30.03.21

[Домашняя]

Терморегулятор можно использовать для поддержания температуры в небольшом овощехранилище на таком уровне, чтобы зимой при низкой температуры внешней среды овощи не померзли. Принцип действия классический.

Он основан на разбалансировке моста постоянного тока состоящего из резисторов R1-R4, в диагональ которого включен компаратор на операционном усилителе А1. Терморезистор R2 следит за температурой. Он установлен прямо на плате устройства. Переменным резистором R4 устанавливают момент балансировки моста в зависимости от температуры (то есть, в зависимости от сопротивления тероморезистора R2). При нарушении данного баланса в сторону уменьшения температуры окружающей среды, компаратор срабатывает и на его выходе устанавливается повышенное напряжение, которое поступает на базу, транзистора VT1 открывает его. Транзистор пропускает ток через светодиод оптосимистора U1, через который подается напряжение на нагреватель. Светодиод HL1 зеленого цвета нужен не только для индикации включенного состояния нагревательного прибора, но и для компенсации напряжения «нуля» на выходе операционного усилителя А1. Светодиод - любой индикаторный, зеленого цвета, потому что зеленый обычно с большим прямым напряжением падения. При нарушении баланса в сторону увеличения температуры окружающей среды, компаратор возвращается в нулевое состояние и на его выходе устанавливается пониженное напряжение, которое поступает на базу транзистора VT1 и закрывает его. Транзистор теперь не пропускает ток через светодиод оптосимистора U1, через который подается напряжение на нагреватель. Температуру, которую нужно поддерживать устанавливают переменным резистором R4, он изменяет опорное напряжение на инверсном входе операционного усилителя, изменяя при этом точку баланса измерительного моста. Точка баланса должна наступать при той температуре, которую нужно поддерживать. Измерительный мост и операционный усилитель питаются напряжением 18V от стабилитрона VD1. При этом режим работы ОУ оптимален, и обеспечивается достаточно высокая точность измерения, Теперь о деталях. Датчиком температуры (R2) является терморезистор ММТ-4 номинальным сопротивлением 22кОм. Можно использовать аналогичный терморезистор с другим номинальным сопротивлением, от 10 до 100 кОм, при этом, сопротивление резистора R1 должно быть равно номинальному сопротивлению R2. Стабилитрон КС518А можно заменить другим стабилитроном на напряжение 15- 20V. Диоды КД209 - любые маломощные выпрямительные, например, КД105, 1N4007. Оптосимистор S202SE2 может работать как с радиатором, так и без него. При работе без радиатора, когда оптосимистор находится непосредственно на печатной плате, он может управлять нагревателем мощностью до 300W. Если оптосимистор S202SE2 расположить за пределами платы и установить на достаточно эффективный теплоотвод, он сможет коммутировать мощность до 3500W. Конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не ниже 20V, конденсатор С2 - на напряжение не ниже 360V. Терморегулятор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

Печатные дорожки располагаются только с одной стороны платы. Плата помещена в пластмассовый корпус, - школьный пенал. В корпусе, в торце возле терморезистора сделано отверстие. Разъемы и регулятор расположены в незанятой платой части корпуса. Готовое устройство прикреплено с помощью шурупов и двух металлических хомутов к внутренней стороне крышки контейнера. Когда контейнер закрыт, терморегулятор находится внутри его. Налаживание. Нужен образцовый термометр, холодильник и нагреватель, а так же стакан с водой и пробирка с песком. В пробирку с песком помещают терморезистор, и опускают пробирку в стакан с водой так, чтобы в пробирку вода не затекала. Туда же опускают и образцовый термометр. С помощью электроплитки и холодильника воду в стакане доводят до такой температуры, которую нужно будет поддерживать. Затем, вращают R4 так, чтобы светодиод гас и зажигался, и выбирают такое положение R4, - посредине между точками гашения и зажигания светодиода. Затем данное положение R4 нужно отметить, подписав значением температуры.   Так можно сделать несколько меток, для того чтобы можно было терморегулятор оперативно настраивать на ту или другую температуру, поворачивая ручку, надетую на вал R4 в соответствующее положение. При необходимости сместить зону регулировки в более удобное положение можно изменить сопротивление R3 и включить дополнительное сопротивление последовательно R4, ограничивая этим пределы регулировки.

Радиоконструктор №8 2015г стр. 32