Le régulateur de température électronique est fait maison. Comment assembler un thermostat à la maison

Il est utilisé dans de nombreux procédés technologiques, y compris pour les systèmes de chauffage domestique. Le facteur déterminant l'action du thermostat est la température extérieure dont la valeur est analysée et lorsque la limite réglée est atteinte, le débit diminue ou augmente.

Les thermostats se présentent sous différentes conceptions et il existe aujourd'hui de nombreuses versions industrielles en vente qui fonctionnent selon des principes différents et sont destinées à être utilisées dans différents domaines. Les circuits électroniques les plus simples sont également disponibles, qui peuvent être assemblés par n'importe qui, avec les connaissances appropriées en électronique.

La description

Le thermostat est un appareil installé dans les systèmes d'alimentation électrique qui permet d'optimiser la consommation d'énergie pour le chauffage. Les principaux éléments du thermostat :

Capteurs de température- contrôler le niveau de température en générant des impulsions électriques de l'amplitude appropriée.
Unité analytique- traite les signaux électriques reçus des capteurs et convertit la valeur de température en une valeur caractérisant la position de l'actionneur.
Agence exécutive- régule le débit, par la valeur indiquée par l'unité d'analyse.

Un thermostat moderne est un microcircuit à base de diodes, de triodes ou d'une diode Zener qui permet de convertir l'énergie thermique en énergie électrique. Aussi bien en version industrielle que artisanale, il s'agit d'une unité unique à laquelle un thermocouple est connecté, déporté ou localisé ici. Le thermostat est connecté en série au circuit d'alimentation électrique de l'organe d'exécution, diminuant ou augmentant ainsi la valeur de la tension d'alimentation.

Principe d'opération

Le capteur de température génère des impulsions électriques dont la valeur actuelle dépend du niveau de température. Le rapport intégré de ces valeurs permet à l'appareil de déterminer très précisément le seuil de température et de décider, par exemple, de combien de degrés le registre d'alimentation en air de la chaudière à combustible solide doit être ouvert ou l'alimentation en eau chaude la vanne doit être ouverte. L'essence du thermostat est de convertir une valeur en une autre et de corréler le résultat avec le niveau actuel.

En règle générale, les régulateurs simples faits maison ont une commande mécanique sous la forme d'une résistance, en déplaçant laquelle, l'utilisateur définit le seuil de température requis pour le fonctionnement, c'est-à-dire indiquant à quelle température extérieure il sera nécessaire d'augmenter le couler. Avec des fonctionnalités plus avancées, les appareils industriels peuvent être programmés dans des limites plus larges, à l'aide d'un contrôleur, en fonction de différentes plages de température. Ils n'ont pas de commandes mécaniques, ce qui contribue à un fonctionnement à long terme.

Comment le faire vous-même

Les régulateurs fabriqués par nos soins sont largement utilisés dans les conditions domestiques, d'autant plus que les pièces et circuits électroniques nécessaires peuvent toujours être trouvés. Le chauffage de l'eau de l'aquarium, l'activation de la ventilation de la pièce lorsque la température augmente et de nombreuses autres opérations technologiques simples peuvent être facilement transférées vers une telle automatisation.

Circuits d'autorégulation

Actuellement, parmi les amateurs d'électronique artisanale, deux schémas de contrôle automatique sont populaires:

Basé sur une diode zener réglable de type TL431 - le principe de fonctionnement consiste à fixer le dépassement du seuil de tension de 2,5 volts. Lorsqu'elle est cassée sur l'électrode de commande, la diode Zener vient en position ouverte et le courant de charge la traverse. Dans le cas où la tension ne dépasse pas le seuil de 2,5 volts, le circuit se met en position fermée et déconnecte la charge. L'avantage du circuit est son extrême simplicité et sa grande fiabilité, puisque la diode Zener est équipée d'une seule entrée pour fournir une tension réglable.
Un microcircuit à thyristor de type K561LA7, ou son analogue étranger moderne CD4011B - l'élément principal est un thyristor T122 ou KU202, qui agit comme un puissant lien de commutation. Le courant consommé par le circuit en mode normal ne dépasse pas 5 mA, à une température de résistance de 60 à 70 degrés. Le transistor arrive en position ouverte lorsque des impulsions arrivent, ce qui à son tour est un signal pour ouvrir le thyristor. En l'absence de radiateur, ce dernier acquiert une bande passante pouvant aller jusqu'à 200 watts. Pour augmenter ce seuil, il faudra installer un thyristor plus puissant, ou équiper un radiateur existant, ce qui portera la capacité de commutation à 1 kW.

Matériel et outils nécessaires

L'assemblage par vous-même ne prend pas beaucoup de temps, mais vous aurez certainement besoin de connaissances dans le domaine de l'électronique et de l'électrotechnique, ainsi que d'une expérience avec un fer à souder. Pour travailler, vous avez besoin des éléments suivants :

Fer à souder à impulsion ou ordinaire avec un élément chauffant mince.
Circuit imprimé.
Soudure et flux.
Acide pour graver les pistes.
Composants électroniques selon le schéma choisi.

Circuit thermostatique

Guide étape par étape

Les éléments électroniques doivent être placés sur la carte de manière à pouvoir être facilement montés sans toucher les voisins avec le fer à souder, à proximité des pièces générant activement de la chaleur, la distance est assez grande.
Les pistes entre les éléments sont gravées d'après le dessin, s'il n'y en a pas, alors un croquis sur papier est préalablement réalisé.
Il est impératif de vérifier les performances de chaque élément et seulement après que l'atterrissage sur la carte soit effectué, suivi d'une soudure aux pistes.
Il est nécessaire de vérifier la polarité des diodes, triodes et autres pièces conformément au schéma.
Il n'est pas recommandé d'utiliser de l'acide pour souder des composants radio, car il peut court-circuiter des pistes étroitement adjacentes ; pour l'isolation, de la colophane est ajoutée à l'espace entre elles.
Après montage, le dispositif est réglé en sélectionnant la résistance optimale pour le seuil le plus précis d'ouverture et de fermeture du thyristor.

Portée des thermostats faits maison

Dans la vie de tous les jours, l'utilisation d'un thermostat se rencontre le plus souvent chez les estivants qui exploitent des incubateurs artisanaux et, comme le montre la pratique, ils ne sont pas moins efficaces que les modèles d'usine. En effet, un tel dispositif peut être utilisé partout où il est nécessaire d'effectuer une action en fonction des relevés de température. De même, vous pouvez équiper le système de pulvérisation ou d'irrigation des pelouses d'automatisation, d'extension de structures de protection contre la lumière ou simplement d'une alarme sonore ou lumineuse avertissant de quelque chose.

Réparation de bricolage

Assemblés de nos propres mains, ces appareils servent pendant longtemps, cependant, il existe plusieurs situations standard dans lesquelles des réparations peuvent être nécessaires:

Défaillance de la résistance de régulation - cela arrive le plus souvent, car les pistes de cuivre s'usent, à l'intérieur de l'élément le long duquel l'électrode glisse est résolu en remplaçant la pièce.
Surchauffe du thyristor ou de la triode - la puissance a été mal sélectionnée ou l'appareil est situé dans une zone mal ventilée de la pièce. Pour éviter cela à l'avenir, les thyristors sont équipés de radiateurs ou le thermostat doit être déplacé dans une zone à microclimat neutre, ce qui est particulièrement important pour les pièces humides.
Réglage de la température incorrect - la thermistance peut être endommagée, corrosion ou saleté sur les électrodes de mesure.

Avantages et inconvénients

Sans aucun doute, l'utilisation de la régulation automatique est déjà un avantage en soi, puisque le consommateur d'énergie bénéficie des opportunités suivantes :

Économie d'énergie.
Température ambiante constante et confortable.
Aucune implication humaine requise.

Le contrôle automatique est particulièrement utilisé dans les systèmes de chauffage des immeubles d'habitation. Les vannes d'entrée équipées de thermostats contrôlent automatiquement l'alimentation en fluide caloporteur, de sorte que les résidents reçoivent des factures nettement inférieures.

L'inconvénient d'un tel dispositif peut être considéré comme son coût, qui, cependant, ne s'applique pas à ceux qui sont fabriqués à la main. Seuls les dispositifs industriels conçus pour réguler l'alimentation en fluides liquides et gazeux sont coûteux, car l'actionneur comprend un moteur spécial et d'autres vannes d'arrêt.

Bien que l'appareil lui-même soit assez peu exigeant pour les conditions de fonctionnement, la précision de la réponse dépend de la qualité du signal primaire, et cela s'applique en particulier à l'automatisation fonctionnant dans des conditions d'humidité élevée ou en contact avec des fluides agressifs. Les capteurs thermiques dans de tels cas ne doivent pas entrer en contact direct avec le liquide de refroidissement.

Les fils sont placés dans un manchon en laiton et scellés avec de la colle époxy. Vous pouvez laisser l'extrémité de la thermistance en surface, ce qui contribuera à une plus grande sensibilité.

DIAGRAMMES DES REGULATEURS

Il existe de nombreux schémas de circuits électriques qui peuvent maintenir la température cible souhaitée à 0,0000033°C près. Ces schémas incluent la correction d'écart de température, le contrôle proportionnel, intégral et différentiel.
Le régulateur de la cuisinière (Figure 1.1) utilise une thermistance PTC (PTC) Allied Electronics K600A intégrée à la cuisinière pour maintenir la température de cuisson idéale. Le potentiomètre peut être utilisé pour régler le démarrage du régulateur à sept points et, par conséquent, l'allumage ou l'extinction de l'élément chauffant. L'appareil est conçu pour fonctionner dans un réseau électrique de 115 V.

Figure 1.1 Régulateur de température du poêle électrique

Le temporisateur National LM122 est utilisé comme thermostat de dosage avec isolation optique et synchronisation lorsque la tension d'alimentation passe par zéro. Le réglage de la résistance R2 (Fig. 1.2) règle la température contrôlée par le PTC R1. Le thyristor Q2 est sélectionné en fonction de la charge connectée en termes de puissance et de tension. La diode D3 est définie pour une tension de 200 V. Les résistances R12, R13 et la diode D2 réalisent la commande des thyristors lorsque la tension d'alimentation passe par zéro.

Figure 1.2 Régulateur de dosage de la puissance de chauffage

Un circuit simple (Fig. 1.3) avec un interrupteur lorsque la tension d'alimentation passe par zéro sur le microcircuit CA3059 vous permet de réguler la marche et l'arrêt du thyristor, qui contrôle la bobine d'un élément chauffant ou d'un relais pour contrôler un appareil électrique ou à gaz fourneau. La commutation des thyristors se produit à des courants faibles. La résistance de mesure NTC SENSOR a un coefficient de température négatif. La résistance Rp règle la température souhaitée.

Figure 1.3 Schéma d'un thermostat avec commutation de charge lorsque la puissance passe par zéro.

Le dispositif (Fig. 1.4) assure le contrôle proportionnel de la température d'un petit four de faible puissance avec une précision de 1°C par rapport à la température réglée à l'aide d'un potentiomètre. Le circuit utilise un régulateur de tension de 823 V, qui est alimenté, comme le four, à partir de la même source de 28 V. Un potentiomètre bobiné à 10 tours doit être utilisé pour régler la température. Le transistor Qi haute puissance fonctionne en mode de saturation ou proche du mode de saturation, mais un dissipateur thermique n'est pas nécessaire pour refroidir le transistor.

Figure 1.4 Schéma du thermostat de chauffage basse tension

Un commutateur sur la puce SN72440 de Texas Instruments est utilisé pour contrôler le semi-conducteur lorsque la tension d'alimentation passe par zéro. Ce microcircuit commute le triac TRIAC (Fig. 1.5), qui allume ou éteint l'élément chauffant, fournissant le chauffage nécessaire. L'impulsion de commande au moment du passage par zéro de la tension secteur est supprimée ou transmise sous l'action d'un amplificateur différentiel et d'un pont de résistance dans un circuit intégré (IC). La largeur des impulsions de sortie série à la broche 10 du circuit intégré est-elle ajustée par le potentiomètre du circuit R (déclencheur) ? comme indiqué dans le tableau de la fig. 1.5, et devrait varier en fonction des paramètres du triac utilisé.

Figure 1.5 Thermostat sur le microcircuit SN72440

Une diode au silicium typique avec un coefficient de température de 2 mV / ° C est utilisée pour maintenir des différences de température jusqu'à ± 10 ° F] avec une précision d'environ 0,3 ° F sur une large plage de températures. Deux diodes incluses dans le pont de résistance (Fig. 1.6) ^ donnent une tension aux bornes A et B, qui est proportionnelle à la différence de température. Le potentiomètre ajuste le courant de polarisation pour correspondre à la plage de température de décalage prédéfinie. La basse tension de sortie du pont est amplifiée par l'amplificateur opérationnel Motorola MCI741 à 30 V lorsque la tension d'entrée change de 0,3 mV. Un transistor tampon est ajouté pour connecter la charge à l'aide d'un relais.

Figure 1.6 Régulateur de température avec capteur à diode

Température Fahrenheit. Pour convertir la température de Fahrenheit en Celsius, soustrayez 32 du nombre d'origine et multipliez le résultat par 5/9 /

La résistance RV1 (Fig. 1.7) et la combinaison de résistances variables et constantes forment un diviseur de tension alimenté par une diode Zener de 10 volts (diode Zener). La tension du diviseur est appliquée au transistor unijonction. Lors de l'alternance positive de la tension secteur, une tension en dents de scie apparaît sur le condensateur dont l'amplitude dépend de la température et du réglage de la résistance sur le potentiomètre 5 kΩ. Lorsque l'amplitude de cette tension atteint la tension de conduction du transistor unijonction, il rend conducteur le thyristor, qui fournit une tension à la charge. Pendant l'alternance négative de la tension alternative, le thyristor se bloque. Si la température du four est basse, le thyristor s'ouvre une demi-onde plus tôt et produit plus de chaleur. Si la température préréglée est atteinte, le thyristor s'ouvre plus tard et produit moins de chaleur. Le circuit est conçu pour être utilisé dans des appareils avec une température ambiante de 100 ° F.

Figure 1.7 Thermostat de la machine à pain

Un simple régulateur (Fig. 1.8), contenant un pont de mesure avec une thermistance et deux amplificateurs opérationnels, régule la température avec une très grande précision (jusqu'à 0,001 °C) et une large plage dynamique, ce qui est nécessaire lorsque les conditions environnementales changent rapidement.

Figure 1.8 Schéma d'un thermostat de précision accrue

Le dispositif (Fig. 1.9) se compose d'un triac et d'un microcircuit, qui comprend une alimentation en courant continu, un détecteur de passage par zéro, un amplificateur différentiel, un générateur de tension en dents de scie et un amplificateur de sortie. L'appareil permet l'allumage et l'extinction synchrones d'une charge ohmique. Le signal de commande est obtenu en comparant la tension obtenue à partir du pont de mesure sensible à la température des résistances R4 et R5 et de la résistance NTC R6, ainsi que des résistances R9 et R10 dans un autre circuit. Toutes les fonctions nécessaires sont implémentées dans le microcircuit Milliard TCA280A. Les valeurs indiquées sont valables pour un triac avec un courant de grille de 100 mA ; pour un autre triac, les valeurs des résistances Rd, Rg et du condensateur C1 doivent changer. Les limites proportionnelles peuvent être réglées en changeant la valeur de la résistance R12. Lorsque la tension secteur passe par zéro, le triac commute. La période d'oscillation de la forme en dents de scie est d'environ 30 secondes et peut être réglée en modifiant la capacité du condensateur C2.

Le circuit simple présenté (Fig. 1.10) enregistre la différence de température entre deux objets qui nécessitent l'utilisation d'un contrôleur. Par exemple, pour allumer des ventilateurs, éteindre un appareil de chauffage ou pour contrôler des vannes dans des mélangeurs d'eau. Deux diodes au silicium 1N4001 peu coûteuses installées dans le pont de résistance sont utilisées comme capteurs. La température est proportionnelle à la tension entre la diode de mesure et de référence, qui est appliquée aux broches 2 et 3 de l'amplificateur opérationnel MC1791. Étant donné que seulement environ 2 mV / ° C sortent du pont à une différence de température, un amplificateur opérationnel à gain élevé est nécessaire. Si la charge nécessite plus de 10 mA, un transistor tampon est requis.

Figure 1.10 Schéma d'un thermostat avec une diode de mesure

Lorsque la température descend en dessous de la valeur définie, la différence de tension aux bornes du pont de mesure avec une thermistance est enregistrée par un amplificateur opérationnel différentiel, qui ouvre l'amplificateur tampon sur le transistor Q1 (Fig. 1.11) et l'amplificateur de puissance sur le transistor Q2. La puissance dissipée de Q2 et sa résistance de charge R11 chauffent le thermostat. La thermistance R4 (1D53 ou 1D053 de National Lead) a une résistance nominale de 3600 ohms à 50°C. Le diviseur de tension Rl-R2 réduit le niveau de tension d'entrée à la valeur requise et contribue au fait que la thermistance fonctionne à faibles courants, fournissant un faible chauffage. Tous les circuits en pont, à l'exception de la résistance R7, qui est conçue pour un contrôle précis de la température, sont situés dans la conception du thermostat.

Figure 1.11 Schéma d'un thermostat avec pont de mesure

Le circuit (Fig. 1.12) fournit un contrôle linéaire de la température avec une précision de 0,001 ° C, avec une puissance élevée et un rendement élevé. La référence de tension AD580 alimente le pont du convertisseur de température, dans lequel un CAPTEUR PLATINE fait office de capteur. L'amplificateur opérationnel AD504 amplifie la sortie du pont et pilote le transistor 2N2907, qui à son tour pilote un transistor à jonction unique synchronisé 60 Hz. Ce générateur alimente l'électrode de commande du thyristor via un transformateur d'isolement. Le préréglage garantit que le thyristor est activé à différents points de la tension alternative, ce qui est nécessaire pour une régulation précise du chauffage. Un inconvénient possible est l'apparition d'interférences à haute fréquence, car le thyristor commute au milieu d'une sinusoïde.

Figure 1.12 Thermostat à thyristors

L'unité de commande de l'interrupteur d'alimentation (Figure 1.13) utilise un robinet sur l'élément chauffant pour chauffer des outils de 150 W pour chauffer des instruments de 150 W pour forcer l'interrupteur sur Q3 et l'amplificateur sur Q2 pour saturer et définir une faible dissipation de puissance. Lorsqu'une tension positive est appliquée à l'entrée de Qi, Qi s'allume et active Q2 et Q3. Le courant de collecteur de Q2 et le courant de base de Q3 sont déterminés par R2. La chute de tension sur R2 est proportionnelle à la tension d'alimentation, de sorte que le courant d'entraînement est optimal pour Q3 sur une large plage de tension.

Figure 1.13 Légende du thermostat basse tension

L'amplificateur opérationnel CA3080A fabriqué par RCA (Fig. 1.14) comprend un thermocouple avec un interrupteur qui se déclenche lorsque la tension d'alimentation passe par zéro et est fabriqué sur le microcircuit CA3079, qui sert de déclencheur pour un triac avec une charge de tension alternative. Le triac doit être sélectionné pour une charge réglable. La tension d'alimentation de l'amplificateur opérationnel n'est pas critique.

Figure 1.14 Thermostat à thermocouple

Lors de l'utilisation du contrôle de phase triac, le courant de chauffage est réduit progressivement si la température de consigne est approchée, ce qui évite des écarts importants par rapport à la valeur de consigne. La résistance de la résistance R2 (Fig. 1.15) est ajustée pour que le transistor Q1 soit fermé à la température désirée, puis le générateur d'impulsions courtes sur le transistor Q2 ne fonctionne pas et donc le triac ne s'ouvre plus. Si la température baisse, la résistance du capteur RT augmente et Q1 s'allume. Le condensateur C1 commence à se charger jusqu'à la tension d'ouverture du transistor Q2, qui s'ouvre comme une avalanche, formant une puissante impulsion courte qui allume le triac. Plus le transistor Q1 s'ouvre, plus la capacité C1 se charge rapidement et le triac commute plus tôt dans chaque alternance et, en même temps, plus de puissance apparaît dans la charge. La ligne pointillée représente un circuit alternatif pour contrôler un moteur à charge constante tel qu'un ventilateur. Pour que le circuit fonctionne en mode refroidissement, les résistances R2 et RT doivent être interverties.

Figure 1.15 Thermostat de chauffage

Le thermostat proportionnel (Figure 1.16), utilisant le microcircuit National LM3911, règle la température constante du thermostat à quartz à 75 ° C avec une précision de ± 0,1 ° C et améliore la stabilité de l'oscillateur à cristal, qui est souvent utilisé dans les synthétiseurs et compteurs numériques. Le rapport impulsion / pause de l'impulsion rectangulaire à la sortie (le rapport du temps de marche / arrêt) varie en fonction du capteur de température dans le circuit intégré et de la tension à l'entrée inverse du microcircuit. Les modifications de la durée d'activation du microcircuit modifient le courant d'activation moyen de l'élément chauffant du thermostat de manière à ce que la température soit portée à une valeur prédéterminée. La fréquence de l'impulsion rectangulaire à la sortie du CI est déterminée par la résistance R4 et le condensateur C1. L'optocoupleur 4N30 ouvre un puissant transistor composite doté d'un élément chauffant dans le circuit collecteur. Lorsqu'une impulsion rectangulaire positive est appliquée à la base de l'interrupteur à transistor, ce dernier passe en mode saturation et connecte la charge, et à la fin de l'impulsion il l'éteint.

Figure 1.16 Thermostat proportionnel

Le régulateur (fig. 1.17) maintient la température du four ou du bain avec une grande stabilité à 37,5°C. La non-concordance du pont est capturée par l'AD605 à haute réjection de mode commun, à faible dérive et aux entrées symétriques. Un transistor composite à collecteurs combinés (paire Darlington) amplifie le courant de l'élément chauffant. L'interrupteur à transistor (PASS TRANSISTOR) doit accepter toute la puissance qui n'est pas fournie à l'élément chauffant. Pour faire face à cela, un grand circuit d'asservissement est connecté entre les points "A" et "B" pour établir une constante de 3 V aux bornes du transistor sans tenir compte de la tension requise pour l'élément chauffant. synchrone avec la tension du secteur avec une fréquence de 400 Hz. Le microcircuit AD301A fonctionne comme un modulateur de largeur d'impulsion, qui comprend un commutateur à transistor 2N2219-2N6246.

Figure 1.17 Contrôleur de température à haute altitude

Le schéma de principe du thermostat, qui se déclenche lorsque la tension du secteur passe par zéro (ZERO-POINT SWITCH) (Fig. 1.18), élimine les interférences électromagnétiques qui se produisent pendant le contrôle de phase de la charge. Pour un contrôle précis de la température du chauffage électrique, un semi-conducteur on/off proportionnel est utilisé. Le circuit à droite de la ligne pointillée est un commutateur de passage par zéro qui active le triac presque immédiatement après le passage par zéro de chaque demi-onde de la tension secteur. La résistance R7 est réglée de manière à ce que le pont de mesure dans le régulateur soit équilibré pour la température souhaitée. Si la température est dépassée, la résistance de la thermistance PTC diminue et le transistor Q2 s'ouvre, ce qui active la grille du thyristor Q3. Le thyristor Q3 s'allume et court-circuite le signal de grille du triac Q4 et la charge s'éteint. Si la température baisse, le transistor Q2 s'éteint, le thyristor Q3 s'éteint et la charge reçoit la pleine puissance. Le contrôle proportionnel est obtenu en appliquant la tension en dents de scie générée par le transistor Q1 à travers la résistance R3 par circuit du pont de mesure, et la période du signal en dents de scie est de 12 cycles de la fréquence du secteur à la fois, de 1 à 12 de ces cycles peuvent être insérés dans la charge et, ainsi , la puissance peut être modulée de 0 à 100 % par pas de 8 %.

Figure 1.18 Thermostat sur triac

Le schéma de l'appareil (Fig. 1.19) permet à l'opérateur de définir des limites de température supérieure et inférieure pour le contrôleur, ce qui est nécessaire lors de tests thermiques prolongés des propriétés des matériaux. La conception de l'interrupteur permet un choix de méthodes de contrôle : des cycles manuels aux cycles entièrement automatisés. A l'aide des contacts du relais K3, ils contrôlent le moteur. Lorsque le relais est sous tension, le moteur tourne dans le sens direct pour augmenter la température. Pour abaisser la température, le sens de rotation du moteur est inversé. La condition de commutation du relais K3 dépend du dernier relais de limitation qui a été activé, K \ ou K2. Le circuit de commande vérifie la sortie du programmateur de température. Ce signal d'entrée DC sera réduit par les résistances et R2 d'un maximum de 5 V et amplifié par un suiveur de tension A3. Le signal est comparé dans les comparateurs de tension Aj et A2 avec une tension de référence variant continuellement de 0 à 5 V. Les seuils des comparateurs sont préréglés par des potentiomètres à 10 tours R3 et R4. Qi est éteint si l'entrée est en dessous de la référence. Si le signal d'entrée dépasse la référence, Qi s'éteint et entraîne la bobine du relais K, la valeur limite supérieure.

Graphique 1.19

Une paire de transducteurs de température National LX5700 (Fig.1.20) fournit une tension de sortie proportionnelle à la différence de température entre les deux transducteurs et est utilisée pour mesurer le gradient de température dans des processus tels que la détection d'une panne de ventilateur de refroidissement, la détection du mouvement de refroidissement l'huile, ainsi que l'observation d'autres phénomènes dans les systèmes de refroidissement. Avec l'émetteur dans un environnement chaud (en dehors du liquide de refroidissement ou dans de l'air au repos pendant plus de 2 minutes), le potentiomètre de 50 ohms doit être réglé pour que la sortie s'éteigne. Alors qu'avec un transducteur dans un environnement frais (dans un liquide ou dans de l'air en mouvement pendant 30 secondes), il doit y avoir une position à laquelle la sortie s'allume. Ces réglages se chevauchent, mais le réglage final, quant à lui, aboutit à un régime assez stable.

Figure 1.20 Schéma du détecteur de température

Le circuit (Figure 1.21) utilise l'amplificateur isolé à grande vitesse AD261K pour contrôler avec précision la température d'un four de laboratoire. Le pont multigamme contient des capteurs avec une impédance de 10 Ohm à 1 mOhm avec des diviseurs Kelvin-Varley, qui sont utilisés pour la présélection du point de contrôle. Le point de contrôle est sélectionné à l'aide d'un interrupteur à 4 positions. Un amplificateur stabilisé non inverseur AD741J, qui ne permet pas une erreur de tension de mode commun, est autorisé à alimenter le pont. Un filtre passif 60 Hz supprime le bruit à l'entrée de l'amplificateur AD261K, qui alimente le transistor 2N2222A. Ensuite, le courant est fourni à la vapeur Darlington et 30 V sont fournis à l'élément chauffant.

Le pont de mesure (Fig. 1.22) est formé d'un posistor (résistance à coefficient de température positif) et des résistances Rx R4, R5, Re. Le signal prélevé sur le pont est amplifié par le microcircuit CA3046, qui dans un cas contient 2 transistors appariés et un transistor de sortie séparé. Le retour positif via la résistance R7 empêche l'ondulation si le point de commutation est atteint. La résistance R5 règle la température de commutation exacte. Si la température descend en dessous de la valeur définie, le relais RLA est activé. Pour la fonction inverse, seuls le posistor et Rj doivent être intervertis. La valeur de la résistance Rj est choisie pour atteindre approximativement le point de réglage souhaité.

Figure 1.22 Régulateur de température avec thermistance PTC

Le circuit du régulateur (Figure 1.23) ajoute plusieurs étages de dérivation à la sortie normalement amplifiée du capteur de température National LX5700 pour compenser au moins partiellement les retards de mesure. Le gain en courant continu de l'ampli-op LM216 sera réglé sur 10 avec des résistances de 10 et 100 mΩ, ce qui donnera un total de 1 V/°C à la sortie de l'ampli-op. La sortie de l'ampli-op active un optocoupleur qui pilote un thermostat conventionnel.

Figure 1.23 Thermorégulateur avec optocoupleur

Le circuit (fig. 1.24) permet de réguler la température d'une installation de chauffage industriel fonctionnant au gaz et à haut rendement calorifique. Lorsque l'amplificateur opérationnel du comparateur AD3H commute à la température requise, le commutateur unique 555 démarre, dont la sortie ouvre le commutateur à transistor, et donc ouvre la vanne de gaz et allume le brûleur du système de chauffage. Après l'expiration d'une seule impulsion, le brûleur est éteint malgré l'état de la sortie de l'ampli-op. La constante de temps 555 compense les retards du système pendant lesquels le chauffage est éteint avant que l'AD590 n'atteigne le point de commutation. La résistance PTC, activée pendant le circuit d'entraînement du 555 one-shot, compense les changements de la constante de temps du temporisateur dus aux changements de la température ambiante.

Figure 1.24 Correction de surcharge

Tous les composants du thermostat sont situés sur le corps du résonateur à quartz (Fig. 1.25), ainsi, la puissance dissipée maximale des résistances de 2 W sert à maintenir la température dans le quartz. Le posistor a une résistance d'environ 1 kOhm à température ambiante. Les types de transistors ne sont pas critiques, mais doivent avoir de faibles courants de fuite. Un courant PTC d'environ 1 mA devrait être beaucoup plus élevé que le courant de base de 0,1 mA de Q1. Si vous choisissez un transistor au silicium comme Q2, vous devez augmenter la résistance de 150 ohms à 680 ohms.

Graphique 1.25

Le circuit en pont du régulateur (Fig. 1.26) utilise un capteur en platine. Le signal du pont est capté par un amplificateur opérationnel AD301, qui est inclus comme amplificateur de comparateur différentiel. À froid, la résistance du capteur est inférieure à 500 Ohms, tandis que la sortie de l'amplificateur opérationnel sature et donne un signal positif à la sortie, ce qui ouvre le puissant transistor et l'élément chauffant commence à chauffer. Au fur et à mesure que l'élément chauffe, la résistance du capteur augmente également, ce qui ramène le pont à l'état d'équilibre, et le chauffage est éteint. La précision atteint 0,01°C.

Figure 1.26 Régulateur de température sur le comparateur

Andreï, peut-être que tout le problème est dans le triac KU208G. 127V est obtenu du fait que le triac passe l'un des demi-cycles de la tension secteur. Essayez de le remplacer par un BTA16-600 importé (16A, 600V), ils fonctionnent plus régulièrement. Le BTA16-600 n'est pas un problème à acheter maintenant, et il n'est pas cher non plus.

sta9111, pour répondre à cette question, vous devrez vous rappeler comment fonctionne notre thermostat. Voici un paragraphe de l'article : « La tension à la porte 1 est réglée à l'aide du diviseur R1, R2 et R4. Comme R4, une thermistance avec un TCR négatif est utilisée, par conséquent, lorsqu'elle est chauffée, sa résistance diminue. Lorsque la tension sur la broche 1 est supérieure à 2,5V, le microcircuit est ouvert, le relais est activé. "

En d'autres termes, à la température souhaitée, dans votre cas 220 degrés, la thermistance R4 devrait être. chute de tension 2.5V, désignons-la comme U_2.5V. La cote de votre thermistance est de 1KΩ, c'est à une température de 25 degrés. C'est cette température qui est indiquée dans les ouvrages de référence.

Référence de la thermistance msevm.com/data/trez/index.htm

Ici vous pouvez voir la plage de température de fonctionnement et TKS : pour une température de 220 degrés, peu convient.

La caractéristique des thermistances à semi-conducteur est non linéaire, comme le montre la figure.

Dessin. Caractéristique courant-tension d'une thermistance - site / vat.jpg

Malheureusement, le type de votre thermistance est inconnu, nous supposerons donc que vous avez une thermistance MMT-4.

D'après le graphique, il s'avère qu'à 25 degrés, la résistance de la thermistance n'est que de 1KΩ. À une température de 150 degrés, la résistance chute à environ 300 ohms, plus précisément, il est tout simplement impossible de la déterminer à partir de ce graphique. Désignons cette résistance comme R4_150.

Ainsi, il s'avère que le courant traversant la thermistance sera (loi d'Ohm) I = U_2.5V / R4_150 = 2.5 / 300 = 0.0083A = 8.3mA. C'est à une température de 150 degrés, semble-t-il, alors que tout est clair, et il ne semble y avoir aucune erreur de raisonnement. Continuons plus loin.

Avec une tension d'alimentation de 12V, il s'avère que la résistance du circuit R1, R2 et R4 sera de 12V/8,3mA = 1,445KΩ soit 1445Ω. En soustrayant R4_150, il s'avère que la somme des résistances des résistances R1 + R2 sera de 1445-300 = 1145 Ohm, soit 1,145KΩ. Ainsi, vous pouvez utiliser une résistance de trim R1 1KΩ, et une résistance de limitation R2 470Ω. C'est le calcul.

Tout cela est bon, seules quelques thermistances sont conçues pour fonctionner à des températures allant jusqu'à 300 degrés. Les thermistances CT1-18 et CT1-19 sont les plus adaptées à cette gamme. Voir la référence msevm.com/data/trez/index.htm

Ainsi, il s'avère que ce thermostat ne fournira pas une stabilisation de température de 220 degrés et plus, car il est conçu pour l'utilisation de thermistances à semi-conducteur. Vous devrez rechercher un circuit avec des résistances métalliques TCM ou RTD.

Bonjour à tous les amateurs de produits électroniques faits maison. Récemment, j'ai rapidement fabriqué un thermostat électronique de mes propres mains, le circuit de l'appareil est très simple. Un relais électromagnétique avec des contacts puissants pouvant supporter des courants jusqu'à 30 ampères est utilisé comme actionneur. Par conséquent, le produit fait maison considéré peut être utilisé pour divers besoins ménagers.

Selon le schéma ci-dessous, le thermostat peut être utilisé, par exemple, pour un aquarium ou pour conserver des légumes. Il peut être utile à quelqu'un lorsqu'il est utilisé avec une chaudière électrique, et quelqu'un peut l'adapter pour un réfrigérateur.

Thermostat électronique bricolage, schéma de l'appareil

Comme je l'ai dit, le circuit est très simple, il contient un minimum de composants radio peu coûteux et courants. En règle générale, les thermostats sont construits sur un microcircuit comparateur. Cela rend l'appareil plus complexe. Ce produit fait maison est construit sur une diode zener réglable TL431 :

Parlons maintenant plus en détail des détails que j'ai utilisés.

Détails de l'appareil :

Transformateur abaisseur pour 12 volts
Diodes; IN4007, ou autres avec des caractéristiques similaires 6 pcs.
condensateurs électrolytiques; 1000 mk, 2000 mk, 47 mk
Microcircuit stabilisateur; 7805 ou autre 5 volts
Transistor; KT 814A, ou un autre p-n-p avec un courant de collecteur d'au moins 0,3 A
Diode Zener réglable ; TL431 ou soviétique KR142EN19A
Résistances ; 4,7 ohms, 160 ohms, 150 ohms, 910 ohms
Resistance variable; 150 Chambre
Thermistance en tant que capteur ; environ 50 Kom avec TCS négatif
Diode électro-luminescente; tout avec la plus faible consommation de courant
Le relais est électromagnétique ; tout 12 volts avec une consommation de courant de 100 mA ou moins
Bouton ou interrupteur à bascule ; pour le contrôle manuel

Comment faire un thermostat de vos propres mains

Un compteur électronique Granit-1 grillé a été utilisé comme corps. La carte sur laquelle se trouvent tous les principaux composants radio provient également du comptoir. Le transformateur du bloc d'alimentation et le relais électromagnétique se logent à l'intérieur du boîtier :

Comme relais, j'ai décidé d'utiliser un relais automobile, qui peut être acheté chez n'importe quel concessionnaire automobile. Courant de fonctionnement de la bobine d'environ 100 milliampères :

Étant donné que la diode zener régulée est de faible puissance, son courant maximal ne dépasse pas 100 milliampères, il ne fonctionnera pas pour connecter directement le relais au circuit de la diode zener. Par conséquent, j'ai dû utiliser un transistor KT814 plus puissant. Bien entendu, le circuit peut être simplifié si vous utilisez un relais dont le courant de bobine est inférieur à 100 milliampères, par exemple, ou SRA-12VDC-AL. De tels relais peuvent être connectés directement au circuit cathodique à diode Zener.

Je vais vous parler un peu du transformateur. La qualité que j'ai décidé d'utiliser n'est pas standard. J'avais une bobine de tension d'un vieux compteur à induction d'énergie électrique qui traînait :

Comme vous pouvez le voir sur la photo, il y a un espace libre pour l'enroulement secondaire, j'ai décidé d'essayer de l'enrouler et de voir ce qui se passe. Bien sûr, la section transversale du noyau est petite, respectivement, et la puissance est petite. Mais pour un régulateur de température donné, ce transformateur est suffisant. D'après les calculs, j'ai obtenu 45 tours pour 1 volt. Pour obtenir 12 volts en sortie, vous devez enrouler 540 tours. Pour les monter, j'ai utilisé un fil de 0,4 mm. Bien sûr, vous pouvez utiliser un ready-made avec une tension de sortie de 12 volts ou un adaptateur.

Comme vous l'avez remarqué, le circuit contient un stabilisateur 7805 avec une tension de sortie stabilisée de 5 volts, qui alimente la broche de commande de la diode Zener. Grâce à cela, le contrôleur de température s'est avéré avoir des caractéristiques stables qui ne changeront pas lorsque la tension d'alimentation change.

Comme capteur, j'ai utilisé une thermistance, qui a une résistance de 50 ohms à température ambiante. Lorsqu'elle est chauffée, la résistance de cette résistance diminue :

Pour le protéger des contraintes mécaniques, j'ai utilisé des tubes thermorétractables :

L'emplacement de la résistance variable R1 a été trouvé sur le côté droit du thermostat. L'axe de la résistance étant très court, j'ai dû souder un drapeau dessus, pour lequel il est pratique de tourner. Sur le côté gauche, j'ai placé un interrupteur à bascule manuel. En l'utilisant, il est facile de vérifier l'état de fonctionnement de l'appareil, sans modifier la température de consigne :

Malgré le fait que le bornier de l'ancien compteur électrique soit très encombrant, je ne l'ai pas retiré du boîtier. Il comprend clairement une prise de n'importe quel appareil, comme un radiateur électrique. En enlevant le cavalier (jaune à droite sur la photo) et en allumant l'ampèremètre à la place du cavalier, vous pouvez mesurer le courant fourni à la charge :

Reste maintenant à calibrer le thermostat. Pour cela, nous avons besoin. Il est nécessaire de connecter les deux capteurs de l'appareil ensemble à l'aide de ruban isolant :

Utilisez un thermomètre pour mesurer la température de divers objets chauds et froids. À l'aide d'un marqueur, appliquez une échelle et des repères sur le thermostat, au moment où le relais est allumé. Je l'ai eu de 8 à 60 degrés Celsius. Si quelqu'un a besoin de déplacer la température de fonctionnement dans un sens ou dans un autre, cela peut être facilement fait en modifiant les valeurs des résistances R1, R2, R3 :

Nous avons donc fabriqué un thermostat électronique de nos propres mains. Extérieurement, cela ressemble à ceci :

Pour ne pas voir l'intérieur de l'appareil, à travers le couvercle transparent, je l'ai fermé avec du ruban adhésif, laissant un trou pour la LED HL1. Certains radioamateurs qui ont décidé de répéter ce schéma se plaignent que le relais s'allume, pas très clairement, comme s'il cliquetait. Je n'ai rien remarqué de cela, le relais s'allume et s'éteint très clairement. Même avec un léger changement de température, aucun rebond ne se produit. Si, néanmoins, cela se produit, vous devez choisir plus précisément le condensateur C3 et la résistance R5 dans le circuit de base du transistor KT814.

Le thermostat assemblé selon ce schéma allume la charge lorsque la température baisse. Si quelqu'un, au contraire, a besoin d'allumer la charge lorsque la température augmente, vous devez alors échanger le capteur R2 avec les résistances R1, R3.

Le thermostat à la ferme est parfois un élément indispensable qui permet de contrôler le régime thermique dans un incubateur domestique ou un séchoir à légumes. Les mécanismes intégrés à cet effet se détériorent souvent rapidement ou ne diffèrent pas par leur qualité décente, ce qui nous oblige à inventer un simple thermostat de nos propres mains.

Si vous faites partie de ceux qui ont un besoin urgent d'un appareil fait maison avec une fonction de régulation thermique, restez ici, car tous les circuits adaptés et testés, combinés à la théorie et aux conseils utiles, sont donnés ci-dessous.

A quoi cela s'applique-t-il ?

Un thermostat ou un thermostat est un dispositif capable de redémarrer et d'arrêter le fonctionnement des unités de chauffage ou de refroidissement. Par exemple, il vous permet de maintenir un mode optimal dans l'incubateur, et est également capable d'allumer le chauffage au sous-sol, en fixant une température basse.

Comment ça fonctionne?

Avant de fabriquer un thermostat de vos propres mains, vous devez comprendre la théorie qui l'accompagne. Le principe de cet appareil est identique au fonctionnement de simples capteurs de mesure, qui peuvent changer de résistance en fonction des conditions de température ambiante. Un élément spécial est responsable du changement d'indicateur et la soi-disant résistance de support reste inchangée.

Dans un dispositif thermostatique, un amplificateur intégré (comparateur) réagit à une modification de la valeur de résistance en commutant les microcircuits lorsqu'une certaine température est atteinte.

Quel doit être le schéma ?

Sur Internet et dans les documents réglementaires, il est facile de trouver des circuits de thermostats à des fins diverses, que vous pouvez assembler de vos propres mains. Dans la plupart des cas, les éléments suivants forment la base d'un dessin schématique :

Diode Zener de contrôle, désignée TL431 ;
Amplificateur intégré (K140UD7) ;
Résistances (R4, R5, R6) ;
Condensateur de trempe (C1) ;
Transistor (KT814) ;
Pont de diodes (D1).

Le circuit est alimenté par une alimentation sans transformateur, et un relais automobile conçu pour une tension de 12 volts est parfait comme dispositif exécutif, à condition que le courant circulant dans la bobine soit d'au moins 100 mA.

Comment faire?

Les instructions pour fabriquer un thermostat de vos propres mains sont basées sur le strict respect du schéma sélectionné, selon lequel il est nécessaire de connecter tous les composants en un seul ensemble. Par exemple, un circuit électronique pour un incubateur est assemblé selon l'algorithme suivant :

Examinez l'image (il vaut mieux l'imprimer et la mettre devant vous).
Trouvez les pièces nécessaires, y compris le boîtier et la carte (les anciennes du comptoir feront l'affaire).
Commencez par le "cœur" - l'amplificateur intégré K140UD7 / 8, en le connectant avec une action inverse chargée positivement, ce qui lui donnera la fonction de comparateur.
Reconnectez la résistance négative « R5 » MMT-4.
Connectez le capteur à distance à l'aide d'un câblage blindé et la longueur du cordon ne doit pas dépasser un mètre.
Pour contrôler la charge, incluez un thyristor VS1 dans le circuit, en l'installant sur un radiateur de petite taille pour assurer un transfert de chaleur adéquat.
Configurez le reste de la chaîne.
Connectez-vous à l'alimentation.
Vérifiez la fonctionnalité.

Soit dit en passant, en ajoutant un capteur de température, l'appareil assemblé peut être utilisé en toute sécurité non seulement pour les incubateurs, les séchoirs, mais également pour maintenir un régime thermique dans un aquarium ou un terrarium.

Comment installer correctement ?

En plus d'un assemblage de haute qualité, il est nécessaire de faire attention aux conditions de son fonctionnement, qui devraient inclure:

Placement - la partie inférieure de la pièce;
Sécheresse de la pièce;
L'absence d'un certain nombre d'unités « abattantes » : chaleur ou froid rayonnant (équipement électrique, climatisation, porte ouverte avec un courant d'air).

Après avoir compris comment connecter le thermostat de vos propres mains, vous pouvez commencer à l'utiliser régulièrement. L'essentiel est que la puissance de l'appareil fabriqué soit conçue pour les contacts de relais. Par exemple, à une charge maximale de 30 ampères, la puissance ne doit pas dépasser 6,6 kW.

Comment réparer ?

Un thermostat d'usine ou de fabrication artisanale peut également être réparé afin de ne pas en acheter un nouveau et de ne pas perdre de temps à chercher et à assembler les pièces nécessaires. Tout d'abord, il faut trouver l'appareil (si vous n'étiez pas engagé dans son installation), car la photo du thermostat montre que ses dimensions sont petites, ce qui le rend un peu difficile à trouver.

Une astuce peut vous aider : le thermostat est situé à côté du bouton de température.

Les signes d'une panne de l'appareil peuvent être les points suivants :

L'appareil a cessé de remplir sa fonction principale : la température a fortement diminué ou augmenté sans réaction du mécanisme ;
L'appareil connecté fonctionne sans passer en mode veille ou économie ;
L'unité s'est arrêtée spontanément.

Selon la cause du dysfonctionnement, les mesures suivantes doivent être prises pour réparer le thermostat de vos propres mains :

Déconnectez l'appareil réparé du réseau.
Retirez le boîtier de protection de l'appareil.
Vérifiez la qualité des contacts et des connexions.
Déconnectez et retirez le tube capillaire.
Obtenez le relais.
Changer le tube à soufflet, réparer.
Remplacez les autres pièces si nécessaire.
Rebranchez le câblage.
Remplacez le relais.

De nombreux appareils ménagers et électroménagers sont équipés de thermostats, et savoir comment les réparer, les remonter et les installer de vos propres mains vous fera économiser beaucoup d'argent, de temps et d'efforts.