30.03.21

[Домашняя]

Температура в теплице должна поддерживаться в определенных пределах, иначе не видать нам хорошего урожая. Для поддержания температуры используют как электронагре­ватели и вентиляторы, работающие автоматически, так и более старорежимные способы, требующие обязательного вмешательства человека. Вот во втором случае будет очень важен индикатор температуры, который будет сигнализировать о её приближении к максимальному или минимальному значению, а значит, необходимости принять соот­ветствующие меры. Впрочем, такой сигнализатор будет полезен и в автоматизированной теплице, на тот случай, если автоматика по какой-то причине не сможет справиться с поставленной задачей. А так же он может стать основой автомата поддержания температуры. Принципиальная схема прибора показана на рисунке.

Датчик температуры - терморезистор R2, он устанавливается в теплице и соединяется со схемой сигнализатора экранированным кабелем (можно использовать кабель телевизионный типа РК-75), как это сделано у автора, либо все устройство можно расположить в теплице, а транзисторные каскады со светодиодными индикаторами и звукоизлучателем вынести в дом, соединив со схемой 4-проводным кабелем. Для измерения сопротивления терморезистора есть два компаратора на ОУ микросхемы А1. Компаратор на А1.1 следит за нижним порогом температуры, а компаратор А1.2 - за верхним. На измерительные входы компараторов поступает постоянное напряжение с делителя, образованного резисторами R1 и R2. Конденсатор С4 нужен для подавления помех или наводок, радиопомех, которые могут поступать на провод, соединяющий терморезистор со схемой или на сам терморезистор из окружающей среды. На опорные выводы компараторов поступает постоянное напряжение, соответственно, с делителей R3-R4 и R8-R9. Резистором R3 устанавливается минимально допустимая температура, а резистором R8 - максимально допустимая. Когда температура понижается ниже допус­тимого контрольного предела, то напряжение на терморезисторе оказывается больше напряжения на R4. Поэтому на выходе А1.1 появляется высокий логический уровень. Это приводит к тому, что открываются транзисторы VT1 и VT3. Включается звуковой сигнализатор BF1, привлекающий внимание к нештатной ситуации и загорается светодиод HL1, показывающий, что проблема в понижении температуры. Если температура повышается сверх установленной нормы, то напряжение на терморезисторе оказывается ниже напряжения на резисторе R9. На выходе А1.2 появляется высокий логический уровень. Открываются транзисторы VT2 и VT3. Включается звуковой сигнализатор BF1, привлекающий внимание к нештатной ситуации и загорается светодиод HL2, показывающий, что проблема в повышении температуры. Диоды в эмиттерных цепях транзисторов поставлены для улучшения закрывания транзисторов, так как нулевой уровень на выходе компараторов имеет некоторое постоянное напряжение, которое может помешать полному закрыванию транзистора, а это лишний ток. Если температура в пределах нормы, на выходах обоих компараторов нули, значит, никакой сигнализации нет. Таким образом, нижний порог температуры устанавливают переменным резистором R3, а верхний, - R8. Здесь используется полупроводниковый терморезистор (с отрицательным коэффициентом изменения сопротивления) номинальным сопротивлением 6,8 кОм. Совсем не обязательно чтобы он был именно таким. Можно взять терморезистор практически любого номинального сопротивления в пределах от 3 до 100 кОм. Только в этом случае нужно соответственно изменить и сопротивление резистора R1, которое должно составлять примерно 25% от номинального сопротивления терморезистора. Если будет терморезистор с положительным изменением сопротивления (то есть, чем выше температура, тем выше сопротивление), тогда нужно R1 и R2 поменять местами. Конструктивно терморезистор нужно выполнить в водозащищенном виде, но при этом обеспечить хорошую теплопроводность. Можно в качестве корпуса использовать металлическую колбу или небольшую баночку от лекарств. Поместить в неё терморезистор и засыпать хорошо промытым и высушенным речным песком. Затем закрыть резиновой крышкой или пробкой, через которую выпустить провода. Сдвоенный ОУ К157УД2 можно заменить любым другим сдвоенным, или двумя одиночными ОУ, например, таким как К140УД6. Конденсаторы С1 и С2 устанавливаются в зависимости от необходимости по типовой схеме используемых ОУ. Светодиоды - любые индикаторные. Звукоизлучатель BF1 со встроенным генератором, его нужно подключать согласно полярности. Можно использовать любой другой индикаторный звукоизлучатель со встроенным генератором, на напряжение 12V. Можно использовать звукоизлучатель и на меньшее напряжение, включив последовательно ему резистор, а параллельно стабилитрон, на такое напряжение, на которое он рассчитан. Резистор подобрать по наибольшей громкости звучания, так чтобы получился параметрический стабилизатор. Диоды КД521 можно заменить на КД522 или импортные аналоги. Транзисторы КТ3102 можно заменить практически любыми маломощными п-р-п транзисторами общего назначения. Для налаживания нужен образцовый термометр, емкость с водой и нагреватель воды. Чтобы схема могла управлять нагревателем и вентилятором нужно вместо светодиодов подключить светодиоды симисторных оптопар, которыми включать нагреватель и вентилятор. Оптопару нагревателя нужно подключить к VT1 вентилятора - VT2. Как уже сказано выше, это устройство соединяется с домом проводами, по которым поступает тревожный сигнал и питание. Если теплица расположена на некотором удалении от дома это не совсем удобно. Поэтому если в теплице есть электропитание, то дополнительных проводом можно и не прокладывать, а использовать для передачи тревожного звукового сигнала радиоканал или сотовый телефон. В качестве радиоканала можно использо­вать популярный сейчас квартирный радиозвонок. Это очередная новинка китайской электроники представляет собой блок сигнальный и блок включения. Оба питаются от батареек. Блок включения - пластмассовый корпус с большой кнопкой. При её нажатии поступает питание на микропередатчик, работающий на частоте 433 МГц. А сиг­нальный блок принимает этот сигнал и звучит. Нужно в коллекторную цель транзистора VT3 вместо звукоизлучателя подключить обмотку какого-нибудь маломощного реле на 12V, а замыкающие контакты реле подключить параллельно кнопке блока включения квартирного радиозвонка. Дальность приема будет ограничена несколькими десятками метров. Вместо радиозвонка можно использовать пару дешевых карманных УКВ-радиостанций. Куда подключить реле зависит от схемы рации, - скорее всего, параллельно кнопке вызова. С радиостанциями дальность может составлять даже несколько километров. Если теплица совсем уж далеко от дома (например, на даче) то можно приспособить для передачи тревожного сигнала старый сотовый телефон. На сотовом телефоне в «контакты» или «телефонную книгу» вводите номер своего сотового, который всегда при вас, и назначаете ему кнопку упрощенного вызова, например, «1». Затем от этой кнопки делаете отвод двумя проводами и подключаете их к той же контактной паре реле. Теперь при возникновении нештатной ситуации старый сотовый телефон из теплицы позвонит вам.

Радиоконструктор №6 2011г стр. 33