Termostat elektronik DIY. Termostat do-it-yourself: diagram dan petunjuk langkah demi langkah untuk membuat perangkat buatan sendiri

Kebutuhan untuk menyesuaikan rezim suhu muncul ketika menggunakan berbagai sistem peralatan pemanas atau pendingin. Ada banyak pilihan, dan semuanya memerlukan perangkat kontrol, yang tanpanya sistem dapat beroperasi baik dalam mode daya maksimum atau dengan kemampuan minimum. Kontrol dan penyesuaian dilakukan menggunakan termostat - perangkat yang dapat mempengaruhi sistem melalui sensor suhu dan menyalakan atau mematikannya sesuai kebutuhan. Saat menggunakan kit peralatan yang sudah jadi, unit kontrol disertakan dalam paket pengiriman, tetapi untuk sistem buatan sendiri Anda harus merakit sendiri termostatnya. Tugas ini bukan yang termudah, tetapi cukup bisa diselesaikan. Mari kita lihat lebih dekat.

Prinsip pengoperasian termostat

Termostat adalah perangkat yang dapat merespons perubahan suhu. Berdasarkan jenis tindakannya, perbedaan dibuat antara termostat tipe pemicu, yang mematikan atau menyalakan pemanas ketika batas yang ditentukan tercapai, atau perangkat tindakan halus dengan kemampuan untuk menyempurnakan dan menyesuaikan secara akurat, yang mampu mengendalikan perubahan suhu dalam kisaran pecahan satu derajat.

Ada dua jenis termostat:

Mekanis. Ini adalah perangkat yang menggunakan prinsip pemuaian gas ketika suhu berubah, atau pelat bimetal yang berubah bentuk saat dipanaskan atau didinginkan.
Elektronik. Ini terdiri dari unit utama dan sensor suhu yang mengirimkan sinyal tentang kenaikan atau penurunan suhu yang disetel dalam sistem. Digunakan dalam sistem yang memerlukan sensitivitas tinggi dan penyesuaian halus.

Perangkat mekanis tidak memungkinkan pengaturan presisi tinggi. Keduanya adalah sensor suhu dan aktuator, digabungkan menjadi satu unit. Strip bimetalik yang digunakan pada alat pemanas adalah termokopel yang terbuat dari dua logam dengan koefisien muai panas berbeda.

Tujuan utama termostat adalah untuk mempertahankan suhu yang dibutuhkan secara otomatis

Saat dipanaskan, salah satunya menjadi lebih besar dari yang lain, menyebabkan pelat melengkung. Kontak yang terpasang di dalamnya terbuka dan menghentikan pemanasan. Saat didinginkan, pelat kembali ke bentuk aslinya, kontak menutup kembali dan pemanasan dilanjutkan.

Ruang dengan campuran gas merupakan elemen sensitif dari termostat lemari es atau termostat pemanas. Ketika suhu berubah, volume gas berubah, yang menyebabkan pergerakan permukaan membran yang terhubung ke tuas grup kontak.

Termostat untuk pemanasan menggunakan ruang dengan campuran gas, beroperasi sesuai dengan hukum Gay-Lussac - ketika suhu berubah, volume gas berubah

Termostat mekanis dapat diandalkan dan memberikan pengoperasian yang stabil, tetapi mode pengoperasian disesuaikan dengan kesalahan besar, hampir “dengan mata”.

Jika penyetelan halus diperlukan, memberikan penyesuaian dalam beberapa derajat (atau bahkan lebih halus), sirkuit elektronik digunakan. Sensor suhu bagi mereka adalah termistor yang mampu membedakan perubahan terkecil dalam mode pemanasan dalam sistem. Untuk sirkuit elektronik, situasinya sebaliknya - sensitivitas sensor terlalu tinggi dan dibuat menjadi kasar secara artifisial, sehingga membawanya ke batas akal sehat. Prinsip pengoperasiannya adalah perubahan resistansi sensor yang disebabkan oleh fluktuasi suhu lingkungan yang dikendalikan. Sirkuit bereaksi terhadap perubahan parameter sinyal dan meningkatkan/mengurangi pemanasan dalam sistem hingga sinyal lain diterima. Kemampuan unit kontrol elektronik jauh lebih tinggi dan memungkinkan Anda memperoleh pengaturan suhu dengan akurasi apa pun. Sensitivitas termostat tersebut bahkan berlebihan, karena pemanasan dan pendinginan adalah proses dengan inersia tinggi, yang memperlambat waktu reaksi terhadap perubahan perintah.

Lingkup perangkat buatan sendiri

Keuntungan dan Kerugian

Termostat buatan sendiri memiliki kelebihan dan kekurangan tertentu. Kelebihan perangkat ini adalah:

Pemeliharaan yang tinggi. Termostat buatan sendiri mudah diperbaiki, karena desain dan prinsip pengoperasiannya diketahui hingga detail terkecil.
Biaya pembuatan regulator jauh lebih rendah dibandingkan saat membeli unit yang sudah jadi.
Dimungkinkan untuk mengubah parameter pengoperasian untuk mendapatkan hasil yang lebih sesuai.

Kerugiannya meliputi:

Perakitan perangkat semacam itu hanya tersedia bagi orang yang memiliki pelatihan memadai dan keterampilan tertentu dalam bekerja dengan sirkuit elektronik dan besi solder.
Kualitas pengoperasian perangkat sangat bergantung pada kondisi suku cadang yang digunakan.
Sirkuit rakitan memerlukan penyesuaian dan penyelarasan pada dudukan kendali atau menggunakan sampel referensi. Tidak mungkin mendapatkan versi perangkat yang sudah jadi dengan segera.

Masalah utamanya adalah perlunya pelatihan atau, minimal, partisipasi seorang spesialis dalam proses pembuatan perangkat.

Cara membuat termostat sederhana

Pembuatan termostat dilakukan secara bertahap:

Memilih jenis dan sirkuit perangkat.
Membeli bahan, alat, dan suku cadang yang diperlukan.
Perakitan perangkat, konfigurasi, commissioning.

Tahapan pembuatan perangkat memiliki karakteristiknya masing-masing, sehingga harus diperhatikan lebih detail.

Bahan yang dibutuhkan

Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk perakitan meliputi:

Foil getinax atau papan sirkuit;
Besi solder dengan solder dan rosin, idealnya stasiun solder;
Pinset;
Tang;
Kaca pembesar;
Pemotong kawat;
pita isolasi;
kawat penghubung tembaga;
Bagian-bagian yang diperlukan sesuai dengan diagram kelistrikan.

Alat atau bahan lain mungkin diperlukan selama proses berlangsung, jadi daftar ini tidak boleh dianggap lengkap atau definitif.

Diagram perangkat

Pilihan skema ditentukan oleh kemampuan dan tingkat pelatihan master. Semakin kompleks rangkaiannya, semakin banyak nuansa yang muncul saat merakit dan mengkonfigurasi perangkat. Pada saat yang sama, skema paling sederhana memungkinkan untuk mendapatkan hanya perangkat paling primitif yang beroperasi dengan kesalahan tinggi.

Mari kita pertimbangkan salah satu skema sederhana.

Pada rangkaian ini, dioda zener digunakan sebagai pembanding

Gambar di sebelah kiri menunjukkan rangkaian regulator, dan di sebelah kanan adalah blok relai yang menghidupkan beban. Sensor suhu adalah resistor R4, dan R1 adalah resistor variabel yang digunakan untuk mengatur mode pemanasan. Elemen kendalinya adalah dioda zener TL431 yang terbuka selama ada beban pada elektroda kendalinya diatas 2,5 V. Pemanasan thermistor menyebabkan penurunan resistansi sehingga menyebabkan tegangan pada elektroda kendali turun, dioda zener menutup, memutus beban.

Skema lainnya agak lebih rumit. Ia menggunakan komparator - elemen yang membandingkan pembacaan sensor suhu dan sumber tegangan referensi.

Sirkuit serupa dengan komparator dapat diterapkan untuk mengatur suhu lantai yang dipanaskan.

Setiap perubahan tegangan yang disebabkan oleh kenaikan atau penurunan resistansi termistor menciptakan perbedaan antara standar dan garis operasi rangkaian, akibatnya sinyal dihasilkan pada keluaran perangkat, menyebabkan pemanasan menjadi menghidupkan atau mematikan. Skema seperti itu, khususnya, digunakan untuk mengatur mode pengoperasian lantai berpemanas.

Petunjuk langkah demi langkah

Prosedur perakitan setiap perangkat memiliki karakteristiknya masing-masing, tetapi beberapa langkah umum dapat diidentifikasi. Mari kita lihat kemajuan pembangunannya:

Kami menyiapkan badan perangkat. Hal ini penting karena dewan tidak dapat dibiarkan tanpa perlindungan.
Kami sedang mempersiapkan pembayarannya. Jika Anda menggunakan foil getinax, Anda harus mengetsa trek menggunakan metode elektrolitik, setelah sebelumnya mengecatnya dengan cat yang tidak larut dalam elektrolit. Papan sirkuit dengan kontak siap pakai sangat menyederhanakan dan mempercepat proses perakitan.
Dengan menggunakan multimeter, kami memeriksa kinerja suku cadang dan, jika perlu, menggantinya dengan sampel yang dapat diservis.
Menurut diagram, kami merakit dan menghubungkan semua bagian yang diperlukan. Penting untuk memastikan keakuratan koneksi, polaritas yang benar, dan arah pemasangan dioda atau sirkuit mikro. Kesalahan apa pun dapat menyebabkan kegagalan suku cadang penting yang harus dibeli kembali.
Setelah menyelesaikan perakitan, disarankan untuk memeriksa kembali papan dengan cermat, memeriksa keakuratan sambungan, kualitas penyolderan, dan poin penting lainnya.
Papan ditempatkan di casing, uji coba dilakukan dan perangkat dikonfigurasi.

Bagaimana cara mengaturnya

Untuk mengonfigurasi perangkat, Anda harus memiliki perangkat referensi atau mengetahui peringkat voltase yang sesuai dengan suhu tertentu di lingkungan terkendali. Masing-masing perangkat memiliki rumusnya sendiri yang menunjukkan ketergantungan tegangan pada komparator terhadap suhu. Misalnya untuk sensor LM335 rumusnya seperti ini:

V = (273 + T) 0,01,

di mana T adalah suhu yang dibutuhkan dalam Celcius.

Di sirkuit lain, penyesuaian dilakukan dengan memilih nilai resistor penyetel saat membuat suhu tertentu yang diketahui. Dalam setiap kasus tertentu, metode kami sendiri dapat digunakan, yang secara optimal disesuaikan dengan kondisi yang ada atau peralatan yang digunakan. Persyaratan keakuratan perangkat juga berbeda satu sama lain, sehingga pada prinsipnya tidak ada teknologi penyesuaian tunggal.

Kesalahan mendasar

Kerusakan paling umum dari termostat buatan sendiri adalah ketidakstabilan pembacaan termistor yang disebabkan oleh kualitas komponen yang buruk. Selain itu, sering kali terdapat kesulitan dalam mengatur mode yang disebabkan oleh ketidaksesuaian peringkat atau perubahan komposisi bagian yang diperlukan untuk pengoperasian perangkat yang benar. Kemungkinan besar masalah secara langsung bergantung pada tingkat pelatihan teknisi yang merakit dan mengkonfigurasi perangkat, karena keterampilan dan pengalaman dalam hal ini sangat berarti. Namun, para ahli mengatakan bahwa membuat termostat dengan tangan Anda sendiri adalah tugas praktis yang berguna yang memberikan pengalaman baik dalam membuat perangkat elektronik.

Jika Anda tidak yakin dengan kemampuan Anda, lebih baik menggunakan perangkat yang sudah jadi, yang banyak dijual. Harus diingat bahwa kegagalan regulator pada saat yang paling tidak tepat dapat menyebabkan masalah serius, yang penghapusannya memerlukan usaha, waktu dan uang. Oleh karena itu, ketika memutuskan untuk melakukan perakitan sendiri, Anda harus mendekati masalah ini dengan bertanggung jawab dan mempertimbangkan pilihan Anda dengan cermat.

Musim dingin di Rusia ditandai dengan tingkat keparahan dan suhu dingin yang ekstrem, seperti yang diketahui semua orang. Oleh karena itu, ruangan tempat orang berada harus diberi pemanas. Pemanas sentral adalah pilihan paling umum, dan jika tidak tersedia, Anda dapat menggunakan ketel gas individual. Namun seringkali tidak satu pun yang dapat diakses, misalnya di lapangan terbuka terdapat ruangan kecil stasiun pompa air, di mana pengemudi bertugas sepanjang waktu. Ini bisa berupa ruangan di gedung besar yang tidak berpenghuni atau menara penjaga. Ada banyak contoh.

Jalan keluar dari situasi ini

Semua kasus ini memaksa pemasangan pemanas listrik. Untuk ruangan kecil sangat mungkin dilakukan dengan radiator oli listrik konvensional, namun di ruangan besar paling sering dipasang pemanas air menggunakan radiator. Jika Anda tidak memantau suhu air, cepat atau lambat air akan mendidih, menyebabkan seluruh ketel rusak. Untuk melindungi terhadap kasus seperti itu, termostat digunakan.

Fitur Perangkat

Secara fungsional, perangkat dapat dibagi menjadi beberapa unit terpisah: pembanding, serta perangkat pengontrol beban. Semua bagian tersebut akan dijelaskan di bawah ini. Informasi ini diperlukan untuk membuat termostat dengan tangan Anda sendiri. Dalam hal ini, diusulkan desain dimana transistor bipolar konvensional berfungsi sebagai sensor suhu, sehingga penggunaan termistor dapat dihilangkan. Sensor ini beroperasi atas dasar bahwa parameter transistor semua perangkat semikonduktor lebih bergantung pada suhu medium.

Nuansa penting

Membuat termostat dengan tangan Anda sendiri harus mempertimbangkan dua hal. Pertama, kita berbicara tentang kecenderungan perangkat otomatis untuk menghasilkan sendiri. Jika hubungan antara aktuator dan sensor relai termal terlalu kuat, setelah pengoperasian relai langsung mati lalu hidup kembali. Hal ini akan terjadi jika sensor berada dekat dengan pendingin atau pemanas. Kedua, semua sensor dan perangkat elektronik memiliki akurasi tertentu. Misalnya, Anda dapat melacak suhu 1 derajat, tetapi nilai yang lebih kecil akan lebih sulit dilacak. Dalam hal ini, peralatan elektronik sederhana sering kali mulai membuat kesalahan dan membuat keputusan yang saling eksklusif, terutama ketika suhu hampir sama dengan suhu yang disetel untuk pengoperasian.

Proses penciptaan

Jika kita berbicara tentang cara membuat termostat dengan tangan Anda sendiri, maka harus dikatakan bahwa sensor di sini adalah termistor yang mengurangi resistansinya selama proses pemanasan. Terhubung ke rangkaian pembagi tegangan. R2 juga disertakan dalam rangkaian, yang melaluinya suhu respons diatur. Dari pembagi, tegangan disuplai ke elemen 2I-NOT, yang dihidupkan dalam mode inverter, dan kemudian ke basis transistor, yang berfungsi sebagai celah pelepasan kapasitor C1. Ini, pada gilirannya, dihubungkan ke input (S) dari flip-flop RS, yang dirangkai pada sepasang elemen, serta ke input 2I-NOT lainnya. Dari pembagi, tegangan disuplai ke masukan 2I-NOT, yang mengontrol masukan kedua (R) dari flip-flop RS.

Bagaimana cara kerjanya

Jadi, kita sedang mencari cara membuat termostat DIY sederhana, jadi penting untuk memahami cara kerjanya dalam berbagai situasi. Pada temperatur tinggi, termistor bercirikan tegangan rendah, sehingga terdapat tegangan pada pembagi yang dianggap nol oleh rangkaian logika. Dalam hal ini, transistor terbuka, nol logis dirasakan pada input pemicu S, dan kapasitor C1 dilepaskan. Output dari pemicu diatur ke logika. Relai dalam mode hidup, dan transistor VT2 terbuka. Untuk memahami secara pasti cara membuat termostat, perlu diperhatikan bahwa implementasi relai khusus ini difokuskan pada pendinginan suatu benda, yaitu menyalakan kipas ketika suhu tinggi.

Penurunan suhu

Ketika suhu menurun, resistansi termistor meningkat, yang menyebabkan peningkatan tegangan melintasi pembagi. Pada saat tertentu, transistor VT1 menutup, setelah itu kapasitor C1 mulai mengisi daya melalui R5. Akhirnya tiba saatnya untuk mencapai tingkat logis. Inilah yang disuplai ke salah satu input D4, dan tegangan dari pembagi disuplai ke input kedua elemen ini. Ketika kedua masukan diatur ke masukan logis, dan angka nol muncul pada keluaran elemen, pemicu beralih ke keadaan sebaliknya. Dalam hal ini, relai akan dimatikan, yang memungkinkan Anda mematikan kipas, jika perlu, atau menyalakan pemanas. Dengan cara ini Anda bisa membuat termostat yang dapat menghidupkan dan mematikan kipas bila diperlukan.

Kenaikan suhu

Jadi, suhu mulai meningkat lagi. Angka nol pada pembagi pertama-tama akan muncul di salah satu masukan D4, dan akan menghilangkan angka nol di masukan pemicu, mengubahnya menjadi satu. Selanjutnya, ketika suhu meningkat, nol akan muncul pada inverter. Setelah diubah menjadi satu, transistor akan terbuka, yang akan menyebabkan pelepasan elemen C1 dan pengaturan nol pada input pemicu, yang mematikan pemanas cairan pendingin dalam sistem pemanas air atau menyalakan kipas angin. . Yang buatan tangan ini bekerja cukup efektif.

Blok C1, R5 dan VT1 dirancang untuk menghilangkan pembangkitan sendiri, karena fakta bahwa waktu tunda mematikan telah diatur pada blok tersebut. Durasinya bisa berkisar dari beberapa detik hingga beberapa menit. Kami sedang mempertimbangkan termostat yang cukup sederhana, dibuat dengan tangan kami sendiri, sehingga unit di atas juga memungkinkan kami menghilangkan pantulan sensor suhu. Bahkan dengan pulsa pertama yang sangat kecil, transistor terbuka dan kapasitor langsung terlepas. Obrolan itu kemudian akan diabaikan. Ketika transistor ditutup, situasinya berulang. Pengisian kapasitor dimulai hanya setelah selesainya pulsa pantulan terakhir. Berkat pengenalan pemicu ke dalam rangkaian, dimungkinkan untuk memastikan kejelasan maksimum pengoperasian relai. Seperti yang Anda ketahui, trigger hanya dapat memiliki dua posisi.

Perakitan

Untuk membuat termostat dengan tangan Anda sendiri, Anda dapat menggunakan papan sirkuit khusus di mana seluruh sirkuit akan dirakit menggunakan metode berengsel. Anda juga dapat menggunakan papan sirkuit tercetak. Anda dapat menggunakan daya apa pun dalam kisaran 3-15 volt. Relai harus dipilih sesuai dengan ini.

Dengan menggunakan skema serupa, Anda dapat membuat termostat untuk akuarium dengan tangan Anda sendiri, namun perlu diingat bahwa termostat harus dipasang ke kaca dari luar, maka tidak akan ada masalah dengan penggunaannya.

Relai yang dijelaskan di atas menunjukkan keandalan yang sangat tinggi selama pengoperasian. Suhu dipertahankan dalam sepersekian derajat. Namun, hal ini secara langsung bergantung pada waktu tunda yang ditentukan oleh rangkaian R5C1, serta respons terhadap pengoperasian, yaitu daya pendingin atau pemanas. Kisaran suhu dan keakuratan pengaturannya ditentukan oleh pemilihan resistor pembagi. Jika Anda membuat termostat dengan tangan Anda sendiri, maka termostat tersebut tidak memerlukan penyesuaian, tetapi segera mulai bekerja.

Dari awal musim semi hingga pertengahan musim panas - saatnya untuk inkubator. Hampir setiap orang yang memiliki burung di halaman belakang rumahnya menggunakan inkubator. Dengan itu, akan lebih mudah untuk membiakkan jenis burung apa pun dalam jumlah yang dibutuhkan kapan saja. Tidak perlu menunggu ayam hinggap di sarangnya.

Bagian integral dari setiap inkubator - Itu termostat! Penetasan burung juga bergantung pada keandalan dan keakuratannya.

Tidak perlu menggunakan termostat digital mahal yang dapat diprogram. Termostat yang diusulkan dalam artikel ini melakukan tugasnya dengan sempurna.

pada satu chip sederhana dan murah K561LA7 diusulkan di bawah ini. Sederhana

, karena sekumpulan transistor digantikan oleh satu sirkuit mikro. Dapat diandalkan

, karena rangkaian menggunakan beberapa titik:
Untuk menurunkan tegangan dari 220V ke 9V, digunakan resistor, bukan kapasitor (seperti yang sering terjadi pada rangkaian lain). Ini jauh lebih dapat diandalkan.
Lampu-lampu tersebut dihubungkan secara seri-paralel, yang juga lebih dapat diandalkan daripada hanya dihubungkan secara paralel.
Jika kontak “suhu” resistor variabel buruk, lampu akan mati, dan bukan sebaliknya.

Sirkuit mikro K561LA7 (seperti yang ditunjukkan oleh praktik) lebih andal daripada op-amp atau PIC. Pada elemen pertama DD1.1 elemen ambang batas dirakit, yang mengubah posisi keluarannya dari 1 menjadi 0 pada suhu tertentu. Pengatur"Suhu"

ambang batas ini berubah. Pada elemen kedua DD1.2

pembentuk pulsa telah dirakit untuk pengoperasian thyristor yang benar. Elemen ketiga DD1.3

— penambah. Elemen keempat DD1.4

- gratis dan dapat digunakan (sebagai upaya terakhir) untuk menggantikan salah satu elemen yang tersisa jika terjadi kegagalan. sirkuit mikro K561LA7 Anda dapat menggantinya dengan analog yang diimpor

CD4011B.

Konsumsi arus rangkaian 9V adalah 5 mA, suhu R13 kira-kira 60 - 70 derajat. - ini adalah mode normal resistor.

Pulsa yang tiba di transistor membukanya, yang kemudian berkontribusi pada pembukaan thyristor. Thyristor (T122 atau KU202N,M,L) - elemen switching yang kuat dari rangkaian. Sebuah thyristor (jika digunakan KU202N,M,L) tanpa radiator mampu mengalihkan beban hingga 300 watt

. Biasanya ini sudah cukup. Jika beban Anda melebihi nilai ini, maka thyristor harus ditempatkan pada radiator. Nilai maksimum 1000 W. Anda juga dapat memasang thyristor yang lebih kuat - T122. Hitung beban mudah untuk inkubator

Karena selama pengoperasian, filamen lampu melorot dan terbakar habis. Ada bahaya kegagalan thyristor. Oleh karena itu, disarankan untuk menyambungkan lampu secara seri-paralel, seperti yang ditunjukkan dalam diagram, untuk masa pakai lampu dan rangkaian yang lebih lama.

Karena inkubator memiliki kelembapan yang sangat tinggi sensor suhu - termistor Anda perlu memasang sepotong tabung dan mengisinya dengan lem atau sealant tahan air di kedua sisi. Sebaiknya dilakukan beberapa kali dengan jangka waktu beberapa jam setelah pengeringan. Ujung termistor dapat dibiarkan di permukaan untuk sensitivitas yang lebih besar.

Rangkaian ini bersifat universal untuk pilihan termistor. Nilai termistor cocok dalam rentang yang luas. Saya mencoba dari 1 kOhm hingga 15 kOhm yang saya miliki. Orang lain juga akan melakukan hal yang sama. Mode operasi yang benar harus dipilih dengan membagi dengan R2, R3. Anda dapat memilih R3 menggunakan tabel di bawah ini.

Termistor	R3




15 kOhm

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan: Semakin besar resistansi termistor atau semakin besar resistansi R1 - R5, semakin kecil rentang regulasi resistor variabel.

Anda dapat menggunakan termistor dengan TCR negatif dan positif. Dengan TKS negatif, seperti sekarang pada diagram, dan dengan termistor positif, termistor harus dipasang di bagian bawah pembagi (misalnya, di celah antara R3 dan R4).

Rangkaian termostat dibangun di atas chip logika, dan antara level logika 0 dan 1 terdapat keadaan tak tentu (lihat gambar), sehingga rangkaian ini mempunyai histeresis tertentu (penundaan antara hidup dan mati).

Histeresis sangat bergantung pada jenis termistor yang digunakan.

Jika Anda tidak memerlukan sirkuit yang merespons suhu dengan cepat, gunakan termistor dalam wadah logam. Ketik MMT-4. Histeresis dalam hal ini adalah 2,5 - 3 g.

Jika Anda memerlukan respons sirkuit yang cepat terhadap suhu, gunakan termistor dalam wadah non-logam. Histeresis 0,1 - 0,5 g. Bola lampu menyala dan mati beberapa kali lebih sering.

Tabel tegangan DC dari sirkuit mikro K561LA7

(diukur dengan multimeter digital pada rangkaian kerja)

Sematkan no.	Pemanas mati/hidup




7




14

Foto papan rakitan

Catatan: Penandaan beberapa bagian menurut diagram telah berubah.

Foto papan sirkuit tercetak

Berkat penggunaan resistor (R13, bukan kapasitor) untuk menurunkan tegangan, menstabilkan dan menyaring tegangan yang memasok sirkuit mikro, serta “chip” lainnya, rangkaian termostat ini telah digunakan dalam inkubator selama lebih dari 10 tahun dan tidak pernah gagal!

A.Zotov. wilayah Volgograd

P.S. Jika Anda memutuskan untuk membuat termostat di atas, tetapi Anda tidak memiliki papan atau barang elektronik. komponen, maka Anda dapat membeli dari kami KIT UNTUK PERAKITAN DIRI TERMORESULATOR UNTUK INKUBATOR.

Foto papan jadi yang dirakit dari kit

Pemanasan otonom pada rumah pribadi memungkinkan Anda memilih kondisi suhu individual, yang sangat nyaman dan ekonomis bagi penghuninya. Agar tidak menyetel mode berbeda di dalam ruangan setiap kali cuaca berubah di luar, Anda dapat menggunakan termostat atau termostat untuk pemanasan, yang dapat dipasang pada radiator dan boiler.

Pengaturan panas ruangan otomatis

Untuk apa ini?

Yang paling umum di wilayah Federasi Rusia adalah , pada boiler gas. Namun kemewahan seperti itu tidak tersedia di semua wilayah dan daerah. Alasannya adalah yang paling umum - kurangnya pembangkit listrik tenaga panas atau rumah boiler pusat, serta pipa gas di dekatnya.
Pernahkah Anda mengunjungi bangunan tempat tinggal, stasiun pompa, atau stasiun cuaca yang jauh dari daerah padat penduduk di musim dingin, ketika satu-satunya alat komunikasi adalah kereta luncur bermesin diesel? Dalam situasi seperti itu, sangat sering mereka mengatur pemanasan dengan tangan mereka sendiri menggunakan listrik.

Untuk ruangan kecil, misalnya, satu ruangan untuk petugas jaga di stasiun pompa, itu sudah cukup - itu akan cukup untuk musim dingin yang paling keras, tetapi untuk area yang lebih luas diperlukan boiler pemanas dan sistem radiator. Untuk mempertahankan suhu yang diinginkan di dalam boiler, kami memberikan perhatian Anda perangkat kontrol buatan sendiri.

Sensor suhu

Desain ini tidak memerlukan termistor atau berbagai sensor tipe TCM, di sini transistor bipolar biasa digunakan sebagai gantinya. Seperti semua perangkat semikonduktor, pengoperasiannya sangat bergantung pada lingkungan, lebih tepatnya, pada suhunya. Ketika suhu naik, arus kolektor meningkat, dan ini berdampak negatif pada pengoperasian tahap penguat - titik operasi bergeser hingga sinyal terdistorsi dan transistor tidak merespons sinyal input, yaitu berhenti bekerja.

Dioda juga merupakan semikonduktor, dan kenaikan suhu juga berdampak negatif terhadap mereka. Pada t25⁰C, "kontinuitas" dioda silikon bebas akan menunjukkan 700 mV, dan untuk dioda permanen - sekitar 300 mV, tetapi jika suhu naik, tegangan maju perangkat akan menurun. Jadi, bila suhu naik 1⁰C, tegangan akan turun 2mV, yaitu -2mV/1⁰C.

Ketergantungan perangkat semikonduktor ini memungkinkannya digunakan sebagai sensor suhu.
Seluruh rangkaian operasi termostat didasarkan pada properti kaskade negatif dengan arus basis tetap (diagram pada foto di atas). Sensor suhu dipasang pada transistor VT1 tipe KT835B

, beban kaskade adalah resistor R1, dan mode operasi arus searah transistor diatur oleh resistor R2 dan R3. Untuk memastikan bahwa tegangan pada emitor transistor pada suhu kamar adalah 6,8V, bias tetap diatur oleh resistor R3.

Nasihat. Oleh karena itu, pada diagram R 3 ditandai dengan * dan akurasi khusus tidak boleh dicapai di sini, selama tidak ada perbedaan yang besar. Pengukuran ini dapat dilakukan relatif terhadap kolektor transistor yang dihubungkan oleh catu daya ke penggerak umum. Transistor pnp KT835B
dipilih secara khusus, kolektornya dihubungkan ke pelat bodi logam yang memiliki lubang untuk memasang semikonduktor ke radiator. Melalui lubang inilah perangkat dipasang ke pelat, tempat kabel bawah air juga dipasang. Sensor yang dirakit dipasang ke pipa pemanas menggunakan klem logam

, dan strukturnya tidak perlu diisolasi dengan paking apa pun dari pipa pemanas. Faktanya adalah bahwa kolektor dihubungkan dengan satu kabel ke sumber listrik - ini sangat menyederhanakan seluruh sensor dan membuat kontak menjadi lebih baik.

Pembanding Pembanding,
dipasang pada penguat operasional OR1 tipe K140UD608, mengatur suhu. Input yang dapat dibalik R5 disuplai dengan tegangan dari emitor VT1, dan melalui R6 input yang tidak dapat dibalik disuplai dengan tegangan dari mesin R7. Tegangan ini menentukan suhu untuk mematikan beban.

Rentang atas dan bawah untuk menyetel ambang batas pemicu komparator diatur menggunakan R8 dan R9. Posteresis yang diperlukan dari komparator disediakan oleh R4.

Manajemen beban Pada VT2 dan Rel1

perangkat kontrol beban telah dibuat dan indikator mode pengoperasian termostat terletak di sini - merah saat dipanaskan, dan hijau saat suhu yang diperlukan tercapai. Dioda VD1 dihubungkan secara paralel dengan belitan Rel1 untuk melindungi VT2 dari tegangan yang disebabkan oleh induksi sendiri pada kumparan Rel1 ketika dimatikan.

Nasihat. Gambar di atas menunjukkan bahwa arus peralihan relai yang diizinkan adalah 16A, yang berarti memungkinkan pengendalian beban hingga 3 kW. Gunakan alat dengan daya 2-2,5 kW untuk meringankan beban.

Instruksi sewenang-wenang memungkinkan termostat asli, karena dayanya yang rendah, menggunakan adaptor Cina yang murah sebagai catu daya. Anda juga dapat merakit sendiri penyearah 12V, dengan konsumsi arus rangkaian tidak lebih dari 200mA. Untuk tujuan ini, transformator dengan daya hingga 5 W dan keluaran 15 hingga 17 V cocok.
Jembatan dioda dibuat menggunakan dioda 1N4007, dan penstabil tegangan didasarkan pada tipe 7812 terintegrasi. Karena daya yang rendah, tidak perlu memasang penstabil pada baterai.

Menyesuaikan termostat

Untuk memeriksa sensornya, Anda bisa menggunakan lampu meja biasa dengan kap logam. Seperti disebutkan di atas, suhu ruangan memungkinkan tegangan pada emitor VT1 bertahan sekitar 6,8V, tetapi jika Anda menaikkannya menjadi 90⁰C, tegangan turun menjadi 5,99V. Untuk pengukurannya bisa menggunakan multimeter China biasa dengan termokopel tipe DT838.
Komparator bekerja sebagai berikut: jika tegangan sensor suhu pada masukan pembalik lebih tinggi dari tegangan pada masukan non-pembalik, maka pada keluaran akan sama dengan tegangan sumber listrik - ini akan menjadi logika satu. Oleh karena itu, VT2 terbuka dan relai menyala, memindahkan kontak relai ke mode pemanasan.
Sensor suhu VT1 memanas saat sirkuit pemanas memanas dan saat suhu naik, tegangan pada emitor menurun. Pada saat tegangan turun sedikit di bawah tegangan yang diatur pada mesin R7, diperoleh logika nol, yang menyebabkan transistor mati dan relai mati.
Pada saat ini, tidak ada tegangan yang disuplai ke boiler dan sistem mulai mendingin, yang juga menyebabkan pendinginan sensor VT1. Artinya tegangan pada emitor meningkat dan segera setelah melewati batas yang ditetapkan oleh R7, relai menyala kembali. Proses ini akan berulang terus menerus.
Seperti yang Anda pahami, harga perangkat semacam itu rendah, tetapi memungkinkan Anda mempertahankan suhu yang diinginkan dalam kondisi cuaca apa pun. Hal ini sangat berguna jika tidak ada penghuni tetap di dalam ruangan yang memantau suhu, atau ketika orang terus-menerus saling menggantikan dan juga sibuk dengan pekerjaan.

Pengoperasian boiler gas atau listrik dapat dioptimalkan dengan menggunakan kontrol eksternal pada unit. Termostat jarak jauh yang tersedia secara komersial dirancang untuk tujuan ini. Artikel ini akan membantu Anda memahami apa saja perangkat ini dan memahami variasinya. Ini juga akan membahas pertanyaan tentang cara merakit relai termal dengan tangan Anda sendiri.

Tujuan termostat

Setiap ketel listrik atau gas dilengkapi dengan kit otomatisasi yang memantau pemanasan cairan pendingin di outlet unit dan mematikan pembakar utama ketika suhu yang disetel tercapai. Boiler bahan bakar padat juga dilengkapi dengan alat serupa. Mereka memungkinkan Anda untuk menjaga suhu air dalam batas tertentu, tapi tidak lebih.

Dalam hal ini, kondisi iklim di dalam atau di luar ruangan tidak diperhitungkan. Ini sangat tidak nyaman; pemilik rumah harus terus-menerus memilih sendiri mode pengoperasian boiler yang sesuai. Cuaca bisa berubah pada siang hari, lalu ruangan menjadi panas atau sejuk. Akan jauh lebih nyaman jika otomatisasi boiler berorientasi pada suhu udara di dalam ruangan.

Untuk mengontrol pengoperasian boiler tergantung pada suhu sebenarnya, berbagai termostat pemanas digunakan. Terhubung ke elektronik boiler, relai tersebut mati dan mulai memanas, mempertahankan suhu udara yang diperlukan, bukan cairan pendingin.

Jenis relay termal

Termostat konvensional adalah unit elektronik kecil yang dipasang di dinding di lokasi yang sesuai dan dihubungkan ke sumber panas melalui kabel. Hanya ada pengatur suhu di panel depan; ini adalah jenis perangkat termurah.

Selain itu, ada jenis relay termal lainnya:

dapat diprogram: memiliki layar kristal cair, dihubungkan menggunakan kabel atau menggunakan komunikasi nirkabel dengan boiler. Program ini memungkinkan Anda untuk mengatur perubahan suhu pada waktu-waktu tertentu dalam sehari dan setiap hari selama seminggu;
perangkat yang sama, hanya dilengkapi modul GSM;
regulator otonom yang ditenagai oleh baterainya sendiri;
relai termal nirkabel dengan sensor jarak jauh untuk mengontrol proses pemanasan tergantung pada suhu sekitar.

Catatan. Model di mana sensor ditempatkan di luar gedung memberikan kontrol yang bergantung pada cuaca terhadap pengoperasian instalasi boiler. Metode ini dianggap paling efektif, karena sumber panas merespons perubahan kondisi cuaca bahkan sebelum perubahan tersebut mempengaruhi suhu di dalam gedung.

Relai termal multifungsi yang dapat diprogram menghemat energi secara signifikan. Pada jam-jam ketika tidak ada orang di rumah, tidak ada gunanya menjaga suhu tinggi di dalam ruangan. Mengetahui jadwal kerja keluarganya, pemilik rumah selalu bisa memprogram saklar suhu sehingga pada waktu-waktu tertentu suhu udara turun dan pemanas menyala satu jam sebelum orang datang.

Termostat rumah tangga yang dilengkapi dengan modul GSM mampu menyediakan kendali jarak jauh terhadap instalasi boiler melalui komunikasi seluler. Pilihan anggaran adalah mengirimkan notifikasi dan perintah dalam bentuk pesan SMS dari ponsel. Perangkat versi lanjutan memiliki aplikasinya sendiri yang diinstal pada ponsel cerdas.

Bagaimana cara merakit relai termal sendiri?

Perangkat kontrol pemanas yang tersedia untuk dijual cukup andal dan tidak menimbulkan keluhan. Namun pada saat yang sama, biayanya juga mahal, dan ini tidak cocok untuk pemilik rumah yang memiliki setidaknya sedikit pengetahuan di bidang teknik elektro atau elektronik. Lagi pula, dengan memahami bagaimana relai termal berfungsi, Anda dapat merakit dan menghubungkannya ke generator panas dengan tangan Anda sendiri.

Tentu saja, tidak semua orang mampu membuat perangkat rumit yang dapat diprogram. Selain itu, untuk merakit model seperti itu, perlu membeli komponen, mikrokontroler yang sama, tampilan digital, dan suku cadang lainnya. Jika Anda baru mengenal masalah ini dan memiliki pemahaman yang dangkal tentang masalah ini, maka Anda harus mulai dengan beberapa rangkaian sederhana, merakitnya, dan menjalankannya. Setelah mencapai hasil positif, Anda bisa membidik sesuatu yang lebih serius.

Pertama, Anda perlu memiliki gagasan tentang elemen apa yang harus terdiri dari termostat dengan pengatur suhu. Jawaban atas pertanyaan tersebut diberikan oleh diagram sirkuit yang disajikan di atas, yang mencerminkan algoritma pengoperasian perangkat. Menurut diagram, setiap termostat harus memiliki elemen yang mengukur suhu dan mengirimkan impuls listrik ke unit pemrosesan. Tugas yang terakhir adalah memperkuat atau mengubah sinyal ini sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai perintah kepada aktuator – relai. Selanjutnya kami akan menyajikan 2 rangkaian sederhana dan menjelaskan pengoperasiannya sesuai dengan algoritma ini, tanpa menggunakan istilah tertentu.

Rangkaian dengan dioda zener

Dioda zener adalah dioda semikonduktor yang sama yang melewatkan arus hanya dalam satu arah. Bedanya dengan dioda, dioda zener mempunyai kontak kendali. Selama tegangan yang disetel disuplai padanya, elemen terbuka dan arus mengalir melalui rangkaian. Ketika nilainya turun di bawah batas, rantainya putus. Opsi pertama adalah rangkaian relai termal, di mana dioda zener berperan sebagai unit kontrol logis:

Seperti yang Anda lihat, diagram dibagi menjadi dua bagian. Di sebelah kiri adalah bagian sebelum kontak kendali relai (sebutan K1). Di sini unit pengukurannya adalah resistor termal (R4), resistansinya menurun seiring dengan meningkatnya suhu lingkungan. Pengontrol suhu manual adalah resistor variabel R1, catu daya ke rangkaian adalah 12 V. Dalam mode normal, tegangan lebih dari 2,5 V hadir pada kontak kontrol dioda zener, rangkaian ditutup, relai adalah dihidupkan.

Nasihat. Perangkat murah apa pun yang tersedia secara komersial dapat berfungsi sebagai catu daya 12 V. Relai – saklar buluh merek RES55A atau RES47, resistor termal – KMT, MMT atau sejenisnya.

Segera setelah suhu naik di atas batas yang ditetapkan, resistansi R4 akan turun, tegangan menjadi kurang dari 2,5 V, dan dioda zener akan memutus rangkaian. Kemudian relay akan melakukan hal yang sama dengan mematikan bagian listrik, yang diagramnya ditunjukkan di sebelah kanan. Di sini, relai termal sederhana untuk boiler dilengkapi dengan triac D2, yang, bersama dengan kontak penutup relai, berfungsi sebagai unit eksekutif. Tegangan suplai boiler 220 V melewatinya.

Sirkuit dengan chip logika

Rangkaian ini berbeda dari rangkaian sebelumnya karena menggunakan chip logika K561LA7 sebagai pengganti dioda zener. Sensor suhu masih berupa termistor (sebutan VDR1), hanya sekarang keputusan untuk menutup rangkaian dibuat oleh blok logis dari rangkaian mikro. Omong-omong, merek K561LA7 telah diproduksi sejak zaman Soviet dan harganya hanya beberapa sen.

Untuk penguatan pulsa menengah, transistor KT315 digunakan; untuk tujuan yang sama, transistor kedua, KT815, dipasang pada tahap akhir. Diagram ini sesuai dengan sisi kiri diagram sebelumnya; unit daya tidak ditampilkan di sini. Seperti yang Anda duga, ini mungkin serupa - dengan triac KU208G. Pengoperasian relai termal buatan sendiri telah diuji pada boiler ARISTON, BAXI, Don.

Kesimpulan

Menghubungkan termostat ke boiler sendiri bukanlah tugas yang sulit; ada banyak materi tentang topik ini di Internet. Namun membuatnya sendiri dari awal tidaklah mudah, selain itu, Anda memerlukan pengukur tegangan dan arus untuk melakukan pengaturannya. Apakah akan membeli produk jadi atau mulai membuatnya sendiri adalah keputusan yang Anda buat.

Saya menyajikan pengembangan elektronik - termostat buatan sendiri untuk pemanas listrik. Suhu sistem pemanas diatur secara otomatis berdasarkan perubahan suhu luar. Termostat tidak perlu memasukkan atau mengubah pembacaan secara manual untuk menjaga suhu dalam sistem pemanas.

Ada perangkat serupa di jaringan pemanas. Bagi mereka, hubungan antara suhu rata-rata harian dan diameter penambah pemanas dinyatakan dengan jelas. Berdasarkan data ini, suhu untuk sistem pemanas diatur. Saya mengambil tabel jaringan pemanas ini sebagai dasar. Tentu saja, ada beberapa faktor yang tidak saya ketahui; misalnya, bangunan tersebut mungkin tidak diisolasi. Kehilangan panas pada bangunan seperti itu akan besar, dan pemanasannya mungkin tidak cukup untuk pemanasan normal ruangan tersebut. Termostat memiliki kemampuan untuk melakukan penyesuaian pada data tabular. (Anda dapat membaca materi lebih lanjut di tautan ini).

Saya berencana menampilkan video termostat yang sedang beroperasi, dengan boiler eklektik (25KW) yang terhubung ke sistem pemanas. Namun ternyata, bangunan tempat semua ini dilakukan sudah lama tidak dihuni; setelah diperiksa, sistem pemanasnya hampir rusak total. Tidak diketahui kapan semuanya akan dipulihkan; mungkin tidak akan terjadi pada tahun ini. Karena dalam kondisi nyata saya tidak dapat mengatur termostat dan mengamati dinamika proses perubahan suhu, baik di pemanasan maupun di luar, saya mengambil jalan yang berbeda. Untuk tujuan ini, saya membuat model sistem pemanas.

Peran ketel listrik dilakukan oleh toples liter berlantai kaca, peran elemen pemanas air dilakukan oleh ketel lima ratus watt. Namun dengan volume air sebesar itu, tenaga tersebut menjadi berlebihan. Oleh karena itu, boiler dihubungkan melalui dioda, sehingga mengurangi daya pemanas.

Terhubung secara seri, dua radiator aliran aluminium menghilangkan panas dari sistem pemanas, membentuk semacam baterai. Dengan menggunakan pendingin, saya menciptakan dinamika pendinginan sistem pemanas, karena program di termostat memantau laju kenaikan dan penurunan suhu dalam sistem pemanas. Di bagian belakang ada sensor suhu digital T1, berdasarkan pembacaan suhu yang disetel dalam sistem pemanas dipertahankan.

Agar sistem pemanas mulai bekerja, sensor T2 (luar ruangan) perlu mencatat penurunan suhu di bawah +10C. Untuk mensimulasikan perubahan suhu luar, saya mendesain kulkas mini menggunakan elemen Peltier.

Tidak ada gunanya menjelaskan pengoperasian seluruh instalasi buatan sendiri; saya merekam semuanya dalam video.

Beberapa hal mengenai perakitan suatu alat elektronik :

Elektronik termostat terletak pada dua papan sirkuit tercetak; untuk melihat dan mencetak, Anda memerlukan program SprintLaut, versi 6.0 atau lebih tinggi. Termostat untuk pemanasan dipasang pada rel DIN, berkat rumah seri Z101, tetapi tidak ada yang menghalangi Anda untuk menempatkan semua barang elektronik di rumah lain dengan ukuran yang sesuai, yang utama adalah cocok untuk Anda. Casing Z101 tidak memiliki jendela untuk indikator, jadi Anda harus menandai dan memotongnya sendiri. Peringkat komponen radio ditunjukkan pada diagram, kecuali blok terminal. Untuk menyambungkan kabel, saya menggunakan blok terminal seri WJ950-9.5-02P (9 pcs.), tetapi dapat diganti dengan yang lain saat memilih, pastikan jarak antara kaki dan ketinggian terminal sama; blok tidak mengganggu penutupan housing. Termostat menggunakan mikrokontroler yang perlu diprogram; tentunya saya juga menyediakan firmware untuk akses gratis (mungkin harus dimodifikasi selama pengoperasian). Saat mem-flash mikrokontroler, atur generator jam internal mikrokontroler ke 8 MHz.