Kellarin termostaattia käytetään takaamaan mukavimmat olosuhteet vihannesten ja hedelmien säilytykseen. Rakenteita on monenlaisia - jotkut on suunniteltu käytettäväksi kellarissa, toiset - asennettavaksi parvekkeille. Parvekelaatikoiden suunnittelu on hyvin yksinkertainen - laatikko, jossa on korkealaatuinen lämpöeristys, sisälle asennetaan lämmityselementit, joiden avulla optimaalinen lämpötila säilyy. Tällainen minikellari on erittäin hyödyllinen, jos parveke on lämmittämätön ja ulkona on talvella erittäin kylmä.
Termostaatin toiminnan yleinen periaate
Yksinkertaisin kotitekoinen kellaritermostaatti mahdollistaa asetetun lämpötilan ylläpitämisen lämmityselementtien avulla. Lämpötilaerosta riippuen voit käyttää seuraavia lämmityselementtejä:
- Tehokkaat lankavastukset.
- Nikromispiraali.
- Hehkulamput.
- TENY.
Jos haluat tasata lämpötilaa pienellä alueella, riittää useiden hehkulamppujen asentaminen - juuri näin tehdäänkotitekoiset inkubaattorit siipikarjan kasvattamiseen. Mutta jos haluat tasata lämpötilaa laajalla alueella, sinun on käytettävä tehokkaampia keinoja - lämmityselementtejä tai lankavastuksia.
Helppoin tapa ylläpitää haluttu lämpötila on asentaa bimetallinen lämpötila-anturi. Se sammuttaa lämmityselementit, kun asetettu lämpötila saavutetaan. Mutta voit käyttää lämpötila-anturia ja yksinkertaista elektronista laitetta samassa sirussa. Tämän rakenteen etuna on, että se on luotettavampi - siinä ei ole mekaanisia katkaisijoita. Kaikki kytkentätyöt suorittaa mikropiiri.
Anturin kalibrointi
Aloitteleville radioamatööreille vaikeinta on laitteen asentaminen, nimittäin anturin ja mikropiirin kalibrointi. Tätä varten suoritetaan useita toimintoja - lukija upotetaan ensin veteen, jonka lämpötila on 0 astetta, sitten kiehuvaan veteen. Säätimen kalibroimiseksi sinun on mitattava väliarvot ja asetettava asianmukaiset merkit.
On mahdollista, että ennen termostaatin kytkemistä sinun on suoritettava asetustoimet useita kertoja. Mutta jotta et vaivaudu laitteen itsenäiseen valmistukseen ja konfigurointiin, voit ostaa valmiin laitteen ja laittaa sen kellariin ilman ongelmia. Suurin osa antureista on suunniteltu toimimaan mikro-ohjainten kanssa, niiden lähdössä on digitaalinen signaali, joka välitetään kaksisuuntaisen yksijohdon kauttaliitäntätyyppi 1-WIRE. Tämän avulla voit suunnitella varsin monimutkaisia laitteita, esimerkiksi monipistelämpömittareita - nämä ovat laitteita, joilla voit mitata lämpötilaa useissa huoneissa kerralla.
Lämpötilan säädin LM335
Kaikista termostaateista voidaan erottaa halvin ja yksinkertaisin - LM335. Siinä on useita muunnelmia - merkinnöillä 235, 135. Merkinnässä ensimmäinen numero ilmaisee soveltamisalan:
- Numero "1" tarkoittaa, että laite on suunniteltu toimimaan sotilas-teollisen kompleksin laitteissa.
- Numero "2" - elementtiä käytetään teollisuudessa.
- "3" - asennetaan kodinkoneisiin.
Termostaatin ulkonäkö on TO-92-kotelo. Sisäinen piiri sisältää 16 puolijohdetransistoria. Joskus antureita löytyy SO-8 paketista, mutta erot havaitaan vain ulkonäössä - sisäinen piiri pysyy ennallaan.
Toimintaperiaate on jossain määrin samanlainen kuin zener-diodilla. Stabilointijännite riippuu suoraan lämpötilasta. Kun lämpötila nousee 10 Kelvinillä, stabilointijännite kasvaa 10 mV. Tässä tapauksessa laitteen käyttövirta on 0,45-5,0 mA. Jos virran maksimiarvo ylittyy, anturi ylikuumenee ja mittaa kotelonsa lämpötilan.
Mitä mittari näyttää?
Mutta miten tämä laite käyttäytyy kellarin termostaattipiirissä? Meidän on selvitettävä tämä. Oletetaan, että sisätiloissa absoluuttinen nolla on 273 astetta allenolla celsiusastetta. Tämä on 0K, joten sinun on tehtävä pieni muunnos. Anturi ei anna signaalia olosuhteissa, joissa lämpötila on 0 K.
Heti kun lämpötila nousee 10 K, jännite nousee 0,01 voltilla. Ja tämä tapahtuu jokaisen lämpötilan nousun yhteydessä. Mutta sinun on otettava huomioon, että tällaisia lämpötiloja ei ole olemassa ja 0 celsiusastetta on 273 K. Normaaliolosuhteet ovat kaikkien oppikirjojen mukaan 25 celsiusastetta tai 298 K. Muutaman yksinkertaisen vaiheen jälkeen voit määrittää, että 25 celsiusasteen lämpötilassa anturin signaalilähdön jännite on 2,9815 volttia.
Lämpötila-alue, jossa laite toimii, on -40…+100 celsiusastetta. Lisäksi sen pääominaisuus on lineaarinen tällä alueella - tämä helpottaa jännitysten ja lämpötilojen laskemista. Ja älä unohda, että absoluuttinen nolla on 273,15 K. Tarkoissa laskelmissa ei pidä jättää huomiotta edes sadasosia arvoista.
Lämpötilan säädinpiiri
Laitteessa on eräänlainen ohje. Termostaatti voidaan valmistaa tuoteselosteessa annettujen kaavioiden mukaan. Tämä on yksityiskohtainen käsikirja, jossa kuvataan kaikki mahdolliset laitteen päällekytkentätavat, sen pääominaisuudet ja toimintaominaisuudet. Eikä tarvitse keksiä mitään ylimääräistä - kaikki mallit on testattu vuosia ja ne toimivat vakaasti.
Kaikki teollisuusnäytteet valmiista lämpötilansäätimien laitteista on valmistettutäsmälleen tuoteselosteessa ilmoitettujen järjestelmien mukaisesti. Yksi huomioitava asia on, että et voi suoraan ohjata lämmityselementtiä, koska signaali on erittäin heikko. Sinun on käytettävä FET-vahvistinta tai -kokoonpanoa. Vahvistettu signaali voidaan syöttää magneettiseen käynnistimeen tai releeseen.
Vertailutoiminto
Vertailulaite on laite, joka vertaa lämpötilaa asetettuun arvoon. Ilman sen toiminnan perusteita tuntematta ei ole mahdollista tehdä termostaattia kellariin parvekkeelle. Piirin ytimessä on LM311:n komparaattori - siinä on kaksi tuloa ja sama määrä lähtöjä. Tulot:
- Suora - merkitty "+"-merkillä.
- Käänteinen - on merkintä "-".
Työalgoritmi on hyvin yksinkertainen:
- Jos suoratulo saa enemmän jännitettä kuin käänteinen, lähtö on asetettu korkealle tasolle. Transistori avautuu ja lämmitys kytkeytyy päälle.
- Jos käänteisen tulon jännite on suurempi, asetetaan matala taso.
- Kun vastelämpötila saavutetaan (se asetetaan säädettävällä vastuksella), tapahtuu siirtymä matalalle tasolle - transistori sulkeutuu ja lämmitin kytkeytyy pois päältä.
Laitteen liittäminen lämmittimeen
Lämmityselementti on koko laitteen kuormitus. On toivottavaa, että kytkinelementeillä on turvamarginaali - asenna releet, joiden suojausaste vastaa kosteita tiloja, tai magneettikäynnistimet. Mikrokontrollerin signaali on annettavakenttätransistoriin ja vahvistetaan. Vasta sen jälkeen sitä voidaan käyttää ohjaamaan releen tai käynnistimen keloja, jotka sisältyvät tehopiirin katkokseen. Koska kellarin termostaatti tulee olemaan kosteassa ympäristössä, huolehdi turvallisuudesta - asenna katkaisijat ja vikavirtasuojat.
