Pivničný termostat sa používa na zabezpečenie najpohodlnejších podmienok na skladovanie zeleniny a ovocia. Existuje mnoho typov štruktúr - niektoré sú určené na použitie v suteréne, iné - na inštaláciu na balkóny. Dizajn balkónových boxov je veľmi jednoduchý - box s kvalitnou tepelnou izoláciou, vo vnútri sú inštalované vykurovacie telesá, pomocou ktorých sa udržiava optimálna teplota. Takáto minipivnica bude veľmi užitočná, ak je balkón nevykurovaný a v zime je vonku veľmi chladno.
Všeobecný princíp fungovania termostatu
Najjednoduchší domáci pivničný termostat umožňuje udržiavať nastavenú teplotu pomocou vykurovacích telies. V závislosti od rozdielu teplôt môžete použiť nasledujúce vykurovacie telesá:
- Výkonné drôtové rezistory.
- Nichrómová špirála.
- Žiarovky.
- TENY.
Ak potrebujete vyrovnať teplotu v malom rozsahu, stačí nainštalovať niekoľko žiaroviek - presne to sa robí vdomáce inkubátory na pestovanie hydiny. Ak však potrebujete vyrovnať teplotu v širokom rozsahu, budete musieť použiť efektívnejšie prostriedky - vykurovacie telesá alebo drôtové odpory.
Najjednoduchší spôsob, ako udržať požadovanú teplotu, je nainštalovať bimetalový snímač teploty. Po dosiahnutí nastavenej teploty vypne vykurovacie telesá. Ale na tom istom čipe môžete použiť teplotný senzor a jednoduché elektronické zariadenie. Výhodou tohto dizajnu je, že je spoľahlivejší - nemá mechanické ističe. Všetky spínacie práce vykonáva mikroobvod.
Kalibrácia senzora
Pre začínajúcich rádioamatérov bude najťažšie nastavenie zariadenia, a to kalibrácia snímača a mikroobvodu. Na tento účel sa vykoná niekoľko akcií - čítačka sa najskôr ponorí do vody, ktorej teplota je 0 stupňov, potom do vriacej vody. Na kalibráciu regulátora musíte zmerať stredné hodnoty a umiestniť príslušné značky.
Je možné, že pred pripojením termostatu budete musieť niekoľkokrát vykonať postup nastavenia. Ale aby ste sa neobťažovali nezávislou výrobou a konfiguráciou zariadenia, môžete si kúpiť hotové zariadenie a bez problémov ho vložiť do pivnice. Väčšina snímačov je navrhnutá pre prácu s mikrokontrolérmi, na výstupe majú digitálny signál, ktorý je prenášaný obojsmerným jednovodičovýmtyp rozhrania 1-WIRE. To vám umožňuje navrhovať pomerne zložité zariadenia, napríklad viacbodové teplomery - sú to zariadenia, ktoré vám umožňujú merať teplotu vo viacerých miestnostiach naraz.
Regulátor teploty LM335
Zo všetkých termostatov možno vybrať ten najlacnejší a najjednoduchší - LM335. Má niekoľko úprav - s označením 235, 135. V označení hneď prvá číslica označuje rozsah:
- Číslo „1“znamená, že zariadenie je navrhnuté tak, aby fungovalo v zariadeniach pre vojensko-priemyselný komplex.
- Číslo „2“– prvok sa používa v priemysle.
- "3" – na inštaláciu do domácich spotrebičov.
Vzhľad termostatu je puzdro TO-92. Vnútorný obvod obsahuje 16 polovodičových tranzistorov. Niekedy je možné v balení SO-8 nájsť snímače, ale rozdiely sú pozorované iba vo vzhľade - vnútorný obvod zostáva nezmenený.
Princíp činnosti je trochu podobný zenerovej dióde. Stabilizačné napätie priamo závisí od teploty. So zvýšením teploty o 10 Kelvinov sa stabilizačné napätie zvýši o 10 mV. V tomto prípade je prevádzkový prúd zariadenia 0,45-5,0 mA. V prípade prekročenia maximálnej hodnoty prúdu sa snímač prehreje a bude merať teplotu puzdra.
Čo ukazuje meradlo?
Ako sa však toto zariadenie bude správať v okruhu termostatu v pivnici? Musíme na to prísť. Povedzme, že absolútna nula v interiéri je o 273 stupňov nižšianula Celzia. Toto je 0K, takže budete musieť urobiť malú konverziu. V podmienkach, kde je teplota 0 K, snímač nevygeneruje signál.
Akonáhle teplota stúpne o 10 K, napätie sa zvýši o 0,01 voltu. A to sa stane pri každom zvýšení teploty. Treba ale počítať s tým, že takéto teploty neexistujú a 0 stupňov Celzia je 273 K. Bežné podmienky sú podľa všetkých učebníc 25 stupňov Celzia, čiže 298 K. Po niekoľkých jednoduchých krokoch zistíte, že pri pri teplote 25 stupňov Celzia, výstup signálu zo senzora bude mať napätie 2,9815 voltov.
Rozsah teplôt, v ktorých zariadenie pracuje, je v rozsahu -40…+100 stupňov Celzia. Navyše jeho hlavná charakteristika je v tomto rozsahu lineárna - to uľahčuje výpočet napätí a teplôt. A nezabudnite, že absolútna nula je 273,15 K. Pri presných výpočtoch by sa nemali zanedbať ani stotiny hodnôt.
Okruh regulátora teploty
Zariadenie má určitý druh pokynov. Termostat môže byť vyrobený podľa schém uvedených v údajovom liste. Toto je podrobná príručka, ktorá popisuje všetky možné schémy zapínania zariadenia, jeho hlavné charakteristiky a funkcie prevádzky. A nie je potrebné nič extra vymýšľať - všetky dizajny sú rokmi testované a fungujú stabilne.
Všetky priemyselné vzorky hotových zariadení regulátorov teploty sú vyrobenépresne podľa schém uvedených v údajovom liste. Jedna vec, ktorú je potrebné zvážiť, je, že nemôžete priamo ovládať vykurovacie teleso, pretože signál je veľmi slabý. Budete musieť použiť zosilňovač alebo zostavu FET. Zosilnený signál možno použiť na magnetický štartér alebo relé.
Prevádzka porovnávača
Komparátor je zariadenie, ktoré porovnáva teplotu s nastavenou hodnotou. Bez znalosti základov fungovania nebude možné vyrobiť termostat do pivnice na balkón. Srdcom obvodu je komparátor z LM311 - má dva vstupy a rovnaký počet výstupov. Vstupy:
- Priamy – označené znamienkom „+“.
- Inverse – má označenie „-“.
Pracovný algoritmus je veľmi jednoduchý:
- Ak priamy vstup prijíma väčšie napätie ako inverzný, výstup je nastavený na vysokú úroveň. Tranzistor sa otvorí a zapne sa kúrenie.
- Ak je napätie na invertovanom vstupe vyššie, potom je nastavená nízka úroveň.
- Po dosiahnutí teploty odozvy (je nastavená premenným odporom) dôjde k prechodu na nízku úroveň - tranzistor sa zatvorí a ohrievač je bez napätia.
Ako pripojiť zariadenie k ohrievaču
Vyhrievacie teleso je záťažou celého zariadenia. Je žiaduce, aby spínacie prvky mali bezpečnostnú rezervu - nainštalujte relé so stupňom ochrany zodpovedajúcim vlhkým miestnostiam alebo magnetickým štartérom. Musí byť daný signál z mikrokontrolérana tranzistor s efektom poľa a zosilnený. Až potom sa môže použiť na ovládanie cievok relé alebo štartéra, ktoré sú súčasťou prerušenia napájacieho obvodu. Keďže pivničný termostat bude vo vlhkom prostredí, dbajte na bezpečnosť – nainštalujte ističe a prúdové chrániče.
