3 точных схемы термостата холодильника - твердотельные электронные устройства

Хотите сделать точный электронный термостат для своего холодильника? 3 уникальных конструкции твердотельных термостатов, описанные в этой статье, удивят вас своими «крутыми» характеристиками.

Дизайн №1: Введение

После сборки и интеграции с любым соответствующим устройством устройство сразу же начнет демонстрировать улучшенный контроль над системой, экономя электроэнергию, а также увеличивая срок службы устройства.

Обычные термостаты для холодильников дороги и не очень точны. Более того, они подвержены износу и, следовательно, непостоянны. Здесь обсуждается простой и очень эффективный электронный термостат холодильника.

Что такое термостат

Как мы все знаем, термостат - это устройство, которое может определять определенный установленный уровень температуры и отключать или переключать внешнюю нагрузку. Такие устройства могут быть электромеханическими или более сложными электронными.

Термостаты обычно связаны с приборами для кондиционирования воздуха, охлаждения и нагрева воды. Для таких приложений устройство становится важной частью системы, без которой устройство может добраться до него и начать работать в экстремальных условиях и в конечном итоге выйти из строя.

Регулировка контрольного переключателя, предусмотренного в вышеупомянутых приборах, гарантирует, что термостат отключает питание прибора, когда температура пересекает желаемый предел, и переключается обратно, как только температура возвращается к нижнему порогу.

Таким образом, температура внутри холодильника или комнатная температура через кондиционер поддерживается в благоприятных пределах.

Представленная здесь принципиальная схема термостата холодильника может использоваться снаружи холодильника или любого подобного устройства для управления его работой.

Управлять их работой можно, прикрепив чувствительный элемент термостата к внешней теплоотводящей решетке, обычно расположенной за большинством охлаждающих устройств, использующих фреон.

По сравнению со встроенными термостатами конструкция более гибкая и имеет более широкий диапазон, а также обеспечивает более высокую эффективность. Схема может легко заменить обычные низкотехнологичные конструкции и, кроме того, намного дешевле по сравнению с ними.

Давайте разберемся, как работает схема:

Схема работы

На приведенной рядом схеме показана простая схема, построенная на основе микросхемы IC 741, которая в основном сконфигурирована как компаратор напряжения. Бестрансформаторный источник питания включен здесь, чтобы сделать схему компактной и твердотельной.

Мостовая конфигурация, включающая R3, R2, P1 и NTC R1 на входе, образует основные чувствительные элементы схемы.

Инвертирующий вход ИС ограничивается половиной напряжения питания с помощью цепи делителя напряжения R3 и R4.

Это устраняет необходимость в двойном питании ИС, и схема может обеспечивать оптимальные результаты даже при однополюсном питании.

Опорное напряжение на неинвертирующий вход IC фиксируется через заданный P1 по отношению к NTC (отрицательный температурный коэффициент).

В случае, если проверяемая температура имеет тенденцию дрейфовать выше желаемых уровней, сопротивление NTC падает и потенциал на неинвертирующем входе ИС пересекает установленное задание.

Это мгновенно переключает выход ИС, которая, в свою очередь, переключает выходной каскад, состоящий из транзистора, симистора, отключая нагрузку (нагрев или систему охлаждения) до тех пор, пока температура не достигнет нижнего порога.

Резистор обратной связи R5 до некоторой степени помогает вызвать гистерезис в цепи, важный параметр, без которого схема может довольно быстро переключаться в ответ на внезапные изменения температуры.

После завершения сборки настройка схемы очень проста и выполняется со следующими пунктами:

ПОМНИТЕ, ЧТО ВСЯ ЦЕПЬ ПОТЕНЦИАЛЬНО НАХОДИТСЯ ОТ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПОЭТОМУ РЕКОМЕНДУЕТСЯ КРАЙНЕЙ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ ПРОЦЕДУРЕ ТЕСТИРОВАНИЯ И НАСТРОЙКИ. СТРОГО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЕРЕВЯННУЮ ДОСКУ ИЛИ ЛЮБОЙ ДРУГОЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПОД НОГАМИ. ТАКЖЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, КОТОРЫЕ ТЩАТЕЛЬНО ИЗОЛИРОВАНЫ Вблизи и вокруг зоны захвата.

Как настроить схему электронного термостата холодильника

Вам понадобится образец источника тепла, точно настроенный на желаемый пороговый уровень отключения контура термостата.

Включите цепь, введите и присоедините вышеуказанный источник тепла с NTC.

Теперь отрегулируйте предустановку так, чтобы выход просто переключался (загорался светодиод выхода).
Уберите источник тепла подальше от NTC, в зависимости от гистерезиса цепи выход должен отключиться в течение нескольких секунд.

Повторите процедуру много раз, чтобы убедиться в ее правильном функционировании.

На этом настройка термостата холодильника завершена, и он готов к интеграции с любым холодильником или подобным устройством для точного и постоянного регулирования его работы.

Список деталей

• R1 = 10к NTC,
• R2 = предустановка 10K
• R3, R4 = 10 К
• R5 = 100 тыс.
• R6 = 510E
• R7 = 1К
• R8 = 1 млн
• R9 = 56 Ом / 1 Вт
• C1 = 105/400 В
• C2 = 100 мкФ / 25 В
• D2 = 1N4007
• Z1 = 12 В, стабилитрон 1 Вт

Дизайн №2: Введение

2) Еще одна простая, но эффективная схема электронного термостата холодильника описана ниже. Сообщение основано на запросе, отправленном мне мистером Энди. Предлагаемая идея включает только одну микросхему LM 324 в качестве основного активного компонента. Давайте узнаем больше. Письмо, которое я получил от мистера Энди:

Цепь Цель

1. Я Энди из Каракаса. Я видел, что у вас есть опыт работы с термостатами и другими электронными устройствами, поэтому я надеюсь, что вы можете мне помочь. Мне нужно заменить механический термостат холодильника, который больше не работает. Мне очень жаль, что я не писал прямо в блоге. Я думаю, это слишком много текста.
2. Я решил построить другую схему.
3. Работает хорошо, но только при положительных температурах. Мне нужна схема для работы в диапазоне от -5 до +4 по Цельсию (чтобы использовать VR1 для установки температуры внутри холодильника в диапазоне от -5 до +4 по Цельсию, как это делала старая ручка термостата).
4. В схеме используется LM35DZ (от 0 до 100 по Цельсию). Я использую LM35CZ (от -55 до +150 по Цельсию). Чтобы LM35CZ отправлял отрицательное напряжение, я поставил резистор 18 кОм между контактом 2 LM35 и отрицательным контактом источника питания (контакт 4 LM358). (как на странице 1 или 7 (рисунок 7) в таблице данных).
5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
6. Поскольку я использую стабилизированный блок питания 5,2 В, я использовал следующие модификации: 1.ZD1, R6 отключены. R5 - 550 Ом.
7. 2.VR1 составляет 5K вместо 2,2K (я не смог найти горшок 2,2K). Конструкция не работает при температурах ниже 0 по Цельсию. Что еще я должен изменить? Я провел некоторые измерения.
8. При 24 Цельсия LM35CZ дает 244 мВ при -2 Цельсия, LM35CZ дает -112 мВ (при -3 Цельсия составляет -113 мВ) При -2 Цельсия напряжение между TP1 и GND может быть установлено с VR1 от 0 до 2,07 В Спасибо !

Оценка схемы:

Решение, вероятно, намного проще, чем может показаться.

В основном схема реагирует только на положительные температуры, потому что имеет однополярный источник питания. Чтобы он реагировал на отрицательные температуры. схема или, скорее, операционные усилители должны получать двойное напряжение питания.

Это наверняка решит проблему без необходимости вносить какие-либо изменения в схему.

Хотя приведенная выше схема выглядит превосходно, новые любители могут найти микросхемы LM35 и TL431 довольно незнакомыми и сложными в настройке. Подобный тип схемы электронного термостата холодильника может быть построен с использованием только одной микросхемы LM324 и обычного диода 1N4148 в качестве датчик.

На рисунке ниже показан простой монтаж проводки вокруг ИС с четырьмя операционными усилителями LM324 .

A1 создает виртуальное заземление для операционных усилителей цепи датчиков, таким образом создавая двойное напряжение питания очень просто, избегая сложной и громоздкой проводки. A2 формирует каскад датчиков, который использует «садовый диод» 1N4148 для выполнения всех измерений температуры.

A2 усиливает различия, возникающие на диоде, и передает их на следующий каскад, где A3 настроен как компаратор.

Окончательный результат, полученный на выходе A4, наконец, подается на другой каскад компаратора, состоящий из A4, и последующий каскад драйвера реле. Реле управляет включением / выключением компрессора холодильника в соответствии с настройками заданного значения P1.

P1 должен быть установлен таким образом, чтобы зеленый светодиод просто отключался при -5 градусов или при любой другой более низкой температуре, в соответствии с требованиями пользователя. Затем следует настроить P2 так, чтобы реле просто срабатывало при вышеуказанном состоянии.

Фактически, R13 следует заменить предустановкой 1M. Эту предустановку следует настроить так, чтобы реле просто отключалось при температуре около 4 градусов Цельсия или при любых других более близких значениях снова в зависимости от предпочтений пользователя.

Дизайн # 3

3) Идея третьей схемы, описанная ниже, была предложена мне одним из активных читателей этого блога, господином Густаво. Я опубликовал одну аналогичную схему автоматического термостата холодильника, однако эта схема была предназначена для определения более высокого уровня температуры, доступного на задней стороне решетки холодильников.

Г-н Густаво не очень оценил эту идею, и он попросил меня разработать схему термостата холодильника, которая могла бы определять холодные температуры внутри холодильника, а не горячие температуры в задней части холодильника.

Таким образом, приложив некоторые усилия, я смог обнаружить настоящую СХЕМА холодильника. регулятор температуры , давайте изучим идею со следующими пунктами:

Как работает схема

Эта концепция не нова и не уникальна, здесь использована обычная концепция компаратора.

IC 741 был настроен в своем стандартном режиме компаратора, а также в качестве схемы неинвертирующего усилителя.

Термистор NTC становится основным чувствительным элементом и, в частности, отвечает за определение низких температур.

NTC означает отрицательный температурный коэффициент, что означает, что сопротивление термистора будет повышаться при понижении температуры вокруг него.

Следует отметить, что NTC должен иметь рейтинг в соответствии с данными спецификациями, иначе система не будет работать должным образом.

Предварительная установка P1 используется для установки точки срабатывания IC.

Когда температура внутри холодильника опускается ниже порогового уровня, сопротивление термистора становится достаточно высоким и снижает напряжение на инвертирующем контакте ниже уровня напряжения неинвертирующего контакта.

Это мгновенно переводит выходной сигнал ИС в высокий уровень, активирует реле и выключает компрессор холодильника.

P1 должен быть установлен таким образом, чтобы выходной сигнал операционного усилителя достигал высокого уровня около нуля градусов Цельсия.

Небольшой гистерезис, вносимый схемой, является благом или, скорее, замаскированным благословением, потому что из-за этого схема не переключается быстро на пороговых уровнях, а реагирует только после того, как температура поднялась примерно на пару градусов выше уровня отключения.

Например, предположим, что если уровень срабатывания установлен на ноль градусов, IC отключит реле в этот момент, и компрессор холодильника также будет выключен, температура внутри холодильника теперь начинает расти, но IC не переключается обратно сразу, а сохраняет свое положение до тех пор, пока температура не поднимется минимум на 3 градуса Цельсия выше нуля.

Это были 3 точные и надежные конструкции термостатов, которые можно построить и установить в вашем холодильнике для необходимого контроля температуры.

Если у вас есть дополнительные вопросы, вы можете выразить то же самое в своих комментариях.