3 Dokładne obwody termostatu lodówki - elektroniczne półprzewodnikowe

Chcesz wykonać dokładny termostat elektroniczny do swojej lodówki? Trzy unikalne konstrukcje termostatów półprzewodnikowych opisane w tym artykule zaskoczą Cię swoim „fajnym” działaniem.

Projekt nr 1: Wprowadzenie

Jednostka raz zbudowana i zintegrowana z jakimkolwiek odpowiednim urządzeniem natychmiast zacznie wykazywać lepszą kontrolę nad systemem, oszczędzając energię elektryczną, a także zwiększając żywotność urządzenia.

Konwencjonalne termostaty lodówki są drogie i niezbyt dokładne. Ponadto są one podatne na zużycie i dlatego nie są trwałe. Omówiono tutaj prosty i bardzo wydajny elektroniczny termostat do lodówki.

Co to jest termostat

Jak wszyscy wiemy, termostat to urządzenie, które jest w stanie wykryć określony poziom temperatury i wyzwolić lub przełączyć zewnętrzne obciążenie. Mogą to być urządzenia elektromechaniczne lub bardziej wyrafinowane typy elektroniczne.

Termostaty są zwykle kojarzone z urządzeniami klimatyzacyjnymi, chłodniczymi i do podgrzewania wody. W takich zastosowaniach urządzenie staje się krytyczną częścią systemu, bez której urządzenie może dosięgnąć i zacząć działać w ekstremalnych warunkach i ostatecznie ulec uszkodzeniu.

Regulacja przełącznika sterującego przewidzianego w powyższych urządzeniach zapewnia, że ​​termostat odcina zasilanie urządzenia, gdy temperatura przekroczy żądaną granicę i przełącza się z powrotem, gdy tylko temperatura powróci do dolnego progu.

W ten sposób temperatura wewnątrz lodówek lub temperatura w pomieszczeniu za pośrednictwem klimatyzatora jest utrzymywana w korzystnych zakresach.

Przedstawiony tutaj pomysł na obwód termostatu lodówki może być używany zewnętrznie na lodówce lub innym podobnym urządzeniu w celu sterowania jego działaniem.

Kontrolowanie ich działania można przeprowadzić poprzez podłączenie elementu czujnikowego termostatu do zewnętrznej kratki rozpraszającej ciepło, umieszczonej zwykle za większością urządzeń chłodzących wykorzystujących freon.

Konstrukcja jest bardziej elastyczna i ma szeroki zakres w porównaniu do wbudowanych termostatów i jest w stanie wykazać lepszą wydajność. Obwód może z łatwością zastąpić konwencjonalne projekty low tech, a ponadto jest znacznie tańszy w porównaniu z nimi.

Zrozummy, jak działa obwód:

Działanie obwodu

Schemat obok pokazuje prosty obwód zbudowany wokół IC 741, który jest zasadniczo skonfigurowany jako komparator napięcia. Tutaj zastosowano zasilacz bez transformatora, aby obwód był zwarty i półprzewodnikowy.

Konfiguracja mostka zawierająca R3, R2, P1 i NTC R1 na wejściu tworzy główne elementy czujnikowe obwodu.

Odwracające wejście układu scalonego jest ograniczone do połowy napięcia zasilania za pomocą sieci dzielników napięcia R3 i R4.

Eliminuje to potrzebę dostarczania podwójnego zasilania do układu scalonego, a obwód jest w stanie zapewnić optymalne wyniki nawet przy zasilaniu jednobiegunowym.

Napięcie odniesienia na wejściu nieodwracającym układu scalonego jest ustalane przez wstępnie ustawiony P1 w odniesieniu do NTC (ujemny współczynnik temperaturowy).

W przypadku, gdy sprawdzana temperatura ma tendencję do dryfowania powyżej pożądanych poziomów, rezystancja NTC spada, a potencjał na nieodwracającym wejściu IC przekracza ustawioną wartość odniesienia.

Powoduje to natychmiastowe przełączenie wyjścia układu scalonego, który z kolei przełącza stopień wyjściowy składający się z tranzystora, triaka, wyłączając obciążenie (ogrzewanie lub chłodzenie), aż temperatura osiągnie dolny próg.

Rezystor sprzężenia zwrotnego R5 do pewnego stopnia pomaga indukować histerezę w obwodzie, ważny parametr, bez którego obwód może dość szybko przerzucać się w odpowiedzi na nagłe zmiany temperatury.

Po zakończeniu montażu konfiguracja obwodu jest bardzo prosta i obejmuje następujące punkty:

PAMIĘTAJ, ŻE CAŁY OBWÓD JEST NA POTENCJALNYM SIECI SIECIOWYM AC, ZALECANA JEST TAKŻE SKRAJNA OSTROŻNOŚĆ PODCZAS PROCEDUR TESTOWYCH I USTAWIEŃ. UŻYWANIE DESKI DREWNIANEJ LUB INNEGO MATERIAŁU IZOLACYJNEGO POD STÓP JEST ŚCISŁO ZALECANE, TAKŻE UŻYWAJ NARZĘDZI ELEKTRYCZNYCH, KTÓRE SĄ DOKŁADNIE IZOLOWANE W POBLIŻU I WOKÓŁ OBSZARU CHWYTANIA.

Jak skonfigurować obwód elektronicznego termostatu lodówki

Będziesz potrzebował przykładowego źródła ciepła dokładnie dostosowanego do żądanego poziomu progu odcięcia obwodu termostatu.

Włączyć obwód i wprowadzić i podłączyć powyższe źródło ciepła za pomocą NTC.

Teraz dostosuj ustawienie wstępne tak, aby wyjście tylko się przełączało (zaświeciła się dioda wyjścia).
Oddal źródło ciepła od NTC, w zależności od histerezy obwodu wyjście powinno wyłączyć się w ciągu kilku sekund.

Powtórz procedurę wielokrotnie, aby potwierdzić jego prawidłowe działanie.

Na tym kończy się konfiguracja tego termostatu lodówki i jest on gotowy do integracji z dowolną lodówką lub podobnym gadżetem w celu dokładnej i trwałej regulacji jego działania.

Lista części

• R1 = 10 tys. NTC,
• R2 = wstępnie ustawione 10K
• R3, R4 = 10K
• R5 = 100K
• R6 = 510E
• R7 = 1K
• R8 = 1 M.
• R9 = 56 OHM / 1 wat
• C1 = 105 / 400V
• C2 = 100 uF / 25 V.
• D2 = 1N4007
• Z1 = 12V, 1 watowa dioda Zenera

Projekt nr 2: Wprowadzenie

2) Poniżej opisano inny prosty, ale skuteczny obwód elektronicznego termostatu lodówki. Post jest oparty na prośbie przesłanej mi przez pana Andy'ego. Proponowany pomysł obejmuje tylko jeden układ scalony LM 324 jako główny aktywny składnik. Dowiedzmy się więcej. Email, który otrzymałem od pana Andy'ego:

Cel obwodu

1. Jestem Andy z Caracas. Widziałem, że masz doświadczenie z termostatami i innymi konstrukcjami elektronicznymi, więc mam nadzieję, że możesz mi pomóc. Muszę wymienić niedziałający mechaniczny termostat w lodówce. Przepraszam, że nie napisałem bezpośrednio na blogu. Myślę, że to za dużo tekstu.
2. Postanowiłem zbudować inny schemat.
3. Działa dobrze, ale tylko dla dodatnich temperatur. Potrzebuję schematu do działania od -5 Celsjusza do +4 Celsjusza (aby użyć VR1 do ustawienia temperatury wewnątrz lodówki w zakresie od -5 Celsjusza do +4 Celsjusza, jak to robił stare pokrętło termostatu).
4. Na schemacie zastosowano LM35DZ (0 Celsjusza do 100 Celsjusza). Używam LM35CZ (-55 Celsjusza do +150 Celsjusza). Aby LM35CZ wysyłał ujemne napięcie, umieściłem rezystor 18k między pinem 2 LM35 a ujemnym z zasilacza (pin 4 LM358). (jak na stronie 1 lub 7 (rysunek 7) w arkuszu danych).
5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
6. Ponieważ używam stabilizowanego zasilacza 5,2 V, użyłem następujących modyfikacji: 1.ZD1, R6 nie działają. R5 ma 550 omów.
7. 2. VR1 to 5K zamiast 2,2K (nie mogłem znaleźć potencjometru 2,2K) Konstrukcja nie działa w temperaturach poniżej 0 stopni Celsjusza. Co jeszcze powinienem zmodyfikować?
8. Przy 24 stopniach Celsjusza LM35CZ daje 244mVAt -2 Celsjusza, LM35CZ daje -112mV (przy -3 Celsjusza to -113mV) Przy -2 stopniach Celsjusza napięcie pomiędzy TP1 i GND można ustawić z VR1 od 0 do 2,07v Dziękuję !

Ocena obwodu:

Rozwiązanie jest prawdopodobnie znacznie prostsze, niż mogłoby się wydawać.

Zasadniczo obwód reaguje tylko na dodatnie temperatury, ponieważ zawiera pojedyncze zasilanie. Za sprawienie, by reagował na ujemne temperatury. obwód, a raczej wzmacniacze operacyjne, muszą być zasilane dwoma napięciami zasilania.

To z pewnością rozwiąże problem bez konieczności modyfikowania czegokolwiek w obwodzie.

Chociaż powyższy obwód wygląda znakomicie, nowi hobbystom układy scalone LM35 i TL431 mogą się wydawać dość nieznane i trudne do skonfigurowania. Podobny typ obwodu elektronicznego termostatu lodówki można zbudować przy użyciu tylko jednego układu scalonego LM324 i zwykłej diody 1N4148 jako czujnik.

Poniższy rysunek przedstawia proste okablowanie wykonane wokół quad opamp IC LM324 .

A1 wytwarza wirtualne uziemienie do wzmacniaczy operacyjnych obwodu czujnikowego, dzięki czemu w bardzo prosty sposób tworzy podwójne zasilanie, unikając skomplikowanego i nieporęcznego okablowania. A2 tworzy etap wykrywania, który wykorzystuje `` diodę ogrodową '' 1N4148 do wykonywania wszystkich pomiarów temperatury.

A2 wzmacnia różnice generowane na diodzie i przesyła ją do następnego etapu, w którym A3 jest skonfigurowany jako komparator.

Końcowy wynik uzyskany z wyjścia A4 jest ostatecznie podawany do kolejnego stopnia komparatora składającego się z A4 i kolejnego stopnia sterownika przekaźnika. Przekaźnik steruje włączaniem / wyłączaniem sprężarki lodówki zgodnie z ustawieniem parametru P1.

P1 należy ustawić tak, aby zielona dioda LED wyłączała się tylko przy -5 stopniach lub w każdej innej niższej temperaturze, zgodnie z wymaganiami użytkownika Następnie należy ustawić P2 tak, aby przekaźnik wyzwalał się tylko w powyższym stanie.

W rzeczywistości R13 należy zastąpić ustawieniem wstępnym 1M. To ustawienie wstępne powinno być tak wyregulowane, aby przekaźnik wyłączał się po prostu przy około 4 stopniach Celsjusza lub przy każdej innej bliższej wartości, w zależności od preferencji użytkownika.

Projekt nr 3

3) O trzeci pomysł na obwód, wyjaśniony poniżej, zwrócił się do mnie jeden z zapalonych czytelników tego bloga, pan Gustavo. Opublikowałem jeden podobny obwód automatycznego termostatu lodówki, jednak obwód ten miał wykrywać wyższy poziom temperatury dostępny na tylnej bocznej siatce lodówek.

Pan Gustavo nie do końca docenił ten pomysł i poprosił mnie o zaprojektowanie obwodu termostatu lodówki, który czułby raczej niską temperaturę wewnątrz lodówki, a nie wysoką temperaturę z tyłu lodówki.

Więc przy pewnym wysiłku mogłem odkryć obecny SCHEMAT OBWODÓW lodówki kontroler temperatury , nauczmy się tej idei z następujących punktów:

Jak działa obwód

Koncepcja nie jest zbyt nowa, ani wyjątkowa, jest to zwykła koncepcja komparatora, która została tutaj włączona.

IC 741 został zmontowany w swoim standardowym trybie komparatora, a także jako nieodwracający obwód wzmacniacza.

Termistor NTC staje się głównym elementem czujnikowym i jest szczególnie odpowiedzialny za wykrywanie niskich temperatur.

NTC oznacza ujemny współczynnik temperaturowy, co oznacza, że ​​rezystancja termistora będzie rosła wraz ze spadkiem temperatury wokół niego.

Należy zauważyć, że NTC musi być ocenione zgodnie z podanymi specyfikacjami, w przeciwnym razie system nie będzie działał zgodnie z przeznaczeniem.

Nastawa P1 służy do ustawiania punktu zadziałania układu scalonego.

Gdy temperatura wewnątrz lodówki spadnie poniżej poziomu progowego, rezystancja termistora staje się wystarczająco wysoka i zmniejsza napięcie na bolcu odwracającym poniżej poziomu napięcia na bolcu nieodwracającym.

To natychmiast powoduje, że wyjście IC staje się wysokie, aktywując przekaźnik i wyłączając sprężarkę lodówki.

P1 należy ustawić w taki sposób, aby wyjście wzmacniacza operacyjnego stało się wysokie przy około zera stopni Celsjusza.

Mała histereza wprowadzona przez obwód jest dobrodziejstwem, a raczej błogosławieństwem w nieszczęściu, ponieważ dzięki temu obwód nie przełącza się szybko na poziomach progowych, a raczej reaguje dopiero po wzroście temperatury do około kilku stopni powyżej poziomu wyzwalania.

Na przykład załóżmy, że jeśli poziom wyzwalania jest ustawiony na zero stopni, układ scalony wyłączy przekaźnik w tym momencie i sprężarka lodówki zostanie również wyłączona, temperatura wewnątrz lodówki zacznie teraz rosnąć, ale IC nie przełącza się z powrotem natychmiast, ale zachowuje swoją pozycję, dopóki temperatura nie wzrośnie o co najmniej 3 stopnie Celsjusza powyżej zera.

Były to 3 dokładne i niezawodne projekty termostatów, które można zbudować i zainstalować w lodówce w celu uzyskania wymaganej kontroli temperatury.

Jeśli masz dalsze pytania, możesz to samo wyrazić w komentarzach