Ο θερμοστάτης του κελαριού χρησιμοποιείται για να εξασφαλίσει τις πιο άνετες συνθήκες για την αποθήκευση λαχανικών και φρούτων. Υπάρχουν πολλοί τύποι κατασκευών - μερικά είναι σχεδιασμένα για χρήση στο υπόγειο, άλλα - για εγκατάσταση σε μπαλκόνια. Ο σχεδιασμός των κουτιών μπαλκονιού είναι πολύ απλός - ένα κουτί με θερμομόνωση υψηλής ποιότητας, τοποθετούνται θερμαντικά στοιχεία στο εσωτερικό, με τη βοήθεια των οποίων διατηρείται η βέλτιστη θερμοκρασία. Ένα τέτοιο μίνι κελάρι θα είναι πολύ χρήσιμο εάν το μπαλκόνι δεν θερμαίνεται και έχει πολύ κρύο έξω το χειμώνα.
Γενική αρχή λειτουργίας του θερμοστάτη
Ο πιο απλός σπιτικός θερμοστάτης κελαριού σάς επιτρέπει να διατηρείτε τη ρυθμισμένη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας θερμαντικά στοιχεία. Ανάλογα με τη διαφορά θερμοκρασίας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα ακόλουθα στοιχεία θέρμανσης:
- Ισχυρές αντιστάσεις με σύρμα.
- Σπειράλι Nichrome.
- Λαμπτήρες πυρακτώσεως.
- TENY.
Εάν χρειάζεται να εξισορροπήσετε τη θερμοκρασία σε μικρό εύρος, αρκεί να εγκαταστήσετε πολλούς λαμπτήρες πυρακτώσεως - αυτό ακριβώς γίνεται στοσπιτικές θερμοκοιτίδες για την καλλιέργεια πουλερικών. Αλλά αν χρειάζεται να εξισορροπήσετε τη θερμοκρασία σε μεγάλο εύρος, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε πιο αποτελεσματικά μέσα - θερμαντικά στοιχεία ή συρμάτινες αντιστάσεις.
Ο ευκολότερος τρόπος για να διατηρήσετε την επιθυμητή θερμοκρασία είναι να εγκαταστήσετε έναν διμεταλλικό αισθητήρα θερμοκρασίας. Θα απενεργοποιήσει τις αντιστάσεις όταν επιτευχθεί η καθορισμένη θερμοκρασία. Αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα θερμοκρασίας και μια απλή ηλεκτρονική συσκευή στο ίδιο τσιπ. Το πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι ότι είναι πιο αξιόπιστο - δεν έχει μηχανικούς διακόπτες. Όλες οι εργασίες μεταγωγής εκτελούνται από το μικροκύκλωμα.
Βαθμονόμηση αισθητήρα
Για αρχάριους ραδιοερασιτέχνες, το πιο δύσκολο πράγμα θα είναι η ρύθμιση της συσκευής, δηλαδή η βαθμονόμηση του αισθητήρα και του μικροκυκλώματος. Για να γίνει αυτό, εκτελούνται διάφορες ενέργειες - ο αναγνώστης πρώτα βυθίζεται σε νερό, η θερμοκρασία του οποίου είναι 0 μοίρες και μετά σε βραστό νερό. Για να βαθμονομήσετε τον ρυθμιστή, πρέπει να μετρήσετε τις ενδιάμεσες τιμές και να βάλετε τα κατάλληλα σημάδια.
Είναι πιθανό πριν συνδέσετε τον θερμοστάτη, να χρειαστεί να εκτελέσετε τη διαδικασία εγκατάστασης πολλές φορές. Αλλά για να μην ενοχλείτε με την ανεξάρτητη κατασκευή και διαμόρφωση της συσκευής, μπορείτε να αγοράσετε μια τελική συσκευή και να την βάλετε στο κελάρι χωρίς κανένα πρόβλημα. Οι περισσότεροι αισθητήρες έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με μικροελεγκτές, έχουν ψηφιακό σήμα στην έξοδο, το οποίο μεταδίδεται μέσω αμφίδρομου μονού καλωδίουτύπος διεπαφής 1-WIRE. Αυτό σας επιτρέπει να σχεδιάζετε αρκετά σύνθετες συσκευές, για παράδειγμα, θερμόμετρα πολλαπλών σημείων - αυτές είναι συσκευές που σας επιτρέπουν να μετράτε τη θερμοκρασία σε πολλά δωμάτια ταυτόχρονα.
Ελεγκτής θερμοκρασίας LM335
Ανάμεσα σε όλους τους θερμοστάτες, μπορεί κανείς να ξεχωρίσει τον φθηνότερο και απλούστερο - LM335. Έχει πολλές τροποποιήσεις - με τις ονομασίες 235, 135. Στη σήμανση, το πρώτο ψηφίο υποδεικνύει το εύρος:
- Ο αριθμός "1" σημαίνει ότι η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε συσκευές για το στρατιωτικό-βιομηχανικό συγκρότημα.
- Ο αριθμός "2" - το στοιχείο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία.
- "3" - για εγκατάσταση σε οικιακές συσκευές.
Η εμφάνιση του θερμοστάτη είναι η θήκη TO-92. Το εσωτερικό κύκλωμα περιέχει 16 τρανζίστορ ημιαγωγών. Μερικές φορές οι αισθητήρες μπορούν να βρεθούν στη συσκευασία SO-8, αλλά οι διαφορές παρατηρούνται μόνο στην εμφάνιση - το εσωτερικό κύκλωμα παραμένει αμετάβλητο.
Η αρχή λειτουργίας είναι κάπως παρόμοια με μια δίοδο zener. Η τάση σταθεροποίησης εξαρτάται άμεσα από τη θερμοκρασία. Με αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10 Kelvin, η τάση σταθεροποίησης αυξάνεται κατά 10 mV. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα λειτουργίας της συσκευής είναι 0,45-5,0 mA. Σε περίπτωση υπέρβασης της μέγιστης τιμής ρεύματος, ο αισθητήρας θα υπερθερμανθεί και θα μετρήσει τη θερμοκρασία της θήκης του.
Τι δείχνει ο μετρητής;
Αλλά πώς θα συμπεριφέρεται αυτή η συσκευή στο κύκλωμα του θερμοστάτη κελαριού; Πρέπει να το καταλάβουμε αυτό. Ας πούμε ότι το απόλυτο μηδέν σε εσωτερικούς χώρους είναι 273 μοίρες κάτωμηδέν Κελσίου. Αυτό είναι 0K, οπότε θα πρέπει να κάνετε μια μικρή μετατροπή. Σε συνθήκες όπου η θερμοκρασία είναι 0 K, ο αισθητήρας δεν θα παράγει σήμα.
Μόλις η θερμοκρασία αυξηθεί κατά 10 K, η τάση θα αυξηθεί κατά 0,01 βολτ. Και αυτό θα συμβαίνει με κάθε αύξηση της θερμοκρασίας. Αλλά πρέπει να λάβετε υπόψη ότι τέτοιες θερμοκρασίες δεν υπάρχουν και οι 0 βαθμοί Κελσίου είναι 273 Κ. Οι κανονικές συνθήκες, σύμφωνα με όλα τα σχολικά βιβλία, είναι 25 βαθμοί Κελσίου ή 298 Κ. Μετά από μερικά απλά βήματα, μπορείτε να προσδιορίσετε ότι σε σε θερμοκρασία 25 βαθμών Κελσίου, η έξοδος σήματος του αισθητήρα θα έχει τάση 2,9815 βολτ.
Το εύρος θερμοκρασιών στο οποίο λειτουργεί η συσκευή βρίσκεται στην περιοχή των -40..+100 βαθμών Κελσίου. Επιπλέον, το κύριο χαρακτηριστικό του είναι γραμμικό σε αυτό το εύρος - αυτό διευκολύνει τον υπολογισμό των τάσεων και των θερμοκρασιών. Και μην ξεχνάτε ότι το απόλυτο μηδέν είναι 273,15 K. Σε ακριβείς υπολογισμούς, ακόμη και τα εκατοστά των τιμών δεν πρέπει να αγνοούνται.
Κύκλωμα ελεγκτή θερμοκρασίας
Η συσκευή έχει ένα είδος οδηγιών. Ο θερμοστάτης μπορεί να κατασκευαστεί σύμφωνα με τα σχήματα που δίνονται στο φύλλο δεδομένων. Αυτό είναι ένα λεπτομερές εγχειρίδιο που περιγράφει όλα τα πιθανά σχήματα για την ενεργοποίηση της συσκευής, τα κύρια χαρακτηριστικά της και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας της. Και δεν χρειάζεται να εφεύρετε τίποτα επιπλέον - όλα τα σχέδια έχουν δοκιμαστεί εδώ και χρόνια και λειτουργούν σταθερά.
Κατασκευάζονται όλα τα βιομηχανικά δείγματα τελικών συσκευών ελεγκτών θερμοκρασίαςακριβώς σύμφωνα με τα σχήματα που αναφέρονται στο φύλλο δεδομένων. Ένα πράγμα που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι ότι δεν μπορείτε να ελέγξετε απευθείας το στοιχείο θέρμανσης, καθώς το σήμα είναι πολύ αδύναμο. Θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε έναν ενισχυτή ή ένα συγκρότημα FET. Ένα ενισχυμένο σήμα μπορεί να εφαρμοστεί σε μαγνητικό εκκινητή ή ρελέ.
Λειτουργία σύγκρισης
Ο συγκριτής είναι μια συσκευή που συγκρίνει τη θερμοκρασία με μια καθορισμένη τιμή. Χωρίς να γνωρίζετε τα βασικά για το πώς λειτουργεί, δεν θα είναι δυνατό να φτιάξετε έναν θερμοστάτη για ένα κελάρι σε ένα μπαλκόνι. Στην καρδιά του κυκλώματος βρίσκεται ένας συγκριτής από το LM311 - έχει δύο εισόδους και τον ίδιο αριθμό εξόδων. Είσοδοι:
- Ευθεία - σημειώνεται με το σύμβολο "+".
- Αντίστροφο - έχει τον χαρακτηρισμό "-".
Ο αλγόριθμος εργασίας είναι πολύ απλός:
- Αν η άμεση είσοδος λαμβάνει περισσότερη τάση από την αντίστροφη, τότε η έξοδος ρυθμίζεται σε υψηλό επίπεδο. Το τρανζίστορ ανοίγει και η θέρμανση είναι ενεργοποιημένη.
- Αν η τάση στην ανεστραμμένη είσοδο είναι υψηλότερη, τότε ορίζεται ένα χαμηλό επίπεδο.
- Όταν επιτευχθεί η θερμοκρασία απόκρισης (ορίζεται από μια μεταβλητή αντίσταση), πραγματοποιείται μετάβαση σε χαμηλό επίπεδο - το τρανζίστορ κλείνει και ο θερμαντήρας απενεργοποιείται.
Πώς να συνδέσετε τη συσκευή στο καλοριφέρ
Το θερμαντικό στοιχείο είναι το φορτίο ολόκληρης της συσκευής. Είναι επιθυμητό τα στοιχεία μεταγωγής να έχουν περιθώριο ασφαλείας - εγκαταστήστε ρελέ με βαθμό προστασίας που αντιστοιχεί σε υγρούς χώρους ή μαγνητικούς εκκινητές. Πρέπει να δοθεί το σήμα από τον μικροελεγκτήσε τρανζίστορ εφέ πεδίου και ενισχυμένο. Μόνο μετά από αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο των πηνίων ενός ρελέ ή ενός εκκινητή, τα οποία περιλαμβάνονται στη διακοπή στο κύκλωμα ισχύος. Δεδομένου ότι ο θερμοστάτης του κελαριού θα βρίσκεται σε υγρό περιβάλλον, φροντίστε για την ασφάλεια - τοποθετήστε διακόπτες κυκλώματος και RCD.
