DIY termostat do samodzielnego montażu

Niezwykłe zastosowanie regulowanej diody Zenera TL431. Prosty kontroler temperatury. Opis i schemat

Każdy, kto kiedykolwiek brał udział w naprawach nowoczesnych zasilaczy komputerowych lub różne ładowarki - w przypadku telefonów komórkowych do ładowania „palcowych” baterii AAA i AA dobrze znany jest mały szczegół TL431. To jest tak zwane regulowana dioda Zenera (krajowy analog KR142EN19A). Tutaj naprawdę można powiedzieć: „Mała szpula, tak kochanie”.

Logika diody Zenera jest następująca: gdy napięcie na elektrodzie kontrolnej przekracza 2,5 V (ustalone przez wewnętrzne napięcie odniesienia), dioda Zenera, która jest zasadniczo mikroukładem, jest otwarta.

W tym stanie przepływa przez nie prąd i obciążenie. Jeśli napięcie spadnie nieco poniżej określonego progu, dioda Zenera zamyka się i odłącza obciążenie.

Gdy taka dioda Zenera jest używana w źródłach zasilania, emitująca dioda LED transoptora kontrolującego tranzystor mocy jest najczęściej używana jako obciążenie.

Dzieje się tak w przypadkach, gdy konieczna jest izolacja galwaniczna obwodów pierwotnego i wtórnego. Jeśli taka izolacja nie jest wymagana, wówczas dioda Zenera może bezpośrednio kontrolować tranzystor mocy.

Moc wyjściowa mikroukładu diody Zenera jest taka, że ​​za jego pomocą można sterować przekaźnikiem małej mocy. To pozwoliło na wykorzystanie go w konstrukcji regulatora temperatury.

W proponowanym projekcie dioda Zenera jest używana jako komparator. Jednocześnie ma tylko jedno wejście: drugie wejście nie jest wymagane do zasilania napięcia odniesienia, ponieważ jest generowane wewnątrz tego mikroukładu.

To rozwiązanie pozwala uprościć projekt i zmniejszyć liczbę części. Teraz, podobnie jak w opisie każdego projektu, należy powiedzieć kilka słów o szczegółach, a właściwie o zasadzie działania tego termostatu.

Prosty obwód tremoregulatora

Napięcie na elektrodzie sterującej 1 ustawia się za pomocą dzielnika R1, R2 i R4. Ponieważ stosuje się R4 termistor z ujemnym TCR, zatem po podgrzaniu jego oporność maleje. Gdy napięcie na pinie 1 powyżej układu 2,5 V jest otwarte, przekaźnik jest włączony.

Kontakty przekaźnikowe obejmują triak D2, który obejmuje obciążenie. Wraz ze wzrostem temperatury spada rezystancja termistora, przez co napięcie na zacisku 1 spada poniżej 2,5 V - przekaźnik zostaje wyłączony, obciążenie zostaje wyłączone.

Za pomocą zmiennego rezystora R1 ustawia się temperaturę termostatu.

Czujnik temperatury powinien znajdować się w obszarze pomiaru temperatury: jeśli jest to na przykład kocioł elektryczny, czujnik należy przymocować do rury wychodzącej z kotła.

Włączenie triaka za pomocą przekaźnika zapewnia galwaniczną izolację termistora od sieci.

Termistor typu KMT, MMT, CT1. Jako przekaźnik można zastosować RES-55A z uzwojeniem 10 ... 12V. Triak KU208G pozwala włączyć obciążenie do 1,5 kW. Jeśli obciążenie nie przekracza 200 W, triak może działać bez użycia grzejnika.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1]

Masz piękną stronę, wszystko jest napisane jasnym językiem, a schematy są bardzo proste (miejmy nadzieję, że są wiarygodne), co jest szczególnie przyjemne.

W odniesieniu do tego obwodu pytanie brzmi: dioda D1 wskazana na obwodzie nie jest wskazana w opisie obwodu. Który powinienem wziąć?

Udało mi się znaleźć na starym zasilaczu mikroukład w tym samym przypadku co TL431, ale oznaczony jest az 431. Gdzieś w sieci przeczytałem, że jest taki sam. Czy tak jest

Dlaczego przekaźnik włącza triak? Czy można po prostu podłączyć 220 V do przekaźnika, jeśli obciążenie jest dopuszczalne w granicach 200 watów?

[#2 andy78]

Dioda - dowolna o napięciu wstecznym co najmniej 30 woltów.

AZ431 - ta sama regulowana dioda Zenera, tylko od innego producenta, analog TL431.

RES55 - przekaźnik kontaktronowy. Przełączana moc jest bardzo mała - 7,5 wata (jest jeszcze 15 watów). Bez triaka nie zadziała. Triak w obwodzie pełni rolę elementu przełączającego, klucza, który zamienia obwód obciążenia. W artykule wspomniano o maksymalnym obciążeniu 200 W w tym sensie, że poniżej tej mocy można użyć triaka bez grzejnika, ale obecność triaka jest obowiązkowa.

[#3]

Schemat jest zbyt mały, wartości nie są widoczne. Proszę go powiększyć.

[#4 andy78]

Oto link do obwodu regulatora temperatury na regulowanej diodzie Zenera TL431 na większą skalę: https://electro-pl.tomathouse.com/termoregul.png

[#5]

Kupiłem trochę chińskiego przekaźnika. Jest zapisany 12VDC (jest włączony włącznie z uzwojeniem).

Przełączenie 5A 250VAC. Przy jakiej mocy przełączania wystarczy przekaźnik? Potrzebujesz około 200 W.

Nawiasem mówiąc, próbuję zamontować grzałkę do akwarium dla ryb z rezystorów MLT-2 (czytam gdzieś na forum) i starych fumigatorów, ale łatwiej jest znaleźć ten regulator gdziekolwiek, więc możesz dodać przydatny artykuł z grzejnikami :)

[#6]

A co idzie do wejścia? (1 obwód 12 woltów) jak go włączyć? konsekwentnie?

[#7 andy78]

Po lewej - obwód sterujący kontaktronu 12 V. Regulowana dioda Zenera TL431 jest połączona szeregowo z przekaźnikiem. Po prawej stronie znajduje się część mocy obwodu. Przekaźnik wyzwala triak i kontroluje obciążenie.

[#8]

Jaki jest nadzór tego regulatora? Jaki zakres temperatur reguluje? Na przykład błąd wynosi + -0,5 stopnia, zakres wynosi od -5 do +40 stopni

[#9]

Czy można na przykład zwiększyć zasięg do 70 stopni?

[#10]

Dzięki za obwód. To najprostszy schemat, jaki mogłem tylko znaleźć.

Jedyne, co chciałbym uprościć obwód, to wymyślić, jak bezpośrednio sterować triakiem, bez przekaźnika kontaktronowego, jak wskazano na obwodzie lub optoizolacji. Jedyne, czego nie wiem, to to, czy TL431 ma wystarczającą moc, aby otworzyć tyrystor. Do tego potrzebne jest 50-100 mA. Musisz również opracować prosty zasilacz do obwodu sterującego, na przykład dzielnik napięcia na rezystorach lub kondensatorach, który zmniejsza napięcie do 20 woltów + mostek diodowy + Krenka, emitując 12 woltów. (np. „Zasilanie w banku przez 10 minut”

Obwód jest pozbawiony elementów cyfrowych, więc myślę, że brak izolacji nie będzie bardzo zły.

Myślę, że można podłączyć obwód sterujący bezpośrednio do triaka w następujący sposób: +12 V do dowolnego zacisku zasilania triaka, wyjście obwodu sterującego (zacisk nr 3 TL431) do zacisku odblokowującego triaka przez rezystor.

Zamiast termistora chcę użyć diody 1N4148 jako czujnika temperatury, ponieważ jest ona powszechna i tania. I ma dobry zasięg, potrzebuję od 100 do 300 stopni.

[#11 Sława]

Elektroda kontrolna w triaku zawarta w 220? Nie rozumiesz również celu diody D1? I moim zdaniem konieczne byłoby umieszczenie pewnego rodzaju rezystora ograniczającego dla tej regulowanej diody Zenera, a nie natychmiastowe dostarczenie do niej zasilania.

[#12]

Powiedz mi schemat termostatu do piwnicy garażowej. Konieczne jest, aby gdy temperatura spadnie do +2, grzejnik zostanie włączony. Z góry dziękuję.

[#13]

przekaźnik bounce włącza się i wyłącza

[#14]

Zrobił obwód. Konieczne jest podanie stabilizowanej mocy na rolkę lub 7812 lm i równolegle do termistora Conder 0,1 mikrona. Jeśli odbicie jest kontynuowane, zwiększ.

[#15]

Mam termistor MMT-4 1,5kOhm. Czy można go wykorzystać w tym schemacie i jak?

[#16 Max]

Odbicie przekaźnika można wyeliminować, podłączając kondensator 220 - 470 uF równolegle z cewką przekaźnika. 16 woltów

[#17]

Obwód sterujący działa, ale po 25-30 sekundach występuje jeden problem w stanie wyłączonym, triak zaczyna przekazywać napięcie 127 V. Czy R3 otwiera triak? Dlaczego przekazywane jest napięcie 127 V.
W stanie włączonym wszystko jest tak, jak powinno, tj. 220 V.

[#18]

Jaki jest zakres temperatur regulatora? Potrzebujesz do 220 stopni. Jeśli termistor wynosi 1kom, to jaka jest wartość nominalna R1 i R2, aby osiągnąć 220 stopni? Być może istnieje wzór obliczeniowy? Moc pieca wynosi 380 watów.

[#19 Boris Aladyshkin]

AndreyByć może cały problem tkwi w triaku KU208G. 127 V uzyskuje się z faktu, że triak przechodzi jeden z półcyklów napięcia sieciowego. Spróbuj zastąpić go zaimportowanym BTA16-600 (16 A, 600 V), działają one bardziej stabilnie. Kupowanie BTA16-600 teraz nie stanowi problemu i nie jest drogie.

sta9111, aby odpowiedzieć na to pytanie, musisz pamiętać, jak działa nasz termostat. Tutaj akapit z artykułu: „Napięcie na elektrodzie sterującej 1 jest ustawiane za pomocą dzielnika R1, R2 i R4. Jako R4 stosowany jest termistor z ujemnym TCR, dlatego po podgrzaniu jego rezystancja maleje. Gdy napięcie wyższe niż 2,5 V na styku 1 jest otwarte, przekaźnik jest włączony. ”

Innymi słowy, w pożądanej temperaturze, w twoim przypadku 220 stopni, na termistorze R4 powinno być spadek napięcia 2,5 V, oznaczamy go jako U_2,5 V. Wartość nominalna twojego termistora wynosi 1Kohm - jest to temperatura 25 stopni. Ta temperatura jest wskazana w katalogach.

Dokumentacja termistora msevm.com/data/trez/index.htm

Tutaj możesz zobaczyć zakres temperatur pracy i TKS: niewiele nadaje się do temperatury 220 stopni.

Charakterystyka termistorów półprzewodnikowych jest nieliniowa, jak pokazano na rysunku.

Rysunek. Charakterystyka prądowo-napięciowa termistora wynosi electro-bg.tomathouse.com/vat.jpg

Niestety typ twojego termistora jest nieznany, więc założymy, że masz termistor MMT-4.

Zgodnie z wykresem okazuje się, że przy 25 stopniach rezystancja termistora wynosi zaledwie 1KΩ. W temperaturze 150 stopni rezystancja spada do około 300 omów, a ściślej mówiąc, na podstawie tego wykresu nie można ustalić. Oznaczamy ten opór jako R4_150.

Okazuje się zatem, że prąd przez termistor będzie wynosił (prawo Ohma) I = U_2,5 V / R4_150 = 2,5 / 300 = 0,0083 A = 8,3 mA. Wydaje się, że jest w temperaturze 150 stopni, do tej pory wszystko jest jasne, a argumenty, jak gdyby, nie zawierają błędów. Kontynuujmy dalej.

Przy napięciu zasilania 12 V okazuje się, że rezystancja obwodu R1, R2 i R4 będzie wynosić 12 V / 8,3 mA = 1,445 KΩ lub 1445 Ω. Odejmując R4_150, okazuje się, że suma rezystancji rezystorów R1 + R2 wynosi 1445-300 = 1145Ohm, czyli 1,145KOhm. W ten sposób można zastosować rezystor strojenia R1 1Kohm i rezystor ograniczający R2 470 Ohm. Oto obliczenie.

Wszystko to jest dobre, tylko kilka termistorów zaprojektowano do pracy w temperaturach do 300 stopni. Przede wszystkim termistory CT1-18 i CT1-19 są odpowiednie dla tego zakresu. Zobacz podręcznik msevm.com/data/trez/index.htm

Okazuje się zatem, że ten termostat nie zapewni stabilizacji temperatury 220 i więcej stopni, ponieważ jest przeznaczony do stosowania termistorów półprzewodnikowych. Musisz poszukać obwodu z metalowymi termistorami TCM lub TSP.

[#20 Siergiej]

Czy przy 18 stopniach to urządzenie się włączy lub co należy zmienić, aby działało od 18 do 26 stopni?

[#21]

Dobry wieczór Zmontowano obwód i napięcie odniesienia stabilizatora 1.9 in. Dlaczego to może być?

[#22]

Wiaczesław,
sprawdź integralność diody.

[#23]

Boris Aladyshkin,
Aby tyrystor zaorał z pełną siłą, tj. w obu półokresach konieczne jest włączenie diody równolegle w obwodzie tyrystorowym w przeciwnym kierunku, który jest obliczany przez prąd obciążenia, a tym samym kompensujesz drugą połowę strat życia i aby włączyć tę pracę w obu półokresach do snu, możesz podłączyć diodę szeregowo ..... .......................

Andrey,

Sieć ma odpowiednio dwa półokresy, jeden z nich otwiera się, a drugi zamyka, pytanie - CO ZROBIĆ ...... ODPOWIEDŹ - ponownie, dioda uratuje nam życie, względem Anody i Kontroli. ustaw diodę w takim kierunku, aby pół-cykl blokowania działał dla Ciebie, a nie przeciwko Tobie :)

[#24]

Złożyłem ten schemat. R1 - 68k? R2 - 100 omów. Styki zasilania K1 przetoczyły 1uF, aby mniej iskrzyło. Zasilanie przez 12 woltów. Działa dobrze. Histereza jest zapewniana przez właściwości samego przekaźnika. Nie rozumiem o problemach, o których mówią tutaj niektórzy towarzysze. Jak powiedzieli na naszym szkoleniu: TEACH THE MATCH!