DIY thermostat: คำแนะนำทีละขั้นตอนสำหรับการทำอุปกรณ์โฮมเมด

การปฏิบัติตามระบบอุณหภูมิเป็นเงื่อนไขทางเทคโนโลยีที่สำคัญมากไม่เพียง แต่ในการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชีวิตประจำวันด้วย มีความสำคัญมากพารามิเตอร์นี้ต้องได้รับการควบคุมและควบคุมโดยบางสิ่งบางอย่าง มีการผลิตอุปกรณ์ดังกล่าวจำนวนมากซึ่งมีคุณสมบัติและพารามิเตอร์มากมาย แต่การทำเทอร์โมสตัทด้วยมือของคุณเองบางครั้งก็ทำกำไรได้มากกว่าการซื้ออะนาล็อกสำเร็จรูปจากโรงงาน

สร้างตัวควบคุมอุณหภูมิด้วยตัวคุณเอง

แนวคิดทั่วไปของเครื่องควบคุมอุณหภูมิ

พบว่าอุปกรณ์ที่แก้ไขและควบคุมค่าอุณหภูมิที่ตั้งไว้ในเวลาเดียวกันนั้นอยู่ในระดับที่สูงขึ้น แต่พวกเขายังพบสถานที่ของพวกเขาในชีวิตประจำวันด้วย เพื่อรักษาสภาพอากาศที่จำเป็นในบ้านมักใช้เทอร์โมสตัทสำหรับน้ำ พวกเขาทำอุปกรณ์เช่นนี้สำหรับการอบแห้งผักหรือให้ความร้อนกับตู้ฟักด้วยมือของพวกเขาเอง ระบบที่คล้ายกันสามารถค้นหาได้ทุกที่

ในวิดีโอนี้เราจะพบว่าเครื่องควบคุมอุณหภูมิคืออะไร:

ในความเป็นจริงเทอร์โมสตัทส่วนใหญ่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของวงจรโดยรวมซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:

1. เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ตรวจวัดและแก้ไขตลอดจนส่งข้อมูลที่ได้รับไปยังตัวควบคุม สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการแปลงพลังงานความร้อนเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่อุปกรณ์รับรู้ เซ็นเซอร์อาจเป็นเทอร์โมมิเตอร์ความต้านทานหรือเทอร์โมคัปเปิลซึ่งในการออกแบบมีโลหะที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและเปลี่ยนความต้านทานภายใต้อิทธิพลของมัน
2. หน่วยวิเคราะห์เป็นผู้ควบคุมเอง รับสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์และตอบสนองขึ้นอยู่กับหน้าที่ของมันหลังจากนั้นจะส่งสัญญาณไปยังแอคชูเอเตอร์
3. แอคชูเอเตอร์เป็นอุปกรณ์ทางกลหรืออิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่เมื่อได้รับสัญญาณจากยูนิตจะทำงานในลักษณะหนึ่ง ตัวอย่างเช่นเมื่อถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้วาล์วจะปิดแหล่งจ่ายน้ำหล่อเย็น ในทางกลับกันทันทีที่ค่าที่อ่านได้ต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้หน่วยวิเคราะห์จะสั่งให้เปิดวาล์ว

นี่คือสามส่วนหลักของระบบควบคุมอุณหภูมิ แม้ว่านอกจากนั้นแล้วส่วนอื่น ๆ เช่นรีเลย์กลางสามารถเข้าร่วมในวงจรได้ แต่ทำหน้าที่เพิ่มเติมเท่านั้น

วงจรสำเร็จรูปทำงานอย่างไร

ด้วยความช่วยเหลือของทรานซิสเตอร์รีเลย์จะเปิดขึ้นซึ่งจะทำให้สตาร์ทเตอร์แม่เหล็กเปิดได้ ผ่านหน้าสัมผัสเครื่องทำความร้อนเชื่อมต่อกับเครือข่ายโดยมีผู้ติดต่อของตัวเองสองราย ในกรณีนี้ไม่มีเฟสใดเหลืออยู่บนโหลดเมื่อสตาร์ทเตอร์สะดุด หากมีความชื้นสูงในห้องขอแนะนำให้ใช้ RCD สำหรับการเชื่อมต่อ

ในฐานะที่เป็นเครื่องทำความร้อนนอกจากองค์ประกอบความร้อนแล้วยังใช้หม้อน้ำน้ำมันหลอดไส้ 100 วัตต์และเครื่องทำความร้อนในครัวเรือนพร้อมพัดลมในตัว จำเป็นต้องยกเว้นการเข้าถึงชิ้นส่วนที่มีชีวิตโดยตรง

หลังจากประกอบเทอร์โมสตัทสำหรับเปิดและปิดด้วยมือของคุณเองแล้วคุณควรตรวจสอบคุณภาพและการติดตั้งที่ถูกต้อง การเชื่อมต่อทั้งหมดต้องบัดกรีอย่างดี หลังจากนั้นคุณสามารถกำหนดค่าอุปกรณ์ให้สอดคล้องกับพารามิเตอร์ที่ระบุ

หลักการทำงาน

หลักการที่หน่วยงานกำกับดูแลทั้งหมดทำงานคือการใช้ปริมาณทางกายภาพ (อุณหภูมิ) ถ่ายโอนข้อมูลไปยังวงจรหน่วยควบคุมซึ่งจะตัดสินใจว่าจะต้องทำอะไรในกรณีใดกรณีหนึ่ง

หากคุณสร้างรีเลย์ความร้อนตัวเลือกที่ง่ายที่สุดจะมีวงจรควบคุมเชิงกลที่นี่ด้วยความช่วยเหลือของตัวต้านทานจะมีการกำหนดเกณฑ์บางอย่างเมื่อถึงจุดที่สัญญาณจะถูกส่งไปยังแอคชูเอเตอร์

หากต้องการรับฟังก์ชันเพิ่มเติมและความสามารถในการทำงานกับช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้นคุณจะต้องรวมตัวควบคุม นอกจากนี้ยังจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของอุปกรณ์

ในวิดีโอนี้คุณสามารถดูวิธีสร้างเทอร์โมสตัทของคุณเองสำหรับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า:

วงจรรีเลย์ความร้อนทั่วไป

การออกแบบขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์อุณหภูมิ LM335 หรืออะนาล็อกเช่นเดียวกับคอมเพรสเซอร์ LM311 วงจรเทอร์โมสตัทเสริมด้วยอุปกรณ์เอาท์พุทที่เชื่อมต่อกับเครื่องทำความร้อนที่มีกำลังไฟที่กำหนด จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟหากจำเป็นสามารถใช้ไฟแสดงสถานะได้

วงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น ได้แก่ ทรานซิสเตอร์รีเลย์ไดโอดซีเนอร์และตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมเป็นไปอย่างราบรื่น การปรับสมดุลของกระแสจะดำเนินการโดยใช้ตัวปรับเสถียรภาพพาราเมตริก ในกรณีนี้อุปกรณ์สามารถใช้พลังงานจากแหล่งใดก็ได้พารามิเตอร์ที่ตรงกับแรงดันไฟฟ้าของขดลวดรีเลย์ในช่วง 12 ถึง 24 โวลต์ แหล่งจ่ายไฟสามารถทำให้เสถียรได้โดยใช้สะพานไดโอดธรรมดาพร้อมตัวเก็บประจุ

เครื่องควบคุมอุณหภูมิแบบโฮมเมด

มีหลายรูปแบบสำหรับการทำเทอร์โมสตัทด้วยตัวคุณเอง ทั้งหมดขึ้นอยู่กับพื้นที่ที่จะใช้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าว แน่นอนว่าการสร้างสิ่งที่ซับซ้อนเกินไปและใช้งานได้หลากหลายนั้นยากมาก แต่เทอร์โมสตัทที่สามารถใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ตู้ปลาหรือผักแห้งสำหรับฤดูหนาวสามารถสร้างขึ้นได้ด้วยความรู้ขั้นต่ำ
สิ่งนี้มีประโยชน์: ท่อกระจายในระบบทำความร้อน

รูปแบบที่ง่ายที่สุด

วงจรเทอร์โมสตัททำด้วยตัวเองที่ง่ายที่สุดมีแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงซึ่งประกอบด้วยสะพานไดโอดที่มีไดโอดซีเนอร์ที่เชื่อมต่อแบบขนานซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ภายใน 14 โวลต์และตัวเก็บประจุแบบดับ คุณยังสามารถเพิ่มโคลง 12 โวลต์ได้ที่นี่หากต้องการ

การสร้างเทอร์โมสตัทไม่จำเป็นต้องใช้ความพยายามและการลงทุนเงินมากนัก

วงจรทั้งหมดจะใช้ TL431 ซีเนอร์ไดโอดซึ่งควบคุมโดยตัวแบ่งซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทาน 47 kΩความต้านทาน 10 kΩและเทอร์มิสเตอร์ 10 kΩทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความต้านทานจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ตัวต้านทานและความต้านทานเข้ากันได้ดีที่สุดเพื่อให้ได้ความแม่นยำในการตอบสนองที่ดีที่สุด

กระบวนการนี้มีลักษณะดังนี้: เมื่อเกิดแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 2.5 โวลต์บนหน้าสัมผัสควบคุมของไมโครวงจรจากนั้นมันจะเปิดขึ้นซึ่งจะเปิดรีเลย์โดยจ่ายโหลดให้กับแอคชูเอเตอร์

วิธีสร้างเทอร์โมสตัทสำหรับตู้อบด้วยมือของคุณเองคุณสามารถดูได้ในวิดีโอที่นำเสนอ:

ในทางกลับกันเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงไมโครวงจรจะปิดและรีเลย์จะดับลง

เพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นของหน้าสัมผัสรีเลย์จำเป็นต้องเลือกที่มีกระแสไฟต่ำสุด และขนานกับอินพุตคุณต้องบัดกรีตัวเก็บประจุ 470 × 25 V

เมื่อใช้เทอร์มิสเตอร์ NTC และไมโครเซอร์กิตที่ดำเนินธุรกิจอยู่แล้วควรตรวจสอบประสิทธิภาพและความถูกต้องก่อน

ทางนี้, อุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดปรากฏออกมาการควบคุมอุณหภูมิ แต่ด้วยส่วนผสมที่เหมาะสมจึงมีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในการใช้งานที่หลากหลาย

อุปกรณ์ในร่ม

เทอร์โมสแตทที่มีเซ็นเซอร์อุณหภูมิอากาศที่ต้องทำด้วยตัวเองนั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับการรักษาพารามิเตอร์ microclimate ที่ระบุไว้ในห้องและภาชนะ มีความสามารถอย่างเต็มที่ในการทำให้กระบวนการเป็นอัตโนมัติและควบคุมตัวปล่อยความร้อนใด ๆ ตั้งแต่น้ำร้อนไปจนถึงองค์ประกอบความร้อน ในเวลาเดียวกันสวิตช์ความร้อนมีข้อมูลประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม และเซ็นเซอร์สามารถเป็นได้ทั้งในตัวหรือระยะไกล

ที่นี่เทอร์มิสเตอร์ซึ่งระบุไว้ในแผนภาพ R1 ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ความร้อน ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าประกอบด้วย R1, R2, R3 และ R6 ซึ่งสัญญาณจะไปที่พินที่สี่ของวงจรขยายสัญญาณที่ใช้งานได้ หน้าสัมผัสที่ห้าของ DA1 รับสัญญาณจากตัวแบ่ง R3, R4, R7 และ R8

ต้องเลือกความต้านทานของตัวต้านทานในลักษณะที่อุณหภูมิต่ำสุดต่ำสุดของตัวกลางที่วัดได้เมื่อความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์สูงสุดตัวเปรียบเทียบจะอิ่มตัวในเชิงบวก

แรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุทของเครื่องเปรียบเทียบคือ 11.5 โวลต์ ในเวลานี้ทรานซิสเตอร์ VT1 อยู่ในตำแหน่งเปิดและรีเลย์ K1 จะเปิดกลไกผู้บริหารหรือระดับกลางอันเป็นผลมาจากการเริ่มต้นความร้อน เป็นผลให้อุณหภูมิโดยรอบสูงขึ้นซึ่งจะทำให้ความต้านทานของเซ็นเซอร์ลดลง ที่อินพุต 4 ของไมโครวงจรแรงดันไฟฟ้าจะเริ่มเพิ่มขึ้นและเป็นผลให้เกินแรงดันไฟฟ้าที่พิน 5 เป็นผลให้ตัวเปรียบเทียบเข้าสู่เฟสของความอิ่มตัวเชิงลบ ที่เอาต์พุตที่สิบของไมโครเซอร์กิตแรงดันไฟฟ้าจะกลายเป็นประมาณ 0.7 โวลต์ซึ่งเป็นศูนย์เชิงตรรกะ เป็นผลให้ทรานซิสเตอร์ VT1 ปิดและรีเลย์จะปิดและปิดตัวกระตุ้น

บนชิป LM 311

เทอร์โมคอนโทรลเลอร์ที่ต้องทำด้วยตัวเองดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานกับองค์ประกอบความร้อนและสามารถรักษาพารามิเตอร์อุณหภูมิที่ตั้งไว้ภายใน 20-100 องศา นี่เป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยและน่าเชื่อถือที่สุดเนื่องจากใช้การแยกเซ็นเซอร์อุณหภูมิและวงจรควบคุมด้วยไฟฟ้าและช่วยลดความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าช็อตโดยสิ้นเชิง

เช่นเดียวกับวงจรที่คล้ายกันส่วนใหญ่มันขึ้นอยู่กับสะพาน DC ในแขนข้างหนึ่งซึ่งมีการเชื่อมต่อตัวเปรียบเทียบและอีกข้างหนึ่ง - เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ตัวเปรียบเทียบจะตรวจสอบความไม่ตรงกันของวงจรและตอบสนองต่อสถานะของสะพานเมื่อข้ามจุดสมดุล ในขณะเดียวกันเขาก็พยายามปรับสมดุลของสะพานโดยใช้เทอร์มิสเตอร์เปลี่ยนอุณหภูมิ และเสถียรภาพทางความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้ที่ค่าหนึ่งเท่านั้น

ตัวต้านทาน R6 กำหนดจุดที่ควรสร้างสมดุล และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมเทอร์มิสเตอร์ R8 สามารถเข้าสู่สมดุลนี้ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมอุณหภูมิได้

ในวิดีโอคุณสามารถดูการวิเคราะห์วงจรเทอร์โมสตัทอย่างง่าย:

หากอุณหภูมิที่ R6 ตั้งไว้ต่ำกว่าค่าที่กำหนดความต้านทานของ R8 จะมากเกินไปซึ่งจะลดกระแสบนตัวเปรียบเทียบ สิ่งนี้จะทำให้กระแสไหลและเปิดเซมิคอนดักเตอร์ VS1ซึ่งจะเปิดองค์ประกอบความร้อน สิ่งนี้จะถูกส่งสัญญาณโดย LED

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความต้านทานของ R8 จะเริ่มลดลง สะพานจะมีแนวโน้มไปสู่จุดสมดุล ในตัวเปรียบเทียบศักยภาพของอินพุตผกผันจะค่อยๆลดลงและในทางตรงจะเพิ่มขึ้น เมื่อถึงจุดหนึ่งสถานการณ์ก็เปลี่ยนไปและกระบวนการเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นเทอร์โมคอนโทรลเลอร์ด้วยมือของตัวเองจะเปิดหรือปิดแอคชูเอเตอร์ขึ้นอยู่กับความต้านทาน R8

หากไม่มี LM311 ก็สามารถแทนที่ด้วยไมโครวงจร KR554SA301 ในประเทศได้ มันกลายเป็นเทอร์โมสตัทที่ทำได้ง่ายด้วยตัวเองโดยมีต้นทุนต่ำมีความแม่นยำสูงและเชื่อถือได้

เทอร์โมสตัททำเองง่ายๆ - แผนภาพ

อุปกรณ์ของเทอร์โมสตัทไม่ซับซ้อนโดยเฉพาะนักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่หลายคนจึงฝึกฝนทักษะในการผลิตอุปกรณ์นี้ วงจรมีให้เลือกหลายวิธี แต่ที่แพร่หลายที่สุดคือตัวแปรที่มีการใช้ไมโครวงจรพิเศษที่เรียกว่าตัวเปรียบเทียบ

องค์ประกอบนี้มีทางเข้าสองทางและทางออกเดียว แรงดันอ้างอิงบางอย่างถูกจ่ายให้กับอินพุตหนึ่งซึ่งสอดคล้องกับอุณหภูมิที่ต้องการและแรงดันไฟฟ้าที่สองจากเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

วงจรเทอร์โมเรกูเลเตอร์สำหรับทำความร้อนใต้พื้น

ตัวเปรียบเทียบจะเปรียบเทียบข้อมูลขาเข้าและในอัตราส่วนหนึ่งจะสร้างสัญญาณที่เอาต์พุตที่เปิดทรานซิสเตอร์หรือเปิดรีเลย์ ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าจะจ่ายให้กับเครื่องทำความร้อนหรือเครื่องทำความเย็น

ข้อดีและข้อเสีย

แม้แต่เทอร์โมสตัททำเองง่ายๆก็มีข้อดีและแง่บวกมากมาย ไม่จำเป็นต้องพูดถึงอุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นจากโรงงานเลย

ตัวควบคุมอุณหภูมิอนุญาต:

1. รักษาอุณหภูมิที่สบาย
2. เก็บพลังงาน.
3. อย่าเกี่ยวข้องกับบุคคลในกระบวนการ
4. สังเกตกระบวนการทางเทคโนโลยีการเพิ่มคุณภาพ

ข้อเสีย ได้แก่ โมเดลโรงงานที่มีต้นทุนสูง แน่นอนว่าสิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับอุปกรณ์ที่ทำเองที่บ้าน แต่การผลิตซึ่งจำเป็นเมื่อทำงานกับของเหลวก๊าซอัลคาไลน์และสื่ออื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกันมีต้นทุนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าอุปกรณ์นั้นต้องมีฟังก์ชั่นและความสามารถมากมาย