Схема:
В
домашнем хозяйстве совершенно не
будет лишним
такой прибор, как
термореле. Оно
предназначено для
поддержания определенной
температуры какого то
либо объекта или помещения
совместно с обогревателем или
охладителем. Например -
в
овощехранилище на балконе, погребе в
неотапливаемом
доме, температуры
в теплице, температуры в
помещении,
инкубаторе и так далее.
Можно купить
готовое термореле
или терморегулятор,
фирменный или куст
арный. А можно собрать его
самостоятельно, тем более что
устройство простое, дефицитных
деталей
не требует и обойдется оно
едва
ли дороже
нескольких десятков рублей. Правда
при этом
надо обладать некоторыми
знаниями и
навыками работы
с радиодеталями.
Разрабатывая термореле, учитывали
две вещи. Во-первых, склонность
автоматических устройств к автогенерации.
Если обратная связь
между
датчиком термореле и исполнительным устройством
слишком
сильная, то
сразу после срабатывания реле
оно тут
же выключится, а
затем снова
включится и
так далее.
Т.е. начнет
генерить на определенной частоте.
Так будет, например, если
расположить датчик непосредственно
у
обогревателя или охладителя.
Во-вторых, все
датч
ики и электронные
устройства имеют определенную точность .
Можно, например
(простыми способами), отследить
изменение температуры
на 1
градус. А
вот на 0,
001 – уже гораздо
сложнее. Но поскольку температура
изменяется на бесконечно
малые
величины за бесконечно малое время,
то
возникает проблема
неоднозначности. Как узнать, достигла
ли температура
значения срабатывания, или
еще «на
грани». В
этом случае
простая электроника начинает
«ошибаться» постоянно принимая взаимоисключающие
решения, особенно если температура
почти равна установленной
температуре
срабатывания. Устройство, как говорят, начинает
«звонить»
или «дребезжать».
Устройство:Датчик представляет собой
терморезистор, который
уменьшает свое сопротивление
при нагревании.
Терморезистор
включен в цепь
делителя напряжения. В
этой же цепи наход
ится и переменный рези
стор R2, с помощью которого
устанавливается
температура срабатывания терморегулятора. Напряжение с
делителя
поступает на
элемент «2И-НЕ», включенный в
режиме инвертор
а, а затем –
на базу
транзистора, который
служит «разрядником»
для конденсатора С1.
Конденсатор подключен к одному
из входов (S) RS-триггера,
собранного на 2-х
элементах,
и на вход еще одного
элемента
«2И-НЕ». Напряжение
с делителя, но заведомо
чуть меньшего
значения, поступает на
другой вход
элемента «2И-НЕ».
Этот элемент
управляет другим входом
(R) RS-триггера.
Что будет
происходить, если температура понижается.
При высокой температуре
сопротивление
терморезистора маленькое, и на делителе
присутствует
напряжение, которое
логические схемы воспринимают как
«Ноль» («0»).
При этом транзистор
открыт, конденсатор
С1 разряжен,
на входе
S триггера логический
«0». А на выходе
триггера - логическая «1»,
транзистор VT2 открыт,
реле
во включенном состоянии. (Надо сказать,
что
данная реализация
реле предназначена для охлаждения
объекта. Т.
е. при высокой
температуре оно
включает вентилятор
- охладитель).
По мере снижения
температуры сопротивление терморезистора растет
и напряжение на делителе
повышается. В какой
то
момент транзистор VT1 закрывается и
конденсатор
С1 начинает
заряжаться через R5. И
наконец достигает
уровня логической «1».
Она же
поступает на
один из
входов элемента D4.
На другой вход этого
элемента приходит напряжение «1»
с делителя (причем
еще
раньше) . И когда на обоих
входах
будут «1»,
на выходе элемента появится
«0» и
переключит триггер в
противоположное состояние.
В данном
случае -
выключит реле. Охладитель
(вентилятор) перестанет работать.
Теперь
представим, что температура снова
начала расти. На
делителе
«0» в первую очередь появится
на
одном из
входов D4, который и
«снимет» «0»
на входе триггера,
установив там
«1».
Потом по мере
роста температуры «0»
появится и на инверторе.
Проинветрировавшись в «1» он
откроет транзистор, С1
разряд
ится и установит «0» на входе
триггера,
который и
включит вентилятор.
Автогенерация устраняется
блоком VT1,
С1, R5, которые
устанавливаю врем
я задержки
выключения (время
зарядки конденсатора С1).
Это время может быть
от нескольких секунд, до
нескольких минут. (При
указанных
номиналах - ок. 1 минуты.
) .
Этот же
узел устраняет и дребезг
термодатчика. Достаточно
небольшого (самого пер
вого в череде
«дребезга») импульса,
что бы
транзистор открылся и
конденсатор мгновенно разрядился. После
этого дребезг игнорируется. Тоже
происходит и при
закрытии
транзистора. Конденсатор начнет заряжаться только
после
того, как
пройдет самый последний импульс
дребезга.
Введение в схему триггера
обеспечивает абсолютную
четкость срабатывания
реле. Триггер,
как известно, может
находиться только в двух
положениях.
Ввиду незначительного количества
деталей схема собиралась
навесным
монтажом на специальной монтажной плате
–
«слепыше». Но
можно все разместить и
на печатной
плате, эскиз которой
приводится ниже.
(Вид со
стороны деталей!
Будете рисовать, не
забудьте ее зеркально «отразить»,
горизонтально или вертикально ).
Питание схемы любое,
от
+3 до +15 вольт. В
соответствии с этим
следует подбирать и реле.
Можно использовать
любую другую исполнительную
схему. (Я
использую симистор
КУ208Г, которым
управляет реле. Тем
самым обеспечивается необходимая гальваническая
развязка с электросетью и
можно коммутировать значительную
мощность).
Что бы переделать термореле на
срабатывание
при понижении
температуры (для включения обогревателя),
надо подключить
резистор R6 не
к выходу
10 микросхемы,
а к
выходу 11.
Данное
реле показало высокую надежность
работы. Точность поддержания температуры
составляет доли градуса.
Но
она зависит от временной задержки,
определяемой
цепью R5C1
и реакцией на срабатывание
(мощностью нагревателя
или охладителя). Точность
установки температуры
и ее
диапазон определяется
подбором резисторов делителя
(R1-R3). Настройки терморегулятор не
требует и начинает работать
сразу (при безошибочной
сборке).