Схема терморегулятора для создания инкубатора в домашних условиях. Виды терморегуляторов, технические характеристики.

Немного теории

Любой терморегулятор конструктивно включает в себя три основных блока:

  • измерительный;
  • логический;
  • исполнительный.

Теоретически температурный датчик можно представить набором из четырех сопротивлений, среди которых три резистора будут представлены элементами с постоянными электрическими параметрами, а четвертый переменным. Они собираются в схему измерительного полуплеча, приведенную на рисунке 1 ниже:

Датчик из полуплеча резисторов
Рис. 1. Датчик из полуплеча резисторовhttps://www.youtube.com/watch?v=bXNiBuC6LSM

На схеме показан принцип соединения резисторов для получения температурного датчика. Как видите, сопротивление R2 является переменным и меняет физическую величину в соответствии с изменениями температуры окружающей среды. При подаче одного и того напряжения питания в терморегуляторе, при изменении сопротивления в плече будет возрастать ток в цепи.

На основании изменений происходит анализ температурных колебаний в результате которого рабочий орган вызывает срабатывание терморегулятора и последующее отключение или включение оборудования.

Для измерения сопротивления резисторов в качестве логического элемента устанавливается микросхема, работающая в режиме компаратора. Ее задача сравнить электрические сигналы в двух плечах. Пример схемы регулятора температуры приведен на рисунке:

Принципиальная схема терморегулятора
Рис. 2. Принципиальная схема терморегулятора

Здесь блок микросхемы U1A принимает сигналы от измерителя температуры на входы 2 и 3. При достижении температуры срабатывания, в плечах начнет протекать разный ток, и компаратор выдаст на управляющий элемент электронного терморегулятора сигнал о включении.

При остывании датчика термометра ток в плечах терморегулятора уравняется, и электронный блок выдаст управляющий сигнал на отключение. Приведенная электронная схема  работает в двух устойчивых состояниях – отключенном и включенном, чередование рабочих режимов  происходит в соответствии с заданной логикой.

Эта схема терморегулятора используется в работе куллера персонального компьютера, получая электроснабжение от блока питания, происходит сравнение тока в плечах. Когда блок питания перегреется, терморегулятор переведет транзистор в противоположное состояние и вентилятор запустится.

Такой принцип может применяться не только в вентиляторах, но и в ряде других устройств:

  • для контроля работы электрического отопления по температурным показаниям в помещении;
  • для установки уровня температуры в самодельном инкубаторе;
  • при подключении теплого пола для контроля его работы;
  • для установки температурного диапазона работы двигателя,  с принудительным охлаждением или отключением системы при достижении граничного значения температуры;
  • для паяльных станций или ручных паяльников;
  • в системах охлаждения и холодильном оборудовании с логикой снижения температуры в определенных пределах;
  • в духовках, печах как бытового, так и промышленного назначения.

Сфера применения терморегулятора ничем не ограничена, везде, где вы хотите получить контроль уровня температуры в автоматическом режиме с управлением питания, такое устройство станет отличным помощником.

В зависимости от типа элементов, входящих в состав терморегулятора, различают механические и цифровые терморегуляторы. Работа первых основана на срабатывании реле, вторые имеют электронный блок, управляющий процессами. Примеры работы нескольких схем рассмотрим далее.

Схема терморегулятора №1
Рис. 3. Схема терморегулятора №1

На приведенной схеме измерение происходит за счет резисторов R1 и R2, при температурных колебаниях переменный резистор  R2  изменит величину падения напряжения. После чего через усилитель терморегулятора, представленный парой транзисторов, начнется протекание электротока через катушку реле K1.

Когда величина тока в соленоиде создаст магнитный поток достаточной силы, сердечник притянется и переключит контакты в другое положение. Недостатком такого терморегулятора является наличие магнитопроводящих частей, которые из-за гистерезиса вносят дополнительную поправку на температуру помимо измерительного органа.

Схема терморегулятора №2
Рис. 4. Схема терморегулятора №2

Данный терморегулятор, в отличии от механического термостата, не использует подключение реле, поэтому является более точным. Его применение оправдано в  тех ситуациях, когда несколько градусов могут сыграть весомую роль, к примеру, при контроле температуры нагрева двигателя или в инкубаторе.

Здесь изменение температурного режима фиксируется резистором R5, благодаря которому терморегулятор изменяет электрические параметры работы. Для сравнения и усиления разницы поступающего с полуплеч электрического параметра применяется микросхема К140УД7.

Для контроля нагрузки в схеме устанавливается тиристор VS1, в данном примере терморегулятора ограничение составляет 150Вт, но при желании может подбираться и другой параметр. Но следует учитывать, что эксплуатация тиристора в качестве ключа приводит к его нагреванию, поэтому с увеличением мощности необходимо установить радиатор для лучшей теплоотдачи.

Читайте также:  «Мировая кухня: кулинарные хиты со всего света из наших продуктов» Чекалова Елена Львовна - описание книги | Чекалова Парфенов! | Издательство АСТ

При ремонте бытовой электротехники вы могли сталкиваться с ситуацией, когда со строя выходил терморегулятор. Хоть это и небольшая микросхема, устанавливаемая для контроля величины нагрева или охлаждения чего-либо.

Увы, стоимость такого элемента заводского изготовления довольно высока, поэтому куда выгоднее собрать терморегулятор самому. Схема достаточно простого самодельного терморегулятора  приведена на рисунке ниже.

Схема простейшего терморегулятора
Рис. 5. Схема простейшего терморегулятора

Для его изготовления вам понадобится:

  • понижающий трансформатор с 220 на 12 В;
  • шесть диодов (в рассматриваемом примере используются IN4007);
  • конденсаторы на 47 мкФ, 1 мФ и 2 мФ;
  • микросхема для стабилизатора на 5В;
  • транзистор (в рассматриваемом примере это КТ814А);
  • стабилитрон с регулируемым параметром (TL431);
  • резистивные элементы на 4,7; 160, 150 и 910 кОм;
  • резистор с изменяемым сопротивлением на 150 кОм;
  • термозависимый резистор 50 кОм;
  • светодиод;
  • электромагнитное реле 100 мА с питающим напряжением 12В (в рассматриваемом примере используется автомобильный вариант);
  • кнопка и корпус.

Процесс изготовления состоит из таких этапов:

  • При помощи паяльника соберите вышеперечисленные детали на печатную плату, как показано на схеме выше.
  • После этого выведите измерительный орган для терморегулятора на открытое пространство, чтобы установить в нужную локацию.

Выведите измерительный элемент
Рис. 6. Выведите измерительный элемент

  • Установите переменный резистор на жесткий каркас и нанесите градуировку температурных режимов для настройки прибора.

Установите регулятор на каркас и нанесите градуировку
Рис. 7. Установите регулятор на каркас и нанесите градуировку

  • На клеммник подключите шнур питания.

Рис. 8. Подключите питающий шнур к клеммнику
Подключите питающий шнур к клеммнику

В данном случае клеммник взят со старого прибора, располагавшегося в корпусе.

  • Подключите все отдельно размещенные элементы к плате и закройте корпусом.

После сборки терморегулятора его можно установить в любое место, к примеру, для обогрева и подключить в цепь питания электрического котла. В случае, когда радиаторы отопления нагреют помещение до установленной температуры, контакты реле разорвут цепь и прекратят электроснабжение.

Проверка исправности терморегулятора утюга

Для того чтобы добраться для проверки до терморегулятора нужно разобрать утюг полностью. Ручка утюга и пластмассовая часть корпуса крепятся к его металлической части с помощью винтов и защелок. Моделей утюгов, даже у одного производителя, существует огромное количество и способы крепления в каждой из них свои, но есть общие правила.

Одна точка крепления обычно находится в районе носика утюга и пластмассовый корпус фиксируется с помощью самореза, как на этой фотографии утюга Philips. В этой модели саморез находится под ручкой регулировки количества пара. Чтобы добраться до головки самореза нужно ручку повернуть против часовой стрелки до упора и потянуть вверх. После удаления регулировочного узла подачи пара саморез можно будет выкрутить.

В модели утюга Braun, который мне пришлось ремонтировать, саморез был спрятан под декоративной крышечкой форсунки воды. Для откручивания самореза пришлось форсунку вынуть. Она просто плотно вставлялась. Кстати так ее можно вынимать для прочистки в случае засорения.

Вторая точка крепления обычно находится в зоне входа сетевого шнура. Пластмассовый корпус утюга может крепиться как с помощью саморезов, так и на защелках. В представленной на фотографии модели утюга Philips применен резьбовой способ крепления. Крепление саморезами с точки зрения ремонтопригодности утюга предпочтительнее, так как при разборке снижается риск повреждения крепежных элементов пластмассового корпуса.

А в модели утюга Braun пластмассовая часть корпуса с ручкой закреплена с помощью двух защелок, зацепленных за проушины. Для разборки нужно защелки вывести из зацепления разведя в стороны.

Работу эту нужно делать аккуратно, чтобы не поломать защелки и проушины. Защелки выведены из зацепления, и теперь корпусную деталь с ручкой можно отделить от утюга. Она в свою очередь крепится к переходной крышке на винтах или с помощью флажков.

На этой фотографии утюга Philips крышка к подошве закреплена с помощью трех саморезов. Прежде чем откручивать винты нужно снять индикатор включения, который удерживается с помощью накидных клемм на выводах утюга.

А у модели утюга Braun крышка закреплена к подошве с помощью продетых в прорези и повернутых четырех металлических флажков. Чтобы освободить крышку нужно с помощью плоскогубцев повернуть флажки, чтобы они стали вдоль прорезей. В этом утюге два флажка у носика проржавели полностью, и пришлось из стальной полоски выгибать специальный переходник и нарезать в нем две резьбы для винтового крепления.

Читайте также:  Продукция | ООО НПФ БИНАР

После снятия крышки узел терморегулятора станет доступным для прозвонки и ремонта. В первую очередь надо осмотреть состояние контактов. У утюга Philips в узле терморегулятора находится и термопредохранитель. В холодном состоянии контакты должны быть замкнуты.

Если внешний вид контактов не вызывает подозрений, то нужно их прозвонить с помощью стрелочного тестера или мультиметра, включенных в режим измерения минимального сопротивления. На фотографии слева показана схема прозвонки контактов термопредохранителя, а справа – терморегулятора.

Проверку контактов узла терморегулятора можно проверить также с помощью индикатора для поиска фазы по методике проверки сетевого шнура описанной выше, прикасаясь последовательно к одному и другому контактам. Если индикатор при прикосновении к одному контакту светит, а к другому нет, значит, контакты окислены.

Можно обойтись и без проверки, сразу зачистив контакты терморегулятора и термопредохранителя наждачной бумагой. Затем включить утюг, должен заработать.

Если под рукой нет никаких приборов для проверки контактов, то можно включить утюг в сеть и с помощью лезвия отвертки с хорошо изолированной пластмассовой ручкой закоротить контакты. Если индикатор засветится, и утюг начнет нагреваться, значит, контакты подгорели. Не следует забывать о предельной осторожности.

Для зачистки контактов необходимо узкую полоску мелкой наждачной бумаги завести между контактами и протянуть ее с десяток раз. Далее полоску перевернуть на 180° и зачистить второй контакт контактной пары. Зачистку контактов терморегулятора для продления срока эксплуатации утюга полезно сделать, если, например, при ремонте системы подачи пара, утюг пришлось разбирать.

Сообщества › кулибин club › блог › электрика: датчики температуры, делаем сами.

Иногда возникает нужда в температурном контроле за каким нибудь процессом, будь то автомобиль или народное хозяйство. Схем термоконтроля всяких много, но датчики как правило имеют неудобный конструктив, не предусматривающий крепления в контролируемой среде. Вот о датчиках и поговорим.

Как правило, датчиками для измерительных схем служат полупроводниковые приборы — термисторы:

Корпус может быть другим, но внутри все равно будет сидеть примерно такая капелька с выводами.

Вторым распространенным датчиком температуры является DS1820:

зачастую они продаются в таком виде:

Внутри все та же микросхемка DS18B20 о трех выводах причем даже без термопасты.

Теперь давайте попробуем внедрить эти радиодетали в автомобиль, например для цифровой индикации температуры ОЖ или управления электровентиляторами.

Нам понадобится донорский датчик — любой подходящий по резьбе и стоимости. В моем случае это Волго-УАЗовский датчик ТМ 106-10

Берем дрель в качестве токарного станка и аккуратно зажимаем датчик в патрон. Ножовкой по металлу спиливаем завальцовку. Когда датчик развалится на составные части так же в дрели ровняем край датчика надфилем. Получаем корпус-заготовку для внедрения туда нашей радиодетали.

Далее можно пойти двумя путями:1. Залить в корпус расплавленного припоя, в этом припое просверлить канал и вставить туда термистор. Можно заполнить полость корпуса термопастой и воткнуть термистор в неё, но у олова теплопроводность на несколько порядков лучше чем у термопасты, поэтому термопасту конечно же надо применять, но мазать ее лучше тонким слоем.

Минус этого метода в большой инерционности полученного датчика.

2. Сделать так, как делаю это я Берем телескопическую антенну от какого нибудь старого ненужного девайса:

Если вы их раньше выкидывали, то делали это зря, потому что такие антеннки являются источником замечательных тонкостенных латунных трубочек разного диаметра:

Подбираем трубочку наиболее подходящую к термистору — он должен максимально плотно вставляться внутрь трубки. Отмеряем и опять воспользовавшись дрелью, отрезаем нужный нам кусочек трубки — резать лучше надфилем. Берем наш корпус-заготовку и сверлим его торец по диаметру трубки.

Торец корпуса лудим оловом, трубку зачищаем до латуни и тоже облуживаем. Вставляем трубку в корпус и припаеваем их друг к другу, паяльника на 80Вт хватает за глаза. Должно получиться как то так (торец уже запаян небольшим кусочком медной фольги толщиной 1мм):

Читайте также:  Посуда хохлома купить в Москве в интернет магазине Русь Великая

Проверяем полученный корпус датчика на герметичность. Я делаю это не очень технологично — на присос языком

Советуем изучить Помещения по степени опасности поражения электрическим током

Если с герметичностью все в порядке приступаем к следующей стадии: установке термистора и разъема.

Опять все примеряем и отрезаем выводы термистора с тем расчетом, чтобы при установке в корпус термистор находился в конце трубки, а лучше упирался в торец:

Теперь термистор готов к установке. Закладываем немного термопасты вовнутрь трубки, сам термистор тоже немного обмазываем термопастой и вставляем в трубку. После того как термистор вошел в трубку под разъем закладываем немного приготовленного заранее поксипола или эпоксидного пластилина.

А вот так датчик будет стоять на своем рабочем месте — измерительная часть будет полностью омываться рабочей средой:

Ну и картинка общей проверки работоспособности электрической части:

Термостат, регулирующий температуру нагревания подошвы утюга

На этом фото хорошо видно как устроен термостат утюга. Биметаллическая пластина, нагреваясь, выгибается вверх и контакты выключателя размыкаются.

Сломаться здесь особо нечему и уж тем более нечего ремонтировать. Правда, в старых моделях утюгом металлические контакты постоянно прогорали, и приходилось их чисть надфилем. В зависимости от ситуации контакты либо залипали (спаивались) и утюг работал постоянно, либо наоборот выгорали так, что не было чем образовывать контакт.

Все же, один вид ремонта утюга можно выполнить своими руками, но обязательно подготовленному человеку. Ремонт этот связан с заменой сетевого шнура.

Если утюг довольно старый и проработал много лет без поломок, то часто причиной его внезапной поломки становится сетевой провод (шнур), подключающий его к розетке.

Многочисленные “узелки” на шнуре, а также систематические загибы и крутки проводки в одном и том же месте (обычно у основания), приводят к ее обрыву. Причем визуально определить эту поломку практически невозможно, нужно “звонить” шнур. А для этого нужно снять торцевую крышку.

Крепится крышка одним винтом, но выкрутить его совсем непросто. Потребуется специальной формы отвертка, причем у каждой фирмы используется свой “секрет”. Но разве “нашего” домашнего умельца это остановит. Только еще раз напоминаем: за этой крышкой опасное напряжение!

Проверьте тестером целостность проводки сетевого шнура. Если одна из жил шнура не проводит ток, то рассоедините место крепления шнура под крышкой утюга и замените новым шнуром. Только учтите, что провод для утюга должен быть мощным (мощность ТЭНа приблизительно 2квт) и безопасным (гибким и защищенным специальным чехлом).

На этой схеме показано как подключается утюг в сеть (два варианта). Буквами П и Т соответственно обозначены предохранитель и терморегулятор (ручка температуры). Согласно схеме, причиной отказа нагревать подошву утюга может стать сам ТЭН (нагревательный элемент), предохранитель и термостат. Ну и, конечно же, шнур, о котором говорилось выше.

Правда нужно заметить, что у современных паровых утюгов есть еще одна защита. Это реле вертикального положения утюга. Если утюг стоит длительное время в вертикальном положение или упал, то срабатывает реле, выключающее его от сети.

Вот так довольно сложно устроен современный утюг и хотя причин его поломки всего три, максимум пять, исправить своими руками можно только одну — внутренний обрыв одной сетевого шнура. И то, для этого потребуется тестер и специальная отвертка.

Если вы посмотрите на верхнее фото, то на первом плане увидите кембрик (изоляционную трубку), в котором и находится одна из главных защит от перегрева утюга — предохранитель аварийного отключения.

Опять же, если он сломается, то вряд ли сможете обойтись без сервисного центра или мастерской по ремонту утюгов.

Так что причин для того чтобы разбирать утюг своими руками нет, кроме одной — замены сетевого шнура. А для этого не нужно разбирать утюг полностью, а всего лишь снять его торцевую крышку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector