Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристрою

Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристрою

Серед різноманітних корисних речей, здатних додати комфорту в наше життя, багато таких, які легко можна зробити самостійно.

У цю категорію входить і термостат, також званий терморегулятором, — прилад, що включає і відключає нагрівальний або холодильне обладнання у відповідності з температурою середовища, в якій він встановлений.

Такий пристрій може, наприклад, під час сильних холодів включати обігрівач у підвалі, де зберігаються овочі. З нашої статті ви дізнаєтеся про те, як можна зробити терморегулятор своїми руками (для котла опалення, холодильника та інших систем) і які деталі підходять для цього найкраще.

Зміст

  • 1 Простий терморегулятор своїми руками — схема
  • 2 Деталі пристрою регулятора температури своїми руками
  • 3 Електроживлення терморегулятора
  • 4 Включення навантаження
  • 5 Як зробити терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція
  • 6 Яким повинен бути нагрівач?
  • 7 Монтаж
  • 8 Налаштування терморегулятора
  • 9 Відео на тему

Простий терморегулятор своїми руками — схема

Пристрій термостата не відрізняється особливою складністю, тому багато початківці радіоаматори відточують на виготовленні цього приладу свою майстерність. Схеми пропонуються самі різні, але найбільшого поширення набув варіант з застосуванням особливої мікросхеми, званої компаратором.

У цього елемента є два входи і один вихід. На один вхід подається якесь еталонну напругу, яка відповідає необхідній температурі, а на другий – напруга від термодатчика.

Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристрою

Схема терморегулятора для теплих підлог

Компаратор порівнює дані, що надходять, і при певному їх співвідношенні генерує на виході сигнал, що відкриває транзистор або включає реле. При цьому подається струм на нагрівач або холодильний агрегат.

Деталі пристрою регулятора температури своїми руками

У ролі датчика температури зазвичай виступає терморезистор – елемент, електричний опір якого змінюється залежно від температури. Використовують і напівпровідникові елементи – транзистори і діоди, характеристики яких температура також впливає: при нагріванні збільшується струм колектора (у транзисторів), при цьому спостерігається зміщення робочої точки і транзистор перестає працювати, не реагуючи на вхідний сигнал.

Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристроюАле у таких сенсорів є істотний недолік: їх досить складно відкалібрувати, тобто «прив’язати» до певних значень температури, з-за чого точність саморобного терморегулятора залишає бажати кращого.

Між тим промисловість давно освоїла випуск недорогих термодатчиків, калібрування яких здійснюється в процесі виготовлення.

До таких відноситься прилад марки LM335 від компанії National Semiconductor, яким ми і рекомендуємо скористатися. Вартість цього аналогового термодатчика складає всього 1 долар.

«Трійка» на першій позиції цифрового ряду в маркуванні означає, що прилад орієнтований на застосування в побутовій техніці. Модифікації LM235 і LM135 призначені для використання, відповідно, в промисловості і військовій сфері.

Маючи в своєму складі 16 транзисторів, цей датчик працює як стабілітрон. При цьому його напруга стабілізації залежить від температури.

Залежність наступна: на кожен градус за абсолютною шкалою (K) припадає 0,01 До напруги, тобто при нулі за Цельсієм (273 K) напруга стабілізації на виході складе 2,73 Ст. Виробник калібрує датчик по температурі 25С (298К). Робочий діапазон лежить в межах від -40 до +100 градусів Цельсія.

Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристроюТаким чином, збираючи терморегулятор на базі LM335, користувач позбавляється від необхідності підбирати методом проб і помилок еталонне напруга, при якому прилад забезпечить необхідну температуру.

Його можна розрахувати, використовуючи нескладну формулу:

V = (273 + T) x 0.01,

Де Т – цікавить користувача температура за шкалою Цельсія.

Крім термодатчика нам знадобиться компаратор (підійде марки LM311 від того ж виробника), потенціометр для формування еталонного напруги (налаштування необхідної температури), вихідна пристрій для підключення навантаження (реле), індикатори і блок живлення.

Електроживлення терморегулятора

Температурний датчик LM335 підключається послідовно з резистором R1. Так от, опір цього резистора і напруга живлення повинні бути підібрані таким чином, щоб величина протікає через термодатчик струму знаходилася в межах від 0,45 до 5 мА.

Перевищувати максимальне значення цього діапазону не слід, так як характеристики сенсора будуть спотворюватися з-за перегріву.

Живити терморегулятор можна від стандартного блоку живлення 12 В або від виготовленого власними силами трансформатора.

Включення навантаження

Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристроюВ якості виконавчого пристрою, що подає харчування на нагрівач, можна застосувати автомобільний реле. Воно розраховано на напругу 12 В, при цьому через котушку повинен протікати струм до 100 мА.

Нагадаємо, що струм в ланцюзі термодатчика не перевищує 5 мА, тому для підключення реле потрібно застосувати транзистор з більшою потужністю, наприклад, КТ814.

Можна застосувати реле з меншим струмом включення, таке як SRA-12VDC-L або SRD-12VDC-SL-C – тоді транзистор не знадобиться.

Як зробити терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція

Розглянемо, як виготовляються терморегулятори (термореле) з датчиком температури повітря своїми руками на 12 Ст. Збірка приладу здійснюється в такій послідовності:

  • Перш за все, потрібно підготувати корпус. Підійде відслужив свій лічильник, наприклад, «Граніт-1».
  • Схему можна зібрати на платі від того ж лічильника. До прямого входу компаратора (позначено знаком «+») підключається потенціометр, що дозволяє задавати температуру. До инверсному входу (знак «-») – термодатчик LM335. Якщо напруга на прямому вході виявиться більш високим, ніж на інверсному, на виході компаратора встановиться високий рівень (одиниця) і транзистор подасть живлення на реле, а воно — на нагрівач. Як тільки напруга на інверсному вході виявиться більшим, ніж на прямому, рівень на виході компаратора стане низьким (нуль) і реле вимикається.
  • Щоб забезпечити перепад температур, тобто спрацьовування терморегулятора, наприклад, при 23-х градусів, а відключення – при 25-ти, необхідно за допомогою резистора створити негативну зворотний зв’язок між виходом і прямим входом компаратора.
  • Трансформатор для живлення терморегулятора можна виготовити з котушки від старого електролічильника індукційного типу. На ній є місце для вторинної обмотки. Щоб отримати напругу 12 В, необхідно намотати 540 витків. Їх вдасться умістити, якщо використовувати дріт діаметром 0,4 мм
  • Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристрою

    Простий саморобний термостат

    Для включення нагрівача зручно використовувати клемник лічильника.

    Яким має бути нагрівач?

    Потужність нагрівача залежить від того, який струм можуть витримати контакти використовується реле. Якщо це значення становить, скажімо, 30 А (на такий струм розраховано автомобільне реле), то обігрівач може мати потужність до 30 х 220 = 6,6 кВт. Тільки необхідно спочатку переконатися, що проводка і автомат в щитку здатні витримати таке навантаження.

    Монтаж

    Розглянемо, як правильно повинен бути встановлений прилад.

    Терморегулятор слід встановлювати в нижній частині приміщення, де скупчується холодне повітря.

    При цьому важливо запобігти вплив теплових перешкод, які можуть збити прилад з пантелику.

    Так, наприклад, не варто розміщувати терморегулятор на протязі або поблизу електрообладнання, випромінюючого тепло.

    Налаштування терморегулятора

    Як вже говорилося, терморегулятор на базі датчика LM335 в налагодженні не потребує. Достатньо знати напруга, що подається потенціометром на прямий вхід компаратора.

    Виміряти його можна за допомогою вольтметра. Необхідне значення напруги визначається за наведеною вище формулою.

    Якщо потрібно, наприклад, щоб прилад спрацьовував при температурі в 20 градусів, воно повинно складати 2,93 Ст.

    Якщо в якості термодатчика застосовується який-небудь інший елемент, еталонну напругу доведеться перевіряти досвідченим шляхом. Для цього необхідно скористатися цифровим термометром, наприклад, ТМ-902С. Для точності налаштування датчики термометра і терморегулятора можна з’єднати за допомогою ізоляційної стрічки, після чого їх поміщають у середовище з різною температурою.

    Терморегулятор своїми руками: покрокова інструкція виготовлення саморобного пристрою

    Терморегулятор з підручних матеріалів

    Ручку потенціометра потрібно плавно обертати, поки терморегулятор не спрацює. У цей момент слід подивитися на шкалу цифрового термометра та відображена на ній температуру нанести на шкалі терморегулятора. Можна визначити крайні точки, наприклад, для температури в 8 і 40 градусів, а проміжні значення зазначити, розділивши діапазон на рівні частини.

    Якщо цифрового термометра під рукою не виявилося, крайні точки можна визначати по воді з плаваючим в ній льодом (0 градусів) або за киплячій воді (100 градусів).

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: