Схема терморегулятора для инкубатора своими руками

Принцип работы терморегулятора

Итак, рассмотрим как работает схема терморегулятора для инкубатора своими руками: основой данного устройства является операционный усилитель DA1, работающий в режиме компаратора напряжений. На один вход подается изменяющееся напряжение с терморезистора R2, а на второй, задаваемое переменным резистором R5 и подстроечным R4. Для точной и грубой регулировки. В зависимости от области применения, подстроечный резистор можно и исключить.
При равенстве входных напряжений транзистор VT1, управляемый выходом компаратор – закрыт, на управляющем электроде VS1 ноль, а значит закрыт и симистор. При изменении температуры меняется сопротивление R2, а на разницу напряжений на входах компаратор отреагирует подачей открывающего сигнала на VT1. Появившееся на R8 напряжение откроет тиристор, пустив через нагрузку ток. Когда напряжения на входах операционного усилителя выравняются, он отключит нагрузку.
Питание управляющего каскада осуществляется через выпрямительный диод VD2 и гасящее сопротивление R10. При его сверхмалом потреблении тока – это вполне допустимо, как и использование для стабилизации питающего напряжения всего одного стабилитрона VD1. К тому же, управляющие цепи запитываются через нагрузку, на которой тоже происходит падение напряжения, особенно в нагретом состоянии.

Замены деталей

Обратите внимание на мощность резистора R10 — 2Вт, так же этот резистор должен выдерживать мгновенное напряжение 400В, если такой резистор не удается найти, его можно заменить несколькими последовательно включенными резисторами на меньшую мощность и напряжение.
В качестве стабилитрона VD1 можно установить BZX30C12 или любой другой стабилитрон на 12В близкий по параметрам.
Вместо VD2 можно поставить диод с обратным напряжением не менее 400В и током не менее 0,3А: например из серии 1N4004 — 1N4007
На место DA1 можно установить практически любой операционный усилитель, главное чтобы он работал в диапазоне питающих напряжений 10..15В.

А вот однопереходный транзистор КТ117 (VT1) не такой общераспространенный компонент электронных схем (зарубежные однопереходные транзисторы: 2N6027, 2N6028), зато его можно заменить схемой из двух биполярных транзисторов разной структуры и одного резистора 47 кОм. В схеме используются распространенные КТ315 и КТ361, но вполне могут использоваться и другие маломощные комплиментарные биполярные транзисторы.

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.

Самодельный регулятор температуры

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.

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.

Создаем простой терморегулятор

При ремонте бытовой электротехники вы могли сталкиваться с ситуацией, когда со строя выходил терморегулятор. Хоть это и небольшая микросхема, устанавливаемая для контроля величины нагрева или охлаждения чего-либо.

Увы, стоимость такого элемента заводского изготовления довольно высока, поэтому куда выгоднее собрать терморегулятор самому. Схема достаточно простого самодельного терморегулятора приведена на рисунке ниже.

Рис. 5. Схема простейшего терморегулятора

Для его изготовления вам понадобится:

  • понижающий трансформатор с 220 на 12 В;
  • шесть диодов (в рассматриваемом примере используются IN4007);
  • конденсаторы на 47 мкФ, 1 мФ и 2 мФ;
  • микросхема для стабилизатора на 5В;
  • транзистор (в рассматриваемом примере это КТ814А);
  • стабилитрон с регулируемым параметром (TL431);
  • резистивные элементы на 4,7; 160, 150 и 910 кОм;
  • резистор с изменяемым сопротивлением на 150 кОм;
  • термозависимый резистор 50 кОм;
  • светодиод;
  • электромагнитное реле 100 мА с питающим напряжением 12В (в рассматриваемом примере используется автомобильный вариант);
  • кнопка и корпус.

Процесс изготовления состоит из таких этапов:

  • При помощи паяльника соберите вышеперечисленные детали на печатную плату, как показано на схеме выше.
  • После этого выведите измерительный орган для терморегулятора на открытое пространство, чтобы установить в нужную локацию.

Рис. 6. Выведите измерительный элемент

  • Установите переменный резистор на жесткий каркас и нанесите градуировку температурных режимов для настройки прибора.

Рис. 7. Установите регулятор на каркас и нанесите градуировку

  • На клеммник подключите шнур питания.

Подключите питающий шнур к клеммнику

В данном случае клеммник взят со старого прибора, располагавшегося в корпусе.

  • Подключите все отдельно размещенные элементы к плате и закройте корпусом.

После сборки терморегулятора его можно установить в любое место, к примеру, для обогрева и подключить в цепь питания электрического котла. В случае, когда радиаторы отопления нагреют помещение до установленной температуры, контакты реле разорвут цепь и прекратят электроснабжение. При остывании цифрового термометра, снова произойдет включение отопления и снова пойдет нагрев. Если вас не устраивает температурный режим, его можно изменить настройкой датчика.

Пошаговая инструкция

Сборка самодельного регулятора температуры предполагает выполнение следующей последовательности действий:

  • Подбор соответствующей микросхемы. Подойдет CD4011 или К561ЛА7.
  • Выбор терморезисторов. Их мощность варьируется от 1 и до 15 kOm.
  • Подготовка платы к вытравливанию дорожек.
  • Включение нагревающего элемента в цепь резистора. Это делают по причине того, что изменение мощности, которая происходит в результате понижения градусов, воздействует на транзисторы.
  • Настройка датчиков, поскольку температурные перепады в системе приводят к необходимости контролировать степень нагрева.
Читайте также  Как утеплить трубу на улице

Нагревающий прибор, подключенный к цепи резисторов, согревают систему до восстановления мощности в термодатчике к исходному значению.

Терморегуляторы – схемы и описание

Регулятор температуры паяльника.
Этот очень простой регулятор позволяет поддерживать па­яльник в горячем состоянии, но с недогревом. С помощью регулирующего элемента мощность паяльника, рассчитанно­го на 50 Вт, устанавливается в пределах от 25 до 48 Вт. Прин­ципиальная схема регулятора приведена на рис.


С помощью диода Д1 на паяльник подаются положитель­ные полупериоды сетевого напряжения 220 В. Отрицатель­ные полупериоды подаются через тринистор Д2, который управляется переменным резистором R2. Резистор R1 слу­жит для ограничения тока управляющего электрода и вмес­те с конденсатором С1 создает необходимый для регулиров­ки сдвиг фазы.

Простой терморегулятор
Этот терморегулятор предназначен для поддержания темпе­ратуры в замкнутом объеме, например в термостате, с помо­щью включения или выключения вентилятора. Пределы регу­лировки составляют от 28 до 40 °С, точность ±1 °С. Питание осуществляется от батарей или внешнего блока питания на­пряжением 12 В. Принципиальная схема регулятора показана на рис.

На транзисторах Т1 и Т2 собран триггер Шмитта, работа которого управляется делителем напряжения, состоящим из резистора R2 и термистора R8. Питание делителя произво­дится стабилизированным напряжением с помощью стаби­литрона Д1 и резистора R1.
При пониженной температуре в контролируемом объеме сопротивление термистора и напряжение на базе транзисто­ра Т1 велико, он открыт, а транзистор Т2 заперт. Поэтому электромагнитное реле Р1 обесточено и его контакты разом­кнуты. При увеличении температуры, сверх установленной переменным резистором R4, напряжение на базе Т1 умень­шается и триггер опрокидывается. Теперь отпирается тран­зистор Т2 и срабатывает реле, замыкающимися контактами которого включается вентилятор. Диод ДЗ предохраняет транзистор Т2 вследствие пробоя от воздействия ЭДС само­индукции обмотки реле.
Вместо указанных на схеме элементов можно использо­вать транзисторы КТ315Б, стабилитрон КС147А, диоды Д101, термистор СТ1-17. В качестве реле можно установить РЭС10, паспорт РС4.524.312.

Терморегулятор по схеме триггера Шмитта.
Этот автоматический регулятор предназначен для поддержа­ния постоянной температуры в диапазоне от 10 до 50 °С с максимальной ошибкой не более ±1 °С. Максимальная мощ­ность нагревателя составляет 500 Вт. Принципиальная схе­ма регулятора приведена на рис.


На транзисторах Т1 и Т2 собран триггер Шмитта. Пере­менные резисторы R2 и R5 служат для установки порога его опрокидывания. В качестве термочувствительного элемента использован терморезистор R1 типа КМТ-10. Назначением резистора R3 является снижение сопротивления между ба­зой Т1 и шиной питания до 30 кОм. В цепь коллектора тран­зистора Т2 включена обмотка реле Р1. Диод Д2 защищает ранзистор от пробоя возникающей ЭДС самоиндукции об­мотки реле.
Триггер питается стабилизированным напряжением бла­годаря использованию стабилитрона ДЗ. Схема имеет бес­трансформаторное питание с гасящим конденсатором СЗ и выпрямительным мостом на диодах Д4-Д7. Конденсаторы С1 и С4 предназначены для устойчивого срабатывания реле и снижения нагрузки на его контакты Р1/1. Лампочка Л1 сигнализирует о подаче питания на устройство.
Вместо транзисторов МП42Б можно использовать КТ361Б, а вместо диодов Д226Б – КД105Б. В регуляторе ис­пользовано открытое электромагнитное реле типа МРЦ-1, паспорт Ю.171.80.33.

Терморегулятор на тиристоре.
Этот терморегулятор рассчитан на подключение нагрева­тельного прибора мощностью до 500 Вт. Принципиальная схема терморегулятора приведена на рис.

Чувствительным элементом в этой схеме служит терморе­зистор R5 типа ММТ-4, который вместе с резисторами R4 и R11 включен на входе триггера Шмитта на транзисторах Т1 и Т2. Пока температура равна или больше установленной переменным резистором R11, транзистор Т1 заперт, Т2 от­крыт, ТЗ заперт. Поэтому потенциал катода тиристора Д10 такой же, как потенциал управляющего электрода. Тиристор заперт, и напряжение сети не проходит через диодный мост Д6-Д9. К нагревателю питание не поступает.
Если температура меньше заданной, сопротивление тер­морезистора увеличивается, напряжение на базе транзисто­ра Т1 тоже увеличивается и триггер опрокидывается. Тогда транзистор ТЗ отпирается, и падением напряжения на рези­сторе R9 отпирается тиристор. В результате диодный мост становится проводящим, и к нагревателю поступает напря­жение сети.
Трансформатор Tpl собирается на сердечнике Ш 12×25. Обмотка I содержит 8000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, а обмотка II – 170 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,4 мм. В качестве ТЗ можно использовать транзистор КТ315А. В связи с тем, что тиристоры КУ201Л допускают прямое на­пряжение в запертом состоянии не более 300 В, а амплитуд­ное значение сетевого напряжения составляет 311 В, во из­бежание пробоя тиристора рекомендуется вместо КУ201Л использовать тиристор КУ202М или КУ202Н, допускающие указанное напряжение до 400 В.

По этой теме читайте на сайте :

Эта запись защищена паролем. Введите пароль, чтобы посмотреть комментарии.

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:


В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

  1. Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
  2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
  3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Как грамотно установить?

Помимо качественной сборки необходимо обратить внимание на условия его эксплуатации, которые должны включать:

  • Место размещения – нижняя часть комнаты;
  • Сухость помещение;
  • Отсутствие рядом “сбивающих” агрегатов: излучающих тепло или холод (электрооборудование, кондиционер, открытая дверь со сквозняком).

Разобравшись, как подключить терморегулятор своими руками, можно приступать к его регулярному использованию. Главное, чтобы мощность изготовленного прибора была рассчитана на контакты реле. Например, при максимальной нагрузке в 30 Ампер, мощность не должна превышать 6,6 кВт.

Механический терморегулятор

Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.

Читайте также  Как выбрать выключатель

Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.

Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.

Как уже говорилось, терморегулятор на базе датчика LM335 в настройке не нуждается. Достаточно знать напряжение, подаваемое потенциометром на прямой вход компаратора.

Измерить его можно при помощи вольтметра. Необходимое значение напряжения определяется по приведенной выше формуле.

Если нужно, к примеру, чтобы прибор срабатывал при температуре в 20 градусов, оно должно составлять 2,93 В.

Если в качестве термодатчика применяется какой-либо иной элемент, эталонное напряжение придется проверять опытным путем. Для этого необходимо воспользоваться цифровым термометром, например, ТМ-902С. Для точности настройки датчики термометра и терморегулятора можно соединить посредством изоленты, после чего их помещают в среду с различной температурой.

Терморегулятор из подручных материалов

Ручку потенциометра нужно плавно вращать, пока терморегулятор не сработает. В этот момент следует посмотреть на шкалу цифрового термометра и отображаемую на ней температуру нанести на шкалу терморегулятора. Можно определить крайние точки, например, для температуры в 8 и 40 градусов, а промежуточные значения отметить, разделив диапазон на равные части.

Если цифрового термометра под рукой не оказалось, крайние точки можно определять по воде с плавающим в ней льдом (0 градусов) или по кипящей воде (100 градусов).

Сталкиваясь с выбором обогревателя, люди обнаруживают, что типов приборов существует немало, но выбрать нужно один. Керамический обогреватель для дома – тонкости правильного выбора, обзор моделей и цен.

Нормы влажности воздуха и способы ее измерения представлены в этой теме.