Programowalny termostat. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

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

 Komentarze do artykułu

Wiosną, jesienią (a czasami latem) w domkach ogrodowych należy stosować grzejniki elektryczne. W takim przypadku oferowany tutaj termostabilizator pomoże latem oszczędzić energię elektryczną, co pozwoli utrzymać niższą temperaturę w pomieszczeniu w nocy, a nad ranem doprowadzi ją do „komfortowej” wartości.

Termostat (patrz schemat na ryc. 1) zawiera mostek termistorowy RK1, R6-R9, komparator na wzmacniaczu operacyjnym DA1 i obwód sterujący triaka VS1, co jest dość niezwykłe.

(kliknij, aby powiększyć)

Stabilizator temperatury wykorzystuje zasilacz z kondensatorem gaszącym C6. Na przekątną wyjściową mostka prostowniczego VD5 składa się szeregowo połączona dioda emitująca U1.1 transoptora U1, dioda HL1 sygnalizująca załączenie grzałki oraz dioda Zenera VD4, z której dostarczane jest napięcie do zasilania pozostałych elementów urządzenie. Gdy tranzystor VT1 jest zamknięty, pulsujący prąd o amplitudzie około 32 mA przepływa przez diodę emitującą transoptora. Tętnienie napięcia na diodzie Zenera VD4 jest wygładzane przez kondensator C5. Prąd płynący przez diodę elektroluminescencyjną osiąga maksymalną wartość w momentach, gdy napięcie sieciowe przechodzi przez zero, tj. Dokładnie wtedy, gdy konieczne jest włączenie transoptora U1 i triaka VS1. Średnia wartość prądu na wyjściu mostka to około 22 mA, co w zupełności wystarcza do zasilenia reszty termostatu.

Gdy temperatura termistora RK1 jest niższa od ustawionego napięcia na wejściu nieodwracającym wzmacniacza operacyjnego DA1 jest wyższa niż na wejściu odwracającym, napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest zbliżone do napięcia na biegunie dodatnim zacisk kondensatora C5. Dioda Zenera VD3 i tranzystor VT1 są zamknięte. Cały prąd mostka diodowego VD5 przepływa przez diodę emitującą transoptora, transoptor włącza się i włącza triak VS1. Do grzałki podawane jest napięcie sieciowe, dioda HL1 sygnalizuje to świeceniem. Triak VS1 włączy się po raz pierwszy w losowym czasie, po czym włączy się na początku każdego półcyklu, co zapewni niski poziom zakłóceń.

Gdy temperatura termistora wzrośnie do ustawionej wartości, wzmacniacz operacyjny przełączy się, a napięcie na jego wyjściu zbliży się do napięcia na ujemnym zacisku kondensatora C5. Dioda Zenera VD3 i tranzystor VT1 otworzą się. Cały prąd mostka diodowego VD5 przejdzie przez tranzystor VT1 obok diody emitującej transoptor U1 i diodę LED HL1, a większość nadal będzie przepływać do diody Zenera VD4, a mniejsza część będzie przepływać przez rezystor R12 a dioda Zenera VD3 do wyjścia wzmacniacza operacyjnego DA1. Transoptor U1 i triak VS1 przestaną się włączać na początku każdego półcyklu, grzejnik zostanie odłączony od sieci.

Temperatura równoważenia mostka termistorowego RK1, R6-R9, który jest obsługiwany przez termostat, zależy od napięcia na wyjściu 15 układu DD1. Przy wysokim poziomie na tym wyjściu napięcie na silniku rezystora zmiennego R8 jest nieco wyższe niż na niskim poziomie. Równowaga mostka odpowiada niższej rezystancji termistora RK1 (jego wyższej temperaturze).

W momencie podłączenia termostatu do sieci, przy rozwartych stykach przełącznika SA1, impulsator zaczyna pracować na elementach układu DD1 z pinami 9, 11, 12, rezystorem R3 i kondensatorem C2 [1]. Częstotliwość generowania wynosi około 20 kHz i niezależnie od stanu początkowego wyzwalaczy, po nie więcej niż 16384 okresach generatora (mniej niż 1 s) na wyjściu 15 układu DD1 pojawi się wysoki poziom logiczny. Poprzez diodę VD1 przejdzie do wejścia Z generatora i zablokuje jego działanie [2] Ten tryb jest głównym trybem dla stabilizatora termicznego.

Jeśli teraz zamkniemy styki przełącznika SA1, impuls trafi na wejście R mikroukładu DD1 i ustawi ostatni wyzwalacz licznika mikroukładu DD1 na zero (wszystkie poprzednie wyzwalacze są już w tym momencie). Wyjście 15 przejdzie w stan niski. Czas trwania impulsu jest dobrany na 60 ms, co gwarantuje start licznika dopiero po zakończeniu odbijania styków przełącznika. Podłączenie kondensatora C3 równolegle z C2 prowadzi do zmniejszenia częstotliwości generowania o 30 000 razy i ustalenia okresu impulsu na wejściu licznika mikroukładu DD1 około 1,5 s.

Obecność niskiego poziomu logicznego na wyjściu 15 DD1 prowadzi do spadku napięcia na silniku rezystora R8 i ustabilizowania się niższej temperatury niż w trybie głównym.

Po około 7 godzinach od zwarcia styków przełącznika SA1 na wyjściu 15 DD1 pojawi się wysoki poziom logiczny, generator zostanie ponownie zatrzymany, a termostat przejdzie do trybu głównego.

Aby wznowić stabilizację niskiej temperatury konieczne jest ponowne rozwarcie i zamknięcie styków SA1. W głównym trybie pracy lepiej mieć otwarte styki SA1. W takim przypadku po przerwie w zasilaniu sieciowym stabilizator natychmiast przechodzi do trybu głównego.

Rezystor R4 i dioda VD2 tłumią szum impulsowy o ujemnej polaryzacji na wejściu Z układu DD1, który pojawia się w momencie ładowania kondensatora C3. W przypadku braku tych elementów impulsy te przechodzą przez diodę VD1 do wyjścia 15 mikroukładu i do mostka termistorowego, zakłócając normalne działanie wzmacniacza operacyjnego DA1. Własna dioda ochronna mikroukładu DD1, połączona równolegle z VD2, ma zbyt dużą rezystancję.

Rezystor R10 zapewnia niewielką histerezę wzmacniacza operacyjnego DA1, co również przyczynia się do jego wyraźnej pracy. Rezystor R13 ustawia tryb pracy wzmacniacza operacyjnego, a R14 zmniejsza prąd płynący przez diodę HL1 do akceptowalnej wartości.

Mostek termistorowy projektuje się zgodnie z zaleceniami zawartymi w artykule [3]. W urządzeniu zastosowano termistor MMT-4 o rezystancji 15 kOhm. Zgodnie z tabelą podaną w [3] dla zakresu temperatur 15...25°C rezystancja rezystora R6 (Rdop) powinna wynosić 10,3 kOhm, zamontowano rezystor o wartości nominalnej 10 kOhm. W temperaturze 15°C rezystancja termistora wynosi 18,1 kOhm, współczynnik przenoszenia dzielnika RK1R6 wynosi Kmin = 10/(10+18,1) = 0,356, a w temperaturze 25°C wynosi 12,5 kOhm i Kmax = 10 /(10+12,5) = odpowiednio 0,444. To właśnie te współczynniki przenoszenia dzielnik R7-R9 powinien zapewniać w skrajnych położeniach silnika rezystora zmiennego R8. Aby obliczyć ten dzielnik, musisz określić rezystancję jednego z jego rezystorów, na przykład R8. Łatwo ustalić, że dla R8 \u22d 9 kOhm i powyższych współczynników przenoszenia rezystancja R89 powinna wynosić 7 kOhm, R139 - XNUMX kOhm. Zainstalowano rezystory o najbliższych niższych wartościach znamionowych, które z gwarancją zapewniały niezbędny interwał regulacji.

Aby obliczyć rezystancję rezystora R5, konieczne jest ustawienie zmiany temperatury podczas przejścia z trybu głównego do trybu niskiej temperatury. Wartość tę przyjęto jako 4 °С. Z powyższego obliczenia wynika, że ​​przy zmianie temperatury o 10°C współczynnik przenikania dzielnika R7-R9 powinien zmienić się odpowiednio o Kmax-Kmin = = 0,444-0,356 = 0,088, dla zmiany temperatury o 4°C, współczynnik przenikania powinien zmienić się o DK = 0,088 /10(4 = 0,0352. Proste, ale kłopotliwe wyprowadzenie prowadzi do następującego wzoru na obliczenie oporu R5: R5 = R9(R7+R8)/(R7+R8+R9)(( 1/DK-1).

Podstawiając wartości liczbowe do wzoru, otrzymujemy R5 = 1,46 MΩ.

Powyższe wzory pozwolą obliczyć rezystancję rezystorów R5-R9 przy zastosowaniu innego termistora lub podać inny zakres temperatur lub zmienić temperaturę na inną niż 4°C.

Gdy rezystor R5 jest włączony zgodnie ze schematem na ryc. 1, wpływa na temperaturę stabilizowaną zarówno w głównym trybie pracy, jak i przy temperaturze niższej (wraz ze spadkiem rezystancji rezystora R5 poziomy temperatur ustabilizowanych rozsuwają się niemal symetrycznie względem ustawionego przez rezystor R8) . Jeśli pożądane jest, aby po podłączeniu rezystora R5 temperatura w trybie głównym nie zmieniała się, można zainstalować z nim szeregowo diodę, jak pokazano na ryc. 1 liniami przerywanymi.

Wszystkie elementy stabilizatora temperatury poza triakiem VS1 oraz gniazdami wyjściowymi X1 i X2 zamontowane są na płytce drukowanej o wymiarach 80 (65 mm (rys. 2). Płytka przystosowana jest do montażu rezystorów MLT (R10 - CMM), kondensatory K73-17 (C3 dla 63 V , C6 dla 400 V), K50-16 (C5), KM-5 i KM-6 (inne) Rezystor zmienny R8 - SP3-4aM lub SP3- 4bM Diody VD1, VD2 - dowolny krzem małej mocy, diody Zenera VD3 i VD4 - dowolne małe napięcie stabilizujące odpowiednio 3,3 ... 5,6 V i 7,5 ... 8,2 V. Przełącznik SA1 - P2K z zatrzaskiem wciśniętym państwo.

W przypadku braku rezystora R10 o określonej rezystancji dopuszcza się zmianę obwodu zgodnie z ryc. 3.

Tranzystor VT1 - dowolna krzemowa struktura pnp małej mocy. Zamiast mostków diodowych KTs407A odpowiednie są dowolne diody o prądzie roboczym co najmniej 100 mA, diody o napięciu roboczym co najmniej 6 V nadają się do zastąpienia VD300.Dopuszczalne jest stosowanie transoptora dinistorowego serii AOU103 z literą indeksy B i V, triak KU208 - V i G.

Kondensator C6 można zastąpić dowolną metalową folią, na przykład K73-16, o napięciu znamionowym co najmniej 400 V.

LED - każda widoczna poświata. Trzeba tylko zwrócić uwagę na jego instalację: dioda LED powinna znajdować się jak najdalej poza płytką, a jej soczewka jest skierowana w tym samym kierunku, co oś zmiennego rezystora.

Triak zamontowano na karbowanym radiatorze o wymiarach 60x50x25 mm. W takim przypadku można zastosować grzałkę o mocy do 1 kW.

Konstrukcja stabilizatora termicznego jest taka sama jak w [4].

Podczas ustawiania urządzenia należy ustawić czas stabilizacji dla niskiej temperatury, wybierając rezystor R3 iw razie potrzeby kondensator C3. Aby to zrobić, konieczne jest podłączenie woltomierza prądu stałego do zacisku 12 mikroukładu DD1 i do ujemnego zacisku kondensatora C5 i przy zamkniętych stykach przełącznika SA1 policzyć liczbę impulsów w 1 ... 2 minuty. Ponadto, zgodnie z wynikami pomiarów, znajdź okres impulsu i pomnóż go przez 16384 - będzie to czas działania stabilizatora termicznego w trybie niskiej temperatury. Zgodnie z niezbędną zmianą w tym czasie określa się rezystancję rezystora R3.

Skala temperatury rezystora zmiennego R8 jest kalibrowana bez podłączania grzałki, zmieniając temperaturę w pomieszczeniu. Po ustawieniu temperatury w pomieszczeniu np. 20°C i obracając suwak rezystora nastawnego, zaznacz „20” dla pozycji uchwytu, przy której dioda LED włącza się i wyłącza. Powinieneś także umieścić znaki w innych punktach. Podziałkę ułatwia liniowość skali.

Dobór elementów mostka termistorowego zgodnie z powyższymi obliczeniami potwierdził jego wystarczająco wysoką dokładność. W trybie głównym zakres temperatur stabilizacji wynosił 16...27 °С, w trybie niskiej temperatury -12...23 °С. Jednak urządzenie stabilizuje się o 0,5...0,8 °Z niższą temperaturą niż powinna wynikać z obliczeń. Faktem jest, że termistor jest podgrzewany przez przepływający prąd. Aby zmniejszyć samonagrzewanie, pożądane jest zastosowanie termistora o dużej rezystancji i zmniejszenie napięcia zasilania.

W stabilizatorze temperatury wybrano możliwie najniższe napięcie zasilania. Przy niższym napięciu na wyjściu pierwszego elementu generatora chipów DD1 (pin 10, patrz [1]) pojawia się „wycięcie” i licznik zaczyna działać nieprawidłowo. Jednocześnie na pinach 11 i 12 wzrosty i spadki impulsów są wyraźne i strome, co po raz kolejny potwierdza niecelowość wykorzystywania sygnału z wyjścia pierwszego falownika generatora [1].

Uwaga: W artykule [3] znaleziono błędy - wzór (5) powinien wyglądać tak: Radd = (R1R2 + R2R3 - 2R1R3) / (R1 + R3 - 2R2), a górny wzór ostatniej kolumny artykułu to tak: B = ln (R1/ R2) / (1/T1 - 1/T2).

literatura

1. Biryukov S. Generatory i generatory impulsów na mikroukładach CMOS. - Radio, 1995, nr 7, s. 36, 37; nr 9 str. 54, 55.
2. Aleshin P. Stabilny pojedynczy wibrator. - Radio, 1993, nr 8, s. 40.
3. Aleshin P. Linearyzacja mostka termistorowego. - Radio, 1997, nr 11, s. 58, 59.
4. Biryukov S. Triak stabilizator termiczny. - Radio, 1998, nr 4, s. 50, 51.

Autor: S. Biryukov, Moskwa

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 Duże zwierzęta i śmiertelne choroby 25.10.2015 Rak dotyka nie tylko ludzi, ale także zwierzęta. Ale wszystko jest inne – ktoś częściej, ktoś rzadziej. Są gatunki szczególnie odporne na raka, a wśród nich, co dziwne, są największe ssaki: słonie i wieloryby. Dlaczego „o dziwo”? Wiemy, że rak zaczyna się od komórek, które straciły kontrolę nad podziałem. Oczywiście im więcej komórek w organizmie, tym większa szansa, że ​​w jednej z nich coś pójdzie nie tak – np. podczas podziału do syntetyzowanego łańcucha DNA może wkraść się błąd. Jednak słonie, pomimo swojej wielkości i długiej żywotności, chorują na raka jeszcze rzadziej niż mniejsze gatunki. Ten paradoks nazwano paradoksem Peto, na cześć Richarda Peto, brytyjskiego epidemiologa z Oksfordu, który zauważył go w latach 1970. XX wieku. Oczywiście długowieczne duże zwierzęta mają pewne dodatkowe mechanizmy, które hamują występowanie nowotworów złośliwych. Wśród genów, od których zależy rozwój raka, znajdują się protoonkogeny i antyonkogeny. Jeśli te pierwsze zaczną działać nie tak, jak powinny, komórki „wariują” i stają się rakowe; w związku z tym to samo stanie się, jeśli antyonkogeny, które monitorują prawidłowe zachowanie komórek, zostaną uszkodzone. Dwa lata temu naukowcy z Instytutu Rozwoju w Montpellier zaproponowali model, który uwzględniał zachowanie protoonkogenów i antyonkogenów w zależności od wielkości zwierzęcia. Model symulował różne rozkłady mutacji w ciągu kilku tysięcy pokoleń. Wniosek okazał się taki: protoonkogeny i antyonkogeny inaczej reagują w ewolucji na wzrost masy ciała. Im większa masa ciała, tym trudniej aktywować geny, które mogą wywołać nowotwór. Jedna z mutacji utrudniających aktywację protoonkogenów może wynikać z faktu, że liczba supresorów nowotworowych w genomie po prostu wzrasta. Joshua D. Schiffman z University of Utah i współpracownicy z University of Arizona i University of Pennsylvania piszą o tym w swoim artykule w Journal of the American Medical Association. Najpierw autorzy pracy przeanalizowali statystyki śmiertelności słoni i po raz kolejny upewnili się, że są one rzeczywiście odporne na raka bardziej niż wiele innych gatunków: tylko 5% pachyderm umiera z powodu guzów, podczas gdy np. u hien podobnie jak psy, rak zabija 8%, nie mówiąc już o 25% ludzi. Analiza genomu wykazała, że ​​słonie afrykańskie mają aż 40 kopii genu p53, podczas gdy słonie azjatyckie mają od 30 do 40. Gen ten jest jednym z najlepiej poznanych antyonkogenów. Białko p53 rozpoznaje uszkodzenia w DNA i jeśli jest ich wystarczająco dużo, włącza geny odpowiedzialne za apoptozę – zaprogramowane samobójstwo komórek. Duża ilość uszkodzeń genetycznych sprawia, że ​​komórka jest niebezpieczna dla całego organizmu, więc najprościej jest się jej całkowicie pozbyć. Oczywiście to ogromna liczba kopii p53, która pojawiła się w ich genomie miliony lat temu, pomaga słoniom uniknąć raka (nawiasem mówiąc, ludzie mają tylko dwie kopie p53). Możesz oczywiście zrobić inaczej - spróbuj naprawić uszkodzony DNA, jednak gdy komórki słonia napromieniowano promieniowaniem jonizującym, nie zaobserwowano aktywacji genów i białek naprawy DNA, ale komórki zaczęły aktywnie umierać. Oznacza to, że słoniowatym sposobem na uniknięcie złośliwego guza jest po prostu zabicie zepsutej komórki na czas. Trzeba tylko żałować, że ewolucja nie mogła dostarczyć naszemu genomowi dodatkowych tuzinów kopii p53; być może w przyszłości biotechnologia pozwoli na wykonanie takiej operacji i narodzą się nowi ludzie ze zwiększoną ochroną przed rakiem.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Młyn zamienia grafen w półprzewodnik

▪ Emisje węgla zamieniły się w kamień

▪ Technologia płynnego pisania

▪ Oczy kontrolują emocje

▪ Inteligentny zamek do drzwi Huawei

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część opisów stanowisk na stronie internetowej. Wybór artykułu

▪ artykuł Samochody na paliwo alternatywne. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Kogo można nazwać geniuszem? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Webmaster. Opis pracy

▪ artykuł Urządzenie do utrzymania mikroklimatu w ogrodzie zimowym - domowa stacja pogodowa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Środki ochrony uziemienia i bezpieczeństwa elektrycznego. Urządzenia uziemiające w obszarach o wysokiej rezystywności uziemienia. 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