Схема со стабилитроном
Стабилитрон – это тот же полупроводниковый диод, пропускающий ток лишь в одну сторону. Отличие от диода заключается в том, что у стабилитрона имеется управляющий контакт. Пока к нему подводится установленное напряжение, элемент открыт и ток идет по цепи. Когда его величина становится ниже предельной, цепь разрывается. Первый вариант – это схема термореле, где стабилитрон играет роль логического управляющего блока:
Как видите, схема разделена на две части. С левой стороны изображена часть, предшествующая управляющим контактам реле (обозначение К1). Здесь измерительным блоком является термический резистор (R4), его сопротивление уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Ручной регулятор температуры – это переменный резистор R1, питание схемы – напряжение 12 В. В обычном режиме на управляющем контакте стабилитрона присутствует напряжение более 2.5 В, цепь замкнута, реле включено.
Как только температура возрастет выше установленного предела, сопротивление R4 упадет, напряжение станет меньше, чем 2.5 В, стабилитрон разорвет цепь. Следом то же самое сделает и реле, отключив силовую часть, чья схема показана справа. Тут простое термореле для котла снабжено симистором D2, что вместе с замыкающими контактами реле служит исполнительным блоком. Через него проходит напряжение питания котла 220 В.
Самодельный регулятор температуры
Терморегулятор для погреба
Создать функциональный термостат своими руками не слишком сложно. Тем не менее, надо реалистично оценивать собственные возможности. Следующие инструкции помогут принять правильное решение.
Простейшая схема
Чтобы исключить лишние трудности, применяют схему с блоком питания без трансформатора. Для выпрямления питающего напряжения используют обычный диодный мост. Необходимый уровень постоянной составляющей поддерживают стабилитроном. Конденсатором устраняют броски.
Типовой делитель подойдет для контроля напряжения. В одном плече устанавливают резистор, который реагирует на изменение температуры. Для управления исполнительным устройством подойдет реле.
Прибор для помещения
Это устройство можно использовать для поддержания температурного режима в мини-теплице, другом ограниченном объеме. Основной элемент – микросхема операционного усилителя, которая включена в режиме сравнения напряжений. Точную и грубую настройку порога срабатывания выполняют с помощью резисторов R5 и R4, соответственно.
Терморегулятор для инкубатора
На микросхеме LM 311
Этот вариант предназначен для подключения электрических теплых полов, других мощных нагрузок
Следует обратить внимание на повышенную надежность изделия, которая обеспечена гальванической развязкой цепей со слабыми и сильными токами
Схема для подключения мощной нагрузки
Какие детали понадобятся терморегулятор своими руками
Для датчика температуры чаще всего используют терморезистор, это элемент который регулирует электрическое сопротивление в зависимости от температурного показателя.
Так же часто применяют полупроводниковые детали:
- Диоды;
- Транзисторы.
На их характеристики температура должна оказывать такое же влияние. То есть при нагреве должен увеличиваться ток транзистора и при этом он должен престать работать, не смотря на входящий сигнал. Нужно учесть, что такие детали обладаю большим недостатком. Слишком сложно провести калибровку, говоря точнее, будет трудно привязать эти детали к некоторым датчикам температуры.
Однако на данный момент промышленность не стоит на месте, и вы можете увидеть приборы из серии 300, это LM335, которым все чаще рекомендуют воспользоваться специалисты и LM358n. Не смотря на очень низкую стоимость, данная деталь занимает первую позицию в маркировках и ориентируется на сочетание с бытовой техникой. Стоит упомянуть, что модификации этой детали LM 235и 135 успешно применяются в военных сферах и промышленности. Включая в свою конструкцию около 16 транзисторов, датчик способен работать в качестве стабилизатора, а его напряжение будет полностью зависеть от температурного показателя.
Зависимость заключается в следующем:
- На каждый градус будет приходиться около 0, 01 В, если ориентироваться на Цельсий, то на показатель 273 результат на выходе составит 2, 73В.
- Диапазон работы ограничивается в показателе от -40 до +100 градусов. Благодаря таким показателям, пользователь полностью избавляется от регулирований методом проб и ошибок, а требуемая температура будет в любом случае обеспечена.
Так же кроме датчика температур вам потребуется компаратор, лучше всего приобрести LM 311, который выпускает тот же производитель, потенциометр для того чтобы сформировать эталонное напряжение и выходную установку чтобы включать реле. Не забудьте приобрести блок питания и специальные индикаторы.
Зачем нужен
Осенью, когда центральное отопление еще не подключили, холодной зимой или ранней весной зачастую используют обогреватели. Особенность их работы — необходим контроль за нагревом. Если температура в комнате становится нормальной, прибор отключают. По мере остывания снова подключают к сети.
При этом зона комфорта у каждого своя — одним хорошо отдыхается при +18 град, другим требуется иной режим. Чтобы поддерживать постоянно необходимую температуру воздуха, приобретают терморегуляторы. Они автоматически отключают источник тепла при достижении заранее выбранной температурной точки.
Сообщества › Кулибин Club › Блог › Электрика: Датчики температуры, делаем сами.
Иногда возникает нужда в температурном контроле за каким нибудь процессом, будь то автомобиль или народное хозяйство. Схем термоконтроля всяких много, но датчики как правило имеют неудобный конструктив, не предусматривающий крепления в контролируемой среде. Вот о датчиках и поговорим.
Как правило, датчиками для измерительных схем служат полупроводниковые приборы — термисторы:
Корпус может быть другим, но внутри все равно будет сидеть примерно такая капелька с выводами.
Вторым распространенным датчиком температуры является DS1820:
зачастую они продаются в таком виде:
Внутри все та же микросхемка DS18B20 о трех выводах причем даже без термопасты.
Теперь давайте попробуем внедрить эти радиодетали в автомобиль, например для цифровой индикации температуры ОЖ или управления электровентиляторами.
Нам понадобится донорский датчик — любой подходящий по резьбе и стоимости. В моем случае это Волго-УАЗовский датчик ТМ 106-10
Берем дрель в качестве токарного станка и аккуратно зажимаем датчик в патрон. Ножовкой по металлу спиливаем завальцовку. Когда датчик развалится на составные части так же в дрели ровняем край датчика надфилем. Получаем корпус-заготовку для внедрения туда нашей радиодетали.
Далее можно пойти двумя путями:1. Залить в корпус расплавленного припоя, в этом припое просверлить канал и вставить туда термистор. Можно заполнить полость корпуса термопастой и воткнуть термистор в неё, но у олова теплопроводность на несколько порядков лучше чем у термопасты, поэтому термопасту конечно же надо применять, но мазать ее лучше тонким слоем.
Минус этого метода в большой инерционности полученного датчика.
2. Сделать так, как делаю это я Берем телескопическую антенну от какого нибудь старого ненужного девайса:
Если вы их раньше выкидывали, то делали это зря, потому что такие антеннки являются источником замечательных тонкостенных латунных трубочек разного диаметра:
Подбираем трубочку наиболее подходящую к термистору — он должен максимально плотно вставляться внутрь трубки. Отмеряем и опять воспользовавшись дрелью, отрезаем нужный нам кусочек трубки — резать лучше надфилем. Берем наш корпус-заготовку и сверлим его торец по диаметру трубки. Торец корпуса лудим оловом, трубку зачищаем до латуни и тоже облуживаем. Вставляем трубку в корпус и припаеваем их друг к другу, паяльника на 80Вт хватает за глаза. Должно получиться как то так (торец уже запаян небольшим кусочком медной фольги толщиной 1мм):
Проверяем полученный корпус датчика на герметичность. Я делаю это не очень технологично — на присос языком
Если с герметичностью все в порядке приступаем к следующей стадии: установке термистора и разъема.
Опять все примеряем и отрезаем выводы термистора с тем расчетом, чтобы при установке в корпус термистор находился в конце трубки, а лучше упирался в торец:
Теперь термистор готов к установке. Закладываем немного термопасты вовнутрь трубки, сам термистор тоже немного обмазываем термопастой и вставляем в трубку. После того как термистор вошел в трубку под разъем закладываем немного приготовленного заранее поксипола или эпоксидного пластилина. Вдавливаем разъем в поксипол, излишки убираем. Когда поксипол окончательно застынет получается вот такой симпатичный датчик готовый к установке:
Советуем изучить Электробезопасность на предприятии
А вот так датчик будет стоять на своем рабочем месте — измерительная часть будет полностью омываться рабочей средой:
Ну и картинка общей проверки работоспособности электрической части:
Качественные материалы для выполнения работы
Типовая схема включения датчика LM335.
Вам потребуется:
- потенциометр;
- интегральный стабилизатор;
- сетевой адаптер;
- выходное устройство;
- термостат.
В настоящее время любой прибор можно купить в магазине, но иногда дешевле сделать его своими руками. Естественно, для электроприборов паять запчасти не стоит, а вот сделать индивидуальный прибор, подходящий к параметрам вашего погреба, вполне возможно. Схема такого устройства проста. Определенная температура поддерживается благодаря включению\выключению теплонагревательного элемента (ТЭНа).
Схема подключения датчика LM335.
Температура поднимается до заданной отметки, срабатывает специальное устройство – компаратор, ТЭН выключается. В теории такой прибор сделать легко, но когда дело доходит до практического воплощения, становится понятно, что не все так просто. Раньше калибровку выполняли следующим образом: температурный датчик погружали сначала в лед, затем в кипяток.
Для измерения показаний брали вольтметр и градусник и настраивали нужную температуру срабатывания. Процесс отнимал достаточно много времени и давал не самые лучшие результаты. Сегодня покупка термодатчика не проблема. Их калибровка производится при изготовлении, так что никаких опытов проводить не придется. Современные технологии позволили создать такой температурный сенсор, который передает цифровую информацию. С помощью этих устройств возможно измерение температуры в различных точках квартиры – вы контролируете температуру не только за окном, но и внутри дома.
Детали устройства
Выше было предложено использовать в качестве температурного сенсора термистор, но это не единственный вариант.
В принципе, в этом качестве может быть задействован любой полупроводниковый элемент, так как характеристики этих деталей всегда зависят от температуры.
Так, например, ток коллектора обычного биполярного транзистора при нагреве возрастает, что неминуемо отражается на работе усилительного каскада (транзистор перестает реагировать на входной сигнал из-за смещения рабочей точки).
Похожим образом реагируют на изменение температуры и кремниевые диоды. При температуре +25 градусов напряжение на контактах свободного диода составит около 700 мВ, а замеры на перманентном диоде покажут примерно 300 мВ. Если же температура будет повышаться, напряжение с каждым градусом будет падать примерно на 2 мВ.
Однако, у всех этих элементов есть существенный недостаток: собранные на их базе терморегуляторы с большим трудом приходится настраивать, иначе говоря, калибровать. Ведь нам только приблизительно известно, какую элемент демонстрирует характеристику при той или иной температуре и как именно он реагирует на ее колебания. Гораздо проще работать с выпускаемыми современной промышленностью термодатчиками, проходящими калибровку еще на стадии производственного процесса.
Сильного удорожания проекта покупка такой детали не вызовет. Так, например, аналоговый термодатчик марки LM-335 компании National Semiconductor стоит всего 1 доллар.
Можно использовать и его модификации – датчики LM-135 и LM-235, хотя они предназначены для применения, соответственно, в военной электронике и промышленности.
Датчик LM-335 содержит 16 транзисторов и работает подобно стабилитрону, у которого напряжение стабилизации находится в зависимости от температуры.
Только в данном случае все параметры досконально известны: на каждый градус по шкале абсолютных температур (Кельвина) приходится напряжение в 10 мВ или 0,01 В.
Таким образом, если мы хотим знать, каким будет напряжение стабилизации LM-335 при температуре 20 градусов Цельсия, нужно прибавить к этому значению 273 (перевод в градусы Кельвина), а затем результат умножить на 0,01 В. В данном случае получим 2,93 В. На производстве датчик калибруется по температуре 25 градусов Цельсия. Рабочий диапазон температур, в пределах которого напряжение меняется линейно и по указанному закону (10 мВ/градус) лежит в пределах от -40 до +100 градусов Цельсия.
Итак, зная точное напряжение стабилизации LM-335 при той или иной температуре, нам остается выставить соответствующее напряжение на втором входе компаратора – и настройка терморегулятора будет завершена.
- Схему на базе термодатчика LM-335 следует компоновать таким образом, чтобы через него протекал ток величиной от 0,45 до 5 мА. Отметим, что напряжение питания терморегулятора не обязательно должно составлять 12 В. Это значение было предложено только потому, что оно позволяет применить вместо самодельного блока питания (понижающий трансформатор + выпрямитель + стабилизатор) обычный адаптер, который можно недорого купить в магазине. Если же все делать самостоятельно, то понижающий трансформатор можно собрать в расчете на выходное напряжение в пределах 3 – 15 В. Главное, чтобы на такое же напряжение было рассчитано используемое в схеме реле.
- Далее подбирают сопротивление резисторов делителя напряжения и переменного резистора таким образом, чтобы при имеющемся напряжении сила протекающего через термодатчик тока находилась в указанных пределах. В принципе, датчик останется работоспособным и при силе тока свыше 5 мА, но тогда он будет сильно греться, из-за чего терморегулятор будет работать некорректно.
- В качестве компаратора можно применить микросхему того же производителя, выпускаемую под маркой LM-311 (модификации для «военки» и промышленности – соответственно, LM-111 и LM-211).
Используемое в схеме реле является многоконтактным (типа МКУ). В упрощенном исполнении (без аккумулятора) можно воспользоваться автомобильным реле
Важно удостовериться, что допустимая для данного реле величина силы тока соответствует мощности нагревателя
Простой терморегулятор своими руками
Иногда дома приходиться иметь с бытовым инкубатором или сушкой для овощей. Зачастую дешевая техника такого рода имеет термореле очень плохого качества, контакты которого быстро выгорают или оно не отличаются хорошей плавностью регулировки. И так, сегодня у нас на повестке дня простой терморегулятор своими руками, мы соберем схему и продемонстрируем его работу.
Простой терморегулятор своими руками – схема
Питание схемы терморегулятора осуществляется с помощью бестрансформаторного блока питания, состоит он из гасящего конденсатора С1 и диодного моста D1. Параллельно мосту включен стабилитрон ZD1, который стабилизирует напряжение в пределах 14В. При желании, можно еще добавить и стабилизатор на 12В.
Основу схемы составляет управляемый стабилитрон TL431. Управление TL431 производиться с помощью делителя напряжения R4, R5 и R6. Датчиком температуры воздуха является NTC терморезистор R4 номиналом 10кОм. При повышении температуры он уменьшает свое сопротивление.
При напряжении более 2,5В на контакте управления TL431, эта микросхема открывается, далее срабатывает реле, замыкая контакты и включая нагрузку.
При повышении температуры датчика R4, его сопротивление начнет падать. Когда напряжение на контакте управления TL431 станет меньше 2,5В микросхема закроется и отключит реле с нагрузкой.
Подбором резисторов R5 и R6 необходимо добиться необходимого диапазона регулировки температуры. Номинал R5 – отвечает за максимальную температуру, а R6 – за минимальную.
Для устранения эффекта дребезжания контактов реле при включении или отключении параллельно выводам А1 и А2 контактов реле необходимо подключить конденсатор С4. Реле К1 необходимо использовать с как можно меньшим током удержания.
При использовании б/у-шных TL431 и NTC терморезисторов важно проверить их работоспособность. Для этого желательно ознакомиться с материалами на тему: как проверить TL431 и как проверить термистор. Вот такой простой терморегулятор своими руками у нас получился
Вот такой простой терморегулятор своими руками у нас получился.
Темпер для кофе
Темпер для кофе – один из незаменимых инструментов бариста, используется для трамбовки кофе в портафильтре. Темпинг от английского tamping буквально означает трамбовка. На сегодняшний день число техник трамбовки кофе огромно.
Как для любого бариста, так и для тех, у кого имеется эспрессо-машина дома, важным вопросом становится – какой темпер купить для комфортной работы и качественной трамбовки кофе в портафильтре.
Для чего нужен темпер
Прессование кофе в портафильтре (темпинг) необходимо для того, чтобы достигнуть максимально однородной структуры кофейной таблетки, это обеспечивает равномерное прохождение воды и правильную экстракцию ароматических и вкусовых веществ.
При неравномерной трамбовке кофейной таблетки вода проходит через наименее утрамбованные места, тем самым делая вкус эспрессо пережжённым. Правильный темпинг кофе обеспечивает стабильность вкуса эспрессо и является важнейшим моментом в приготовлении этого напитка.
Кто придумал темпер
Темпер для кофеварки, как самостоятельный аксессуар, вывел на рынок американец Рейдж Барбер, его удивило, что в дорогостоящих эспрессо машинах для прессования кофе шел в комплекте дешевый неудобный кусок пластмассы, который не позволял произвести качественное прессование кофе и им было неудобно работать в течении всего дня.
Рейдж Барбер наладил выпуск темперов его компания быстро стала одним из лидеров отрасли, а произведенные им темперы часто становятся наградой на различных соревнованиях среди бариста.
Следует отметить, что компания Reg Barber Enterprises Inc (расположенная в Канаде) производит действительно очень красивые и оригинальные темперы, но стоимость их весьма высока – от 30 $, что является весьма впечатляющей суммой за стальную платформу с деревянной ручкой :).
Момент стоимости, в общем, касается всех темперов – цена за этот аксессуар необоснованно завышена, многие интересуются, как сделать темпер своими руками, при наличии знакомого токаря и размерных чертежей это элементарная задача.
На что нужно обращать внимание, выбирая темпер
Удобная ручка – для того, чтобы качественно спрессовать кофе необходимо существенное усилие – в диапазон 13-20 кг, если ручка темпера будет неудобной, давить на нее с таким усилием будет весьма затруднительно. Также следует выбирать ручку под размер своей руки.
Точность размера подошвы – диаметр темпера должен соответствовать диаметру корзины портафильтра (на 0,5-1 мм меньше), следует учитывать, что во многих портафильтрах стенки к низу сужаются, при слишком малом зазоре темпер может застревать.
Материал подошвы:
- Пластик – самый дешевый и наименее практичный, поскольку он легко царапается, а темпер из него обладает малым весом, что усложняет темпинг.
- Алюминий – довольно часто используется в темперах среднего ценового диапазона, это вполне неплохой и практичный вариант, но следует заметить, что алюминиевая поверхность легко царапается.
- Нержавеющая сталь – прочна и устойчива к царапинам, следует учитывать, что такой темпер имеет довольно большой вес.
Форма подошвы темпера
Плоская – традиционная и наиболее популярная форма подошвы темпера.
Закругленная (выпуклая) – такая форма стала пользоваться популярностью у многих бариста, поскольку считается, что воде проще проходить возле стенок портафильтра, а такая форма темпера дает возможность увеличить слой кофе возле стенок, тем самым обеспечивая более равномерное прохождение воды. Также такая форма позволяет избежать разрушения поверхности таблетки креплением дисперсионной группы (данная проблема есть в некоторых эспрессо машинах). В таком темпере большая вероятность перекашивания при нажатии.
Ремонт своими руками
Собранные собственноручно, эти приборы служат достаточно долго, однако существует несколько стандартных ситуаций, когда может потребоваться ремонт:
- Выход из строя регулировочного резистора – случается наиболее часто, поскольку изнашиваются медные дорожки, внутри элемента, по которым скользит электрод, решается заменой детали.
- Перегрев тиристора или триода – неправильно была подобрана мощность или прибор находится в плохо вентилируемой зоне помещения. Чтобы в дальнейшем избежать подобного, тиристоры оборудуются радиаторами, либо же следует переместить терморегулятор в зону с нейтральным микроклиматом, что особенно актуально для влажных помещений.
- Некорректная регулировка температуры – возможно повреждение терморезистора, коррозия или грязь на измерительных электродах.
Подключение температурного датчика
Еще одна ошибка возникает при замене или подключении датчика разных производителей к одному и тому же регулятору. Дело в том, что все они имеют определенное сопротивление, соответствующее той или иной температуре.
И если без изменения настроек взять и поменять температурный датчик на другой, это может привести к некорректной работе отопления. Разница по температуре между определяемой и фактической может достигать 10 градусов!
Из-за другого сопротивления, меньше чем заводское, регулятор поймет это как завышенную температуру и даст команду на раннее отключение, хотя теплые полы будут еще не достаточно прогретыми.
Для теплого пола применяются, так называемые NTC – датчики с отрицательным температурным коэффициентом. Данный термин означает, что с повышением окружающей температуры, их сопротивление уменьшается.
Еще бывает PTC – положительный t коэфф. сопротивления. С ними происходит обратный процесс.
У продвинутых девайсов (Devireg Touch) изначально в программу настроек занесено несколько разновидностей датчиков. На этапе установки просто выбирайте требуемый.
Если вы не знаете марку, придется вручную сделать замеры сопротивления мультиметром.
Полученные данные сравниваются и проверяются, соответствуют ли они выставленным заводским настройкам или нет.
Наиболее правильной системой отопления считается та, которая имеет в каждой комнате свою собственную зону регулирования. Что это означает?
При наличии в доме всего одного терморегулятора, разброс температур в разных частях здания будет достигать 5-6 градусов.
Поэтому придется покупать и устанавливать не один, а несколько термостатов.
Можно настроить отдельные регуляторы одновременно на две зоны, при этом меняя приоритет температур. То есть, установить в термостат в одной комнате, а выносной датчик от него завести в соседнее помещение.
При этом в настройках нужно будет сделать выбор на какой элемент должен реагировать терморегулятор – на встроенный в корпус или на выносной. Добиться одинаковой температуры от одного прибора у вас не получится.
Размещать терморегуляторы в мокрых зонах запрещено. Они должны иметь соответствующий уровень влагозащиты IP и монтироваться в зоне 3.
Что это за зона, читайте в отдельной статье.
Область применения самодельного устройства
Изготовление механического терморегулятора в домашних условиях достаточно сложно и нерационально, поскольку результат будет работать в слишком широком диапазоне и не сможет обеспечить требуемой точности настройки. Чаще всего собирают самодельные электронные терморегуляторы, которые позволяют поддерживать оптимальный режим температуры тёплого пола, инкубатора, обеспечивать желаемую температуру воды в бассейне, нагрев парилки в сауне и т.д. Вариантов применения самодельного терморегулятора может быть столько, сколько систем, подлежащих настройке и регулировке температурного режима, имеется в доме. Для грубой настройки с помощью механических устройств проще приобрести готовые элементы, они недороги и вполне доступны.
