Máte záujem o výrobu presného elektronického termostatu pre vašu chladničku? 3 jedinečné návrhy polovodičových termostatov popísané v tomto článku vás prekvapia svojimi „skvelými“ výkonmi.

Dizajn # 1: Úvod

Jednotka, ktorá bola raz postavená a integrovaná s akýmkoľvek príslušným spotrebičom, začne okamžite vykazovať vylepšené riadenie systému, ktoré šetrí elektrickú energiu a tiež zvyšuje životnosť spotrebiča.

Bežné termostaty pre chladničky sú drahé a nie príliš presné. Okrem toho sú náchylné na opotrebenie, a preto nie sú trvalé. Je tu diskutované jednoduché a veľmi efektívne elektronické termostatické zariadenie chladničky.

Čo je to termostat

Ako všetci vieme, termostat je zariadenie, ktoré je schopné snímať konkrétnu nastavenú úroveň teploty a vypnúť alebo prepnúť externú záťaž. Takýmito zariadeniami môžu byť elektromechanické typy alebo zložitejšie elektronické typy.

Termostaty sa zvyčajne spájajú s klimatizačnými, chladiacimi a ohrievačmi vody. Pre takéto aplikácie sa zariadenie stáva dôležitou súčasťou systému, bez ktorého by sa zariadenie mohlo dostať a začať pracovať v extrémnych podmienkach a nakoniec by sa poškodilo.

Nastavením ovládacieho spínača, ktorý sa nachádza na vyššie uvedených zariadeniach, sa zabezpečí, že termostat vypne napájanie zariadenia, keď teplota prekročí požadovanú hranicu, a prepne sa späť, akonáhle sa teplota vráti na spodnú hranicu.

Takto sa teplota vo vnútri chladničiek alebo teplota v miestnosti prostredníctvom klimatizácie udržuje na priaznivom rozmedzí.

Myšlenka okruhu termostatu chladničky, ktorá je tu uvedená, sa dá externe použiť na kontrolu činnosti chladničky alebo iného podobného zariadenia.

Ich činnosť je možné ovládať pripojením snímacieho prvku termostatu k externej mriežke rozptyľujúcej teplo, ktorá sa zvyčajne nachádza za väčšinou chladiacich zariadení, ktoré používajú Freon.

Konštrukcia je v porovnaní so zabudovanými termostatmi flexibilnejšia a širšia a je schopná vykazovať lepšiu účinnosť. Obvod môže ľahko nahradiť bežné low-tech dizajny a navyše je v porovnaní s nimi oveľa lacnejší.

Poďme pochopiť, ako obvod funguje:

Prevádzka obvodu

Schéma vedľa ukazuje jednoduchý obvod zostavený okolo IC 741, ktorý je v zásade nakonfigurovaný ako komparátor napätia. Je tu zahrnutý napájací zdroj bez transformátora, aby bol obvod kompaktný a polovodičový.

Konfigurácia mosta zahrnujúca na vstupe R3, R2, P1 a NTC R1 tvorí hlavné snímacie prvky obvodu.

Invertujúci vstup IC je upnutý na polovicu napájacieho napätia pomocou siete rozdeľovača napätia R3 a R4.

“Na čo slúžia transformátory? ”

To eliminuje potrebu zabezpečenia duálneho napájania integrovaného obvodu a obvod je schopný produkovať optimálne výsledky aj pri jednopólovom napájaní.

Referenčné napätie na neinvertujúci vstup IC je fixné cez prednastavenú P1 vzhľadom na NTC (negatívny teplotný koeficient).

V prípade, že má kontrolovaná teplota tendenciu kolísať nad požadovanými úrovňami, odpor NTC klesá a potenciál pri neinvertujúcom vstupe IC prekročí nastavenú referenciu.

To okamžite prepne výstup integrovaného obvodu, ktorý následne prepne koncový stupeň obsahujúci tranzistor, triakovú sieť a vypne záťaž (vykurovací alebo chladiaci systém), kým teplota nedosiahne dolnú hranicu.

Spätnoväzbový rezistor R5 do istej miery pomáha indukovať hysteréziu v obvode, čo je dôležitý parameter, bez ktorého môže obvod udržať klopný obvod pomerne rýchlo v reakcii na náhle zmeny teploty.

Po dokončení montáže je nastavenie obvodu veľmi jednoduché a vykonáva sa pomocou nasledujúcich bodov:

PRIPOMÍNAJTE, ŽE CELÝ OBVOD JE AC HLAVNÝ POTENCIÁL, TAKŽE SA VYKONÁVA SKÚŠKA A POSTUPY NASTAVENIA, JE PORADENÁ EXTRÉMNA POZOR. POUŽITIE DREVENEJ DOSKY ALEBO AKÉKOĽVEK INÉHO IZOLAČNÉHO MATERIÁLU V RÁMCI VAŠICH NÔH JE PRÍSNE DOPORUČENÉ AJ POUŽÍVAJTE ELEKTRICKÉ NÁRADIE, KTORÉ SÚ DOSAHNE IZOLOVANÉ V OKOLÍ A OKOLO OCHRANNEJ OBLASTI.

Ako je nastavený tento obvod elektronického termostatu chladničky

Budete potrebovať zdroj tepla presne nastavený na požadovanú medznú úroveň okruhu termostatu.

Zapnite okruh a pomocou NTC zapojte a pripojte vyššie uvedený zdroj tepla.

Teraz upravte predvoľbu tak, aby sa výstup iba prepínal (výstupná LED sa rozsvieti.)
Odpojte zdroj tepla od NTC, v závislosti od hysterézie okruhu by sa mal výstup do niekoľkých sekúnd vypnúť.

Postup opakujte mnohokrát, aby ste potvrdili jeho správne fungovanie.

“ako fungujú optické snímače ”

Týmto je nastavenie tohto termostatu chladničky ukončené a je pripravený na integráciu s akoukoľvek chladničkou alebo podobným prístrojom na presnú a trvalú reguláciu jeho činnosti.

Zoznam položiek

R1 = 10 000 NTC,
R2 = prednastavený na 10 tis
R3, R4 = 10K
R5 = 100 tis
R6 = 510E
R7 = 1K
R8 = 1 M
R9 = 56 OHM / 1 watt
C1 = 105 / 400V
C2 = 100uF / 25V
D2 = 1N4007
Z1 = 12V, 1 wattová zenerova dióda

Dizajn # 2: Úvod

2) Ďalší jednoduchý, ale efektívny okruh elektronického termostatu chladničky je vysvetlený nižšie. Príspevok je založený na žiadosti, ktorú mi poslal Mr.Andy. Navrhovaná myšlienka obsahuje ako jediný aktívny komponent iba jeden IC LM 324. Dozvieme sa viac. E-mail, ktorý som dostal od pána Andyho:

Cieľ okruhu

Som Andy z Caracasu. Videl som, že máte skúsenosti s termostatmi a inými elektronickými návrhmi, takže dúfam, že mi pomôžete. Potrebujem vymeniť mechanický termostat chladničky, ktorý už nefunguje. Mrzí ma, že som nepísal priamo na blog. Myslím, že je to príliš veľa textu.
Rozhodol som sa vytvoriť inú schému.
Funguje dobre, ale iba pri pozitívnych teplotách. Potrebujem schému, aby som pracoval od -5 do 4 stupňov Celzia (aby som pomocou VR1 nastavil teplotu v chladničke v rozmedzí od -5 do 4 stupňov Celzia, ako to robil starý gombík termostatu).
Schéma používa LM35DZ (0 až 100 stupňov Celzia). Používam LM35CZ (-55 Celzia až +150 Celzia). Aby LM35CZ vysielal záporné napätie, vložil som 18k odpor medzi pin2 z LM35 a negatív zo zdroja napájania (pin4 z LM358). (ako na strane 1 alebo 7 (obrázok 7) v údajovom liste).
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
Pretože používam stabilizovaný napájací zdroj 5,2 V, vykonal som nasledujúce úpravy: 1. ZD1, R6 sú out. R5 je 550 ohmov.
2. VR1 je 5K namiesto 2,2K (nemohol som nájsť hrniec 2,2K). Konštrukcia nefunguje pri teplotách pod 0 stupňov Celzia. Čo iné by som mal upraviť? Urobil som nejaké meranie.
Pri 24 stupňoch Celzia dáva LM35CZ 244 mVAt -2 Celzia, LM35CZ dáva -112 mV (pri -3 stupňoch Celzia je -113 mV) Pri -2 stupňoch Celzia môže byť napätie medzi TP1 a GND nastavené od VR1 od 0 do 2,07v Ďakujem !

Hodnotenie obvodu:

Riešenie je pravdepodobne oveľa jednoduchšie, ako by sa mohlo zdať.

Obvod v zásade reaguje iba na kladné teploty, pretože obsahuje jediné napájanie. Za to, že reaguje na negatívne teploty. obvod alebo skôr operačné zosilňovače musia byť napájané dvojitým napájacím napätím.

To určite vyrieši problém bez nutnosti akejkoľvek úpravy v obvode.

Aj keď vyššie uvedený obvod vyzerá vynikajúco, pre nových fanúšikov môže byť IC LM35 a TL431 dosť neznáme a ťažko konfigurovateľné. Podobný typ obvodu elektronického termostatu chladničky je možné zostaviť pomocou jediného IC LM324 a bežnej diódy 1N4148 ako senzor.

Obrázok nižšie zobrazuje jednoduché zapojenie okolo a štvornásobný zosilňovač IC LM324 .

A1 produkuje virtuálne uzemnenie opampov snímacieho obvodu, čím vytvára duálne napájanie veľmi jednoducho tak, aby sa zabránilo komplikovanému a objemnému zapojeniu. A2 tvorí fázu snímania, ktorá na vykonávanie všetkých snímaní teploty využíva „záhradnú diódu“ 1N4148.

A2 zosilňuje rozdiely generované cez diódu a dodáva ju do ďalšej fázy, kde je A3 nakonfigurovaný ako komparátor.

Konečný výsledok získaný z výstupu A4 sa nakoniec privedie do ďalšej porovnávacej fázy pozostávajúcej z A4 a nasledujúcej fázy budiča relé. Relé riadi zapínanie / vypínanie kompresora chladničky podľa nastavení predvoľby P1.

P1 by mal byť nastavený tak, aby zelená LED dióda iba zhasla pri -5 stupňoch alebo pri akejkoľvek inej nižšej teplote, ako to požadujú používatelia. Ďalej P2 by malo byť upravené tak, aby sa relé spustilo iba pri vyššie uvedených podmienkach.

R13 by mal byť skutočne nahradený predvoľbou 1M. Táto predvoľba by mala byť nastavená tak, aby sa relé iba deaktivovalo pri približne 4 stupňoch Celzia alebo akýchkoľvek iných bližších hodnotách opäť v závislosti od preferencií používateľov.

Dizajn # 3

3) O tretej myšlienke vysvetlenej nižšie mi požiadal jeden z nadšených čitateľov tohto blogu Mr.Gustavo. Publikoval som jeden podobný okruh automatického termostatu chladničky, avšak tento okruh bol určený na snímanie vyššej teploty, ktorá je k dispozícii na zadnej bočnej mriežke chladničiek.

Pán Gustavo túto myšlienku celkom neocenil a požiadal ma, aby som navrhol okruh termostatu chladničky, ktorý bude snímať skôr nízke teploty vo vnútri chladničky, ako horúce teploty v zadnej časti chladničky.

S určitým úsilím som teda mohol nájsť súčasný OBVODOVÝ SCHÉMA chladničky regulátor teploty , naučme sa túto myšlienku s nasledujúcimi bodmi:

Ako obvod funguje

Koncept nie je príliš nový, ani ojedinelý, je to obvyklý porovnávací koncept, ktorý tu bol začlenený.

IC 741 bol upravený v štandardnom komparátornom režime a tiež ako neinvertujúci zosilňovací obvod.

NTC termistor sa stáva hlavným snímacím prvkom a je špeciálne zodpovedný za snímanie nízkych teplôt.

NTC znamená záporný teplotný koeficient, čo znamená, že odpor termistora stúpa s poklesom teploty v jeho okolí.

Je potrebné poznamenať, že NTC musí byť hodnotený podľa daných špecifikácií, inak nebude systém fungovať tak, ako by mal.

Predvolená hodnota P1 sa používa na nastavenie vypínacieho bodu IC.

Keď teplota vo vnútri chladničky klesne pod prahovú hladinu, odpor termistoru sa stane dostatočne vysoký a zníži napätie na invertujúcom kolíku pod úroveň neinvertujúceho kolíka.

Toto okamžite zvýši výkon IC, aktivuje relé a vypne kompresor chladničky.

P1 musí byť nastavený tak, aby výstup operačného zosilňovača bol vysoký okolo nulového stupňa Celzia.

Trochu hysterézie zavedenej obvodom prichádza ako požehnanie alebo skôr ako požehnanie v prestrojení, pretože v dôsledku toho sa obvod nespína rýchlo na prahových úrovniach, skôr reaguje až potom, keď teplota stúpne asi o pár stupňov nad vypínaciu hladinu.

Napríklad predpokladajme, že ak je vypínacia úroveň nastavená na nula stupňov, IC v tomto okamihu vypne relé a kompresor chladničky sa tiež vypne, teplota v chladničke teraz začne stúpať, ale IC sa neprepne okamžite, ale udržiava svoju pozíciu, kým teplota nezvýši najmenej o 3 stupne Celzia nad nulou.