Схемы терморегуляторов, термостатов и стабилизаторов температуры (Страница 4)

Схема терморегулятора на операционном усилителе (741, КТ503, 7812)

Терморегулятор, схема которого приведена ниже, предназначен для управления электрическимнагревательным прибором мощностью не более 1100W. Это может быть ТЭН или инфракрасная лампа накаливания, инфракрасная нагревательная пленка. Терморегулятор подходит для регулировки и поддержания температуры …

1 6992 0

Простой термостат для управления различными нагрузками (КТ3102, КТ3107)

Схема очень простого термостата, который можно использовать для управления различными нагрузками и устройствами в зависимости от температуры датчика. Устройство построено на трех транзисторах (2 х КТ3102 + КТ3107), на ее выходе подключено маломощное электромагнитное реле. Важно чтобы обмотка реле …

2 4407 0

Схема самодельного термостата на транзисторах (КТ3102, КТ3107, TIC106D)

Термостат (термореле), схема которого рассмотрена ниже, может быть использован для управления нагревательным устройством мощностью не более 220 Ватт.

Это может быть нагреватель выполненный на основе ИК-ламп или же обычных ламп накаливания, которые окрашены в черный цвет. Такой термостат может, например …

2 4802 0

Регулятор температуры с раздельной установкой температур срабатывания (LM311)

Большинство аналоговых терморегуляторов, построенных на компараторе, выполнено по схеме, в которой устанавливают только температуру, которую нужно поддерживать. При этом гистерезис установлен фиксированным и нигде не обозначается, поэтому понять в каких пределах поддерживается заданная температура …

1 6007 0

Термостат для управления обогревателем

Прибор служит для местного управления обогревом — включения и выключения электрического нагревателя. Этот термостат наиболеепригоден при использовании в фотографии, управлении грелкой в аквариуме, в красильных (покрасочных) работах и т. и. Базовый комплект элементов позволяет построить термостат,. ..

0 3872 0

Автоматический регулятор температуры обогрева

Домашний регулятор температуры предназначен для работы с разными типами электрообогревателей, которые используются для обогрева помещений. Максимальная мощность обогревателя не может быть выше 2 кВт. Датчиком температуры является термистор ТЫ, соединенный последовательно с резистором R4. Он…

1 4287 0

Терморегулятор для поддержания температуры в теплицах

Схема самодельного прибора для поддержания температуры в теплицах, выполнен на транзисторах. Температура в теплицах должна изменяться зависимости от освещенности (днем температура выше, ночью — ниже). Регулятор температуры, работая от двух датчиков (освещенности и температуры), отвечает всем требованиям тепличного регулятора температуры. Устройство состоит из блока регулирования…

1 3956 0

Схема терморегулятора для управления мощными нагревателями

Схема самодельного терморегулятора. который может быть использован в термостатах, калориметрах и других устройствах с мощностью нагревателя, не превышающей 1 кВт. Если требуется повысить мощность нагревательной установки, следует заменить тиристор V1 на более мощный, оставляя регулирующую часть прежней. Если нет подходящего…

1 4639 0

Электронный индикатор превышения температуры

С помощью электронного устройства можно за 20 с выявить заболевание животных по незначительному превышению температуры его тела. Устройство позволяет с точностью до 0,1 °С определить превышение температуры по сравнению с минимально допустимой, равной. Терморезистор R16 щупа включен в одно из…

0 3187 0

Регулятор с компаратором на операционном усилителе с точностью до 0,01 градуса

В мостовой схеме регулятора используется платиновый датчик. Сигнал с моста снимается операционным усилителем AD301, который включен как дифференциальный усилитель-компаратор.

В холодном состоянии сопротивление датчика менее 500 Ом, при этом выход операционного усилителя приходит в насыщение и…

0 2370 0

 1  2  3 4 5  6  7 

Регулятор температуры с раздельной установкой температур срабатывания (LM311)

Большинство аналоговых терморегуляторов, построенных на компараторе, выполнено по схеме, в которой устанавливают только температуру, которую нужно поддерживать.

При этом гистерезис установлен фиксированным и нигде не обозначается, поэтому понять в каких пределах поддерживается заданная температура сложно. Здесь же предлагается схема терморегулятора, в котором можно отдельно установить как температуру включения нагревателя, так и его выключения, то есть нижний и верхний пределы температуры.

Принципиальная схема терморегулятора показана на рисунке в тексте. Схема выполнена на основе двухуровневого компаратора на микросхеме LM311. Питание электронной части — от маломощного силового трансформатора, а включение / выключение нагревателя посредством электромагнитного реле.

Датчиком температуры служит датчик LM235. Эта микросхема практически представляет собой стабилитрон, напряжение на котором зависит только от температуры, но никак не от напряжения питания. Зависимость линейная, напряжение на нем равно значению температуры, выраженной в градусах Кельвина, умноженной на 0,01.

То есть, при нуле градусов Цельсия, что равно 273 градуса Кельвина, напряжение будет 2,73V. А при 50 градусах Цельсия (323 градуса Кельвина) напряжение равно 3,23V. Кстати, термостат и настроен так, чтобы температуру можно было выбирать в этом диапазоне — от 0 до 50°С.

На отрицательный вход компаратора А2 (вывод 3) поступает напряжение с делителя, образованного резистором R7 и датчиком температуры VD4. Таким образом, на выводе 3 А2 будет напряжение, численно равное температуре в градусах Кельвина, умноженной на 0,01.

На положительный вход компаратора поступает напряжение с одного из делителей на резисторах R1-R2-R3 или R4-R5-R6 в зависимости от положения контактов реле К1. От напряжения на выходах этих делителей зависит температура включения и температура выключения нагревателя, поэтому напряжение на них подается через стабилизатор на микросхеме А1.

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора температуры (термостата) на LM311.

Температура переключения компаратора зависит от напряжения на его положительном входе. Сюда подключен разъем «Контроль», к нему подключаются щупы цифрового мультиметра, включенного на режим измерения напряжения. Таким образом, мультиметр является шкалой для задания температуры верхнего и нижнего предела. Происходит это следующим образом.

Сначала нужно желаемые значения температуры включения и выключения нагревателя перевести в градусы Кельвина (прибавить к значениям в градусах Цельсия по 273). Затем, подключить мультиметр к разьему «Контроль» и резистором R5 установить на дисплее мультиметра напряжение, численно равное нижнему пределу температуры, умноженному на 0,01.

Например, 20°С = (273+20) 0,01 = 2,93V. Затем, включить выключатель S1 ручного включения нагревателя. При этом контакты реле К1.2 переключатся, и резистором R2 установить на дисплее мультиметра напряжение, численно равное верхнему пределу температуры, умноженному на 0,01. Например, 25°С = (273+25) 0,01 = 2,98V.

Теперь выключить S1. Термостат начинает работать. Когда температура опускается ниже нижнего предела, установленного R5 на выходе компаратора появляется напряжение, открывающее транзистор VТ1. При этом реле К1 включает нагреватель и переключает положительный вход А2 на R2, которым установлена максимальная температура.

При нагреве до максимальной температуры напряжение на выходе А2 упадет и реле К1 выключит нагреватель, и переключает положительный вход А2 на R5, которым установлена минимальная температура. Источник питания выполнен на маломощном силовом трансформаторе Т1.

Это готовый китайский трансформатор. У него первичная обмотка на 220/110V (есть отвод, который не используется, потому на схеме и не показан). А вторичная обмотка двойная (под двухполупериодный выпрямитель) по 9V переменного тока. Трансформатор рассчитан на максимальный ток вторичной обмотки 150mA.

Так как вторичная обмотка двойная выпрямитель сделан по двухполупериодной схеме на диодах VD1 и VD2. Если будет трансформатор с одинарной вторичной обмоткой на 9V переменного тока нужно выпрямитель сделать на четырех диодах по мостовой схеме.

Реле с двумя контактными группами, обмоткой на 12V и ток контактов 10А при напряжении 220V. При отсутствии такового, можно его заменить двумя реле. Их обмотки включить параллельно. Одно реле будет управлять контактами К1.1, второе — контактами К1.2.

При этом, реле с контактами К1.1 должно быть достаточно мощным, чтобы управлять нагревателем. А реле с контактами К1.2 может быть маломощным, даже герконовым.

Термодатчик LM235 можно заменить на LM135 или LM335, — большой разницы нет, в основном в типе корпуса.

Кромилин О.А. РК-2015-12.

Цифровой регулятор температуры | Полная принципиальная схема с пояснениями

— Реклама —

Рис. 1: ЖК-дисплей для регулятора температуры

Цифровой регулятор температуры является важным инструментом в области электроники, контрольно-измерительных приборов и автоматики для измерения и регулирования температуры. Его можно использовать как дома, так и в промышленных целях. На рынке легко доступны различные типы аналоговых и цифровых регуляторов температуры, но они, как правило, не только дороги, но и их температурный диапазон обычно не очень велик. Здесь представлен недорогой контроллер температуры на базе микроконтроллера, который может считывать и контролировать температуру в диапазоне от нуля до 1000ºC. Температура в реальном времени отображается на его ЖК-экране, и вы можете использовать его для контроля температуры в пределах заданного минимального и максимального диапазона.

Схема цифрового регулятора температуры и работа
На рис. 2 показана принципиальная схема цифрового регулятора температуры. Схема построена на микроконтроллере PIC16F877A (IC1), прецизионном усилителе термопары AD8495 (IC2), термопаре K-типа (подключена к CON3), ЖК-дисплее 16×2 (LCD1), реле с одним переключением (RL1) и нескольких общих компонентах.

Выбор датчика. В основном существует два типа систем измерения температуры — системы прямого измерения температуры до 1000°C и системы косвенного измерения температуры для более высоких температур, где датчики температуры могут быть физически повреждены из-за высоких температур. Выбор датчика температуры зависит от диапазона температуры, которую вы хотите проверить. Существуют различные типы датчиков прямого измерения для различных температурных диапазонов (см. Таблицу I).

— Реклама —

Термопара. Здесь мы использовали термопару типа K для прямого измерения температуры до 1000ºC. В термопаре К-типа для формирования соединения используются два материала: хромель (Ni-Cr) и алюмель (Ni-Al). K-тип — недорогая и одна из самых популярных термопар общего назначения. Его рабочий диапазон составляет от -250 до +1350ºC с чувствительностью примерно 42 мкВ/ºC.

Микроконтроллер .

Сердцем системы является микроконтроллер PIC16F877A, представляющий собой маломощный, высокопроизводительный 8-разрядный микроконтроллер CMOS. Он включает в себя флэш-память 8 КБ, EEPROM 256 байт, RAM 368 байт, 33 контакта ввода/вывода (I/O), 10-битный 8-канальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), три таймера, сторожевой таймер с его собственный встроенный кварцевый генератор для надежной работы и синхронный интерфейс I2C.

Рис. 2: Принципиальная схема цифрового регулятора температуры

Контакты порта RD0–RD7 IC1 подключены к контактам D0–D7 ЖК-дисплея. Контакты порта с RB0 по RB2 подключены к регистру выбора RS, чтения/записи R/W и включения EN ЖК-дисплея. На канал АЦП RA0 микроконтроллера поступает аналоговый сигнал от термопарного усилителя IC2. Переключатели с S2 по S4 подключены к контактам порта с RC0 по RC2 IC1. Переключатели S2 и S3 используются для установки минимального и максимального пределов температуры соответственно. Переключатель S4 закрывается, чтобы запустить функцию АЦП и отобразить фактическую температуру.

Штырек порта RC3 управляет нагревательным элементом. Когда на контакте RC3 порта появляется «высокий уровень», транзистор T1 переходит в режим насыщения, а реле RL1 срабатывает, чтобы включить нагревательный элемент.

Кристалл 4 МГц подключен между контактами 13 и 14 микроконтроллера IC1 для обеспечения базовой тактовой частоты. Сброс при включении питания обеспечивается комбинацией резистора R2 и конденсатора С1. Переключатель S1 используется для ручного сброса. IC2 представляет собой прецизионный инструментальный усилитель со схемой компенсации холодного спая термопары. Входной сигнал для IC2 (приблизительно 42 мкВ/°C) генерируется тепловым эффектом термопары. IC2 выдает выходной сигнал (5 мВ/°C) непосредственно из сигнала термопары. При напряжении питания 5 В выходной сигнал 5 мВ/°C позволяет устройству покрывать почти 1000 градусов температурного диапазона термопары. Выход IC2 подключен к входному контакту АЦП RA0 микроконтроллера IC1.

Рис. 3: Принципиальная схема источника питания 5 ВРис. 4: Бит конфигурацииРис. 5: Совмещенный односторонний макет печатной платы в натуральную величину для контроллера температуры и цепей питания Рис. 6: Компоновка компонентов для печатной платы

Загрузите PDF-файлы с компоновкой печатной платы и компонентов: нажмите здесь

Загрузите исходный код: нажмите здесь

Схема блока питания показана на рис. 9В, 500мА от трансформатора X1. Это пониженное переменное напряжение выпрямляется мостовым выпрямителем BR1 и фильтруется конденсатором C10 перед подачей на IC3. Регулятор IC3 обеспечивает регулируемое питание 5 В постоянного тока. Свечение LED1 указывает на наличие питания в цепи.

Программное обеспечение
Программа написана на языке C и скомпилирована с помощью компилятора Hi-Tech вместе с MPLAB для генерации шестнадцатеричного кода. Сгенерированный шестнадцатеричный код записывается в микроконтроллер с помощью подходящего программатора с настройкой битов конфигурации, как показано на рис. 4. Программа хорошо прокомментирована и проста для понимания.

Конструкция и испытания
Односторонняя печатная плата цифрового регулятора температуры в реальном размере показана на рис. 5, а расположение ее компонентов на рис. 6. Соберите схему на печатной плате, чтобы сэкономить время и свести к минимуму ошибки сборки. . Тщательно соберите компоненты и перепроверьте на наличие любой пропущенной ошибки. Используйте подходящую базу IC для IC1. IC2 представляет собой микросхему SMD, поэтому ее необходимо припаять к стороне пайки на печатной плате. После правильной сборки и подключения схемы подключите питание 230 В, 50 Гц к первичной обмотке трансформатора, а вторичную обмотку трансформатора подключите к плате X1.

Установите любую минимальную и максимальную температуру с помощью ЖК-дисплея, нажав переключатели S2 и S3. Максимальная температура начнется с минимальной температуры +10 градусов. Если измеряемая температура превышает установленную максимальную температуру, реле RL1 обесточивается и нагревательный элемент отключается. Аналогичным образом, когда измеренная температура становится ниже заданной минимальной температуры, реле RL1 срабатывает и включается нагревательный элемент.

Чтобы проверить правильность работы цепи, проверьте питание 5 В на TP1 по отношению к TP0. TP2 является «низким», когда температура опускается ниже минимальной температуры, и остается в этом состоянии до тех пор, пока не будет достигнута максимальная температура.

---

Автор имеет степень бакалавра технических наук (электронная инженерия) в компании Dr A.I.T., Бенгалуру

Цепь регулятора температуры: что заставляет ее тикать?

Приложения управления предлагают множество проектных идей. Но, по правде говоря, с помощью правильной схемы можно управлять различными устройствами и приборами. Итак, возможно, вам нужен ответ на вопрос: что я могу сделать со схемой регулятора температуры?

Терморегулятор может делать многое, помимо включения и выключения термостата.

К счастью, эта статья расскажет вам, как построить схему контроля температуры и что с ней делать.

Начнем!

Что такое устройство контроля температуры?

Как следует из названия, устройства контроля температуры могут управлять нагревателями или другими устройствами в зависимости от температуры при воздействии холода или тепла.

Вы можете установить пороговое значение температуры и настроить контроллер температуры на отключение или включение любого подключенного к нему устройства.

Кроме того, эти устройства обеспечивают точный и точный контроль температуры при работе в различных промышленных, бытовых и даже медицинских целях.

Например, устройство контроля температуры идеально подойдет для чувствительных к температуре устройств, таких как инкубаторы.

Как работает переключатель регулятора температуры?

Реле контроля температуры работает в соответствии с установленным значением (порог температуры). Интересно, что он делает это, измеряя условия окружающей среды или устройства в комнате и сравнивая их с температурным порогом.

Затем контроллер температуры использует разницу между двумя значениями для определения действия, которое необходимо предпринять. В конце концов, он решит, нуждается ли устройство в нагреве или охлаждении.

Когда устройство завершает свои расчеты, оно отправляет выходной сигнал мощности. Этот выходной сигнал выполняет необходимые изменения. Кроме того, конечный элемент управления (нагреватель, вентилятор или другие устройства) принимает сигнал и охлаждает или нагревает подключенное устройство.

Представьте себе духовку с нагревателем, термопарой и контроллером, чтобы лучше понять, как она работает. Контроллер измеряет температуру термопары духовки и сравнивает ее с установленным порогом.

Кроме того, контроллер рассчитывает, как долго нагреватель будет продолжать работать, чтобы поддерживать условия окружающей среды в духовке.

Цепь контроля температуры

Вы можете создавать различные схемы контроля температуры, такие как:

• Цепь реле температуры

  Теперь давайте рассмотрим, как сделать эти схемы и как они работают.

  Цепь реле контроля температуры

  Во-первых, у нас есть схема контроля температуры, которую легко обойти. Это один из самых простых температурных контуров, но это не делает его менее эффективным. Короче говоря, это довольно практично для приложений автоматического контроля температуры.

  Этот регулятор температуры управляет реле, подключенным к контуру. Для этой задачи используется однокристальный датчик температуры LM35DZ.

  Когда температура превышает настройки температуры, реле начинает работать. Но, если температура опускается ниже точки, реле перестает работать.

  Компоненты Необходимы
  • LM35DZ (IC1)
  • TL431 (IC2)
  • LM358 (1C3)
  • D1-2: 1N4148 Diode (2)
  90999.4.109.109.1099.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.1099.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109.109. диод (13 В, 400 мВт)
  • PNP-транзистор (Q1)
  • Предустановка потенциометра: 2,2 кОм Порог температуры
  • Резисторы 1–6 (10 кОм, 4,7 МОм, 1,2 кОм, 1 кОм, 1 кОм и 33 Ом)
  • C1 — керамический или майларовый конденсатор (0,1 мкФ)
  • C2- Электролитический конденсатор (470 мкФ или 680 мкФ)
  • Малое реле
  Принцип работы

  Датчик температуры LM35DZ является центральным элементом этой схемы. Он работает со шкалой Цельсия и использует преобразование градусов в вольты для обеспечения точного контроля.

  Кроме того, LM35DZ изменяет свое выходное напряжение питания в соответствии с измеренной температурой. Кроме того, максимальная температура может составлять от нуля градусов (0 В) до 100 градусов Цельсия (1000 мВ).

  R3 (резистор) и VR1 (предустановка) этой схемы отвечают за настройку температуры схемы от 0В до 1,62В. Кроме того, операционный усилитель снижает опорное напряжение, чтобы предотвратить перегрузку VR1 и R3.

  Затем срабатывает компаратор и сравнивает выходное напряжение LM35DZ с настройками температуры. Он также решает, нужно ли реле включать или выключать.

  Реле контроля температуры с Arduino

  Эта схема контроля температуры отлично справляется с управлением реле вентиляторов постоянного тока. Самое интересное, что в схеме используется плата Arduino, а не только вентилятор постоянного тока. Таким образом, вы можете переключить вентилятор постоянного тока на лампочку или другие электрические устройства.

  Эта схема автоматически включает вентилятор или устройство, когда достигается максимальный предел температуры, и выключает его, когда она падает ниже.

  Вот что вам нужно для этого проекта:

  • Датчик температуры (LM35)
  • Arduino UNO
  • 16 x 2 ЖК-дисплея (1)
  • Батарея 9 В (1)
  • Релейный модуль 11190
    0
    0
  • Вентилятор постоянного тока 9 В/12 В

  Ниже приведены необходимые шаги.

  Шаг первый: выполните подключения

  Используйте приведенные ниже схемы для подключения всего оборудования:

  Релейные соединения 

  Подключение вентилятора постоянного тока

  Шаг второй: Программное время

  После настройки вашего оборудования вот эскиз Arduino для программной части: 

  Теперь у вас есть один цифровой датчик температуры, созданный с помощью Arduino. Но если ваш вентилятор по-прежнему не работает, проверьте соединения GND Arduino и аккумулятора.

  Кроме того, если вы ничего не видите на ЖК-дисплее после загрузки кода, измените потенциометр ЖК-дисплея. Затем продолжайте настройку, пока ЖК-дисплей не отреагирует.

  Вентилятор постоянного тока с регулируемой температурой

  В отличие от проекта Arduino, который включает только устройство, эта схема управляет вентилятором постоянного тока для поддержания температуры любого подключенного к нему устройства.

  Как и в других проектах, эта схема включает вентилятор, когда температура ядра превышает заданное значение, и выключает его, когда она падает. Он также полностью автоматический.

  Вот что вам нужно для этого проекта:

  • Термистор (4,7k NTC)
  • Voltage comparator (IC uA 741)
  • 12V Brushless DC fan (1)
  • VR (500K)
  • 1N4007
  • T1 (BD140)
  • R1 (4.7K)
  • R2 (47 Ω)
  Как это работает

  В схеме используется термистор NTC (отрицательный температурный коэффициент), который снижает сопротивление при повышении температуры. Когда схема нормализуется, вентилятор выключается. Но когда он становится горячее и превышает максимальную температуру, он активирует T1 в цепи.

  В этот момент включится вентилятор постоянного тока, чтобы охладить повышающуюся температуру. Когда все вернется в норму, вентилятор автоматически выключится. Кроме того, вы можете использовать электрическую энергию или батареи для питания этой схемы.

  Ниже приведены схемы, помогающие построить эту цепь:

  Схема цепи

  555 Схема контроллера температуры

  Вместе с микросхемой 555 работает термисторный резистивный делитель.

  С этой схемой вам не нужно будет регулировать источник питания. Разделительная сеть цепи способна справиться с этой задачей. Кроме того, в сеть входят регулируемый резистор (R3) и термисторы (R4 и R5)

  Как это работает

  Как и в предыдущем проекте, что-то происходит при повышении или понижении температуры. В этом случае снижение температуры активирует регулируемый нагреватель и временной цикл.