Uniwersalny, precyzyjny stabilizator temperatury. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Uniwersalny, precyzyjny stabilizator temperatury

Bezpłatna biblioteka techniczna

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

Komentarze do artykułu

Urządzenie przeznaczone jest do automatycznego utrzymywania temperatury i może być stosowane w mieszkaniu, domu prywatnym i innych pomieszczeniach z grzałką elektryczną o mocy do 5,5 kW, a także w sklepie warzywniczym (w tym na balkonie), w inkubator, akwarium itp. Planowane jest podłączenie klimatyzatora i utrzymanie pożądanej temperatury schłodzonego powietrza. Stabilizator ciepła można wykorzystać w produkcji. Jeśli konieczne jest zwiększenie mocy do 100 kW lub więcej, stosuje się rozrusznik magnetyczny lub stycznik odpowiadający obciążeniu (w tym dla trójfazowej sieci elektrycznej), którego cewka rozruchowa jest podłączona bezpośrednio do stabilizatora.

Wiele urządzeń elektronicznych do automatycznego utrzymywania temperatury zostało opublikowanych w różnych publikacjach radiotechnicznych, jednak niektóre z nich są niebezpieczne w obsłudze, ponieważ elementy czujnikowe i sterujące nie mają izolacji galwanicznej od zasilania sieciowego [1], inne nie zapewniają niezbędną dokładność utrzymywania temperatury i nie wykluczają częstego przełączania grzałki („odskoku”) w pobliżu temperatury progowej [2], inne są trudne do wykonania i zawierają ubogie elementy [3]. Proponowana wersja jest wolna od tych niedociągnięć. Dodatkowo zakres urządzenia został poszerzony o utrzymywanie temperatury z dużą dokładnością i zwiększoną mocą, odpowiadającą dostępnym na rynku nowoczesnym grzejnikom i klimatyzatorom.

Opisany stabilizator termiczny zapewnia utrzymanie temperatury z dokładnością ±0,C oraz możliwość regulacji przedziału temperatur od momentu włączenia do wyłączenia nagrzewnicy (klimatyzatora) w zakresie od 0,1 do 1,5°C.

Uniwersalny, precyzyjny stabilizator temperatury
Rys.. 1

Przy ocenach wskazanych na schemacie (ryc. 1) zapewniona jest stała wartość dowolnej z siedmiu temperatur 21 ... 27 ° C. Ten zakres temperatur można przesunąć w górę lub w dół o rezystor R8 9...3°C. Moc pobierana przez jednostkę elektroniczną stabilizatora temperatury nie przekracza 3,5 VA.

Urządzenie jest połączeniem pięciu jednostek funkcjonalnych: elektronicznego przekaźnika termicznego, przełącznika trybu pracy, multiwibratora, transformatora impulsowego i klucza trinistorowego (triaka), transformatora sieciowego z prostownikiem. Elektroniczny przekaźnik termiczny składa się z komparatora napięcia DA1 i mostka pomiarowego. Czujnik temperatury, którym jest termistor RK1, znajduje się w ramieniu mostka pomiarowego R1, R3-R10, R2, RK1, zasilanego napięciem stabilizowanym. Filtr R1 1R12C2 tłumi wpływ zakłóceń na przewody łączące termistor z komparatorem. Rezystor R14 ustawia szerokość „histerezy temperatury” od 0,1 do 1,5°C. Wraz ze spadkiem temperatury wzrasta rezystancja termistora RK1. W wyniku zmiany napięcia na wejściu komparatora, ten ostatni po uruchomieniu dostarcza ujemne napięcie do przełącznika trybów pracy SA2, VT1. W trybie „grzejnika” tranzystor VT1 uruchamia multiwibrator zmontowany na tranzystorach VT2, VT3. Częstotliwość generowania wynosi około 20 kHz, co zapewnia niezawodną pracę klucza trinistorowego (triaka), który dostarcza napięcie do nagrzewnicy (klimatyzatora).

Transformator impulsowy T1 zapewnia izolację galwaniczną pomiędzy siecią 220 V a stabilizatorem temperatury, co spełnia wymagania bezpieczeństwa elektrycznego. Uzwojenie pierwotne transformatora jest połączone z kolektorami tranzystorów VT2, VT3 przez kondensator C4.

Zielona dioda HL2 poświaty służy jako wskaźnik, że termostat jest podłączony do sieci, a czerwona poświata diody HL1 wskazuje, że napięcie jest przyłożone do nagrzewnicy lub klimatyzatora. Jeśli termostat ma być używany tylko do klimatyzatora, nie ma potrzeby instalowania przełącznika SA2, tranzystora VT1, rezystorów R15-R17. W takim przypadku konieczne jest połączenie zacisku 7 komparatora DA1 z podstawą tranzystora VT3 za pomocą zworki. Jeśli ma być użyty tylko grzałka, to przełącznik SA2 również nie jest potrzebny, natomiast zacisk 7 komparatora jest podłączony do punktu połączenia rezystorów R15, R16, a kolektor tranzystora VT1 jest podłączony do bazy tranzystora VT3 . Nowoczesne klimatyzatory posiadają funkcję grzania. W takim przypadku przełącznik SA2 jest ustawiony w pozycji „Grzałka”.

Do zasilania stabilizatora temperatury stosuje się dowolny transformator sieciowy T2, który obniża napięcie do 8 ... 10 V. Prąd obciążenia nie jest mniejszy niż 200 mA. Transformator może być używany z karty sieciowej konsoli do gier wideo. Kondycjoner C7 zmniejsza prąd pobierany z sieci poprzez kompensację energii biernej pobieranej przez transformator. Po doborze kondensatora prąd spadł z 30 do 16 mA. Czujnik z termistorem RK1 można umieścić w odległości (10 m lub więcej) od modułu elektronicznego. W takim przypadku połączenie jest wykonane przewodem ekranowanym w izolacji. Termistor RK1 musi być chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi poprzez zapewnienie swobodnego dostępu powietrza.

Moc nagrzewnicy (klimatyzatora) zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 1, nie powinna przekraczać 2,2 kW, ale łatwo ją zwiększyć do 5,5 kW, stosując zamiast dwóch trinistorów VD3, VL4 typu KU202N triak TS 1 22-25-6, jak pokazano na rys. 2. W tym przypadku stosuje się jedno uzwojenie wtórne transformatora impulsowego T1. Kondensator C8 umożliwia włączenie triaka bez starannego doboru jego parametrów. W zależności od mocy obciążenia trinistory (triak) muszą być instalowane na radiatorach z szybkością 60 cm na 1 kW obciążenia.

W przypadku używania termostatu w inkubatorze rezystory R5-R10 i przełącznik SA1 nie są używane, a rezystor R4 jest zastępowany rezystorem 15 kΩ i podłączony do obudowy. Temperaturę 37,5°C ustawia rezystor R3.

W przypadku stosowania stabilizatora temperatury do sklepu warzywnego rezystor R4 jest zastępowany rezystorem 75 kΩ i podłączony do obudowy. Temperaturę 2...4°C również ustawia rezystor R3.

Jeśli konieczne jest zastosowanie stabilizatora temperatury w zakresie temperatur od 0 do 100°C, rezystor R1 należy wymienić na rezystor 5,1 kΩ, a rezystor R3 na 100 kΩ. Wyjście rezystora R4, które trafia do przełącznika SA1, jest połączone z obudową.

Większość części termostabilizatora jest zamontowana na płytce drukowanej wykonanej z folii z włókna szklanego o grubości 2 mm. Lokalizacja części nie jest krytyczna. Transformator impulsowy T1 nawinięty jest na pierścień o wymiarach 20x12x6 mm wykonany z ferrytu 2000NM. Wszystkie trzy uzwojenia są takie same i zawierają 50 zwojów licy LESHD 7x0,07, którą można zastąpić drutem PEL-SHO 0,17. Podczas produkcji transformatora uzwojenia i zaciski muszą być niezawodnie izolowane. Rezystancja izolacji między uzwojeniami musi wynosić co najmniej 0,5 MΩ, mierzona miernikiem 500 V (PUE p. 1.8.34).

W urządzeniu zastosowano rezystory stałe typu MLT, zmienne - SPZ-1a, kondensatory typu KM (C2-C8) i K52-1 (C1-C6).

Komparator K521SAZ można zastąpić K554SAZ. Tranzystor VT1 typu KT31 5B może być stosowany z innym indeksem literowym lub dowolną z serii KT301, KT312, KT3102. Zamiast tranzystorów VT2 i VT3 można zastosować tranzystory KT608. Zespół diod VD2 można zastąpić diodami KD1 05 itp. Zamiast diod VD3-VD5 można zastosować diody KD509A. Diody LED można również wymienić na inne. Jako przełącznik SA1 stosowany jest niewielki przełącznik typu PM, ale można zastosować inny typ, np. P2K. Jako przełącznik SA2 zastosowano przełącznik dźwigniowy typu MTD-1.

Podczas instalowania transformatora impulsowego konieczne jest prawidłowe połączenie początków i końców uzwojeń, w przeciwnym razie trzeba będzie je zamienić.

Prawidłowo zmontowany stabilizator ciepła zaczyna działać natychmiast. W niektórych przypadkach, ze względu na rozrzut wartości termistora RK1, może być konieczne dobranie rezystorów R5-R10, aby ustawić dokładną stałą temperaturę za pomocą przełącznika SA1.

literatura

AbramowS. Regulator temperatury do inkubatora//Ratio. -2002. - nr 9. -s.40-41.
Belyakov A. Prosty termostat//Radio. - / 989. -№3. -s.31.
Kiselev A. Termostabilizator z cyfrowym wskazaniem//Radio. - 1994. - nr 6. - P.26-28.

Autor: V.Yu. Pietrowski, Czernihów; Publikacja: radioradar.net

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

TPS65023 - nowy sterownik mocy dla DaVinci 28.12.2006

Firma Texas Instruments Incorporated wprowadziła pierwszy dedykowany kontroler zasilania zoptymalizowany pod kątem przenośnych procesorów multimedialnych DaVinci.

Kontroler TPS65023 jest wydajny do 95 procent, zapewnia elastyczne skalowanie napięcia i ogólnie znacznie upraszcza projektowanie przenośnych aplikacji multimedialnych zasilanych bateriami litowo-jonowymi.

W przyrząd wbudowane są trzy konwertery buck, które utrzymują napięcie rdzenia, urządzeń peryferyjnych, interfejsu we/wy i pamięci. TPS65023 wykorzystuje interfejs komunikacyjny PC, który obsługuje system dynamicznej kontroli napięcia, co pozwala na regulację napięcia rdzenia procesora w zakresie od 0,8V do 1,6V, co znacznie zmniejsza zużycie energii procesora. Interfejs jest kompatybilny z trybami szybkimi/standardowymi oraz szybkimi w specyfikacji PC z szybkością transmisji danych do 400 kHz.

TPS65023 integruje również dwa uniwersalne liniowe regulatory napięcia 200mA (LDO) z oddzielnymi zewnętrznymi pinami. Każdy LDO akceptuje napięcia wejściowe w zakresie od 2,5 V do 6,5 V, dzięki czemu mogą być zasilane przez wbudowane konwertery buck lub bezpośrednio z akumulatora.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Ozon zmniejsza plony

▪ XFX Radeon R3 9 Karty 290D z podwójnym rozpraszaniem

▪ Bank nasion w Arktyce

▪ UV LED L2523UVC

▪ Jak zmienia się percepcja zapachów?

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny Zasilanie. Wybór artykułów

▪ artykuł Sidneya Sheldona. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jak obrabiany jest diament? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kierownik laboratorium technologii komputerowych. Opis pracy