Le respect du régime de température est une condition technologique très importante non seulement dans la production, mais aussi dans la vie quotidienne. Étant si important, ce paramètre doit être régulé et contrôlé par quelque chose. Un grand nombre de ces appareils sont produits, qui présentent de nombreuses fonctionnalités et paramètres. Mais fabriquer un thermostat de vos propres mains est parfois beaucoup plus rentable que d'acheter un analogue d'usine prêt à l'emploi.
Créez vous-même un thermostat
Concept général des régulateurs de température
Les appareils qui fixent et régulent en même temps une valeur de température définie se retrouvent dans une plus grande mesure dans la production. Mais ils ont également trouvé leur place dans la vie de tous les jours. Pour maintenir le microclimat requis dans la maison, des thermostats pour l'eau sont souvent utilisés. Ils fabriquent de tels dispositifs pour sécher les légumes ou chauffer un incubateur de leurs propres mains. Un système similaire peut trouver sa place n'importe où.
Dans cette vidéo, nous découvrirons ce qu'est un régulateur de température:
En fait, la plupart des thermostats ne sont qu'une partie du circuit global, qui se compose des composants suivants:
- Un capteur de température qui mesure et fixe, ainsi que la transmission des informations reçues au contrôleur. Cela se produit en raison de la conversion de l'énergie thermique en signaux électriques reconnus par l'appareil. Le capteur peut être un thermomètre à résistance ou un thermocouple, qui, dans leur conception, ont un métal qui réagit aux changements de température et modifie sa résistance sous son influence.
- L'unité d'analyse est le régulateur lui-même. Il reçoit des signaux électroniques et réagit en fonction de ses fonctions, après quoi il transmet le signal à l'actionneur.
- Un actionneur est une sorte de dispositif mécanique ou électronique qui, lorsqu'il reçoit un signal de l'unité, se comporte d'une certaine manière. Par exemple, lorsque la température de consigne est atteinte, la vanne coupe l'alimentation en liquide de refroidissement. Inversement, dès que les lectures tombent en dessous des valeurs préréglées, l'unité analytique donne l'ordre d'ouvrir la vanne.
Ce sont les trois parties principales du système de contrôle de la température. Bien que, en plus d'eux, d'autres pièces, comme un relais intermédiaire, puissent participer au circuit. Mais ils ne remplissent qu'une fonction supplémentaire.
Comment fonctionne le circuit fini
À l'aide d'un transistor, un relais est activé, ce qui, à son tour, permet au démarreur magnétique de s'allumer. Grâce à ses contacts, l'appareil de chauffage est connecté au réseau avec deux de ses propres contacts. Dans ce cas, aucune phase ne reste sur la charge lorsque le démarreur est déclenché. S'il y a une forte humidité dans la pièce, il est recommandé d'utiliser un RCD pour la connexion.
En tant que chauffage, en plus des éléments chauffants, des radiateurs au mazout, des lampes à incandescence de 100 W et des radiateurs ménagers avec un ventilateur intégré sont utilisés. Il est nécessaire d'exclure l'accès direct aux pièces sous tension.
Une fois que le thermostat pour allumer et éteindre de vos propres mains est assemblé, vous devez vérifier la qualité et l'installation correcte. Toutes les connexions doivent être bien soudées. Après cela, vous pouvez configurer l'appareil conformément aux paramètres spécifiés.
Principe d'opération
Le principe selon lequel tous les régulateurs fonctionnent est de prendre une quantité physique (température), de transférer des données au circuit de l'unité de contrôle, qui décide de ce qui doit être fait dans un cas particulier.
Si vous fabriquez un relais thermique, l'option la plus simple aura un circuit de commande mécanique.Ici, à l'aide d'une résistance, un certain seuil est fixé, à l'atteinte duquel un signal sera donné à l'actionneur.
Pour obtenir des fonctionnalités supplémentaires et la possibilité de travailler avec une plage de température plus large, vous devrez intégrer le contrôleur. Cela contribuera également à augmenter la durée de vie de l'appareil.
Dans cette vidéo, vous pouvez voir comment fabriquer votre propre thermostat pour le chauffage électrique:
Circuit de relais thermique typique
La conception est basée sur le capteur de température LM335 ou ses analogues, ainsi que sur le compresseur LM311. Le circuit du thermostat est complété par un dispositif de sortie auquel un appareil de chauffage avec une puissance définie est connecté. Une alimentation électrique est nécessaire, si nécessaire, des indicateurs peuvent être utilisés.
Un circuit plus complexe comprend des transistors, des relais, une diode Zener et un condensateur C1, qui lisse les ondulations de tension. L'égalisation du courant est réalisée à l'aide d'un stabilisateur paramétrique. Dans ce cas, le dispositif peut être alimenté à partir de n'importe quelle source dont les paramètres coïncident avec la tension de la bobine de relais dans la plage de 12 à 24 volts. L'alimentation peut être stabilisée à l'aide d'un pont de diodes conventionnel avec un condensateur.
Régulateur de température fait maison
Il existe en fait de nombreux schémas pour fabriquer soi-même un thermostat. Tout dépend de la zone dans laquelle un tel produit sera utilisé. Bien sûr, créer quelque chose de trop complexe et multifonctionnel est extrêmement difficile. Mais un thermostat qui peut être utilisé pour chauffer un aquarium ou sécher des légumes pour l'hiver peut être créé avec un minimum de connaissances.
C'est utile: collecteur de distribution dans le système de chauffage.
Le schéma le plus simple
Le circuit de thermostat à faire soi-même le plus simple a une alimentation sans transformateur, qui se compose d'un pont de diodes avec une diode Zener connectée en parallèle, qui stabilise la tension à moins de 14 volts, et un condensateur d'extinction. Vous pouvez également ajouter un stabilisateur de 12 volts ici si vous le souhaitez.
La création d'un thermostat ne nécessite pas beaucoup d'efforts et d'investissement d'argent
L'ensemble du circuit sera basé sur la diode Zener TL431, qui est contrôlée par un diviseur composé d'une résistance de 47 kΩ, d'une résistance de 10 kΩ et d'une thermistance de 10 kΩ faisant office de capteur de température. Sa résistance diminue avec l'augmentation de la température. La résistance et la résistance sont mieux adaptées pour obtenir la meilleure précision de réponse.
Le processus lui-même ressemble à ceci: lorsqu'une tension supérieure à 2,5 volts est formée sur le contact de commande du microcircuit, il s'ouvrira, ce qui activera le relais, fournissant une charge à l'actionneur.
Comment fabriquer un thermostat pour un incubateur de vos propres mains, vous pouvez le voir dans la vidéo présentée:
Inversement, lorsque la tension chute en dessous, le microcircuit se ferme et le relais s'éteint.
Pour éviter le cliquetis des contacts du relais, il est nécessaire de le sélectionner avec un courant de maintien minimum. Et parallèlement aux entrées, vous devez souder un condensateur 470 × 25 V.
Lorsque vous utilisez une thermistance NTC et un microcircuit déjà en activité, il convient de vérifier d'abord leurs performances et leur précision.
De cette façon, l'appareil le plus simple s'avèrerégulation de la température. Mais avec les bons ingrédients, il fonctionne parfaitement dans une large gamme d'applications.
Appareil intérieur
De tels thermostats avec un capteur de température de l'air à faire soi-même sont optimaux pour maintenir les paramètres de microclimat spécifiés dans les pièces et les conteneurs. Il est entièrement capable d'automatiser le processus et de contrôler tout radiateur de chaleur, de l'eau chaude aux éléments chauffants. Dans le même temps, l'interrupteur thermique a d'excellentes données de performance. Et le capteur peut être intégré ou distant.
Ici, une thermistance, indiquée sur le schéma R1, fait office de capteur thermique. Le diviseur de tension comprend R1, R2, R3 et R6, dont le signal va à la quatrième broche du microcircuit de l'amplificateur opérationnel. Le cinquième contact de DA1 reçoit un signal du diviseur R3, R4, R7 et R8.
Les résistances des résistances doivent être choisies de manière à ce qu'à la basse température la plus basse du milieu mesuré, lorsque la résistance de la thermistance est maximale, le comparateur soit saturé positivement.
La tension à la sortie du comparateur est de 11,5 volts. A ce moment, le transistor VT1 est en position ouverte et le relais K1 active le mécanisme exécutif ou intermédiaire, à la suite de quoi le chauffage commence. En conséquence, la température ambiante augmente, ce qui abaisse la résistance du capteur. A l'entrée 4 du microcircuit, la tension commence à augmenter et par conséquent dépasse la tension à la broche 5. En conséquence, le comparateur entre dans la phase de saturation négative. À la dixième sortie du microcircuit, la tension devient d'environ 0,7 volts, ce qui est un zéro logique. En conséquence, le transistor VT1 se ferme et le relais s'éteint et désactive l'actionneur.
Sur la puce LM 311
Un tel thermocontrôleur à faire soi-même est conçu pour fonctionner avec des éléments chauffants et est capable de maintenir les paramètres de température réglés entre 20 et 100 degrés. C'est l'option la plus sûre et la plus fiable, car elle utilise une isolation galvanique du capteur de température et des circuits de commande, ce qui élimine complètement la possibilité de choc électrique.
Comme la plupart des circuits similaires, il est basé sur un pont CC, dans un bras duquel un comparateur est connecté, et dans l'autre - un capteur de température. Le comparateur surveille l'inadéquation du circuit et réagit à l'état du pont lorsqu'il franchit le point d'équilibre. Dans le même temps, il essaie également d'équilibrer le pont à l'aide d'une thermistance, en modifiant sa température. Et la stabilisation thermique ne peut se produire qu'à une certaine valeur.
La résistance R6 définit le point auquel l'équilibre doit être formé. Et en fonction de la température de l'environnement, la thermistance R8 peut entrer dans cette balance, ce qui permet de réguler la température.
Dans la vidéo, vous pouvez voir une analyse d'un simple circuit de thermostat:
Si la température réglée par R6 est inférieure à celle requise, alors la résistance sur R8 est trop grande, ce qui réduit le courant sur le comparateur. Cela provoquera la circulation du courant et ouvrira le semi-conducteur VS1.qui allumera l'élément chauffant. Cela sera signalé par la LED.
À mesure que la température augmente, la résistance de R8 commencera à diminuer. Le pont tendra vers le point d'équilibre. Sur le comparateur, le potentiel de l'entrée inverse diminue progressivement, et sur celui direct, il augmente. À un moment donné, la situation change et le processus se déroule dans la direction opposée. Ainsi, le thermocontrôleur de ses propres mains allumera ou éteindra l'actionneur en fonction de la résistance R8.
Si LM311 n'est pas disponible, il peut être remplacé par le microcircuit domestique KR554SA301. Il s'agit d'un thermostat simple à faire soi-même avec des coûts minimes, une précision et une fiabilité élevées.
Thermostat simple à faire soi-même - schéma
L'appareil du thermostat n'est pas particulièrement compliqué, tant de radioamateurs novices perfectionnent leurs compétences dans la fabrication de cet appareil. Les circuits sont proposés de différentes manières, mais la plus répandue est la variante avec l'utilisation d'un microcircuit spécial appelé comparateur.
Cet élément a deux entrées et une sortie. Une certaine tension de référence est fournie à une entrée, qui correspond à la température requise, et à la seconde, la tension du capteur de température.
Circuit thermorégulateur pour chauffage par le sol
Le comparateur compare les données entrantes et, à un certain rapport, génère un signal à la sortie qui active le transistor ou active le relais. Dans ce cas, le courant est fourni au chauffage ou à l'unité de réfrigération.
Avantages et inconvénients
Même un simple thermostat à faire soi-même présente de nombreux avantages et aspects positifs. Il n'est pas du tout nécessaire de parler des appareils multifonctionnels d'usine.
Les régulateurs de température permettent:
- Maintenez une température confortable.
- Économiser l'énergie.
- N'impliquez personne dans le processus.
- Observez le processus technologique, augmentez la qualité.
Les inconvénients comprennent le coût élevé des modèles d'usine. Bien entendu, cela ne s'applique pas aux appareils faits maison. Mais ceux de production, qui sont nécessaires pour travailler avec des fluides liquides, gazeux, alcalins et autres similaires, ont un coût élevé. Surtout si l'appareil doit avoir de nombreuses fonctions et capacités.
