การพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมทางแยก pn กับอุณหภูมินั้นสังเกตได้ทันทีหลังจากการสร้างทางแยกนี้เอง คุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์นี้ใช้ในเทอร์โมมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์อุณหภูมิ รีเลย์ความร้อน ฯลฯ

เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ง่ายที่สุดคือจุดเชื่อมต่อ p-n ของซิลิคอนไดโอด ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 3 mV/°C และแรงดันไฟฟ้าตกไปข้างหน้าอยู่ที่ประมาณ 0.7V การทำงานกับแรงดันไฟฟ้าต่ำเช่นนี้ไม่สะดวกดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าถ้าใช้จุดเชื่อมต่อ p-n ของทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบที่ขึ้นกับอุณหภูมิโดยเพิ่มตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานเข้าไป เครือข่ายสองเทอร์มินัลที่ได้นั้นมีคุณสมบัติเป็นสายโซ่ของไดโอดเช่น แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมสามารถตั้งค่าได้สูงกว่า 0.7V มาก ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของตัวต้านทานฐาน R1 และ R2 ดูภาพประกอบ 1.

เครือข่ายสองเทอร์มินัลนี้มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิติดลบ พบการใช้งานในวงจรจ่ายไฟของ varicap เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความจุของ varicaps จะเริ่มเพิ่มขึ้น แต่ในขณะเดียวกันแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมเครือข่ายสองเทอร์มินัล VT1, R1, R2 จะลดลงซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวต้านทานตัวแปรและตามนั้น บน varicap ทำให้ความจุลดลง ดังนั้นจึงทำให้อุณหภูมิคงที่ของความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรออสซิลเลเตอร์ได้ รูปที่ 2 แสดงวงจรสองขั้วที่สามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิในวงจรรีเลย์ความร้อนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องวัดอุณหภูมิ มีความไม่สะดวกประการหนึ่งคือ: วางคริสตัลทรานซิสเตอร์ KT315 ไว้ในกล่องพลาสติกซึ่งเพิ่มความเฉื่อยของการวัดอุณหภูมิหรือการทำงานของรีเลย์ และประการที่สอง ไม่สะดวกที่จะแนบไปกับวัตถุที่ต้องตรวจสอบอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นในการตรวจสอบอุณหภูมิของแผ่นระบายความร้อนของ PCB ที่ทรงพลัง ควรใช้ทรานซิสเตอร์ KT814 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิ การออกแบบทรานซิสเตอร์นี้ทำให้สามารถติดโดยตรงกับหม้อน้ำซึ่งมีศักย์กราวด์ได้โดยใช้สกรูเพียงตัวเดียว เซ็นเซอร์ดังกล่าวใช้ในวงจรเทอร์โมสตัทสำหรับพัดลมซึ่งอยู่บนเว็บไซต์ www. ixbt.com/spu/fan-thermal-control.shtml

เทอร์โมสตัทสำหรับพัดลม

รูปที่ 4 แสดงวงจรการใช้งานจริงสำหรับพัดลมระบายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟ การใช้แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการกำลังปานกลาง K157UD1 เป็นตัวเปรียบเทียบทำให้สามารถเชื่อมต่อพัดลมคู่หนึ่งจากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์เข้ากับเอาต์พุตของวงจรไมโครได้โดยตรงซึ่งมีกระแสไฟขาออกคือ 0.3A อุณหภูมิที่พัดลมเปิดถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน R5 โครงการทำงานดังต่อไปนี้ ที่อุณหภูมิแผงระบายความร้อนปกติแรงดันไฟฟ้าที่พิน 9 ของไมโครวงจร DA1 ควรมากกว่าที่พิน 8 ในกรณีนี้ที่เอาต์พุต DA1 พิน 6 จะมีศักย์ไฟฟ้าใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าของวงจร แรงดันไฟฟ้าของพัดลมภายใต้สภาวะดังกล่าวจะเกือบเท่ากับ "0" พัดลมถูกปิด เมื่ออุณหภูมิของแผ่นระบายความร้อนเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของทรานซิสเตอร์ VT1 ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งในทางกลับกันจะทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงที่อินพุตที่ไม่กลับด้าน 8 ของชิป DA1 ทันทีที่แรงดันไฟฟ้านี้น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดโดยตัวต้านทาน R5 สถานะของตัวเปรียบเทียบจะเปลี่ยนไปและแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตจะลดลงจนถึงศักย์กราวด์โดยประมาณ แฟนๆก็จะเปิดเครื่อง ตัวต้านทาน R7 มีฮิสเทรีซีสเล็กน้อยของวงจร ซึ่งกำจัดสถานะที่ไม่แน่นอนของแรงดันเอาต์พุตที่เอาต์พุต DA1 เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเท่ากัน เป็นการดีกว่าที่จะติดตั้งบอร์ดเทอร์โมสตัทโดยตรงบนหม้อน้ำที่ควบคุมเพื่อให้พัดลมเป่าไมโครเซอร์กิตด้วย ทรานซิสเตอร์ VT1 เชื่อมต่อกับบอร์ดด้วยสายไฟสามเส้นและติดตั้งไว้ใกล้กับ PCB ที่ทรงพลัง

ใช้ในกระบวนการทางเทคโนโลยีหลายอย่างรวมถึงระบบทำความร้อนในบ้านด้วย ปัจจัยที่กำหนดการทำงานของเทอร์โมสตัทคืออุณหภูมิภายนอก ซึ่งเป็นค่าที่ได้รับการวิเคราะห์ และเมื่อถึงขีดจำกัดที่ตั้งไว้ อัตราการไหลจะลดลงหรือเพิ่มขึ้น

เทอร์โมสตัทมีดีไซน์ที่แตกต่างกัน และปัจจุบันมีรุ่นอุตสาหกรรมสองสามรุ่นลดราคา ซึ่งทำงานบนหลักการที่แตกต่างกันและมีไว้สำหรับใช้ในพื้นที่ต่างๆ นอกจากนี้ยังมีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ง่ายที่สุด ซึ่งใครๆ ก็สามารถประกอบได้หากมีความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์อย่างเหมาะสม

คำอธิบาย

เทอร์โมสตัทเป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งในระบบจ่ายไฟที่ช่วยให้คุณปรับต้นทุนพลังงานเพื่อให้ความร้อนได้อย่างเหมาะสม องค์ประกอบหลักของเทอร์โมสตัท:

1. เซ็นเซอร์อุณหภูมิ– ควบคุมระดับอุณหภูมิโดยสร้างแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่มีขนาดเหมาะสม
2. บล็อกการวิเคราะห์– ประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าที่มาจากเซ็นเซอร์และแปลงค่าอุณหภูมิเป็นค่าที่แสดงลักษณะของตำแหน่งของแอคชูเอเตอร์
3. หน่วยงานบริหาร– ควบคุมการไหลตามปริมาณที่ระบุโดยหน่วยวิเคราะห์

เทอร์โมสตัทที่ทันสมัยนั้นเป็นวงจรขนาดเล็กที่ใช้ไดโอด, ไตรโอดหรือซีเนอร์ไดโอดซึ่งสามารถแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า ทั้งในเวอร์ชันอุตสาหกรรมและแบบโฮมเมด นี่เป็นบล็อกเดียวที่เชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิล ระยะไกลหรือตั้งอยู่ที่นี่ เทอร์โมสตัทเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรไฟฟ้าของอวัยวะที่ทำหน้าที่ ซึ่งจะลดหรือเพิ่มค่าของแรงดันไฟฟ้า

หลักการทำงาน

เซ็นเซอร์อุณหภูมิส่งพัลส์ไฟฟ้าซึ่งค่าปัจจุบันจะขึ้นอยู่กับระดับอุณหภูมิ อัตราส่วนในตัวของค่าเหล่านี้ช่วยให้อุปกรณ์กำหนดเกณฑ์อุณหภูมิได้อย่างแม่นยำมากและตัดสินใจได้เช่นควรเปิดแดมเปอร์จ่ายอากาศไปยังหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็งกี่องศาหรือวาล์วจ่ายน้ำร้อน ควรจะเปิด สาระสำคัญของการทำงานของเทอร์โมสตัทคือการแปลงค่าหนึ่งเป็นค่าอื่นและเชื่อมโยงผลลัพธ์กับระดับปัจจุบัน

ตามกฎแล้วหน่วยงานกำกับดูแลแบบโฮมเมดที่เรียบง่ายมีการควบคุมทางกลในรูปแบบของตัวต้านทานโดยการเคลื่อนย้ายซึ่งผู้ใช้ตั้งค่าเกณฑ์การตอบสนองอุณหภูมิที่ต้องการนั่นคือบ่งชี้ว่าอุณหภูมิภายนอกใดที่จำเป็นในการเพิ่มการไหล ด้วยฟังก์ชันการทำงานขั้นสูง ทำให้สามารถตั้งโปรแกรมอุปกรณ์อุตสาหกรรมให้มีขีดจำกัดที่กว้างขึ้นได้โดยใช้ตัวควบคุม ขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ไม่มีการควบคุมทางกลซึ่งมีส่วนช่วยในการทำงานในระยะยาว

วิธีทำด้วยตัวเอง

หน่วยงานกำกับดูแลที่ผลิตขึ้นเองนั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากสามารถพบชิ้นส่วนและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่จำเป็นได้เสมอ การทำความร้อนน้ำในตู้ปลา เปิดการระบายอากาศในห้องเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และการดำเนินการทางเทคโนโลยีง่ายๆ อื่น ๆ อีกมากมายสามารถถ่ายโอนไปยังระบบอัตโนมัติดังกล่าวได้อย่างง่ายดาย

วงจรควบคุมอัตโนมัติ

ปัจจุบันผู้ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบโฮมเมดมีรูปแบบการควบคุมอัตโนมัติสองแบบที่ได้รับความนิยม:

1. อิงจากซีเนอร์ไดโอดแบบปรับได้ประเภท TL431 - หลักการทำงานคือการตรวจจับขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่เกิน 2.5 โวลต์ เมื่อขั้วไฟฟ้าควบคุมเสียหาย ซีเนอร์ไดโอดจะเข้าสู่ตำแหน่งเปิดและมีกระแสโหลดไหลผ่าน ในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าไม่ทะลุเกณฑ์ 2.5 โวลต์ วงจรจะเข้าสู่ตำแหน่งปิดและปิดโหลด ข้อดีของวงจรคือความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือสูงเนื่องจากซีเนอร์ไดโอดมีอินพุตเดียวสำหรับจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการควบคุม
2. ไทริสเตอร์ไมโครเซอร์กิตประเภท K561LA7 หรืออะนาล็อกต่างประเทศสมัยใหม่ CD4011B - องค์ประกอบหลักคือไทริสเตอร์ T122 หรือ KU202 ซึ่งทำหน้าที่เป็นลิงค์สวิตชิ่งที่ทรงพลัง กระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยวงจรในโหมดปกติจะต้องไม่เกิน 5 mA ที่อุณหภูมิตัวต้านทาน 60 ถึง 70 องศา ทรานซิสเตอร์จะเข้าสู่ตำแหน่งเปิดเมื่อพัลส์มาถึง ซึ่งเป็นสัญญาณให้เปิดไทริสเตอร์ ในกรณีที่ไม่มีหม้อน้ำตัวหลังจะได้รับปริมาณงานสูงถึง 200 วัตต์ ในการเพิ่มเกณฑ์นี้ คุณจะต้องติดตั้งไทริสเตอร์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น หรือติดตั้งหม้อน้ำที่มีอยู่ ซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการสลับเป็น 1 kW

วัสดุและเครื่องมือที่จำเป็น

การประกอบด้วยตัวเองจะใช้เวลาไม่นาน แต่คุณจะต้องมีความรู้ในด้านอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้าตลอดจนประสบการณ์เกี่ยวกับหัวแร้งอย่างแน่นอน ในการทำงานคุณต้องมีสิ่งต่อไปนี้:

• พัลส์หรือหัวแร้งธรรมดาที่มีองค์ประกอบความร้อนบาง
• แผงวงจรพิมพ์.
• บัดกรีและฟลักซ์
• กรดสำหรับกัดรอยทาง
• ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ตามวงจรที่เลือก

วงจรเทอร์โมสตัท

คำแนะนำทีละขั้นตอน

1. ต้องวางองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์บนกระดานในลักษณะที่สามารถติดตั้งได้ง่ายโดยไม่ต้องสัมผัสกับหัวแร้งที่อยู่ใกล้เคียงใกล้กับชิ้นส่วนที่สร้างความร้อนอย่างแข็งขันระยะทางค่อนข้างไกลกว่านั้น
2. เส้นทางระหว่างองค์ประกอบต่างๆ จะถูกแกะสลักตามรูปวาด หากไม่มี ให้สร้างภาพร่างบนกระดาษก่อน
3. จะต้องตรวจสอบการทำงานของแต่ละองค์ประกอบและหลังจากนั้นจะวางบนกระดานแล้วบัดกรีเข้ากับแทร็กเท่านั้น
4. จำเป็นต้องตรวจสอบขั้วของไดโอด ไตรโอด และส่วนอื่นๆ ตามแผนภาพ
5. ไม่แนะนำให้ใช้กรดในการบัดกรีส่วนประกอบวิทยุเนื่องจากสามารถลัดวงจรแทร็กที่อยู่ติดกันได้สำหรับฉนวนจะมีการเพิ่มขัดสนลงในช่องว่างระหว่างพวกเขา
6. หลังการประกอบ อุปกรณ์จะถูกปรับโดยการเลือกตัวต้านทานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเกณฑ์ที่แม่นยำที่สุดในการเปิดและปิดไทริสเตอร์

ขอบเขตของการใช้เทอร์โมสตัทแบบโฮมเมด

ในชีวิตประจำวันการใช้เทอร์โมสตัทมักพบในหมู่ผู้อยู่อาศัยในช่วงฤดูร้อนที่ใช้ตู้อบแบบโฮมเมดและจากการฝึกซ้อมแสดงให้เห็นว่าพวกมันมีประสิทธิภาพไม่น้อยไปกว่ารุ่นโรงงาน ในความเป็นจริงอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้งานได้ทุกที่ที่จำเป็นในการดำเนินการบางอย่างที่ขึ้นอยู่กับการอ่านอุณหภูมิ ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถติดตั้งระบบฉีดพ่นหรือรดน้ำสนามหญ้าอัตโนมัติ ขยายโครงสร้างป้องกันแสง หรือเพียงแค่ส่งเสียงหรือสัญญาณไฟเพื่อเตือนบางสิ่ง

ซ่อมแบบ DIY

ประกอบด้วยมือ อุปกรณ์เหล่านี้มีอายุการใช้งานค่อนข้างนาน แต่มีสถานการณ์มาตรฐานหลายประการที่อาจจำเป็นต้องซ่อมแซม:

• ความล้มเหลวของตัวต้านทานการปรับค่า - สิ่งนี้เกิดขึ้นบ่อยที่สุดเนื่องจากทองแดงติดตามภายในองค์ประกอบที่อิเล็กโทรดเลื่อนเสื่อมสภาพและแก้ไขได้โดยการเปลี่ยนชิ้นส่วน
• ไทริสเตอร์หรือไตรโอดร้อนเกินไป - เลือกพลังงานไม่ถูกต้องหรืออุปกรณ์อยู่ในบริเวณที่มีการระบายอากาศไม่ดีของห้อง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ในอนาคต ไทริสเตอร์จึงติดตั้งหม้อน้ำ หรือควรย้ายเทอร์โมสตัทไปยังบริเวณที่มีปากน้ำที่เป็นกลาง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับห้องที่เปียกชื้น
• การปรับอุณหภูมิไม่ถูกต้อง - อาจเกิดความเสียหายต่อเทอร์มิสเตอร์ การกัดกร่อน หรือสิ่งสกปรกบนอิเล็กโทรดการวัด

ข้อดีและข้อเสีย

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการใช้การควบคุมอัตโนมัตินั้นเป็นข้อได้เปรียบในตัวเองเนื่องจากผู้ใช้พลังงานได้รับโอกาสดังต่อไปนี้:

• ประหยัดทรัพยากรพลังงาน
• อุณหภูมิห้องที่สะดวกสบายคงที่
• ไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงของมนุษย์

การควบคุมอัตโนมัติพบการใช้งานอย่างกว้างขวางเป็นพิเศษในระบบทำความร้อนของอาคารอพาร์ตเมนต์ วาล์วทางเข้าที่ติดตั้งเทอร์โมสตัทจะควบคุมการไหลของน้ำหล่อเย็นโดยอัตโนมัติ ส่งผลให้ค่าใช้จ่ายสำหรับผู้อยู่อาศัยลดลงอย่างมาก

ข้อเสียของอุปกรณ์ดังกล่าวถือได้ว่าเป็นต้นทุนซึ่งใช้ไม่ได้กับอุปกรณ์ที่ทำด้วยมือ เฉพาะอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมการจ่ายของเหลวและก๊าซเท่านั้นที่มีราคาแพง เนื่องจากแอคชูเอเตอร์มีมอเตอร์พิเศษและวาล์วปิดอื่น ๆ

แม้ว่าตัวอุปกรณ์จะค่อนข้างไม่ต้องการมากในแง่ของสภาพการใช้งาน แต่ความแม่นยำของการตอบสนองขึ้นอยู่กับคุณภาพของสัญญาณหลักและนี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทำงานอัตโนมัติในสภาพที่มีความชื้นสูงหรือสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เซ็นเซอร์ความร้อนในกรณีเช่นนี้ไม่ควรสัมผัสโดยตรงกับสารหล่อเย็น

สายวัดจะอยู่ในปลอกทองเหลืองและปิดผนึกอย่างแน่นหนาด้วยกาวอีพอกซี คุณสามารถปล่อยปลายเทอร์มิสเตอร์ไว้บนพื้นผิวได้ ซึ่งจะส่งผลให้มีความไวมากขึ้น

เทอร์โมสตัทอิเล็กทรอนิกส์ DIY ง่ายๆ ฉันเสนอวิธีการทำเทอร์โมสตัทแบบโฮมเมดเพื่อรักษาอุณหภูมิห้องที่สะดวกสบายในสภาพอากาศหนาวเย็น เทอร์โมสตัทช่วยให้คุณเปลี่ยนพลังงานได้สูงสุด 3.6 kW ส่วนที่สำคัญที่สุดในการออกแบบวิทยุสมัครเล่นคือตัวเครื่อง เคสที่สวยงามและเชื่อถือได้จะช่วยให้อุปกรณ์โฮมเมดมีอายุการใช้งานยาวนาน เทอร์โมสตัทเวอร์ชันที่แสดงด้านล่างใช้กล่องขนาดเล็กที่สะดวก และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังทั้งหมดจากตัวจับเวลาอิเล็กทรอนิกส์ที่จำหน่ายในร้านค้า ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบโฮมเมดสร้างขึ้นจากวงจรไมโครตัวเปรียบเทียบ LM311

คำอธิบายการทำงานของวงจร

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิเป็นเทอร์มิสเตอร์ R1 ที่มีค่าระบุ 150k ประเภท MMT-1 เซ็นเซอร์ R1 พร้อมด้วยตัวต้านทาน R2, R3, R4 และ R5 จะสร้างสะพานวัด มีการติดตั้งตัวเก็บประจุ C1-C3 เพื่อลดสัญญาณรบกวน ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ R3 ช่วยปรับสมดุลของบริดจ์นั่นคือตั้งอุณหภูมิ

หากอุณหภูมิของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ R1 ลดลงต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่อินพุต 2 ของไมโครวงจร LM311 จะมากกว่าที่อินพุต 3 ตัวเปรียบเทียบจะทำงานและเอาต์พุต 4 จะตั้งค่าไว้ที่ระดับสูงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับวงจรจับเวลาอิเล็กทรอนิกส์ผ่าน LED HL1 จะทำให้รีเลย์ทำงาน และเปิดอุปกรณ์ทำความร้อน ในเวลาเดียวกัน HL1 LED จะสว่างขึ้นเพื่อระบุว่าเครื่องทำความร้อนเปิดอยู่ ความต้านทาน R6 สร้างการตอบรับเชิงลบระหว่างเอาต์พุต 7 และอินพุต 2 สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าฮิสเทรีซิสนั่นคือความร้อนจะเปิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าที่ปิด Power จ่ายให้กับบอร์ดจากวงจรจับเวลาอิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทาน R1 ที่วางอยู่ด้านนอกต้องใช้ฉนวนอย่างระมัดระวัง เนื่องจากเทอร์โมสตัทจ่ายไฟโดยไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้า และไม่มีการแยกกระแสไฟฟ้าจากเครือข่าย นั่นคือ มีแรงดันไฟหลักที่เป็นอันตรายอยู่ที่ส่วนประกอบของอุปกรณ์. ขั้นตอนการผลิตเทอร์โมสตัทและวิธีหุ้มฉนวนเทอร์มิสเตอร์มีดังต่อไปนี้

วิธีทำเทอร์โมสตัทด้วยมือของคุณเอง

1. เปิดผู้บริจาคตัวเรือนและวงจรไฟฟ้า - ตัวจับเวลาอิเล็กทรอนิกส์ CDT-1G มีการติดตั้งไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวจับเวลาบนสายเคเบิลสามสายสีเทา ปลดสายเคเบิลออกจากบอร์ด รูสำหรับสายเคเบิลมีเครื่องหมาย (+) - แหล่งจ่ายไฟ +5 โวลต์, (O) - แหล่งจ่ายสัญญาณควบคุม (-) - แหล่งจ่ายไฟลบ รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าจะเปลี่ยนโหลด

2. เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟไปยังวงจรจากหน่วยจ่ายไฟไม่ได้ถูกแยกออกจากเครือข่ายทางไฟฟ้า งานตรวจสอบและตั้งค่าวงจรทั้งหมดจึงดำเนินการจากแหล่งพลังงาน 5 โวลต์ที่ปลอดภัย อันดับแรก ตรวจสอบการทำงานของส่วนประกอบวงจรที่ขาตั้ง

3. หลังจากตรวจสอบองค์ประกอบของวงจรแล้ว ให้ประกอบการออกแบบบนบอร์ด บอร์ดสำหรับอุปกรณ์ไม่ได้รับการพัฒนาและประกอบบนแผ่นเขียงหั่นขนม หลังจากการประกอบแล้ว จะมีการตรวจสอบประสิทธิภาพบนขาตั้งด้วย

4. เซ็นเซอร์ความร้อน R1 ได้รับการติดตั้งภายนอกบนพื้นผิวด้านข้างของตัวเรือนซ็อกเก็ต ตัวนำถูกหุ้มด้วยท่อหดด้วยความร้อน เพื่อป้องกันการสัมผัสกับเซนเซอร์ แต่ยังรักษาการเข้าถึงอากาศจากภายนอกสู่เซนเซอร์ จึงได้ติดตั้งท่อป้องกันไว้ด้านบน ตัวหลอดทำจากส่วนตรงกลางของปากกาลูกลื่น ท่อถูกตัดรูเพื่อติดตั้งบนเซ็นเซอร์ ท่อติดอยู่กับตัวเครื่อง

5. มีการติดตั้งตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ R3 ที่ฝาครอบด้านบนของเคสและมีรูสำหรับ LED อยู่ที่นั่นด้วย การหุ้มตัวตัวต้านทานด้วยเทปพันสายไฟเพื่อความปลอดภัยจะมีประโยชน์

6. ปุ่มปรับสำหรับตัวต้านทาน R3 เป็นแบบโฮมเมดและทำด้วยมือของคุณเองจากแปรงสีฟันเก่าที่มีรูปร่างเหมาะสม :)

เหตุผลในการประกอบวงจรนี้คือการพังของเทอร์โมสตัทในเตาอบไฟฟ้าในห้องครัว เมื่อค้นหาบนอินเทอร์เน็ต ฉันไม่พบตัวเลือกมากมายบนไมโครคอนโทรลเลอร์ แน่นอนว่ามีบางตัว แต่ทั้งหมดได้รับการออกแบบมาให้ทำงานกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิเช่น DS18B20 เป็นหลัก และช่วงอุณหภูมิส่วนบนนั้นถูกจำกัดมาก ค่าและไม่เหมาะกับเตาอบ ภารกิจคือการวัดอุณหภูมิสูงถึง 300°C ดังนั้นตัวเลือกจึงตกอยู่ที่เทอร์โมคัปเปิลชนิด K การวิเคราะห์โซลูชันวงจรนำไปสู่ทางเลือกสองทาง

วงจรเทอร์โมสตัท - ตัวเลือกแรก

เทอร์โมสตัทที่ประกอบตามรูปแบบนี้มีขีดจำกัดบนที่ประกาศไว้ที่ 999°C นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากประกอบแล้ว:

การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเทอร์โมสตัทนั้นทำงานได้ค่อนข้างน่าเชื่อถือ แต่ฉันไม่ชอบการขาดหน่วยความจำที่ยืดหยุ่นในเวอร์ชันนี้ การเย็บไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับทั้งสองตัวเลือกอยู่ในไฟล์เก็บถาวร

วงจรเทอร์โมสตัท - ตัวเลือกที่สอง

หลังจากคิดอยู่พักหนึ่งฉันก็ได้ข้อสรุปว่าคุณสามารถเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์แบบเดียวกับบนสถานีบัดกรีได้ที่นี่ แต่มีการดัดแปลงเล็กน้อย ในระหว่างการทำงานของสถานีบัดกรีพบความไม่สะดวกเล็กน้อย: ความจำเป็นในการตั้งเวลาเป็น 0 และบางครั้งเกิดการรบกวนซึ่งเปลี่ยนสถานีไปที่ นอน . เมื่อพิจารณาว่าผู้หญิงไม่จำเป็นต้องจำอัลกอริธึมในการสลับตัวจับเวลาไปที่โหมด 0 หรือ 1 วงจรของสถานีเดียวกันก็ถูกทำซ้ำ แต่มีเพียงช่องเครื่องเป่าผมเท่านั้น และการปรับปรุงเล็กน้อยทำให้การทำงานของเทอร์โมสตัทมีเสถียรภาพและ "ปราศจากการรบกวน" ในแง่ของการควบคุม เมื่อกระพริบเฟิร์มแวร์ AtMega8 คุณควรใส่ใจกับฟิวส์ใหม่ รูปภาพต่อไปนี้แสดงเทอร์โมคัปเปิลชนิด K ซึ่งสะดวกในการติดตั้งในเตาอบ

ฉันชอบการทำงานของตัวควบคุมอุณหภูมิบนเขียงหั่นขนม - ฉันเริ่มการประกอบขั้นสุดท้ายบนแผงวงจรพิมพ์

ฉันประกอบเสร็จแล้ว การทำงานก็มีเสถียรภาพเช่นกัน การอ่านค่าเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการจะแตกต่างกันประมาณ 1.5°C ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วถือว่าดีเยี่ยม เมื่อตั้งค่า มีตัวต้านทานเอาต์พุตบนแผงวงจรพิมพ์ ฉันยังไม่พบ SMD ของค่านี้ในสต็อก

ไฟ LED จำลององค์ประกอบความร้อนของเตาอบ หมายเหตุเพียงอย่างเดียว: ความจำเป็นในการสร้างจุดร่วมที่เชื่อถือได้ ซึ่งจะส่งผลต่อผลการวัดขั้นสุดท้าย วงจรต้องใช้ตัวต้านทานการปรับแบบหลายรอบและประการที่สองให้ความสนใจกับ R16 ซึ่งอาจต้องเลือกด้วยในกรณีของฉันคือ 18 kOhm นี่คือสิ่งที่เรามี:

ในกระบวนการทดลองกับเทอร์โมสตัทล่าสุดมีการปรับปรุงเล็กน้อยเพิ่มเติมซึ่งส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้ายในเชิงคุณภาพ ดูภาพพร้อมคำจารึก 543 - หมายความว่าเซ็นเซอร์ขาดการเชื่อมต่อหรือชำรุด

และในที่สุดเราก็ย้ายจากการทดลองไปสู่การออกแบบเทอร์โมสตัทที่เสร็จสิ้นแล้ว ฉันใช้วงจรในเตาไฟฟ้าและเชิญคณะกรรมการที่เชื่อถือได้ให้รับงานนี้ :) สิ่งเดียวที่ภรรยาของฉันปฏิเสธคือปุ่มเล็ก ๆ บนตัวควบคุมการพาความร้อน แหล่งจ่ายไฟทั่วไป และการไหลเวียนของอากาศ แต่สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้เมื่อเวลาผ่านไป แต่ ตอนนี้มันก็เป็นแบบนี้

เครื่องปรับลมจะรักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้ด้วยความแม่นยำ 2 องศา สิ่งนี้เกิดขึ้นในขณะที่ให้ความร้อนเนื่องจากความเฉื่อยของโครงสร้างทั้งหมด (องค์ประกอบความร้อนเย็นลงกรอบภายในมีอุณหภูมิเท่ากัน) โดยทั่วไปแล้วฉันชอบโครงร่างในการทำงานมากและดังนั้นจึงแนะนำให้เป็นอิสระ การทำซ้ำ ผู้เขียน - ผู้ว่าราชการจังหวัด.

อภิปรายบทความ THERMOREGULATOR DIAGRAM

สวัสดีแฟน ๆ ของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์โฮมเมดทุกคน เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันทำเทอร์โมสตัทอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือของตัวเองอย่างรวดเร็ว แผนภาพวงจรของอุปกรณ์นั้นง่ายมาก แอคชูเอเตอร์ใช้รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าที่มีหน้าสัมผัสทรงพลังที่สามารถทนกระแสไฟได้ถึง 30 แอมแปร์ ดังนั้นผลิตภัณฑ์โฮมเมดดังกล่าวจึงสามารถนำไปใช้ตามความต้องการในครัวเรือนต่างๆ

ตามแผนภาพด้านล่าง สามารถใช้เทอร์โมสตัทได้ เช่น ในตู้ปลาหรือเก็บผัก บางคนอาจพบว่ามีประโยชน์เมื่อใช้ร่วมกับหม้อต้มน้ำไฟฟ้า ในขณะที่บางคนอาจใช้สำหรับตู้เย็น

เทอร์โมสตัทอิเล็กทรอนิกส์ DIY แผนภาพอุปกรณ์

อย่างที่ฉันบอกไปแล้วว่าวงจรนั้นง่ายมากและมีส่วนประกอบวิทยุราคาไม่แพงและทั่วไปขั้นต่ำ โดยทั่วไปแล้ว เทอร์โมสตัทจะถูกสร้างขึ้นบนวงจรไมโครตัวเปรียบเทียบ ด้วยเหตุนี้อุปกรณ์จึงมีความซับซ้อนมากขึ้น ผลิตภัณฑ์โฮมเมดนี้สร้างขึ้นจากซีเนอร์ไดโอดแบบปรับได้ TL431:

ทีนี้เรามาพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับชิ้นส่วนที่ฉันใช้กันดีกว่า

รายละเอียดอุปกรณ์:

• หม้อแปลงสเต็ปดาวน์ 12 โวลต์
• ไดโอด; IN4007 หรืออื่น ๆ ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน 6 ชิ้น
• ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 1,000 ไมครอน 2,000 ไมครอน 47 ไมครอน
• ชิปโคลง; 7805 หรืออีก 5 โวลต์
• ทรานซิสเตอร์; KT 814A หรือ p-n-p อื่น ๆ ที่มีกระแสสะสมอย่างน้อย 0.3 A
• ซีเนอร์ไดโอดแบบปรับได้; TL431 หรือโซเวียต KR142EN19A
• ตัวต้านทาน; 4.7 โอห์ม, 160 โอห์ม, 150 โอห์ม, 910 โอห์ม
• ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ 150 คม
• เทอร์มิสเตอร์เป็นเซ็นเซอร์ ประมาณ 50 Kohm โดยมี TCS เป็นลบ
• ไดโอดเปล่งแสง ใด ๆ ที่มีการสิ้นเปลืองกระแสไฟต่ำที่สุด
• รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า 12 โวลต์ใด ๆ ที่ใช้กระแสไฟ 100 mA หรือน้อยกว่า
• ปุ่มหรือสวิตช์สลับ สำหรับการควบคุมด้วยตนเอง

วิธีทำเทอร์โมสตัทด้วยมือของคุณเอง

มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ Granit-1 ที่ถูกเผาถูกใช้เป็นตัวเรือน บอร์ดที่มีส่วนประกอบวิทยุหลักทั้งหมดอยู่ก็มาจากมิเตอร์เช่นกัน ภายในเคสจะมีหม้อแปลงไฟฟ้าและรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า:

ในฐานะรีเลย์ฉันตัดสินใจใช้รถยนต์ซึ่งสามารถหาซื้อได้ตามร้านขายรถยนต์ทุกแห่ง กระแสการทำงานของคอยล์อยู่ที่ประมาณ 100 มิลลิแอมป์:

เนื่องจากซีเนอร์ไดโอดแบบปรับได้นั้นใช้พลังงานต่ำ กระแสสูงสุดจะต้องไม่เกิน 100 มิลลิแอมป์ จึงไม่สามารถเชื่อมต่อรีเลย์เข้ากับวงจรซีเนอร์ไดโอดโดยตรงได้ ดังนั้นเราจึงต้องใช้ทรานซิสเตอร์ KT814 ที่ทรงพลังกว่า แน่นอนว่าวงจรสามารถทำให้ง่ายขึ้นได้หากคุณใช้รีเลย์ที่มีกระแสผ่านคอยล์น้อยกว่า 100 มิลลิแอมป์ เป็นต้น หรือ SRA-12VDC-AL รีเลย์ดังกล่าวสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับวงจรแคโทดซีเนอร์ไดโอด

ฉันจะบอกคุณเล็กน้อยเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า คุณภาพที่ฉันตัดสินใจใช้นั้นไม่ได้มาตรฐาน ฉันมีคอยล์แรงดันไฟฟ้าวางอยู่รอบ ๆ จากมิเตอร์เหนี่ยวนำเก่าสำหรับพลังงานไฟฟ้า:

ดังที่คุณเห็นในภาพว่ามีพื้นที่ว่างสำหรับการพันขดลวดทุติยภูมิ ฉันตัดสินใจลองพันมันและดูว่าเกิดอะไรขึ้น แน่นอนว่าพื้นที่หน้าตัดของแกนกลางมีขนาดเล็ก ดังนั้นกำลังจึงน้อย แต่สำหรับตัวควบคุมอุณหภูมินี้หม้อแปลงนี้ก็เพียงพอแล้ว จากการคำนวณ ฉันได้ 45 รอบต่อ 1 โวลต์ หากต้องการรับไฟ 12 โวลต์ที่เอาต์พุต คุณต้องหมุน 540 รอบ เพื่อให้พอดีฉันใช้ลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.4 มิลลิเมตร แน่นอนคุณสามารถใช้แบบสำเร็จรูปที่มีแรงดันเอาต์พุต 12 โวลต์หรืออะแดปเตอร์ได้

ดังที่คุณสังเกตเห็นว่าวงจรนั้นมีโคลง 7805 พร้อมแรงดันเอาต์พุตที่เสถียรที่ 5 โวลต์ซึ่งจ่ายไฟให้กับพินควบคุมของซีเนอร์ไดโอด ด้วยเหตุนี้ตัวควบคุมอุณหภูมิจึงมีลักษณะที่มั่นคงซึ่งจะไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า

ฉันใช้เทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์ซึ่งที่อุณหภูมิห้องมีความต้านทาน 50 Kom ในฐานะเซ็นเซอร์ เมื่อถูกความร้อน ความต้านทานของตัวต้านทานนี้จะลดลง:

เพื่อป้องกันอิทธิพลทางกล ฉันใช้ท่อหดด้วยความร้อน:

พบตำแหน่งสำหรับตัวต้านทานผันแปร R1 ทางด้านขวาของเทอร์โมสตัท เนื่องจากแกนของตัวต้านทานสั้นมาก ฉันจึงต้องประสานแฟล็กไว้บนแกนนั้น ซึ่งสะดวกในการหมุน ทางด้านซ้ายฉันวางสวิตช์ควบคุมแบบแมนนวล เมื่อใช้งานทำให้ง่ายต่อการตรวจสอบสถานะการทำงานของอุปกรณ์โดยไม่ต้องเปลี่ยนอุณหภูมิที่ตั้งไว้:

แม้ว่าแผงขั้วต่อของมิเตอร์ไฟฟ้าเดิมจะเทอะทะมาก แต่ฉันไม่ได้ถอดออกจากตัวเครื่อง เห็นได้ชัดว่ามีปลั๊กจากอุปกรณ์บางอย่าง เช่น เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า ด้วยการถอดจัมเปอร์ออก (สีเหลืองด้านขวาของภาพ) และใช้แอมป์มิเตอร์แทนจัมเปอร์ คุณสามารถวัดกระแสที่จ่ายให้กับโหลดได้:

ตอนนี้สิ่งที่เหลืออยู่คือการปรับเทียบเทอร์โมสตัท สำหรับสิ่งนี้เราต้องการ คุณต้องเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ทั้งสองของอุปกรณ์เข้าด้วยกันโดยใช้เทปไฟฟ้า:

ใช้เทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิของวัตถุร้อนและเย็นต่างๆ ใช้มาร์กเกอร์ทำเครื่องหมายสเกลและเครื่องหมายบนเทอร์โมสตัทเพื่อระบุช่วงเวลาที่รีเลย์เปิด ฉันมีอุณหภูมิตั้งแต่ 8 ถึง 60 องศาเซลเซียส หากมีคนต้องการเปลี่ยนอุณหภูมิการทำงานไปในทิศทางเดียวก็สามารถทำได้ง่าย ๆ โดยการเปลี่ยนค่าของตัวต้านทาน R1, R2, R3:

ดังนั้นเราจึงสร้างเทอร์โมสตัทอิเล็กทรอนิกส์ด้วยมือของเราเอง ภายนอกดูเหมือนว่านี้:

เพื่อป้องกันไม่ให้มองเห็นด้านในของอุปกรณ์ผ่านฝาครอบโปร่งใส ฉันจึงปิดด้วยเทป โดยเว้นช่องไว้สำหรับ LED HL1 นักวิทยุสมัครเล่นบางคนที่ตัดสินใจทำซ้ำโครงการนี้บ่นว่ารีเลย์ไม่เปิดชัดเจนมากราวกับว่ากำลังส่งเสียงดัง ฉันไม่ได้สังเกตเห็นสิ่งนี้เลย รีเลย์เปิดปิดได้ชัดเจนมาก แม้ว่าอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย แต่ก็ไม่มีเสียงพูดคุยเกิดขึ้น หากเกิดขึ้นคุณจะต้องเลือกตัวเก็บประจุ C3 และตัวต้านทาน R5 ให้แม่นยำยิ่งขึ้นในวงจรพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ KT814

เทอร์โมสตัทที่ประกอบตามรูปแบบนี้จะเปิดโหลดเมื่ออุณหภูมิลดลง ในทางกลับกัน หากมีคนต้องการเปิดโหลดเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น คุณจะต้องสลับเซ็นเซอร์ R2 ด้วยตัวต้านทาน R1, R3