30.03.21

[Домашняя]

Суть работы данного устройства в том, что отрабатываемый им временной интервал находится в обратной зависимости от температуры. То есть, чем холоднее, тем больше времени нагрузка под током. Если нагрузкой будет нагревательный элемент, то назначение данного устройства становится совсем понятным, - чем холодней, тем дольше греет нагреватель. Схема построена на имеющейся у меня элементной базе, то есть, исключительно на микросхеме К561ЛН2. В результате получилась схема, показанная на приведенном здесь рисунке 1.

Датчиком температуры служит терморезистор R2. Тип, марка, номинал его мне неизвестны. Но проведенные эксперименты с помощью морозильника, электрочайника и бытового термометра, показали, что при температуре 0°С сопротивление этого терморезистора около 200 кОм, при температуре минус 25°С, - около 850 кОм, а при температуре плюс 25°С его сопротивление около 70 кОм. Измерения были на столько точны, на сколько точен бытовой термометр, который вешают на окно, чтобы знать температуру на улице. Потому что именно такой термометр принимал участие в экспериментах. Теперь вернусь к схеме (рис.1). На микросхеме А1 сделан стабилизатор напряжения питания цифровой микросхемы D1, и напряжения, поступающего на затвор полевого транзистора VT1 для его открывания. На логических инверторах D1.1 и D1.2 микросхемы D1 сделан компаратор напряжения, работающий по принципу триггера Шмитта. На остальных элементах этой микросхемы - буферный усилитель для управления выходным полевым ключевым транзистором VT1. Временной интервал задается RC-цепью, состоящей из достаточно ёмкого электролитического конденсатора С1 и терморезистора R2. Конденсатор С1 заряжается через резистор R2, и от сопротивления R2 зависит то, как это быстро происходит. Поскольку R2 - это полупроводниковый терморезистор, его сопротивление с увеличением температуры снижается (как показали опыты). И таким же образом происходит и со временем зарядки С1. Чем выше температура, тем быстрее он заряжается. Цепь из резисторов R4 и R3 придает схеме эффект триггера Шмитта, создавая небольшой гистерезис в работе схемы. Запуск реле времени производится кнопкой S1, которая через резистор R1 низкого сопротивления разряжает конденсатор С1. В принципе от резистора R1 можно и отказаться, но кнопочка S1 может и подгореть, потому что разрядный ток конденсатора такой емкости при коротком замыкании его выводов может быть значительным, для повреждения контактов кнопки (при замыкании пинцетом искрит хорошо так, и на пинцете точка остается). После нажатия кнопки напряжение на разряженном конденсаторе С1 равно нулю. В результате напряжение логической единицы поступает на вход триггера Шмитта на элементах D1.1 и D1.2. На выходе D1.2 устанавливается логическая единица, и на выходах D1.4-D1.6 так же единица, которая открывает транзистор VT1. И через него ток поступает на нагрузку. После отпускания кнопки начинается зарядка конденсатора С1 через резисторы R2 и R3. Спустя некоторое время, зависящее от сопротивления терморезистора R2, напряжение на конденсаторе С1 достигает такого значения, что триггер Шмитта на элементах D1.1-D1.2 воспринимает его как логический ноль. Это напряжение поступает на вход триггера Шмитта на D1.1 и D1.2. На выходах соединенных вместе инверторов D1.4- D1.6 устанавливается ноль, который поступает на затвор VT1. Транзистор закрывается и выключает нагрузку. На аналогичном принципе и по аналогичной схеме можно сделать термостат, -терморегулятор, который будет включать и выключать нагреватель в зависимости от температуры. Его схема показана на рисунке 2. Его основное отличие от схемы на рисунке 1 в том, что вместо конденсатора С1 большой емкости у него установлен конденсатор малой емкости, а вместо кнопки «Пуск» - переменный резистор, которым можно регулировать порог переключения триггера Шмитта на D1.1 и D1.2, то есть, температуру которую будет поддерживать данное устройство. Если схема на рисунке 1 подает ток на нагрузку только в течение какого-то времени, зависящего от температуры, то схема на рисунке 2 работает постоянно, периодически включая и выключая нагрузку в зависимости от температуры.

Об обеих схемах. Максимальный ток нагрузки может быть до 30А. Напряжение питания может быть от 7,5V до 20V. При токе нагрузки до 8А транзистору IRLR2905 радиатор не требуется. Но при большем токе обязательно нужен радиатор. Транзистор крепится на радиатор либо пайкой, либо при помощи прижима. При токе 30А площадь поверхности радиатора должна быть 100-150кв.см. Все электролитические конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V (при напряжении питания не более этого значения).

Радиоконструктор №6 2017г стр. 33