Comment assembler un régulateur de température à la maison
Un peu de théorie
Les capteurs de mesure les plus simples, y compris ceux qui répondent à la température, sont constitués d'un demi-bras de mesure de deux résistances, une de support et un élément qui modifie sa résistance en fonction de la température qui lui est ajustée. Ceci est plus clairement montré dans l'image ci-dessous.
Comme le montre le diagramme, la résistance R2 est un élément de mesure d'un thermostat fait maison, et R1, R3 et R4 sont le bras de support de l'appareil. Ceci est une thermistance. Il s'agit d'un dispositif conducteur qui modifie sa résistance avec la température.
Un élément du thermostat qui réagit à une modification de l'état du bras de mesure est un amplificateur intégré en mode comparateur. Ce mode fait passer la sortie du microcircuit de l'état désactivé à la position de fonctionnement lors d'un saut. Ainsi, en sortie du comparateur, nous n'avons que deux valeurs «on» et «off». La charge de la puce est un ventilateur PC. Lorsque la température atteint une certaine valeur dans les bras R1 et R2, un décalage de tension se produit, l'entrée de la micropuce compare la valeur sur les broches 2 et 3 et le comparateur commute. Le ventilateur refroidit l'objet nécessaire, sa température baisse, la résistance de la résistance change et le comparateur arrête le ventilateur. Ainsi, la température est maintenue à un niveau prédéterminé et le fonctionnement du ventilateur est contrôlé.
Présentation du schéma
La tension de la différence par rapport au bras de mesure est fournie à un transistor apparié avec un grand gain, et un relais électromagnétique agit comme un comparateur. Lorsque la bobine atteint une tension suffisante pour rétracter le noyau, elle est déclenchée et connectée via ses contacts des actionneurs. Lorsque la température réglée est atteinte, le signal sur les transistors diminue, la tension sur la bobine de relais chute simultanément et, à un moment donné, les contacts se désengagent et la charge utile est déconnectée.
Une caractéristique de ce type de relais est la présence hystérésis - il s'agit d'une différence de plusieurs degrés entre l'allumage et l'extinction d'un régulateur de température fait maison, en raison de la présence d'un relais électromécanique dans le circuit. Ainsi, la température fluctuera toujours de plusieurs degrés près de la valeur souhaitée. L'option d'assemblage fournie ci-dessous est pratiquement exempte d'hystérésis.
Schéma de principe d'un régulateur de température analogique pour un incubateur:
Ce schéma était très populaire pour la répétition en 2000, mais même maintenant, il n'a pas perdu sa pertinence et peut faire face à la fonction qui lui est assignée. Si vous avez accès à des pièces anciennes, vous pouvez assembler un contrôleur de température de vos propres mains presque gratuitement.
Le cœur du produit fait maison est l'amplificateur intégré K140UD7 ou K140UD8. Dans ce cas, il est connecté à une rétroaction positive et est un comparateur. L'élément thermosensible R5 est une résistance MMT-4 avec un TKE négatif, ce qui signifie que lorsqu'elle est chauffée, sa résistance diminue.
Le capteur à distance est connecté via un fil blindé. Pour réduire diaphonie et faux fonctionnement de l'appareil, la longueur du fil ne doit pas dépasser 1 mètre. La charge est contrôlée par le thyristor VS1 et la puissance maximale admissible du chauffage connecté dépend de sa puissance nominale. Dans ce cas, 150 watts, la clé électronique - le thyristor doit être installé sur un petit radiateur, pour évacuer la chaleur. Le tableau ci-dessous montre les valeurs nominales des éléments radio pour assembler le thermostat à la maison.
L'appareil n'a pas d'isolation galvanique du réseau 220 V, lors de la mise en place, attention, il y a une tension secteur sur les éléments du régulateur, ce qui met la vie en danger. Après l'assemblage, assurez-vous d'isoler tous les contacts et placez l'appareil dans un boîtier non conducteur. La vidéo ci-dessous explique comment assembler un thermostat sur des transistors:
Nous allons maintenant vous expliquer comment réaliser un régulateur de température pour un sol chaud. Le diagramme de travail est copié à partir d'un échantillon en série. Utile pour ceux qui veulent se familiariser et répéter, ou comme modèle pour dépanner l'appareil.
Le centre du circuit est une puce stabilisatrice connectée de manière inhabituelle, le LM431 commence à faire passer le courant à des tensions supérieures à 2,5 volts. C'est la grandeur de cette source interne de puce de tension de référence. À une valeur actuelle inférieure, il ne passe rien. Cette caractéristique a commencé à être utilisée dans divers schémas de régulateurs de température.
Comme vous pouvez le voir, le circuit classique avec un bras de mesure reste: R5, R4 - résistances supplémentaires diviseur de tensionet R9 est une thermistance. Lorsque la température change, un décalage de tension se produit à l'entrée 1 du microcircuit, et s'il atteint le seuil, la tension va plus loin selon le schéma. Dans cette conception, la charge de la puce TL431 est la LED de fonctionnement HL2 et l'optocoupleur U1, pour l'isolation optique du circuit de puissance des circuits de commande.
Comme dans la version précédente, l'appareil n'a pas de transformateur, mais il est alimenté par le circuit du condensateur d'extinction C1, R1 et R2, il est donc également sous une tension potentiellement mortelle, et vous devez être extrêmement prudent lorsque vous travaillez avec le circuit. Pour stabiliser la tension et atténuer les ondulations des surtensions du réseau, une diode Zener VD2 et un condensateur C3 sont installés dans le circuit. Pour indiquer visuellement la présence de tension sur l'appareil, la LED HL1 est installée. L'élément de contrôle de puissance est le triac VT136 avec un petit cerclage pour le contrôle via l'optocoupleur U1.
Avec ces valeurs nominales, la plage de contrôle se situe dans la plage de 30 à 50 ° C. Avec une complexité apparemment apparente, la conception est facile à configurer et à répéter. Un schéma illustratif du contrôleur de température sur la puce TL431, avec une alimentation externe de 12 volts pour une utilisation dans les systèmes domotiques, est présenté ci-dessous:
Ce thermostat est capable de contrôler un ventilateur d'ordinateur, un relais d'alimentation, des indicateurs lumineux, des alarmes sonores. Pour contrôler la température du fer à souder, il existe un circuit intéressant utilisant le même circuit intégré TL431.
Pour mesurer la température de l'élément chauffant, un thermocouple bimétallique est utilisé, qui peut être emprunté à un compteur à distance dans un multimètre ou acheté dans un magasin spécialisé de pièces radio.Pour augmenter la tension du thermocouple au niveau de réponse TL431, un amplificateur supplémentaire est installé sur le LM351. Le contrôle se fait via l'optocoupleur MOC3021 et le triac T1.
Lorsque vous allumez le thermostat dans le réseau, il est nécessaire de respecter la polarité, le moins du régulateur doit être sur le fil neutre, sinon la tension de phase apparaîtra sur le corps du fer à souder, à travers les fils du thermocouple. C'est le principal inconvénient de ce circuit, car tout le monde ne veut pas constamment vérifier que la fiche est branchée sur la prise, et si vous négligez cela, vous pouvez recevoir un choc électrique ou endommager les composants électroniques pendant le soudage. Le réglage de la plage est effectué par la résistance R3. Ce schéma assurera le long fonctionnement du fer à souder, éliminera sa surchauffe et augmentera la qualité de la soudure en raison de la stabilité du régime de température.
Une autre idée de l'assemblage d'un simple thermostat est discutée dans la vidéo:
Nous vous recommandons également d'examiner une autre idée de l'assemblage d'un thermostat pour un fer à souder:
Des exemples démontés de régulateurs de température sont suffisants pour répondre aux besoins d'un maître à domicile. Les schémas ne contiennent pas de pièces de rechange rares et coûteuses, sont faciles à répéter et n'ont pratiquement pas besoin d'être configurés. Ces produits faits maison peuvent facilement être adaptés pour réguler la température de l'eau dans le réservoir du chauffe-eau, surveiller la chaleur dans l'incubateur ou la serre et mettre à niveau le fer ou le fer à souder. De plus, vous pouvez restaurer un ancien réfrigérateur en refaisant le régulateur pour travailler avec des valeurs de température négatives en remplaçant les résistances dans le bras de mesure. Nous espérons que notre article était intéressant, que vous l'avez trouvé utile et que vous avez compris comment fabriquer un régulateur de température de vos propres mains à la maison! Si vous avez encore des questions, n'hésitez pas à les poser dans les commentaires.
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