Автомат контроля комнатной температуры

December 1, 2010 by admin Комментировать »

На рис. 3.49 изображена схема автоматического терморегулятора на D-триггере. Общие параметры прибора таковы: диапазон температур, в пределах которых может осуществляться контроль параметров, составляет Ю…40°С. Регулятором температуры на переменном резисторе R9, с заранее отградуированной шкалой, осуществляется установка контролируемых параметров внешней среды. Таким образом, выносной датчик прибора — терморезистор R1 (ММТ-4 100 кОм) — реагирует на изменение температуры внешней среды в широких пределах. Когда температура вблизи термодатчика (он соединен с устройством экранируемым проводом длиной не более 25 см) уменьшается (в сторону похолодания) ниже установленного предела, обусловленного значением R9, включается нагрузка. Такое состояние продлится до того момента, пока температура в среде термодатчика не повысится, став равной соответствующему значению регулятора R9 или еще выше (по температуре). Тогда произойдет отключение нагрузки. Необходимо заметить, что система постоянно находится в режиме анализа информации от датчика и периодичность обновлений его значений и реакции управляющего устройства соответствует одному полупериоду частоты сети (примерно 10 мс).

Устройство работает следующим образом. Когда разница между потенциалом входов ОУ превышает уровень его порогового переключения, на выходе микросхемы К140УД12 (вывод 6) присутствует напряжение высокого уровня, которое воспринимает триггер, реагирующий на входные импульсы. Тогда он переходит в одно из устойчивых состояний и на его прямом выходе устанавливается сигнал логической «1» или логического «0».

Рис. 3.49. Электрическая схема контроля температуры


Соответственно, уровень логической единицы через ограничивающий резистор R13 открывает ключ на составном транзисторе VT1VT2, ключ замыкает плечи диодного моста, включается управляющий нагрузкой элемент VS1. ТС106-10 необходимо установить на радиатор с площадью до 30 см2. Тогда можно обеспечить нормальную безопасную коммутацию нагрузки до 600 Вт. Вместо симистора ТС106 можно использовать КУ208 с буквенными индексами В или Г. Резистор R5 обеспечивает отрицательную обратную связь и необходим для устойчивой стабильной работы операционного усилителя.

Схема работает достаточно четко и практически не требует налаживания. В месте соединения резисторов R9, R14 у катода светодиода HL1 АЛ307 (или аналогичного ему) положительное напряжение питания относительно общего провода должно составлять 12… 15 В. Общий провод (корпус) указан на схеме для ее упрощения. Его нельзя заземлять и прикасаться неизолированными предметами, т.к. вся схема питается от бестрансформаторного источника и в любом месте соединения диодного моста VD1—VD4 с общей схемой присутствует напряжение не менее 220 В. Перед первым включением схемы и при ее последующей эксплуатации необходимо убедиться в обеспечении мер электробезопасности на рабочем месте и в правильности монтажа. Переменные резисторы нужно установить в среднее положение. Светодиод HL1 должен гореть постоянно. На вывод 14 DA1 подается «+» питания, на вывод 7, соответственно, «-».

Несколько слов необходимо сказать о блоке исполнительного устройства включения нагрузки. В качестве VT1 можно использовать транзисторы КТ604А, Б, КТ605А, Б (AM, БМ). Транзистор VT2 типов КТ504А—В, КТ505А, Б, КТ506А, Б, КТ509А.

Можно заменить весь узел управления нагрузкой на более безопасный (развязанный по напряжению с сетью 220 В). Для этого исключаются элементы VD1—VD5, R12, HL1, VT2, VS, R14. Вход «С» триггера DD1 через резистор R11 сопротивлением 220 кОм подключается к «+» источника питания. Сопротивление резистора R13 надо уменьшить до 10 кОм. Эмиттер VT1 подключается к общему проводу, а коллектор через реле типа РЭС15 (паспорт РС4.591.003) на напряжение срабатывания 10…12 В к «+» источника питания, который в свою очередь должен быть стабилизированным с выходным напряжением 13… 15 В. Контакты реле на замыкание, соответственно, будут коммутировать нагрузку, которая в таком варианте не должна быть мощнее 40…60 Вт. Транзистор VT1 вполне можно заменить на КТ312А—Б.

Этот автомат может контролировать температуру окружающей среды небольшого помещения (комнаты), не только автоматически включая обогревательные элементы в нужное время при похолодании, но также с точностью до наоборот. При использовании реле с контактами на размыкание к ним подключают вентиляторы или холодильное оборудование, и таким образом схема реагирует на потепление, включая охлаждающие устройства, что очень полезно в летний период. В последнем случае можно обойтись и без реле, используя первоначальную базовую схему. Это несложно, поэтому хочется предоставить творческое решение в руки наших читателей.

Практика использования данного устройства показала его надежность и неприхотливость. В качестве переменного резистора R9 лучше использовать резистор группы «В» для более линейной регулировки. Ток, потребляемый от источника питания при отключенной нагрузке, 8…10 мА. Для правильной градуировки шкалы ручки переменного резистора R9 необходимо иметь градусник с пределом измерения 5…50°С. Рассмотрим самый простой способ градуировки, не требующий обязательного применения специальных приборов. Установив регуляторы переменных резисторов в среднее положение, и следя за включением нагрузки, перемещением движка R9 находят порог включения устройства и делают пометку на шкале соответственно температуре окружающего воздуха, снятой с показаний находящегося рядом ртутного или спиртового термометра (примерно 19…22°С). Как известно, температура тела здорового человека 36,6°С, поэтому, зажав в руке в течение очень малого времени датчик через изолирующую прокладку засекают на шкале и это значение. Далее, перемещаясь ближе к холодильнику или работающему нагревательному элементу, находят другие значения включения устройства, перемещая движок R9 и следя за независимым датчиком температуры — шкальным термометром. Для изменения состояния системе необходимо всего несколько секунд (от 3 до 10). Безусловно, методов и реальных применений этой стабильной схемы может быть сколь угодно много.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты