Eļļas dzesētāja elektroniskais termostats

Raksts par to, kā nomainīt eļļas sildīšanas radiatora mehānisko temperatūras regulatoru.

Diezgan bieži ikdienas dzīvē apkurei ir jāizmanto eļļas radiatori. Parasti šādas dienas nāk rudenī, kad ārā jau ir diezgan auksts, un komunālie pakalpojumi nesteidzas ieslēgt centrālo apkuri dzīvokļos. Šie radiatori atšķirībā no citiem apkures elektrisko ierīču veidiem nededzina gaisa skābekli.

Šādu radiatoru sildīšanas temperatūra tiek iestatīta, izmantojot elektromehānisko regulatoru, kura pamatā ir bimetāla plāksne - tā kontrolē mehāniskā kontakta darbību. Šis kontakts izslēdz sildītāju, kad ir sasniegta iestatītā temperatūra.

Kad šāds regulators kļūst nelietojams, to gandrīz simt procentos gadījumu nevar salabot. Radiatoru lietot bez temperatūras kontroliera kļūst neiespējami: vai nu periodiski tas jāieslēdz manuāli - izslēdziet to, vai arī sēdiet un gaidiet, kamēr notiks ugunsgrēks. Šajā rakstā aprakstītais pusvadītāju temperatūras kontrolieris palīdzēs atbrīvoties no šīs situācijas.

Pusvadītāju temperatūras sensori

Šī regulatora atšķirīgā iezīme ir tā, ka tam nav nepieciešama temperatūras kalibrēšana, jo tas izmanto sensoru LM335AZ, kuru ražotājs ir kalibrējis jau tā izgatavošanas laikā.

Pastāv vairāku veidu kalibrēti temperatūras sensori, piemēram, DS1621, DS1820 un daži citi. Šie sensori nodrošina temperatūras nolasījumus digitālā formā, tāpēc mērījumu rezultāts ir pieejams tikai mikrokontrolleru ierīceskas prasa programmēšanu.

Analogs temperatūras sensors LM335AZ

LM335AZ sensors nodrošina mērījumu rezultātu analogā forma (spriegums), kam nav nepieciešami mikrokontrolleri un rakstīšanas programmas. Pietiek, lai saliktu vienkāršu shēmu, un ierīce darbosies kā paredzēts. Aprakstītā temperatūras regulatora shēma ir parādīta 1. attēlā.

1. attēls. Eļļas dzesētāja termostats.

Saskaņā ar darbības principu LM335AZ ir viena no pusvadītāju kontrolētās zeneru diodes šķirnēm, kuras stabilizācijas spriegums ir atkarīgs no apkārtējās vides temperatūras. Šis raksturlielums ir stingri standartizēts un sasniedz 10 mV / ° C. Šajā gadījumā temperatūras sprieguma koeficients (TKN) ir pozitīvs, tas ir, palielinoties temperatūrai par katru grādu, spriegums pie šāda sensora izejas palielinās par 10 mV.

Izgatavotājs garantē, ka tad, kad temperatūra mainās -40 ... + 100 ° C robežās, sensora raksturlielumi ir lineāri, un kļūda nepārsniedz ± 1 ° C. Šāda precizitāte ir diezgan pietiekama, lai kontrolētu sildītāja temperatūru. Atsevišķi jāatzīmē, ka šādi parametri tiks sasniegti ar strāvu caur Zener diodi 0,45 ... 5,0 mA līmenī.

LM335AZ sensori tiek kalibrēti pēc Kelvina temperatūras skalas. Lai pārnestu temperatūru no Celsija grādiem, kas mums visiem zināmi, mums būs jāizmanto šāda formula: t ° K = 273 + t ° C. Ņemot vērā iepriekš minēto sensora temperatūras koeficientu 10 mV / ° C, spriegums milivoltos pie tā izejas būs desmit reizes lielāks nekā rādījumi grādos.

Vienkāršs piemērs: ja mūsu istabā sienas termometrs rāda 25 grādus, tad spriegums pie LM335AZ sensora izejas būs (273 + 25) * 10 = 2980 mV vai 2,98 V. Ir viegli aprēķināt, ka, ja eļļas dzesētājs tiek uzkarsēts līdz 70 ° C spriegums pie sensora LM335AZ izejas būs (273 + 70) * 10 = 3430 mV vai 3,43 V. Izrādās, ka, lai izveidotu termostatu, jums vienkārši jāizmēra spriegums sensora izejā un jāsalīdzina ar atsauces spriegumu, kas nosaka sildīšanas temperatūru.

Pēc tik sīkas sensora izpētes mēs varam pāriet pie termostata ķēdes shēmas apraksta, kurā ir neliels skaits detaļu, un to ir viegli izgatavot, un gandrīz nav jāpielāgo.

Termostata barošana

Temperatūras regulatora barošanas avots ir samontēts saskaņā ar labi zināmo shēmu ar rūdīšanas kondensatoru. Diagrammā tas ir C1. Paralēli tam ir uzstādīts rezistors R1, caur kuru iepriekšējais kondensators tiks izlādēts pēc ierīces atvienošanas no tīkla.

Galvenokārt šī izlāde ir nepieciešama, uzstādot un izgatavojot temperatūras regulatoru, - jāpiekrīt, ka nav īpaši patīkami saņemt elektriskās strāvas triecienus, aizmirstības dēļ sapinot kondensatoru, kas pielādēts tīkla spriegumam.

Rezistors R2 samazina piespiešanas strāvu, kad tas ir savienots ar tīklu, un ārkārtas situācijās darbojas kā drošinātājs. Tās jaudai jābūt vismaz 1 vatam. Pie mazākām ietilpībām šis rezistors izdeg, pateicoties pretestības slāņa iznīcināšanai pat ar pilnībā funkcionējošu ierīci.

Tilta izlīdzinātais spriegums ar Zener diodes VD2 palīdzību ir ierobežots līdz 12V, un kondensators C4 izlīdzina tā ripples. Kondensators C6 ir paredzēts, lai izlīdzinātu impulsu un augstfrekvences traucējumus, kas nāk no tīkla. Mikroshēmas barošanai tiek izmantots 12 V spriegums - salīdzinātājs, indikatoru gaismas diodes HL1, HL2 un LED triac optopouler U1.

Otrais stabilizācijas posms tiek veikts integrētam stabilizatoram 78L05, kura izejas spriegums ir +5 V. Šo spriegumu izmanto temperatūras sensora barošanai un atsauces sprieguma iegūšanai pie salīdzināšanas ierīces ieejas. No šī sprieguma stabilitātes ir atkarīga visas ierīces stabilitāte kopumā.

Temperatūras sensors VK1 saņem caur stabilizatoru DA2 caur rezistoru R3. Spriegums no sensora caur trokšņu slāpēšanas filtru R4, C2, R5 tiek piegādāts uz neinvertējošo ieeju (komparatoru) DA1.1.

Atskaites spriegums tiek piegādāts arī salīdzināšanas ierīces apgrieztā ieejai 2 caur traucējumu slāpēšanas filtru R14, C3, R6, kas nosaka sildīšanas temperatūru.

Ierīces iestatīšana tiek samazināta līdz sprieguma iestatīšanai, ko sensors izvadīs maksimālajā iestatītajā temperatūrā, izmantojot trimmera rezistoru R15 rezistora R17 kreisajā izejas ķēdē. Ja jūs ierobežojat sildīšanu līdz 70 ° C, tad pēc Kelvina skalas tas atbilst 343 ° K, tāpēc sensora spriegums būs 3, 43 V. Temperatūrā, piemēram, 80 ° C, 3,53 V.

Savukārt spriegums saskaņā ar diapazona apakšējo galu jāiestata labajā pusē atbilstoši rezistora R17 izejas ķēdei. Šis iestatījums tiek veikts, izvēloties rezistoru R18. Rezistors R17 var būt arī nepareiza nominālās vērtības rokās, kā norādīts diagrammā. Ņemot vērā, ka 0 ° C (kas atbilst 273 ° K) sensora spriegums ir 2,73 V pie sensora izejas, šo rezistoru vērtību aptuvenai aprēķināšanai varat izmantot attiecību R17 / (3,43 - 2,73) = R18 / 2. 73, no kura ir viegli aprēķināt jebkura rezistora pretestību.

Ķēdes darbības princips

Tagad daži vārdi par to, kā darbojas ķēde. Spriegums no temperatūras sensora tiek piegādāts uz 3. salīdzinātāja neinvertējošo ieeju. Spriegums no rezistora motora R17 tiek piegādāts uz apgrieztā ieejas 2. Kamēr spriegums pie neinvertējošās ieejas ir lielāks nekā pie apgrieztā, komparatora izejas tranzistors ir atvērts, tāpēc triac optoelementa U1 gaismas diode ir izgaismota. Lai norādītu optoelementa atvērto stāvokli, tiek izmantots sarkans gaismas diode HL1. Savukārt arī atvērt triac Pievienots VS1 un sildītājs.

Radiatoram sildoties, spriegums VK1 sensora izejā palielinās. Tiklīdz šis spriegums pārsniedz spriegumu pie apgrieztās ieejas, kompaktora izejas tranzistors aizveras un optoelementa gaismas diode nodziest - slodze izslēgsies.

Pēc tam, kad radiators nedaudz atdziest, sildīšanas cikls tiks atkārtots vēlreiz.Cik daudz radiators atdziest, pateicoties salīdzinātāja histerēzes cilpas platumam, tas ir atkarīgs no rezistora R7 pretestības. Kondensators C5 novērš salīdzinātāja uzbudinājumu augstās frekvencēs.

LM2903N satur divus salīdzinājumus. Tāpēc otrajā salīdzinātājā ir iespējams salikt indikatoru, kas norāda, ka apkure ir pabeigta un ka tīklā ir spriegums. Šis indikators ir uzstādīts DA1.2 un zaļā gaismas diode HL1, kas iedegsies, kad sildītājs tiks izslēgts.

Daži vārdi par detaļām. Rezistori R9, R12 ir paredzēti, lai nodrošinātu optoelementa fotoelementa tranzistora darbības režīmus, un ķēde R8, C9 ir paredzēta, lai nomāktu sprieguma pārspriegumus triac VS1. Diagrammā parādīto importēto triac var veiksmīgi aizstāt ar vietējiem TS 112-16 vai TS 125-22. Izmantojot šādus triacus, ir iespējams pārslēgt kravas līdz 2,5 kW. Lai tos uzstādītu, jums būs nepieciešams neliels radiators, no kura triaku vajadzētu izolēt ar vizlas vai keramikas starplikām.

Regulatora dizains ir patvaļīgs: ja eļļas dzesētāja dizains ļauj, tad to var uzstādīt iekšpusē. Jūs varat arī izgatavot termostatu atsevišķas vienības formā. Šajā gadījumā, protams, jums tas būs jāievieto kaut kādā iežogojumā. Korpusa ārpusē ir jāparāda gaismas diodes HL1, HL2 un mainīgā rezistora R17 rokturis, ar kuru palīdzību jūs varat zināmā mērā pielāgot apkures temperatūru. Gaismas diodes HL1, HL2 var būt jebkura veida, savukārt HL1 ir zaļas un HL2 ir sarkanas.

Ierīce ir izgatavota uz iespiedshēmas plates, kuras iespējamā versija ir parādīta 2. attēlā.

2. attēls. Termostata shēmas plate.

Uzstādīšanai uz tāfeles tika izmantoti šāda veida detaļas: mājas oksīda kondensatori K50-35 vai importēti, plēves kondensatori C1 un C9 tipa K73-17, atlikušie maza izmēra keramikas kondensatori. Oksīda kondensatoriem jābūt ar pieļaujamo temperatūru vismaz +105 ° C, kā norādīts kondensatoru gadījumā.

Fiksētie rezistori, kuru tips ir MLT 0,125 vai importēti. Trimmera rezistors R1 tips СП5-28Б vai cits daudz pagrieziens - ar tā palīdzību tiks precīzāk iestatīta apkures augšējā robeža.

Maināms rezistors R17, stieples tips PPB-3V. Tās mērķis ir iestatīt apkures temperatūru. Vislabāk ir uzstādīt šo rezistoru vecā elektromehāniskā regulatora vietā.

Temperatūras sensors LM335AZ, ja radiatora konstrukcija to atļauj, jāuzstāda vietā, kur iepriekš tika uzstādīts elektromehāniskais sensors. Šajā gadījumā vecais sensors, protams, būs jānoņem. Sensora savienojumu ar iespiedshēmas plati vislabāk var veikt ar savītu vadu pāri. Tas ievērojami samazinās traucējumu ietekmi uz visas ierīces darbību kopumā.

Ja regulators ir paredzēts kā atsevišķa vienība, gaismas diodes HL1, HL2 tiek uzstādītas tieši uz tāfeles. Un, ja dēli var paslēpt sildītāja iekšpusē, tad, lai uzstādītu gaismas diodes, jums būs jāizurbj caurumi sildītāja korpusā. Pašas gaismas diodes šajā gadījumā jānovieto uz izolācijas materiāla plāksnes, piemēram, stikla šķiedras vai getinaks.

Ierīces iestatīšana ir vienkārša. Pirmkārt, jums jāpārbauda instalācijas atbilstība shēmai un defektu neesamība shēmas ceļu veidā uz tāfeles vai to pārrāvums. Pēc tam pārliecinieties, vai pie zenera diodes VD1 ir +12 V spriegums un stabilizatora DA2 izejā ir +5 V spriegums.

Pēc šīm pārbaudēm izmantojiet apgriešanas rezistoru R15, lai mainīgā rezistora R17 kreisajā izejas ķēdē iestatītu spriegumu 3,43 V. Varat pārbaudīt regulatora pareizu darbību, pagriežot mainīgo rezistoru R17. Šajā gadījumā jums jāpievērš uzmanība LED indikatoriem.

Visi mērījumi jāveic attiecībā pret kondensatora C4 negatīvo spaili izmantojot digitālo multimetrupiemēram, ierakstiet DT838 vai tamlīdzīgu.

Neaizmirstiet, ka dizainam nav galvaniskas izolācijas no elektriskā tīkla. Tāpēc jums jābūt uzmanīgam un uzmanīgam, un vislabāk ir izmantot izolācijas transformatoru. Bet šāda transformatora jauda nav pietiekama, lai darbinātu eļļas dzesētāju, tāpēc nodošanas laikā (kamēr viss ir uz galda un pieejams) sildelementu var aizstāt ar parasto spuldzi ar jaudu 25 ... 100 vati.

Temperatūras sensoru pielāgošanas procesa laikā var sildīt vienkārši ar lodāmuru vai tikko pieminēto lampu. Šajā gadījumā kontrollampiņa nodziest, kad ir sasniegta iestatītā temperatūra, un iedegas pēc sensora zināmas atdzišanas. Sensora dzesēšanas pakāpe ir atkarīga no salīdzinātāja histerēzes, kā aprakstīts iepriekš.

Boriss Aladyshkin