Automatyczna kontrola temperatury w szklarni. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła

 Komentarze do artykułu

Do wygodnego wzrostu roślin w szklarni wymagana jest określona temperatura otoczenia. Aby utrzymać ją w określonych granicach, opracowano proponowaną maszynę.

Rys.. 1

Rys.. 2

Podstawą urządzenia jest specjalizowany zintegrowany czujnik temperatury LM56 [1, 2], przeznaczony do stosowania w termostatach. Schemat funkcjonalny i wykresy wyjaśniające cechy jego działania przedstawiono odpowiednio na ryc. 1. 2 i 1. Mikroukład zawiera dwa komparatory (A2, A1,25), źródło napięcia odniesienia Uref = 3 V (A4), czujnik temperatury A1 i dwa stopnie wyjściowe na tranzystorach VT2, VT1 z otwartym kolektorem. Za pomocą zewnętrznych rezystorów R3-R3 i wbudowanego źródła napięcia odniesienia A3 na pinach 2 i 1 ustawia się wartości progowe napięcia przełączającego komparatorów UT2 i UT1, które odpowiadają określonym wartościom temperatury. W rezultacie na wyjściu OUT7 (pin 1) pojawia się napięcie niskiego poziomu, jeśli temperatura przekroczy wartość T1, i odpowiednio napięcie wysokiego poziomu, jeśli spadnie poniżej wartości T5 -Tgist (histereza temperaturowa równa około 2°C). Podobnie w zależności od temperatury T2 generowany jest sygnał na wyjściu OUT6 (pin 5). Napięcie UTEMP na wyjściu mikroukładu (pin 6,2) jest proporcjonalne do temperatury w stopniach Celsjusza o współczynniku k = 395 mV/oC i jest przesunięte o +XNUMX mV.

Błąd pomiaru temperatury w zakresie -40...+125°C nie przekracza ±3°C dla modyfikacji LM56BIM i ±4°C dla LM56CIM.

Całkowita rezystancja R rezystorów dzielnika napięcia R1-R3 zalecana przez producenta wynosi 27 kOhm. Opór każdego z nich osobno oblicza się na podstawie następujących współczynników:

UT1 = Uref R3/(R1+R2+R3) = Uref R3/R;

UT2 = Uref (R3+R2)/(R1 +R2+R3) = = Uref (R3+R2)/R.

Jednocześnie UT1(T2) = kT + 395 mV, gdzie k = 6,2 mV/°C, a T jest wartością temperatury odpowiadającą dolnej (T1) lub górnej (T2) granicy określonego przedziału. Porównując prawe strony wyrażeń dla UT1 i UT2, otrzymujemy

R3 = RUT1 /Uref = R(kT1 + 395)/Uref;

R2 = RUT2/Uref - R3 = R(kT2 + 395)/Uref-- R3;

R1 \u2d R - (R3 + RXNUMX).

Ryż. 3 (kliknij, aby powiększyć)

Schemat ideowy urządzenia do utrzymywania zadanej temperatury w szklarni pokazano na ryc. 3. Oprócz zintegrowanego czujnika temperatury DA1 zawiera trzy elektroniczne przełączniki na tranzystorach polowych VT1 - VT3, obciążone optozymistorami U1, U2, dwa potężne triaki (VS1, VS2) sterujące systemami ogrzewania i wentylacji szklarni oraz zasilacz na układzie DA2 PPM5-chip A-05ELF [3], który jest przetwornicą napięcia przemiennego sieci na stabilizowane napięcie stałe 5 V. Zastosowanie tranzystorów polowych jako przełączników wynika z małej obciążalności układu wyjścia mikroukładu DA1 (maksymalny prąd kolektora jego tranzystorów wyjściowych wynosi tylko 50 μA), co wymaga obciążenia o dość wysokiej rezystancji.

Wartości rezystorów dzielnika napięcia R1-R3 wyznaczają progi działania komparatorów układu DA1, odpowiadające wartościom temperatur około 18 (T1) i 26 °C (T2). Algorytm działania urządzenia jest następujący. Jeżeli temperatura w szklarni jest niższa niż 18°C ​​to po włączeniu zasilania na obu wyjściach zintegrowanego czujnika DA1 pojawia się wysoki poziom logiczny. W takim przypadku tranzystory VT1 i VT2 otwierają się. Pierwszy z nich omija sekcję bramka-źródło tranzystora VT3 i zamyka się, a drugi poprzez rezystor ograniczający prąd R7 łączy diodę nadawczą transoptora U1 ze źródłem zasilania. W rezultacie otwiera się triak transoptora i na rezystorze R9 powstaje spadek napięcia, wystarczający do otwarcia potężnego triaka VS1, którego obciążeniem są grzejniki systemu grzewczego szklarni.

Kiedy temperatura w szklarni wzrośnie powyżej 18°C, wysoki poziom na wyjściu OUT1 (pin 7) zmieni się na niski, tranzystor VT2 zamknie się i system grzewczy wyłączy się. Z reguły jednak elementy grzejne mają charakter bezwładnościowy, tj. po odłączeniu od sieci przez pewien czas zatrzymują ciepło. Dlatego powietrze w szklarni będzie się nadal nagrzewać, a jeśli temperatura przekroczy 26°C, na wyjściu OUT2 (pin 6 DA1) pojawi się niski poziom logiczny, tranzystor VT1 zamknie się, a VT3 otworzy, włączając na optozymistorze DA4 i potężnym triaku VS2, dzięki któremu system wentylacji włączy szklarnie.

Wentylatory będą pracować do momentu, gdy temperatura powietrza w szklarni spadnie do 21°C (biorąc pod uwagę histerezę około 5°C). Kiedy to nastąpi, wyjście OUT2 ponownie przejdzie w stan wysoki i wentylacja zostanie wyłączona. Gdy temperatura spadnie do 13°C (uwzględniając histerezę), grzejniki włączą się ponownie. Zakres temperatur może być różny, zależy to od rodzaju roślin, które będziesz uprawiać w szklarni. Można także użyć wielu przełączalnych rozdzielaczy lub rezystorów zmiennych, aby ustawić różne zakresy temperatur w szklarni.

Jeśli części są w dobrym stanie i nie ma błędów montażowych, dane urządzenie nie wymaga regulacji. Wystarczy zastosować rezystory R1-R3 o dopuszczalnej odchyłce rezystancji od wartości nominalnej ±1%. Jednak przestrzeganie tego wymagania nie jest konieczne, ponieważ normalny zakres temperatur w szklarni dla większości uprawianych roślin wynosi od 15 do 30 °C, co pozwala na mniej dokładne ustawienie progów reakcji komparatorów.

W urządzeniu można zastosować dowolne tranzystory polowe małej mocy z izolowaną bramką i kanałem n, których maksymalny prąd drenu przekracza 20 mA. Optosymistory MOC3063M (U1, U2) można zastąpić innymi podobnymi o napięciu roboczym co najmniej 400 V. Zamiennik potężnych triaków BTA12-600 (VS1, VS2) dobierany jest na podstawie całkowitej mocy włączanych przez nie siłowników - grzejniki, wentylatory wlotowe i wyciągowe oraz otwieracze naświetli.

Rys.. 4

W przypadku braku mikroukładu LM56 (DA1) można zmontować jego analog w oparciu o powszechnie stosowane mikroukłady - analogowy czujnik temperatury LM35 i podwójny komparator LM393 (ryc. 4). Rezystory dzielnika R1-R3, które wyznaczają progi odpowiedzi komparatorów, oblicza się z powyższych wzorów, ale dla LM35 współczynnik konwersji k = 10 mV/°C, a offset wynosi 0. Napięcie zasilania +5 V może być używany jako odniesienie (Uref).

Przetwornicę napięcia PPM5-A-05ELF można zastąpić dowolnym źródłem zasilania opartym na elementach dyskretnych, zapewniającym stabilizowane napięcie wyjściowe +5 V przy prądzie obciążenia 50...100 mA.

literatura

1. Iwanow E. Zintegrowane czujniki temperatury National Semiconductor. - Wiadomości Elektroniczne, 2007, nr 10, s. 13-XNUMX. XNUMX.
2. LM56 - Termostat o podwójnym wyjściu małej mocy - National Semiconductor. - alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8981/NSC/LM56.html.
3. PPMxx-x-xxELF. PRZETWORNIK AC/DC POJEDYNCZE WYJŚCIE 5–25 W. -peak-electronics.de/DATA/acdc/PPMxx-x-ELF-Sep09.pdf.

Autor: A. Kornev

Zobacz inne artykuły Sekcja Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Stal przeciwdrobnoustrojowa 17.12.2017 Wytrawianie elektrochemiczne zwykłej stali nierdzewnej pozwoliło naukowcom stworzyć na jej powierzchni złożone nanostruktury, niezdolne do uszkodzenia dużych komórek ssaków, ale zabójcze dla bakterii. W przyszłości umożliwi to wytwarzanie metalowych narzędzi i powierzchni o właściwościach antybakteryjnych. Taką stal opracowali naukowcy z Georgia Institute of Technology. Jako podstawę pobrano próbkę stali 316L, którą zanurzono w elektrolicie i przyłożono napięcie. Zmieniając parametry i gęstość prądu, naukowcy starali się stworzyć różne struktury powierzchni. Jedna opcja wykazała dobre właściwości hydrofobowe - i, nieoczekiwanie dla samych autorów, silne właściwości przeciwbakteryjne. Dokładny mechanizm tego działania pozostaje do wyjaśnienia. Tymczasem naukowcy sugerują, że całość tkwi w licznych wybojach i ostrych igłach o wysokości 20-25 nm, które powstają na powierzchni stali podczas obróbki. Jak wykazały eksperymenty, z powodzeniem radzą sobie zarówno z bakteriami Gram-dodatnimi (S. aureus), jak i Gram-ujemnymi (E. coli), chociaż są całkowicie nieszkodliwe dla komórek myszy. A ponieważ uderzenie jest czysto mechaniczne – najprawdopodobniej stalowe nanoigły po prostu przebijają błony komórek bakteryjnych – trudno sobie wyobrazić, by drobnoustroje jakoś uodporniły się na nie. Autorzy zauważają, że podobny proces technologiczny jest szeroko stosowany do nadania stali nierdzewnej polerowanego połysku, więc uzyskanie stali „przeciwdrobnoustrojowej” nie powinno być trudnym zadaniem dla przemysłu. Ponadto takie teksturowanie zwiększa stężenie chromu i molibdenu na powierzchni materiału, co zwiększa jego odporność na korozję.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Magazynowanie wodoru – droga do bezpieczeństwa energetycznego

▪ Czujnik sztucznej soczewki

▪ papierowy tranzystor

▪ Mikrokontrolery Microchip PIC18F-Q41

▪ Króliki zagrażają dziedzictwu

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Dom, ogrodnictwo, hobby. Wybór artykułów

▪ artykuł Zegarek mechaniczny. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Jak latają ryby? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Prawdziwy wiesiołek. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Wskaźnik emisji fal radiowych o wysokiej częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Proporcjonalne urządzenia sterujące. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024