Выходы

Помимо входов, у каждого контроллера есть выход.Каждый выход можно использовать для нескольких вещей, включая управление процесса (например, включение источника нагрева или охлаждения), инициировать аварийный сигнал или повторно передать значение процесса в программируемый логический контроллер (ПЛК) или регистратор.

Типичные выходы, снабженные контроллерами температуры, включают релейные выходы, драйверы твердотельных реле (SSR), симистор и линейные выходы. аналоговые выходы. Релейный выход обычно представляет собой однополюсное двухпозиционное реле с катушкой постоянного напряжения.Контроллер возбуждает катушку реле, обеспечивая изоляцию контактов. Это позволяет контактам управлять внешним источником напряжения для запитать катушку гораздо большего нагревательного контактора. Важно отметить, что номинальный ток контактов реле составляет обычно меньше 2А. Контакты могут управлять нагревательным контактором с номиналом 10–20 А, используемым нагревательными лентами или нагревательными элементами.

Другой тип вывода — это драйвер SSR. Выходы драйвера SSR — это логические выходы, которые включают или выключают твердотельное реле.Самый твердотельным реле требуется от 3 до 32 В постоянного тока для включения. Типичный сигнал включения драйвера SSR 10 В может управлять тремя твердотельными реле.

Симистор обеспечивает функцию реле без каких-либо движущихся частей. Это твердотельное устройство, контролирующее токи до 1 А. Симистор Выходы могут допускать небольшое количество утечки тока, обычно менее 50 мА. Этот ток утечки не влияет на нагрев цепи контактора, но это может быть проблемой, если выход используется для подключения к другой твердотельной цепи, такой как вход ПЛК.Если это вызывает беспокойство, лучше выбрать стандартный релейный контакт. Он обеспечивает абсолютный нулевой ток, когда на выходе обесточен и контакты разомкнуты.

На некоторых контроллерах имеются аналоговые выходы, которые выдают сигнал 0–10 В или сигнал 4–20 мА. Эти сигналы откалиброван так, чтобы сигнал изменялся в процентах от выходного сигнала. Например, если контроллер отправляет сигнал 0%, аналоговый выход будет 0 В или 4 мА. Когда контроллер отправляет сигнал 50%, на выходе будет 5 В или 12 мА.Когда Контроллер отправляет 100% сигнал, на выходе будет 10 В или 20 мА.

Другие параметры

Сравнение аварийных сигналов контроллера

У регуляторов температуры есть несколько других параметров, один из которых является уставкой. По сути, уставка — это набор целевых значений. оператором, которого контроллер стремится поддерживать устойчивым. Например, заданная температура 30 ° C означает, что Контроллер будет стремиться поддерживать температуру на этом значении.

Другой параметр — это значение срабатывания сигнализации. Это используется, чтобы указать, когда процесс достиг некоторого заданного состояния. Есть несколько вариаций по типам будильников. Например, аварийный сигнал высокого уровня может указывать на то, что температура стала выше, чем некоторые установить значение. Точно так же низкий сигнал тревоги указывает на то, что температура упала ниже некоторого установленного значения.

Например, в системе контроля температуры фиксированный высокий аварийный сигнал предотвращает повреждение оборудования источником тепла путем обесточивание источника, если температура превышает некоторое заданное значение.С другой стороны, низкий фиксированный сигнал тревоги может быть установите, если низкая температура может повредить оборудование в результате замерзания.

Контроллер также может проверить наличие неисправного выходного устройства, такого как открытый нагревательный элемент, путем проверки количества выходного сигнала. сигнал и сравнивая его с величиной обнаруженного изменения входного сигнала. Например, если выходной сигнал равен 100% и входной датчик не обнаруживает никаких изменений температуры по прошествии определенного периода времени, контроллер определит, что контур исправен. сломанный.Эта функция известна как Loop Alarm.

Другой тип сигнала тревоги — сигнал отклонения. Устанавливается на некоторое положительное или отрицательное значение от уставки. Сигнал отклонения контролирует заданное значение процесса. Оператор получает уведомление, когда процесс начинает изменять некоторую заранее запрограммированную величину от уставка. Разновидностью сигнала отклонения является сигнализация диапазона. Этот сигнал тревоги сработает либо внутри, либо за пределами назначенного температурный диапазон. Обычно точки срабатывания сигнализации наполовину выше и наполовину ниже уставки контроллера.

Например, если заданное значение составляет 150 °, а аварийные сигналы отклонения установлены на ± 10 °, аварийные сигналы будут активированы. когда температура достигла 160 ° на верхнем конце или 140 ° на нижнем. Если уставка изменена на 170 °, сигнализация высокого уровня активируется при 180 °, а сигнализация низкого уровня — при 160 °. Другой распространенный набор параметров регулятора — ПИД-регулятор. параметры. PID, что означает пропорциональный, интегральный, производный, представляет собой расширенную функцию управления, которая использует обратную связь от контролируемый процесс, чтобы определить, как лучше всего контролировать этот процесс.

Как это работает

Все контроллеры, от базовых до самых сложных, работают примерно одинаково. Контроллеры контролируют или удерживают некоторую переменную или параметр на заданное значение. Контроллеру требуются две переменные; фактический входной сигнал и желаемое заданное значение. Входной сигнал также известен как значение процесса. Вход в контроллер дискретизируется много раз в секунду, в зависимости от на контроллере.

Затем это входное или технологическое значение сравнивается со значением уставки.Если фактическое значение не соответствует уставке, контроллер генерирует изменение выходного сигнала в зависимости от разницы между заданным значением и значением процесса, а также от того, или значение процесса не приближается к заданному значению или отклоняется дальше от заданного значения. Этот выходной сигнал затем инициирует некоторые тип реакции для корректировки фактического значения, чтобы оно соответствовало уставке. Обычно алгоритм управления обновляет вывод значение мощности, которое затем применяется к выходу.

Принимаемое управляющее воздействие зависит от типа контроллера. Например, если контроллер является управлением ВКЛ / ВЫКЛ, контроллер решает, нужно ли включить выход, выключить или оставить в его текущем состоянии.

Управление ВКЛ / ВЫКЛ — один из самых простых в реализации типов управления. Он работает путем установки диапазона гистерезиса. Например, регулятор температуры может быть установлен для контроля температуры внутри помещения. Если заданное значение составляет 68 °, а фактическое значение температура упадет до 67 °, сигнал ошибки покажет разницу –1 °.Затем контроллер отправит сигнал на увеличьте прикладываемое тепло, чтобы снова поднять температуру до заданного значения 68 °. Как только температура достигнет 68 °, обогреватель отключается. При температуре от 68 ° до 67 ° контроллер не выполняет никаких действий, и нагреватель остается выключенным. Однако, как только температура достигнет 67 °, нагреватель снова включится.

В отличие от управления ВКЛ / ВЫКЛ, ПИД-регулирование определяет точное выходное значение, необходимое для поддержания желаемой температуры.Выход мощность может варьироваться от 0 до 100%. Когда используется тип аналогового выхода, выходной сигнал пропорционален значению выходной мощности. Однако, если выход представляет собой тип двоичного выхода, такой как реле, драйвер SSR или симистор, тогда выход должен быть пропорциональным по времени получить аналоговое представление.

Система с пропорциональным временным распределением использует время цикла для пропорционального распределения выходного значения. Если время цикла установлено на 8 секунд, система вызывает при 50% мощности выход будет включен на 4 секунды и выключен на 4 секунды.Пока значение мощности не меняется, время ценности не изменились бы. Со временем мощность усредняется до заданного значения 50%, при половинном включении и половинном выключении. Если выходная мощность должно быть 25%, тогда в течение того же времени цикла 8 секунд выход будет включен на 2 секунды и выключен на 6 секунд.

Пример дозирования выходного времени

При прочих равных условиях желательно более короткое время цикла, потому что контроллер может быстрее реагировать и изменять состояние вывод для заданных изменений в процессе.Из-за механики реле более короткое время цикла может сократить срок службы реле и не рекомендуется быть меньше 8 секунд. Для твердотельных переключающих устройств, таких как драйвер SSR или симистор, время переключения сокращается. лучше. Более длительное время переключения, независимо от типа выхода, допускает большие колебания технологического значения. Общее правило таково: ТОЛЬКО, если процесс позволяет это, когда используется релейный выход, желательно более длительное время цикла.

Дополнительные функции

Контроллеры также могут иметь ряд дополнительных дополнительных функций.Одно из них — коммуникационные возможности. Общение link позволяет контроллеру связываться с ПЛК или компьютером. Это позволяет обмениваться данными между контроллером и хостом. Примером типичного обмена данными может быть хост-компьютер или ПЛК, считывающий значение процесса.

Второй вариант — удаленная уставка. Эта функция позволяет удаленному устройству, например ПЛК или компьютеру, изменять контроллер. уставка. Однако, в отличие от возможностей связи, упомянутых выше, вход удаленного задания уставки использует линейный аналоговый вход. сигнал, который пропорционален заданному значению.Это дает оператору дополнительную гибкость, поскольку он может изменять заданное значение с удаленное место. Типичный сигнал может быть 4–20 мА или 0–10 В постоянного тока.

Другой распространенной функцией, поставляемой с контроллерами, является возможность их настройки с помощью специального программного обеспечения на ПК, подключенном через канал связи. Это позволяет быстро и легко конфигурировать контроллер, а также дает возможность сохранять конфигурации для использования в будущем.

Еще одна общая черта — цифровой вход.Цифровой вход может работать вместе с удаленной уставкой для выбора локального или удаленного уставка для контроллера. Его также можно использовать для выбора между уставкой 1 и уставкой 2, как запрограммировано в контроллере. Цифровой входы также могут удаленно сбросить предельное устройство, если оно перешло в предельное состояние.

Другие дополнительные функции включают источник питания преобразователя, используемый для питания датчика 4–20 мА. Этот блок питания используется для питания Питание 24 В постоянного тока при максимальном токе 40 мА.

В некоторых приложениях двухцветный дисплей также может быть желательной функцией, позволяющей легко идентифицировать различные состояния контроллера. Некоторые продукты также имеют дисплеи, которые могут менять цвет с красного на зеленый или наоборот в зависимости от предварительно запрограммированных условий, например как указание на состояние тревоги. В этом случае зеленый дисплей может не отображать тревогу, но если тревога присутствует, дисплей станет красным.

Типы контроллеров

Контроллеры температуры бывают разных стилей с широким спектром функций и возможностей.Также есть много способы категоризации контроллеров в соответствии с их функциональными возможностями. Как правило, регуляторы температуры бывают одноконтурными. или многопетлевой. Контроллеры с одним контуром имеют один вход и один или несколько выходов для управления тепловой системой. С другой стороны, Многоконтурные контроллеры имеют несколько входов и выходов и могут управлять несколькими контурами в процессе. Больше контроля петли позволяют управлять большим количеством функций технологической системы.

Диапазон надежных одноконтурных контроллеров — от базовых устройств, требующих однократного изменения уставки вручную, до сложных профилировщиков. который может автоматически выполнять до восьми изменений уставок в течение заданного периода времени.

Аналог

Самый простой и базовый тип контроллера — аналоговый. Аналоговые контроллеры — это недорогие, простые контроллеры, которые Достаточно универсален для жесткого и надежного управления технологическим процессом в суровых промышленных условиях, в том числе со значительными электрическими шум. Дисплей контроллера обычно представляет собой ручку управления.

Базовые аналоговые контроллеры используются в основном в некритичных или простых тепловых системах для обеспечения простой температуры включения-выключения. управление для приложений прямого или обратного действия.Базовые контроллеры принимают входы термопар или RTD и предлагают дополнительный процент режим управления мощностью для систем без датчиков температуры. Их основной недостаток — отсутствие удобочитаемого дисплея и отсутствие сложность для более сложных задач управления. Кроме того, отсутствие каких-либо коммуникационных возможностей ограничивает их использование простыми приложениями. например, включение / выключение нагревательных элементов или охлаждающих устройств.

Лимит

Эти контроллеры обеспечивают безопасный контроль температуры процесса.У них нет возможности самостоятельно контролировать температуру. Проще говоря, контроллеры предельных значений — это независимые устройства безопасности, которые можно использовать вместе с существующим контуром управления. Они способны прием термопар, RTD или технологических входов с ограничениями, установленными для высокой или низкой температуры, как обычный контроллер. Ограничение контроля является блокирующим и является частью резервной схемы управления для принудительного отключения тепловой системы в случае превышения предела. В выход предела фиксации должен быть сброшен оператором; он не будет сброшен сам по себе, если условие ограничения не существует.Типичный пример будет отключением безопасности для печи. Если температура в печи превышает некоторую заданную температуру, ограничительное устройство отключит систему. Это сделано для предотвращения повреждения печи и, возможно, любого продукта, который может быть поврежден чрезмерными температурами.

Регуляторы температуры общего назначения

Регуляторы температуры общего назначения используются для управления наиболее типичными промышленными процессами. Обычно они бывают разных Размеры DIN, имеют несколько выходов и программируемые функции вывода.Эти контроллеры также могут выполнять ПИД-регулирование для отличного общие контрольные ситуации. Они традиционно размещаются на передней панели с дисплеем для облегчения доступа оператора.

Большинство современных цифровых регуляторов температуры могут автоматически рассчитывать параметры ПИД для оптимальной работы тепловой системы. используя свои встроенные алгоритмы автонастройки. Эти контроллеры имеют функцию предварительной настройки для первоначального расчета параметров PID для процесс и функция непрерывной настройки для постоянного уточнения параметров ПИД-регулятора.Это позволяет быстро настроить, сэкономить время и сократить количество отходов.

Привод двигателя клапана

Особым типом универсального контроллера является контроллер привода клапана (VMD). Эти контроллеры специально разработаны для двигатели регулирующих клапанов, используемые в производственных приложениях, таких как управление газовыми горелками на производственной линии. Специальные алгоритмы настройки обеспечивают точное управление и быструю реакцию на выходе без необходимости обратной связи по скользящей схеме или чрезмерного знания трехчленного ПИД-регулятора алгоритмы настройки.Контроллеры VMD управляют положением клапана в диапазоне от 0% до 100% открытия, в зависимости от энергии. потребности процесса в любой момент времени.

Профиль

Контроллеры профилирования, также называемые контроллерами линейного замачивания, позволяют операторам программировать количество заданных значений и время сидения на каждом из них. уставка. Программирование изменения уставки называется рампой, а время нахождения на каждой уставке называется выдержкой или выдержкой. Один пандус или одна выдержка считается одним сегментом.Профайлер предлагает возможность вводить несколько сегментов, чтобы разрешить сложную температуру. профили. Оператор может называть профили рецептами. Большинство профилировщиков позволяют хранить несколько рецептов для последующего использования. Меньше Профилировщики могут допускать четыре рецепта с шестнадцатью сегментами каждый с более продвинутыми профилировщиками, позволяющими создавать больше рецептов и сегментов.

Контроллеры профилей могут выполнять профили нарастания и выдержки, такие как изменения температуры с течением времени, наряду с выдержкой и выдержкой / циклом продолжительности без присмотра оператора.

Типичные области применения контроллеров профиля включают термообработку, отжиг, климатические камеры и печи для сложных технологических процессов.

Многоконтурный

Помимо одноконтурных контроллеров, которые могут управлять только одним контуром процесса, многоконтурные контроллеры могут управлять более чем одним контуром, это означает, что они могут принимать более одной входной переменной.

Вообще говоря, многоконтурный контроллер можно рассматривать как устройство с множеством отдельных контроллеров температуры внутри одиночное шасси.Обычно они устанавливаются за панелью, а не перед панелью, как в универсальных одиночных шлейфовые контроллеры. Программирование любого из контуров аналогично программированию терморегулятора, установленного на панели. Тем не мение, Многоконтурные системы, как правило, не имеют традиционного физического пользовательского интерфейса (без дисплея или переключателей), а вместо этого используют специальный канал связи.

Многоконтурные контроллеры необходимо настраивать с помощью специальной программы на ПК, которая может загружать конфигурацию в контроллер с помощью специального интерфейса связи.

Информацию можно получить через интерфейс связи. Общие поддерживаемые интерфейсы связи включают: DeviceNet, Profibus, MODBUS / RTU, CanOPEN, Ethernet / IP и MODBUS / TCP.

Многоконтурные контроллеры представляют собой компактную модульную систему, которая может работать как в автономной системе, так и в ПЛК. среда. В качестве замены регуляторов температуры в ПЛК они обеспечивают быстрое ПИД-регулирование и разгружают большую часть математических вычислений. интенсивная работа процессора ПЛК, что позволяет увеличить скорость сканирования ПЛК.В качестве замены нескольких контроллеров DIN они обеспечить единую точку программного доступа ко всем контурам управления. Стоимость установки снижается за счет устранения большого количества проводки, вырезы в панелях и экономия места на панелях.

Многоконтурные контроллеры предоставляют некоторые дополнительные функции, недоступные для традиционных контроллеров, устанавливаемых на панели. Например, Многоконтурные контроллеры имеют более высокую плотность контуров для данного пространства. Некоторые многоконтурные системы контроля температуры могут иметь до 32 контуров управления в корпусе, устанавливаемом на DIN-рейку длиной не более 8 дюймов.Они также сокращают количество проводов за счет наличия общего точка подключения для питания и интерфейсов связи.

Многоконтурные регуляторы температуры также имеют улучшенные функции безопасности, одной из которых является отсутствие кнопок, на которых любой может изменить важные настройки. Имея полный контроль над информацией, считываемой или записываемой в контроллер, производитель машин может ограничить информацию, которую любой оператор может прочитать или изменить, предотвращая нежелательные условия от возникновения, например, установка слишком высокой уставки до диапазона, который может привести к повреждению продукта или машины.Кроме того, контроллер модули могут быть заменены в горячем режиме. Это позволяет заменять модуль контроллера без отключения питания системы. Модули также может автоматически настраиваться после горячей замены.

Другие характеристики регулятора температуры

Напряжение питания

Обычно существует два варианта напряжения питания, когда речь идет о контроллерах температуры: низкое напряжение (24 В переменного / постоянного тока) и высокое напряжение (110–230 В переменного тока).

Размер

Контроллеры бывают нескольких стандартных размеров, которые обозначаются номерами DIN, такими как 1/4 DIN, 1/8 DIN, 1/16 DIN и 1/32 DIN.DIN — это сокращение от примерно переведенного Deutsche Institut fur Normung, немецкой организации по стандартам и измерениям. Для наших целей DIN просто означает, что устройство соответствует общепринятому стандарту размеров панелей.

Сравнение размеров DIN

DIN Размер	1/4	1/8	1/16	1/32
Размер в мм	92 х 92	92 х 45	45 х 45	49 х 25
Размер в дюймах	3.62 х 3,62	3,62 x 1,77	1,77 x 1,77	1,93 х 0,98

Наименьший размер — это 1/32 DIN, который составляет 24 мм × 48 мм, с соответствующим вырезом в панели 22,5 мм × 45 мм. Следующий размер вверху находится 1/16 DIN, размер которого составляет 48 мм × 48 мм с размером выреза в панели 45 мм × 45 мм. 1/8 DIN составляет 48 мм × 96 мм с вырез в панели 45 мм × 92 мм. Наконец, самый большой размер — это 1/4 DIN размером 96 мм × 96 мм с вырезом в панели 92 мм × 92 мм.

Важно отметить, что стандарты DIN не определяют, насколько глубоко контроллер может находиться за панелью. Стандарты учитывайте только размеры передней панели и размеры выреза в панели.

Одобрения агентств

Желательно, чтобы терморегулятор имел какое-либо одобрение агентства, чтобы гарантировать, что контроллер соответствует требованиям. минимальный набор норм безопасности. Тип разрешения зависит от страны, в которой будет использоваться контроллер.В Наиболее распространенное одобрение, регистрация UL и cUL, применяется ко всем контроллерам, используемым в США и Канаде. Обычно бывает один сертификация требуется для каждой страны.

Для контроллеров, которые используются в странах Европейского Союза, требуется одобрение CE.

Третий тип сертификации — FM. Это относится только к ограничивающим устройствам и контроллерам в США и Канаде.

Класс защиты передней панели

Важной характеристикой контроллера является степень защиты передней панели.Эти рейтинги могут быть в форме рейтинга IP или Рейтинг NEMA. Классы IP (защиты от проникновения) применяются ко всем контроллерам и обычно составляют IP65 или выше. Это означает, что из только на передней панели, контроллер полностью защищен от пыли и струй воды под низким давлением со всех сторон с помощью разрешено только ограниченное проникновение. Рейтинги IP используются в США, Канаде и Европе.

Рейтинг контроллера NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) параллелен рейтингу IP.Большинство контроллеров имеют Рейтинг NEMA 4 или 4X, что означает, что они могут использоваться в приложениях, требующих только промывки водой (не масла или растворителей). В «X» в рейтинге NEMA 4X означает, что передняя панель не подвержена коррозии. Рейтинги NEMA используются в основном в США и Канаде.