Thể loại: Điện tử thực hành, Tự động hóa nhà
Số lượt xem: 104853
Bình luận về bài viết: 13
Do-it-mình nhiệt cho một hầm
Lựa chọn cảm biến cho nhiệt
Bộ điều chỉnh nhiệt độ trong cuộc sống hàng ngày được sử dụng trong nhiều thiết bị khác nhau, từ tủ lạnh đến bàn là và bàn là hàn. Có lẽ, không có đài phát thanh nghiệp dư sẽ bỏ qua một kế hoạch như vậy. Thường được sử dụng như một cảm biến nhiệt độ hoặc cảm biến trong các thiết kế nghiệp dư khác nhau nhiệt điện, bóng bán dẫn hoặc điốt. Hoạt động của các bộ điều khiển nhiệt độ như vậy khá đơn giản, thuật toán hoạt động còn sơ khai và kết quả là một mạch điện đơn giản.
Duy trì nhiệt độ cài đặt được thực hiện bằng cách bật / tắt yếu tố làm nóng (TEN): ngay khi nhiệt độ đạt đến giá trị cài đặt, nó sẽ hoạt động thiết bị so sánh (bộ so sánh) và lò sưởi đã tắt. Nguyên tắc điều chỉnh này được thực hiện trong tất cả các cơ quan quản lý đơn giản. Có vẻ như mọi thứ đều đơn giản và dễ hiểu, nhưng điều này chỉ cho đến khi nó đến với các thí nghiệm thực tế.
Quá trình khó khăn và tốn thời gian nhất trong sản xuất máy điều nhiệt "đơn giản" là điều chỉnh nhiệt độ mong muốn. Để xác định các điểm đặc trưng của thang đo nhiệt độ, trước tiên, chúng tôi đề xuất trước tiên nhúng cảm biến vào một bình chứa băng tan (nhiệt độ này là 0 độ C), sau đó trong nước sôi (100 độ).
Sau khi "hiệu chuẩn" bằng cách dùng thử và lỗi bằng nhiệt kế và vôn kế, nhiệt độ cần thiết được đặt. Sau những thí nghiệm như vậy, kết quả không phải là tốt nhất.
Bây giờ, các công ty khác nhau sản xuất nhiều cảm biến nhiệt độ đã được hiệu chỉnh trong quá trình sản xuất. Đây chủ yếu là các cảm biến được thiết kế để làm việc với vi điều khiển. Thông tin ở đầu ra của các cảm biến này là kỹ thuật số, nó được truyền qua giao diện hai chiều 1 dây, cho phép bạn tạo toàn bộ mạng dựa trên các thiết bị tương tự. Nói cách khác, rất đơn giản để tạo ra một nhiệt kế đa điểm, để kiểm soát nhiệt độ, ví dụ, trong nhà và bên ngoài, và thậm chí không ở trong một phòng.
Trong sự phong phú của các cảm biến kỹ thuật số thông minh, một thiết bị khiêm tốn có vẻ tốt LM335 và các biến thể của nó là 235, 135. Chữ số đầu tiên trong đánh dấu cho biết mục đích của thiết bị: 1 tương ứng với sự chấp nhận của quân đội, 2 sử dụng công nghiệp và ba chỉ ra việc sử dụng thành phần này trong các thiết bị gia dụng.
Nhân tiện, cùng một hệ thống ký hiệu thanh mảnh là đặc trưng của nhiều bộ phận nhập khẩu, ví dụ, bộ khuếch đại hoạt động, bộ so sánh, và nhiều bộ phận khác. Sự tương tự trong nước của các chỉ định như vậy là việc đánh dấu các bóng bán dẫn, ví dụ, 2T và CT. Cái trước được dùng cho quân đội, và cái sau được sử dụng rộng rãi. Nhưng đã đến lúc quay trở lại LM335 đã quen thuộc.
Ở bên ngoài, cảm biến này trông giống như một bóng bán dẫn công suất thấp trong vỏ nhựa TO - 92, nhưng bên trong nó có 16 bóng bán dẫn. Cảm biến này cũng có thể nằm trong trường hợp SO - 8, nhưng không có sự khác biệt giữa chúng. Sự xuất hiện của cảm biến được hiển thị trong Hình 1.
Hình 1. Sự xuất hiện của cảm biến LM335
Theo nguyên lý hoạt động, cảm biến LM335 là một diode zener, trong đó điện áp ổn định phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng thêm một độ Kelvin, điện áp ổn định tăng thêm 10 millivolt. Một sơ đồ nối dây điển hình được thể hiện trong Hình 2.
Hình 2. Sơ đồ nối dây cảm biến điển hìnhLM335
Khi nhìn vào hình này, bạn có thể hỏi ngay điện trở của điện trở R1 là gì và điện áp cung cấp với mạch chuyển đổi như vậy là gì. Câu trả lời có trong tài liệu kỹ thuật, trong đó nói rằng hoạt động bình thường của sản phẩm được đảm bảo trong phạm vi hiện tại là 0,45 ... 5,00 milliamp. Cần lưu ý rằng không nên vượt quá giới hạn 5 mA, vì cảm biến sẽ quá nóng và đo nhiệt độ của chính nó.
Cảm biến LM335 sẽ hiển thị những gì
Theo tài liệu (Bảng dữ liệu), cảm biến được hiệu chuẩn theo thang đo Kelvin tuyệt đối. Nếu chúng ta giả sử rằng nhiệt độ trong nhà là -273,15 ° C và đây là một số 0 tuyệt đối theo Kelvin, thì cảm biến trong câu hỏi sẽ hiển thị điện áp bằng không. Với việc tăng nhiệt độ theo từng độ, điện áp đầu ra của diode zener sẽ tăng thêm khoảng 10mV hoặc 0,010V.
Để chuyển nhiệt độ từ thang đo Celsius thông thường sang thang đo Kelvin, chỉ cần thêm 273,15. Chà, khoảng 0,15 họ luôn quên mọi thứ, vì vậy nó chỉ là 273, và hóa ra 0 ° C là 0 + 273 = 273 ° K
Trong sách giáo khoa vật lý, 25 ° C được coi là nhiệt độ bình thường, và theo Kelvin, nó chỉ ra 25 + 273 = 298, hay đúng hơn là 298,15. Điểm này được đề cập trong biểu dữ liệu là điểm hiệu chuẩn cảm biến duy nhất. Do đó, ở nhiệt độ 25 ° C, đầu ra của cảm biến phải là 298,15 * 0,010 = 2,9815V.
Phạm vi hoạt động của cảm biến nằm trong phạm vi -40 ... 100 ° C và trong toàn bộ phạm vi, đặc tính của cảm biến là rất tuyến tính, giúp bạn dễ dàng tính toán số đọc của cảm biến ở bất kỳ nhiệt độ nào: trước tiên bạn cần chuyển đổi nhiệt độ theo độ C sang độ Kelvin. Sau đó nhân nhiệt độ kết quả với 0,010V. Số 0 cuối cùng trong số này cho biết rằng điện áp trong Volts được biểu thị với độ chính xác là 1 mV.
Tất cả những cân nhắc và tính toán này sẽ dẫn đến ý tưởng rằng trong quá trình sản xuất máy điều nhiệt, bạn sẽ không phải tốt nghiệp bất cứ điều gì bằng cách nhúng cảm biến vào nước sôi và trong băng tan. Chỉ cần tính toán điện áp ở đầu ra của LM335 là đủ, sau đó nó chỉ còn đặt điện áp này làm tham chiếu ở đầu vào của bộ so sánh (bộ so sánh).
Một lý do khác để sử dụng LM335 trong thiết kế của nó là giá thấp. Trong cửa hàng trực tuyến, bạn có thể mua nó với giá khoảng 1 đô la. Có lẽ giao hàng sẽ có giá cao hơn. Sau tất cả những cân nhắc lý thuyết này, chúng ta có thể tiến hành phát triển mạch điện của bộ điều nhiệt. Trong trường hợp này, cho hầm.
Sơ đồ của bộ điều nhiệt cho hầm
Để thiết kế bộ điều chỉnh nhiệt cho hầm dựa trên cảm biến nhiệt độ tương tự LM335, không có gì mới phải được phát minh. Nó là đủ để tham khảo tài liệu kỹ thuật (Bảng dữ liệu) cho thành phần này. Bảng dữ liệu chứa tất cả các cách mà cảm biến có thể được sử dụng, bao gồm cả bộ điều khiển nhiệt độ.
Nhưng sơ đồ này có thể được coi là chức năng, qua đó có thể nghiên cứu nguyên tắc làm việc. Trong thực tế, bạn sẽ phải bổ sung nó với một thiết bị đầu ra cho phép bạn bật lò sưởi của một nguồn điện nhất định và, tất nhiên, một nguồn cung cấp năng lượng và, có thể, có thể, các chỉ số hoạt động. Các nút này sẽ được thảo luận sau, nhưng bây giờ hãy xem tài liệu độc quyền cung cấp những gì, nó cũng là bảng dữ liệu. Mạch, như nó là, được hiển thị trong Hình 3.
Hình 3. Sơ đồ kết nối cảm biếnLM335
Bộ so sánh hoạt động như thế nào
Cơ sở của sơ đồ đề xuất là bộ so sánh LM311, còn gọi là 211 hoặc 111. Giống như tất cả bộ so sánhCác 311 có hai đầu vào và đầu ra. Một trong những đầu vào (2) là trực tiếp và được biểu thị bằng dấu +. Một đầu vào khác là nghịch đảo (3) được biểu thị bằng dấu trừ. Đầu ra của bộ so sánh là chân 7.
Logic của bộ so sánh khá đơn giản. Khi điện áp ở đầu vào trực tiếp (2) lớn hơn ở nghịch đảo (3), mức cao được đặt ở đầu ra của bộ so sánh. Các bóng bán dẫn mở và kết nối tải. Trong Hình 1, đây ngay lập tức là một lò sưởi, nhưng đây là một sơ đồ chức năng. Một chiết áp trực tiếp được kết nối với đầu vào trực tiếp, đặt ngưỡng cho bộ so sánh, tức là cài đặt nhiệt độ.
Khi điện áp ở đầu vào nghịch đảo lớn hơn ở trực tiếp, mức đầu ra của bộ so sánh sẽ thấp. Cảm biến nhiệt độ LM335 được kết nối với đầu vào nghịch đảo, vì vậy khi nhiệt độ tăng (lò sưởi đã được bật), điện áp ở đầu vào nghịch đảo sẽ tăng.
Khi điện áp cảm biến đạt đến ngưỡng được đặt bằng chiết áp, bộ so sánh sẽ chuyển sang mức thấp, bóng bán dẫn sẽ đóng và tắt lò sưởi. Sau đó, toàn bộ chu kỳ sẽ được lặp lại.
Hoàn toàn không còn gì - trên cơ sở sơ đồ chức năng được xem xét để phát triển một sơ đồ thực tế, đơn giản và giá cả phải chăng nhất có thể cho những người đam mê radio nghiệp dư mới bắt đầu. Một sơ đồ thực tế có thể được hiển thị trong Hình 4.
Hình 4
Một vài lời giải thích cho khái niệm này
Dễ dàng thấy rằng bố cục cơ bản đã thay đổi một chút. Trước hết, thay vì lò sưởi, bóng bán dẫn sẽ bật rơle, và những gì sẽ bật rơle về điều này một lát sau. Một tụ điện điện phân C1 cũng xuất hiện, mục đích của nó là làm phẳng các gợn điện áp ở diode zener 4568. Nhưng hãy nói về mục đích của các chi tiết chi tiết hơn.
Công suất của cảm biến nhiệt độ và bộ chia điện áp của cài đặt nhiệt độ R2, R3, R4 được ổn định chất ổn định tham số R1, 1N4568, C1 với điện áp ổn định 6.4V. Ngay cả khi toàn bộ thiết bị được cấp nguồn từ nguồn ổn định, bộ ổn định bổ sung sẽ không bị tổn thương.
Giải pháp này cho phép bạn cấp nguồn cho toàn bộ thiết bị từ nguồn có thể chọn điện áp tùy thuộc vào điện áp của cuộn dây rơle có sẵn. Nhiều khả năng, nó sẽ là 12 hoặc 24V. Nguồn điện thậm chí có thể không ổn định, chỉ cầu diode với tụ điện. Nhưng tốt hơn hết là không nên sử dụng bộ ổn định tích hợp 7812 trong bộ nguồn, nó cũng sẽ bảo vệ chống đoản mạch.
Nếu chúng ta đang nói về rơle, những gì có thể được áp dụng trong trường hợp này? Trước hết, đây là những rơle kích thước nhỏ hiện đại, giống như những cái được sử dụng trong máy giặt. Sự xuất hiện của rơle được thể hiện trong Hình 5.
Hình 5. Rơle cỡ nhỏ
Đối với tất cả kích thước thu nhỏ của chúng, các rơle như vậy có thể chuyển đổi dòng điện lên đến 10A, cho phép chuyển đổi tải lên đến 2KW. Đây là nếu cho tất cả 10A, nhưng bạn không cần phải làm điều đó. Điều tối đa mà bạn có thể bật rơle như vậy là một lò sưởi có công suất không quá 1 kW, bởi vì phải có ít nhất một số loại lề an toàn trên lề!
Sẽ rất tốt nếu rơle sẽ bao gồm các liên hệ khởi động từ Dòng PME, hãy để một mình bật lò sưởi. Đây là một trong những tùy chọn chuyển đổi tải đáng tin cậy nhất. Các tùy chọn kết nối khác được mô tả trong bài viết. "Cách kết nối tải với thiết bị điều khiển trên microcircuits". Nhưng thực tế cho thấy tùy chọn với một bộ khởi động từ có lẽ là đơn giản và đáng tin cậy nhất. Một triển khai có thể có của tùy chọn này được hiển thị trong Hình 6.
Hình 6
Cung cấp năng lượng nhiệt
Bộ cấp nguồn của thiết bị không ổn định và do bộ điều chỉnh nhiệt độ (một microcircuit và một bóng bán dẫn) gần như không tiêu thụ điện, nên bất kỳ bộ điều hợp mạng nào do Trung Quốc sản xuất đều phù hợp làm nguồn điện.
Nếu bạn thực hiện một nguồn cung cấp năng lượng, như thể hiện trong sơ đồ, thì một biến áp nguồn nhỏ từ một máy ghi băng ghi âm cassette hoặc một cái gì đó khác là khá phù hợp. Điều chính là điện áp trên cuộn thứ cấp không được vượt quá 12,14V. Với điện áp thấp hơn, rơle sẽ không hoạt động và với điện áp cao hơn, nó có thể bị cháy.
Nếu điện áp đầu ra của máy biến áp nằm trong khoảng 17 ... 19V, thì ở đây bạn không thể làm gì nếu không có bộ ổn định. Điều này không đáng sợ, bởi vì các chất ổn định tích hợp hiện đại chỉ có 3 đầu ra, không quá khó để hàn chúng.
Tải vào
Transitor mở VT1 bật rơle K1, do tiếp điểm K1.1 của nó bật K2 khởi động từ. Các tiếp điểm của bộ khởi động từ K2.1 và K2.2 kết nối bộ gia nhiệt với mạng. Cần lưu ý rằng máy sưởi bật ngay lập tức với hai tiếp điểm. Giải pháp này đảm bảo rằng khi bộ khởi động bị ngắt kết nối, pha sẽ không còn trên tải, trừ khi, tất nhiên, mọi thứ đều theo thứ tự.
Vì hầm ẩm, đôi khi rất ẩm ướt, về mặt an toàn điện là rất nguy hiểm, tốt nhất nên kết nối toàn bộ thiết bị bằng cách sử dụng RCD theo tất cả các yêu cầu cho hệ thống dây điện hiện đại. Các quy tắc của hệ thống dây điện trong tầng hầm có thể được tìm thấy trong bài viết này.
Nên làm nóng
Đề án điều chỉnh nhiệt độ cho hầm được công bố rất nhiều.Một khi chúng được xuất bản bởi tạp chí Modelist-Kostruktor và các ấn phẩm in ấn khác, nhưng bây giờ tất cả sự phong phú này đã được chuyển sang Internet. Những bài viết này cung cấp các khuyến nghị về cách làm nóng.
Ai đó cung cấp đèn sợi đốt hàng trăm watt thông thường, lò sưởi hình ống của thương hiệu TEN, bộ tản nhiệt dầu (có thể ngay cả với một bộ điều chỉnh lưỡng kim bị lỗi). Nó cũng được đề xuất sử dụng máy sưởi trong nước với quạt tích hợp. Điều chính là không có quyền truy cập trực tiếp đến các bộ phận sống. Do đó, bếp điện cũ với hình xoắn ốc mở và máy sưởi dê tự chế Không sử dụng trong mọi trường hợp.
Kiểm tra cài đặt trước
Nếu thiết bị được lắp ráp không có lỗi từ các bộ phận có thể bảo trì, thì không cần điều chỉnh đặc biệt. Nhưng trong mọi trường hợp, trước khi khởi động đầu tiên, bắt buộc phải kiểm tra chất lượng cài đặt: không có dấu hàn hoặc ngược lại trên bảng mạch in. Và bạn không được quên thực hiện những hành động này, chỉ coi đó là một quy tắc. Điều này đặc biệt đúng đối với các cấu trúc kết nối với mạng điện.
Cài đặt bộ điều chỉnh nhiệt
Nếu sự bao gồm đầu tiên của cấu trúc xảy ra mà không có khói và vụ nổ, thì điều duy nhất cần làm là đặt điện áp tham chiếu ở đầu vào trực tiếp của bộ so sánh (chân 2), theo nhiệt độ mong muốn. Để làm điều này, bạn cần phải thực hiện một số tính toán.
Giả sử rằng nhiệt độ trong hầm phải được duy trì ở mức +2 độ C. Sau đó, đầu tiên chúng tôi dịch nó sang độ Kelvin, sau đó chúng tôi nhân kết quả với 0,010V, kết quả là điện áp tham chiếu, nó cũng là cài đặt nhiệt độ.
(273,15 + 2) * 0,010 = 2,7515 (V)
Nếu giả sử rằng bộ điều nhiệt phải duy trì nhiệt độ, ví dụ +4 độ, thì sẽ thu được kết quả sau: (273,15 + 4) * 0,010 = 2,7715 (V)
Boris Aladyshkin
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: