3 Ακριβή κυκλώματα θερμοστάτη ψυγείου - Ηλεκτρονική στερεά κατάσταση

Ενδιαφέρεστε να φτιάξετε έναν ακριβή ηλεκτρονικό θερμοστάτη για το ψυγείο σας; Τα 3 μοναδικά σχέδια θερμοστάτη στερεάς κατάστασης που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο θα σας εκπλήξουν με τις «δροσερές» επιδόσεις τους.

Σχέδιο # 1: Εισαγωγή

Η μονάδα μόλις κατασκευαστεί και ενσωματωθεί σε οποιαδήποτε σχετική συσκευή θα αρχίσει αμέσως να παρουσιάζει βελτιωμένο έλεγχο της εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας του συστήματος και επίσης να αυξάνει τη διάρκεια ζωής της συσκευής.

Οι συμβατικοί θερμοστάτες ψυγείου είναι ακριβοί και όχι πολύ ακριβείς. Επιπλέον, αυτά είναι επιρρεπή σε φθορά και συνεπώς δεν είναι μόνιμα. Μια απλή και πολύ αποτελεσματική ηλεκτρονική συσκευή θερμοστάτη ψυγείου συζητείται εδώ.

Τι είναι ένας θερμοστάτης

Ένας θερμοστάτης όπως όλοι γνωρίζουμε είναι μια συσκευή που μπορεί να ανιχνεύσει ένα συγκεκριμένο επίπεδο θερμοκρασίας και να ενεργοποιήσει ή να αλλάξει ένα εξωτερικό φορτίο. Τέτοιες συσκευές μπορεί να είναι ηλεκτρομηχανικοί τύποι ή πιο εξελιγμένοι ηλεκτρονικοί τύποι.

Οι θερμοστάτες συνήθως συνδέονται με συσκευές κλιματισμού, ψύξης και θέρμανσης νερού. Για τέτοιες εφαρμογές η συσκευή γίνεται κρίσιμο μέρος του συστήματος χωρίς το οποίο η συσκευή μπορεί να φτάσει και να αρχίσει να λειτουργεί υπό ακραίες συνθήκες και τελικά να υποστεί ζημιά.

Η προσαρμογή του διακόπτη ελέγχου που παρέχεται στις παραπάνω συσκευές διασφαλίζει ότι ο θερμοστάτης διακόπτει την ισχύ της συσκευής μόλις η θερμοκρασία υπερβεί το επιθυμητό όριο και επανέλθει αμέσως μόλις η θερμοκρασία επιστρέψει στο χαμηλότερο κατώφλι.

Έτσι, η θερμοκρασία μέσα στα ψυγεία ή η θερμοκρασία δωματίου μέσω ενός κλιματιστικού διατηρείται σε ευνοϊκές περιοχές.

Η ιδέα κυκλώματος ενός θερμοστάτη ψυγείου που παρουσιάζεται εδώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξωτερικά πάνω από ένα ψυγείο ή οποιαδήποτε παρόμοια συσκευή για τον έλεγχο της λειτουργίας του.

Ο έλεγχος της λειτουργίας τους μπορεί να γίνει συνδέοντας το στοιχείο ανίχνευσης του θερμοστάτη στο εξωτερικό πλέγμα διάχυσης θερμότητας που βρίσκεται συνήθως πίσω από τις περισσότερες συσκευές ψύξης που χρησιμοποιούν Freon.

Ο σχεδιασμός είναι πιο ευέλικτος και ευρείας εμβέλειας σε σύγκριση με τους ενσωματωμένους θερμοστάτες και είναι σε θέση να επιδείξει καλύτερη απόδοση. Το κύκλωμα μπορεί εύκολα να αντικαταστήσει τα συμβατικά σχέδια χαμηλής τεχνολογίας και επιπλέον είναι πολύ φθηνότερο σε σύγκριση με αυτά.

Ας καταλάβουμε πώς λειτουργεί το κύκλωμα:

Λειτουργία κυκλώματος

Το διάγραμμα δείχνει παράλληλα ένα απλό κύκλωμα χτισμένο γύρω από το IC 741, το οποίο βασικά έχει διαμορφωθεί ως συγκριτής τάσης. Ένας μετασχηματιστής λιγότερη παροχή ισχύος ενσωματώνεται εδώ για να κάνει το κύκλωμα συμπαγές και στερεά κατάσταση.

Μια διαμόρφωση γέφυρας που περιλαμβάνει R3, R2, P1 και το NTC R1 στην είσοδο σχηματίζει τα κύρια στοιχεία ανίχνευσης του κυκλώματος.

Η είσοδος αναστροφής του IC στερεώνεται στο ήμισυ της τάσης τροφοδοσίας χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο διαχωριστή τάσης των R3 και R4.

Αυτό εξαλείφει την ανάγκη παροχής διπλής τροφοδοσίας στο IC και το κύκλωμα είναι σε θέση να παράγει βέλτιστα αποτελέσματα ακόμη και μέσω τροφοδοσίας τάσης ενός πόλου.

Η τάση αναφοράς στη μη αναστρέψιμη είσοδο του IC καθορίζεται μέσω του προκαθορισμένου P1 σε σχέση με τον NTC (Συντελεστής αρνητικής θερμοκρασίας.)

Σε περίπτωση που η ελεγχόμενη θερμοκρασία τείνει να μετακινηθεί πάνω από τα επιθυμητά επίπεδα, η αντίσταση NTC μειώνεται και το δυναμικό μη εισερχόμενης εισόδου του IC διασχίζει την καθορισμένη αναφορά.

Αυτό αλλάζει αμέσως την έξοδο του IC, το οποίο με τη σειρά του αλλάζει το στάδιο εξόδου που περιλαμβάνει τρανζίστορ, δίκτυο triac, απενεργοποιώντας το φορτίο (σύστημα θέρμανσης ή ψύξης) έως ότου η θερμοκρασία φτάσει στο χαμηλότερο κατώφλι.

Η αντίσταση ανάδρασης R5 βοηθά σε κάποιο βαθμό να προκαλέσει υστέρηση στο κύκλωμα, μια σημαντική παράμετρος χωρίς την οποία το κύκλωμα μπορεί να συνεχίσει να αναστρέφει αρκετά γρήγορα σε απάντηση στις απότομες αλλαγές θερμοκρασίας.

Μόλις ολοκληρωθεί η συναρμολόγηση, η ρύθμιση του κυκλώματος είναι πολύ απλή και γίνεται με τα ακόλουθα σημεία:

ΘΥΜΗΘΕΙΤΕ ΤΟ ΟΛΟΚΛΗΡΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΕΙΝΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΚΥΡΙΟ AC, ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΑΙ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΔΟΚΙΜΗΣ ΚΑΙ ΡΥΘΜΙΣΗΣ. Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ ΣΚΑΦΟΥΣ Ή ΟΠΟΙΟΥΣ ΑΛΛΟΥ ΜΟΝΩΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΣΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΑΣ ΣΥΝΙΣΤΑΤΑΙ ΑΚΡΙΒΩΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΕΠΙΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ ΜΟΝΟ ΜΟΝΩΣΜΕΝΑ ΠΡΟΣ ΚΑΙ ΣΕ ΚΟΝΤΙΝΟ ΧΩΡΟ.

Πώς να ρυθμίσετε αυτό το ηλεκτρονικό κύκλωμα θερμοστάτη ψυγείου

Θα χρειαστείτε ένα δείγμα πηγής θερμότητας προσαρμοσμένο με ακρίβεια στο επιθυμητό επίπεδο ορίου αποκοπής του κυκλώματος θερμοστάτη.

Ενεργοποιήστε το κύκλωμα και εισαγάγετε και συνδέστε την παραπάνω πηγή θερμότητας με το NTC.

Τώρα προσαρμόστε την προεπιλογή έτσι ώστε η έξοδος να αλλάζει (η λυχνία εξόδου ανάβει.)
Αφαιρέστε την πηγή θερμότητας μακριά από το NTC, ανάλογα με την υστέρηση του κυκλώματος, η έξοδος θα πρέπει να απενεργοποιηθεί μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα.

Επαναλάβετε τη διαδικασία πολλές φορές για να επιβεβαιώσετε τη σωστή λειτουργία της.

Αυτό ολοκληρώνει τη ρύθμιση αυτού του θερμοστάτη ψυγείου και είναι έτοιμο να ενσωματωθεί σε οποιοδήποτε ψυγείο ή παρόμοιο gadget για ακριβή και μόνιμη ρύθμιση της λειτουργίας του.

Λίστα ανταλλακτικών

• R1 = 10k NTC,
• R2 = Προεπιλεγμένο 10K
• R3, R4 = 10Κ
• R5 = 100Κ
• R6 = 510Ε
• R7 = 1Κ
• R8 = 1Μ
• R9 = 56 OHM / 1 watt
• C1 = 105 / 400V
• C2 = 100uF / 25V
• D2 = 1N4007
• Z1 = 12V, δίοδος zener 1 watt

Σχεδιασμός # 2: Εισαγωγή

2) Ένα άλλο απλό αλλά αποτελεσματικό ηλεκτρονικό κύκλωμα θερμοστάτη ψυγείου εξηγείται παρακάτω. Η ανάρτηση βασίζεται στο αίτημα που μου έστειλε ο Mr.Andy. Η προτεινόμενη ιδέα ενσωματώνει ένα μόνο IC LM 324 ως το κύριο ενεργό συστατικό. Ας μάθουμε περισσότερα. Το email που έλαβα από τον Mr.Andy:

Στόχος κυκλώματος

1. Είμαι ο Άντυ από το Καράκας. Έχω δει ότι έχετε εμπειρία με θερμοστάτες και άλλα ηλεκτρονικά σχέδια, οπότε ελπίζω να μπορείτε να με βοηθήσετε. Πρέπει να αντικαταστήσω τον μηχανικό θερμοστάτη ψυγείου που δεν λειτουργεί πια. Λυπάμαι που δεν έγραψα απευθείας στο blog. Νομίζω ότι είναι πάρα πολύ κείμενο.
2. Αποφάσισα να δημιουργήσω ένα διαφορετικό σχηματικό.
3. Λειτουργεί καλά, αλλά μόνο για θετικές θερμοκρασίες. Χρειάζομαι το σχηματικό για να λειτουργώ από -5 Κελσίου έως +4 Κελσίου (για να χρησιμοποιήσω το VR1 για να ρυθμίσω τη θερμοκρασία μέσα στο ψυγείο στην περιοχή από -5 Κελσίου +4 Κελσίου όπως έκανε το παλιό κουμπί του θερμοστάτη).
4. Το σχηματικό χρησιμοποιεί LM35DZ (0 Κελσίου έως 100 Κελσίου). Χρησιμοποιώ LM35CZ (-55 Κελσίου έως +150 Κελσίου). Για να κάνω το LM35CZ να στείλει αρνητική τάση, έβαλα μια αντίσταση 18k μεταξύ του pin2 του LM35 και του αρνητικού από την τροφοδοσία (pin4 του LM358). (όπως στη σελίδα 1 ή 7 (εικόνα 7) στο φύλλο δεδομένων).
5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
6. Επειδή χρησιμοποιώ σταθεροποιημένο τροφοδοτικό 5,2v, χρησιμοποίησα τις ακόλουθες τροποποιήσεις: 1.ZD1, R6 είναι εκτός λειτουργίας. Το R5 είναι 550 ohm.
7. 2. Το VR1 είναι 5K αντί για 2,2K (δεν μπορούσα να βρω ένα δοχείο 2,2K) Ο σχεδιασμός δεν λειτουργεί σε θερμοκρασίες κάτω των 0 Κελσίου. Τι άλλο πρέπει να τροποποιήσω; Έκανα κάποια μέτρηση.
8. Στα 24 Κελσίου, το LM35CZ δίνει 244mVAt -2 Κελσίου, το LM35CZ δίνει -112mV (στους -3 Κελσίου είναι -113mV) Σε -2 Κελσίου η τάση μεταξύ TP1 και GND cand ορίζεται από VR1 από 0 έως 2,07v Ευχαριστώ !

Αξιολόγηση κυκλώματος:

Η λύση είναι πιθανώς πολύ απλούστερη από ό, τι φαίνεται.

Βασικά το κύκλωμα αποκρίνεται μόνο σε θετικές θερμοκρασίες, επειδή ενσωματώνει μία μόνο τροφοδοσία. Για να ανταποκρίνεται σε αρνητικές θερμοκρασίες. το κύκλωμα ή μάλλον οι opamps πρέπει να τροφοδοτούνται με διπλές τάσεις τροφοδοσίας.

Αυτό σίγουρα θα λύσει το ζήτημα χωρίς την ανάγκη τροποποίησης οτιδήποτε στο κύκλωμα.

Αν και το παραπάνω κύκλωμα φαίνεται υπέροχο, οι νέοι χομπίστες μπορεί να βρουν τα ICs LM35 και TL431 αρκετά άγνωστα και δύσκολο να διαμορφωθούν. Ένας παρόμοιος τύπος κυκλώματος ενός ηλεκτρονικού θερμοστάτη ψυγείου μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας μόνο ένα μόνο IC LM324 και από μια συνηθισμένη δίοδο 1N4148 ως αισθητήρας.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει την απλή καλωδίωση που γίνεται γύρω από ένα quad opamp IC LM324 .

Το A1 παράγει μια εικονική γείωση στους αισθητήρες του κυκλώματος ανίχνευσης, δημιουργώντας έτσι μια τροφοδοσία διπλής τάσης αποφεύγοντας απλώς την περίπλοκη και ογκώδη καλωδίωση. Το Α2 σχηματίζει το στάδιο ανίχνευσης που χρησιμοποιεί την «δίοδο κήπου» 1N4148 για να κάνει όλη την ανίχνευση θερμοκρασίας.

Το A2 ενισχύει τις διαφορές που δημιουργούνται κατά τη δίοδο και την τροφοδοτεί στο επόμενο στάδιο όπου το A3 έχει διαμορφωθεί ως συγκριτικό.

Το τελικό αποτέλεσμα που προκύπτει από την έξοδο του Α4 τροφοδοτείται τελικά σε ένα άλλο στάδιο σύγκρισης που αποτελείται από το Α4, και το επόμενο στάδιο του προγράμματος οδήγησης ρελέ. Το ρελέ ελέγχει την ενεργοποίηση / απενεργοποίηση του συμπιεστή ψυγείου σύμφωνα με τις ρυθμίσεις του προκαθορισμένου P1.

Το P1 πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε το πράσινο LED να σβήνει μόλις στους -5 μοίρες ή σε άλλες χαμηλότερες θερμοκρασίες, σύμφωνα με τις απαιτήσεις των χρηστών. Το επόμενο P2 πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε το ρελέ να ενεργοποιείται μόνο στην παραπάνω κατάσταση.

Το R13 πρέπει πραγματικά να αντικατασταθεί με μια προεπιλογή 1Μ. Αυτή η προκαθορισμένη ρύθμιση πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε το ρελέ απλώς να απενεργοποιηθεί στους 4 βαθμούς Κελσίου ή οποιεσδήποτε άλλες στενότερες τιμές, ανάλογα με τις προτιμήσεις των χρηστών.

Σχέδιο # 3

3) Η τρίτη ιδέα κυκλώματος που εξηγείται παρακάτω μου ζητήθηκε από έναν από τους ένθερμους αναγνώστες αυτού του ιστολογίου Mr.Gustavo. Είχα δημοσιεύσει ένα παρόμοιο κύκλωμα ενός αυτόματου θερμοστάτη ψυγείου, ωστόσο το κύκλωμα προοριζόταν να ανιχνεύει υψηλότερο επίπεδο θερμοκρασίας διαθέσιμο στο πίσω πλευρικό πλέγμα ψυγείων.

Η ιδέα δεν εκτιμήθηκε αρκετά από τον κ. Gustavo και μου ζήτησε να σχεδιάσω ένα κύκλωμα θερμοστάτη ψυγείου που θα μπορούσε να ανιχνεύσει τις κρύες θερμοκρασίες μέσα στο ψυγείο και όχι τις ζεστές θερμοκρασίες στο πίσω μέρος του ψυγείου.

Έτσι, με λίγη προσπάθεια θα μπορούσα να ανακαλύψω το παρόν διάγραμμα ΚΥΚΛΩΜΑ ενός ψυγείου ΕΛΕΓΚΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ , ας μάθουμε την ιδέα με τα ακόλουθα σημεία:

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

Η ιδέα δεν είναι πολύ νέα, ούτε μοναδική, είναι η συνηθισμένη έννοια σύγκρισης που έχει ενσωματωθεί εδώ.

Το IC 741 έχει ενσωματωθεί στη βασική του λειτουργία σύγκρισης και επίσης ως κύκλωμα ενισχυτή χωρίς αναστροφή.

Το θερμίστορ NTC γίνεται το κύριο συστατικό ανίχνευσης και είναι ειδικά υπεύθυνο για την ανίχνευση ψυχρών θερμοκρασιών.

NTC σημαίνει αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας, που σημαίνει ότι η αντίσταση του θερμίστορ θα αυξηθεί καθώς η θερμοκρασία γύρω του πέφτει.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο NTC πρέπει να βαθμολογείται σύμφωνα με τις δεδομένες προδιαγραφές, διαφορετικά το σύστημα δεν θα λειτουργεί όπως προβλεπόταν.

Το προκαθορισμένο P1 χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του σημείου ενεργοποίησης του IC.

Όταν η θερμοκρασία μέσα στο ψυγείο πέσει κάτω από το επίπεδο κατωφλίου, η αντίσταση του θερμίστορ γίνεται αρκετά υψηλή και μειώνει την τάση στον αναστρέψιμο πείρο κάτω από το επίπεδο τάσης του μη αναστρέψιμου πείρου.

Αυτό κάνει αμέσως την έξοδο του IC να ανεβαίνει, ενεργοποιώντας το ρελέ και απενεργοποιώντας τον συμπιεστή ψυγείου.

Το P1 πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε η έξοδος opamp να είναι υψηλή σε περίπου μηδέν βαθμούς Κελσίου.

Μια μικρή υστέρηση που εισήχθη από το κύκλωμα έρχεται ως ευλογία ή μάλλον ευλογία στη μεταμφίεση, επειδή λόγω αυτού το κύκλωμα δεν αλλάζει γρήγορα στα επίπεδα κατωφλίου, αλλά ανταποκρίνεται μόνο αφού η θερμοκρασία έχει αυξηθεί σε περίπου δύο βαθμούς πάνω από το επίπεδο ενεργοποίησης.

Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι εάν το επίπεδο ενεργοποίησης έχει οριστεί σε μηδέν μοίρες, το IC θα ενεργοποιήσει το ρελέ σε αυτό το σημείο και ο συμπιεστής ψυγείου θα απενεργοποιηθεί επίσης, η θερμοκρασία μέσα στο ψυγείο αρχίζει τώρα να αυξάνεται, αλλά το IC δεν επιστρέφει αμέσως αλλά διατηρεί τη θέση του έως ότου η θερμοκρασία αυξηθεί τουλάχιστον έως 3 βαθμούς Κελσίου πάνω από το μηδέν.

Αυτά ήταν 3 ακριβή και αξιόπιστα σχέδια θερμοστάτη που μπορούν να κατασκευαστούν και να εγκατασταθούν στο ψυγείο σας για τον απαιτούμενο έλεγχο θερμοκρασίας.

Εάν έχετε περαιτέρω απορίες, μπορείτε να εκφράσετε το ίδιο μέσω των σχολίων σας