Термостабилизатор предназначается для управления нагревателем с целью поддержки температуры в пределах от 0°С до 100°С. Особенность схемы в том, что можно отдельно в этих пределах задать температуру включения, то есть, минимальную, и температуру выключения, то есть максимальную, таким образом, установив диапазон, за пределы которого температура не должна выходить. Точность установки 0,1 °С. Для индикации существующей температуры, а так же заданной максимальной и минимальной используется измеритель напряжения на основе измерительной части мультиметра типа М830. Можно использовать как полностью исправный мультиметр, так и поврежденный, например, со сломанным переключателем или прогоревшей цепью измерения силы тока. Важно что бы прибор мог измерять напряжение от 0 до 1V (предел 2000 mV, если это мультиметр типа М830). Схема термостабилизатора ниже - кликните для увеличения картинки.
Датчиком измерения температуры служит термодатчик LM35, он представляет собой микросхему, напряжение на выходе которой пропорционально температуре, выраженной в градусах Цельсия. Причем зависимость строго линейная, из расчета что на 1°С приходится 0,01V постоянного выходного напряжения. Например, если температура 23°С, то на выходе датчика будет 0,23V, а при температуре 100°С на выходе будет 1V. Это максимальное выходное напряжение, так как данный датчик предназначен для измерения температуры от 0 до 100°С.
Напряжение с выхода датчика поступает на два компаратора на микросхемах А1 и А2. Компаратор на А1 отвечает за выключение нагревателя тогда, когда температура достигает максимального заданного значения, а компаратор на А2 отвечает за включение нагревателя тогда, когда температура опускается до минимального заданного значения. Напряжение поступает на инверсный вход А1 и прямой вход А2. На противоположные входы этих микросхем поступают установочные напряжения с резисторов R1 и R2. При установке предельных значений температуры сначала резистором R1 устанавливают максимальную температуру, и только после этого резистором R2 устанавливают минимальную температуру. Такое включение резисторов, во-первых, не дает ошибочно установить минимальную температуру выше максимальное, и во-вторых, позволяет при необходимости регулировать максимальную температуру с одновременным изменением и минимальной.
Для индикации температуры, как имеющейся в данный момент, так и заданных значений используется измеритель, сделанный на основе платы мультиметра (см. выше). Он измеряет напряжение на выходе датчика, а так же, на переменных резисторах. Для управления используются кнопки S1 и S2. Когда они не нажаты (как показано на схеме) на измеритель поступает напряжение с датчика. Поэтому он постоянно показывает имеющуюся температуру. Если нажать кнопку S1 на вход измерителя поступит напряжение с резистора R1 и он покажет заданную максимальную температуру. Удерживая нажатой кнопку S1 и вращая ручку резистора R1 можно задать максимальную температуру. При нажатии кнопки S2 на вход измерителя подается напряжение с R2. Он показывает минимальную температуру. Удерживая нажатой кнопку S2 и вращая ручку резистора R2 можно задать минимальную температуру. Вместо измерителя на основе мультиметра можно применить любой другой с высокоомным входом, например, сделанный на основе микроконтроллера или использовать покупной измерительный блок (но, честно говоря, он вдвое дороже самого дешевого мультиметра). Можно и вообще отказаться от постоянной индикации, а сделать два гнезда в которые подключать мультиметр при необходимости узнать температуру или сделать настройку максимального и минимального значений.
Нагрузкой управляет схема на RS-триггере на микросхеме D1. Если температура ниже минимального порога на выходе А2 появляется низкое напряжение, которое переключает этот триггер в состояние логической единицы на выходе D1.2. При этом на выходах соединенных параллельно элементов D1.3 и D1.4 (они соединены параллельно для увеличения выходного тока) появляется низкий уровень и возникает ток через оптопару A3. Она открывается и подает открывающий ток на мощный симистор VS1, который включает нагреватель.
Температура начинает повышаться и превышает минимальный порог. На выходе А2 напряжение увеличивает до логической единицы. Но на нагрузку это не влияет, потому что триггер на D1 находится в стабильном состоянии. Температура продолжает повышаться и достигает максимального порога. Теперь падает напряжение на выходе А1. Триггер переключается, и ток через оптопару прекращается. Нагреватель выключается.
Теперь температура падает. Она опускается ниже максимального порога. Напряжение на выходе А1 возрастает до логической единицы. Но нагреватель не включается, так как триггер находится в другом стабильном состоянии. Температура продолжает падать и достигает минимального значения. На выходе А2 напряжение падает, триггер переключается и включает нагреватель. Далее все повторяется. Таким образом, поддерживается стабильная температура в любых заданных пределах.
Источник питания термостабилизатора сделан на трансформаторе с двумя вторичными обмотками по 7,5V на каждой (при токе не более 100mA). Одна обмотка служит для питания схемы термостата. Напряжение с неё поступает на мостовой выпрямитель на диодах VD6-VD9, сглаживающий конденсатор С7 и интегральный стабилизатор А4, который поддерживает стабильное напряжение питания термостата 5V. Стабилизатор необходим, так как от стабильности питающего напряжения зависит стабильность поддержания температуры. В принципе, для повышения стабильности поддержания температуры можно на резистор R1 подавать напряжение от отдельного какого-то высокостабильного стабилизатора напряжения. Но здесь используется общий стабилизатор для цепей установки и для всей схемы термостата.
Напряжение со второй вторичной обмотки служит для питания платы мультиметра, на основе которой сделан измеритель. Схема мультиметра такова, что он не может питаться от той же схемы, в которой измеряет напряжение, то есть, ни одна из его входных клемм не должна быть соединена с его источником питания. Поэтому мультиметр питается от отдельной обмотки. Если использовать какой-то другой измеритель, который допускает соединение отрицательного полюса питания с отрицательной клеммой входа, то в отдельной обмотке нет никакой необходимости. Так же не нужна отдельная обмотка и в том случае, если в схеме нет собственного измерителя, а для определения температуры и настройки пределов используется самостоятельный измерительный прибор, подключаемый к термостату на время измерения. Применение в схеме питания трансформатора, а в схеме управления нагревателем оптопары обеспечивает гальваническую развязку между схемой термостата и сетью.
Переменные резисторы желательно использовать многооборотные (со встроенным редуктором), это позволит точнее устанавливать пределы температуры. Если нет резисторов на 10 кОм можно их заменить резисторами сопротивлением от 2 до 20 кОм, но они должны быть одинакового сопротивления. Компараторы TLC271 можно заменить какими-нибудь другими. Важно чтобы они могли работать при питании 5V и на выходе давали логические уровни (или напряжения, близки к логическим уровням для микросхем КМОП, питающихся напряжением 5V).
Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7, CD4011. Схему выходного каскада можно сделать и по-другому. Но желательно сохранитьуправление через оптопару. Например, можно использовать какой-нибудь мощный симистор со встроенной оптопарой или так называемое «твердотельное реле».
Поделитесь полезными схемами
ДАТЧИК ПРОТЕЧКИ ВОДЫ
 Самодельный автономный микроконтроллерный датчик протечки воды для кухни и ванной. Использует батареи 9 вольт или адаптер питания.
|
СХЕМА СЕНСОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
 Сенсорный выключатель очень интересное устройство. Оно предназначено для автоматического включения и выключения различных приборов касанием пальца. В современной технике они нашли широкое применение. Данное устройство может служить в качеств выключателя света, если применить реле для управления большой нагрузкой. |
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОТПУГИВАТЕЛЬ СОБАК
 Дазер - ультразвуковой отпугиватель собак, схема и описание прибора. Здравствуйте посетители нашего сайта. Иногда бродить по темным переулкам города ночью очень опасно, поскольку кроме вас по улице может выйти на прогулку злая бездомная собака (иногда очень голодная) и в любой момент из темного угла она может наброситься на вас и жутко покусать.
|
|
|
|
Ремонт блоков питания компьютера
Ремонт компьютеров различной степени сложности осуществить сложно
Как ленточные конвейеры облегчают работу шахты?
Ленточные конвейеры — это профессиональные рабочие устройства, которые используются во многих отраслях промышленности и хозяйства.
Как самостоятельно сделать угольную маску?
В период, когда пандемия коронавируса бушует по всему миру, каждый хочет защититься от опасных вирусов.
Особенности зимней стройки
Строительство обычно проводится в теплое время года. Однако кто сказал, что строить зимой нельзя?
Что собой представляет сварочный инвертор
Сегодня сварку активно используют не только для строительных и монтажных процедур, но и при выполнении различных бытовых работ.
Игровые автоматы Плей Фортуна
Для любителей азартных игр на просторах интернета представлены много игровых площадок, удовлетворяющих требования своих игроков.
Что делать если зависает компьютер
Постепенное снижение работоспособности и производительности компьютера - одна из наиболее частотных проблем, с которой сталкиваются пользователи любого ПК.
Gaminator Slot — игровые автоматы бесплатно
Несмотря на большой ассортимент игровых автоматов, наибольшей популярностью пользуются Гаминаторы.
Для тех, кто любит и знает мир спорта — полная версия Вулкан ставка на спорт
Отличные знания спортивных игр и событий могут значительно улучшить финансовое положение. Для этого существуют букмекерские конторы, где можно воспользоваться опытом прогнозирования в спорте и заработать.
Игровые автоматы на деньги в 2020 году
Очень много игроков уже давно просиживают вечера в казино-онлайн.
|
Как сделать самодельный радиомикрофон всего на одном отечественном транзисторе КТ326 и нескольких других радиодеталей.