תרמוסטט ניתן לתכנות. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מייצב תרמי ניתן לתכנות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ווסת כוח, מדי חום, מייצבי חום

באביב, בסתיו (ולפעמים בקיץ) יש להשתמש בתנורי חימום חשמליים בבתי גן. במקרה זה, מייצב החום המוצע כאן יעזור לתושב הקיץ לחסוך בחשמל, שישמור על טמפרטורה נמוכה בחדר בלילה, ועד הבוקר יביא אותו לערך "נוח".

המייצב התרמי (ראה תרשים באיור 1) מכיל גשר תרמיסטור RK1, R6-R9, השוואת על המגבר התפעולי DA1 ומעגל בקרה טריאקי VS1, עשוי בצורה יוצאת דופן.

(לחץ להגדלה)

המייצב התרמי משתמש בספק כוח עם קבל מרווה C6. אלכסון המוצא של גשר המיישר VD5 כולל דיודה פולטת U1.1 המחוברת בסדרה של המצמד האופטו U1, נורית LED HL1 המציינת את הפעלת המחמם ודיודת זנר VD4, שהמתח ממנה מסופק כדי להפעיל את שאר האלמנטים. של המכשיר. כאשר הטרנזיסטור VT1 סגור, זרם פועם עם משרעת של כ-32 mA זורם דרך הדיודה הפולטת של המצמד האופטו. אדוות מתח על דיודת הזנר VD4 מוחלקות על ידי הקבל C5. הזרם דרך הדיודה הפולטת מגיע לערכו המקסימלי ברגעים בהם מתח הרשת חוצה את האפס, כלומר בדיוק כאשר יש צורך להפעיל את המצמד האופטו U1 ואת הטריאק VS1. ערך הזרם הממוצע במוצא הגשר הוא כ-22 mA, וזה די והותר כדי להפעיל את שאר האלמנטים של המייצב התרמי.

כאשר טמפרטורת התרמיסטור RK1 מתחת לערך שנקבע, המתח בכניסה הלא-הפוכה של המגבר DA1 גבוה יותר מאשר בהפוכה, המתח במוצא המגבר קרוב למתח במסוף החיובי של הקבל C5. דיודת זנר VD3 והטרנזיסטור VT1 סגורים. כל הזרם של גשר הדיודה VD5 זורם דרך הדיודה הפולטת של המצמד האופטו, המצמד האופטו נדלק ומפעיל את הטריאק VS1. המחמם מקבל מתח רשת, נורית HL1 מאותתת על כך על ידי זוהר. ההדלקה הראשונה של triac VS1 תתרחש בנקודת זמן שרירותית, ולאחר מכן הוא יופעל בתחילת כל חצי מחזור, מה שיבטיח רמה נמוכה של הפרעות.

כאשר טמפרטורת התרמיסטור תעלה לערך שנקבע, מגבר ההפעלה יעבור והמתח במוצאו יתקרב למתח במסוף השלילי של הקבל C5. דיודת הזנר VD3 והטרנזיסטור VT1 ייפתחו. כל הזרם של גשר הדיודה VD5 יזרום דרך הטרנזיסטור VT1 על פני הדיודה הפולטת של המצמד האופטו U1 וה-LED HL1, כאשר הרוב עדיין זורם לתוך דיודת הזנר VD4, והחלק הקטן יותר דרך הנגד R12 ודיודת הזנר VD3 לפלט של המגבר OP DA1. המצמד האופטו U1 וה-triac VS1 יפסיקו להידלק בתחילת כל חצי מחזור, המחמם ינותק מהרשת.

טמפרטורת האיזון של גשר התרמיסטור RK1, R6-R9, הנתמך על ידי המייצב התרמי, תלויה במתח במוצא 15 של המיקרו-מעגל DD1. ברמה גבוהה בפלט זה, המתח על המנוע של הנגד המשתנה R8 מעט גבוה יותר מאשר ברמה נמוכה. האיזון של הגשר מתאים להתנגדות הנמוכה יותר של התרמיסטור RK1 (הטמפרטורה הגבוהה שלו).

ברגע שהמייצב התרמי מחובר לרשת עם המגעים של מתג SA1 פתוחים, מחולל הפולסים מתחיל לפעול על האלמנטים של מעגל המיקרו DD1 עם פינים 9, 11, 12, נגד R3 וקבל C2 [1]. תדר הייצור הוא כ-20 קילו-הרץ וללא קשר למצב ההתחלתי של הטריגרים, לא יותר מאשר לאחר 16384 תקופות מחולל (פחות מ-1 שניות) תופיע רמה לוגית גבוהה במוצא 15 של המיקרו-מעגל DD1. דרך הדיודה VD1 היא תעבור לכניסת Z של הגנרטור ויאסור את פעולתו [2] מצב זה הוא העיקרי עבור המייצב התרמי.

אם כעת תסגור את המגעים של המתג SA1, יישלח פולס לכניסת R של מיקרו-מעגל DD1 ותגדיר את ההדק האחרון של מונה המיקרו-מעגלים DD1 למצב אפס (כל הטריגרים הקודמים כבר נמצאים בו ברגע זה) . פלט 15 יופיע בהיגיון נמוך. משך הפולס נבחר להיות 60 ms, מה שמבטיח שהמונה יתחיל לפעול רק לאחר שמגעי המתג יסיימו להקפיץ. חיבור קבל C3 במקביל ל-C2 מוביל לירידה בתדר הייצור פי 30 ולהקמת תקופת פולסים בכניסת המונה של מעגל המיקרו DD000 של כ-1 שניות.

הנוכחות של רמה לוגית נמוכה במוצא 15 של DD1 מובילה לירידה במתח על המנוע של הנגד R8 ולייצוב של טמפרטורה נמוכה יותר מאשר במצב הראשי.

כ-7 שעות לאחר סגירת המגעים של מתג SA1, תופיע רמה לוגית גבוהה ביציאה 15 של DD1, הגנרטור יופסק שוב והתרמוסטט יעבור למצב ראשי.

כדי להתחיל מחדש את ייצוב הטמפרטורה המופחתת, יש צורך לפתוח ולסגור שוב את המגעים SA1. במצב ההפעלה הראשי, עדיף לשמור את אנשי הקשר SA1 פתוחים. במקרה זה, לאחר הפסקה באספקת מתח החשמל, המייצב עובר מיד למצב הראשי.

הנגד R4 והדיודה VD2 מדכאים רעש דחף של קוטביות שלילית בכניסת Z של מעגל המיקרו DD1, המתרחש כאשר הקבל C3 נטען מחדש. בהיעדר אלמנטים אלה, פולסים אלה עוברים דרך דיודה VD1 לפלט 15 של המיקרו-מעגל ואל גשר התרמיסטור, ומשבשים את הפעולה הרגילה של מגבר OP DA1. לדיודת ההגנה של המיקרו-מעגל DD1, המחוברת במקביל ל-VD2, יש התנגדות גבוהה מדי.

Resistor R10 מספק היסטרזיס קטן של OP-amp DA1, מה שגם תורם לפעולתו החלקה. הנגד R13 קובע את מצב הפעולה של המגבר, ו-R14 מפחית את הזרם דרך נורית HL1 לערך מקובל.

גשר התרמיסטור מתוכנן על פי ההמלצות המפורטות במאמר [3]. המכשיר משתמש בטרמיסטור MMT-4 עם התנגדות של 15 קילו אוהם. בהתאם לטבלה המפורטת ב-[3], עבור טווח הטמפרטורות 15...25 מעלות צלזיוס, ההתנגדות של הנגד R6 (Radd) צריכה להיות 10,3 קילו אוהם; הותקן נגד בעל ערך נומינלי של 10 קילו אוהם. בטמפרטורה של 15 מעלות צלזיוס, ההתנגדות של התרמיסטור היא 18,1 קילו אוהם, מקדם ההעברה של מחלק RK1R6 Kmin = 10/(10+18,1) = 0,356, וב-25 מעלות צלזיוס - 12,5 קילו אוהם ו-Kmax = 10/( 10+12,5 .0,444) = 7 בהתאמה. מקדמי העברה אלו הם שהמחלק R9-R8 צריך לספק במיקומים הקיצוניים של מנוע הנגד המשתנה R8. כדי לחשב את המחלק הזה, אתה צריך להגדיר את ההתנגדות של אחד הנגדים שלו, למשל R8. קל לקבוע שעבור R22 = 9 קילו אוהם ומקדמי ההעברה לעיל, ההתנגדות R89 צריכה להיות שווה ל-7 קילו אוהם, R139 - XNUMX קילו אוהם. הותקנו נגדים בערכים הנמוכים הקרובים ביותר, אשר הבטיחו לספק את מרווח הוויסות הנדרש.

כדי לחשב את ההתנגדות של הנגד R5, יש צורך להגדיר את שינוי הטמפרטורה במהלך המעבר מהמצב הראשי למצב הטמפרטורה המופחתת. ערך זה נלקח כ-4 מעלות צלזיוס. מהחישוב לעיל עולה שכאשר הטמפרטורה משתנה ב-10 מעלות צלזיוס, מקדם ההולכה של המחלק R7-R9 אמור להשתנות ל-Kmax-Kmin = = 0,444-0,356 = 0,088, בהתאמה, עבור שינוי טמפרטורה ב-4 מעלות צלזיוס, מקדם השידור אמור להשתנות ל-DK = 0,088 /10(4 = 0,0352. מסקנה פשוטה אך מסורבלת מובילה לנוסחה הבאה לחישוב התנגדות R5: R5 = R9(R7+R8)/(R7+R8+R9)((1) /DK-1).

החלפת הערכים המספריים בנוסחה, נקבל R5 = 1,46 MΩ.

הנוסחאות הנתונות יאפשרו לך לחשב את ההתנגדות של נגדים R5-R9 בעת שימוש בטרמיסטור אחר או לספק טווח טמפרטורות שונה או לשינוי טמפרטורה שאינו 4 מעלות צלזיוס.

כאשר הנגד R5 מופעל בהתאם לתרשים באיור. 1, זה משפיע על הטמפרטורה המיוצבת הן במצב ההפעלה הראשי והן בטמפרטורה המופחתת (עם ירידה בהתנגדות של הנגד R5, רמות הטמפרטורה המיוצבות נעות באופן כמעט סימטרי ביחס לזו שנקבעה על ידי הנגד R8). אם רצוי כי בעת חיבור הנגד R5 הטמפרטורה במצב הראשי לא משתנה, אתה יכול להתקין את הדיודה המוצגת באיור 1 בסדרה איתה. XNUMX בקווים מקווקוים.

כל האלמנטים של המייצב התרמי, למעט ה-triac VS1 ושקעי היציאה X1 ו-X2, מותקנים על לוח מעגלים מודפסים בגודל 80 (65 מ"מ) (איור 2). הלוח מיועד להתקנת נגדי MLT (R10 - KIM) ), קבלים K73-17 (C3 ב-63 V , C6 ב-400 V), K50-16 (C5), KM-5 ו-KM-6 (השאר). נגד משתנה R8 - SP3-4aM או SP3-4bM. דיודות VD1, VD2 - כל דיודות סיליקון בהספק נמוך, זנר VD3 ו-VD4 - כל דיודות קטנות למתח ייצוב 3,3...5,6 V ו-7,5...8,2 V, בהתאמה.מתג SA1 - P2K עם קיבוע במצב לחוץ .

תרמוסטט ניתן לתכנות

אם אין נגד R10 של ההתנגדות שצוינה, מותר לשנות את המעגל בהתאם לתמונה. 3.

תרמוסטט ניתן לתכנות

טרנזיסטור VT1 - כל מבנה pnp בעל הספק נמוך מסיליקון. במקום גשרי דיודות KTs407A מתאימות כל דיודות עם זרם הפעלה של לפחות 100 mA, להחלפת VD6 מתאימות דיודות במתח הפעלה של לפחות 300 V. ניתן להשתמש במצמד האופטו-דיניסטורים מסדרת AOU103 עם מדדי האות B ו-V, והטריאק KU208 - V ו-G.

אנחנו יכולים להחליף את הקבל C6 בכל סרט מתכת, למשל K73-16, עם מתח נקוב של לפחות 400 V.

LED - כל אור נראה. אתה רק צריך לשים לב להתקנתו: יש למקם את ה-LED כמה שיותר מחוץ ללוח, והעדשה שלו צריכה להיות מכוונת באותו כיוון של הציר של הנגד המשתנה.

הטריאק מותקן על גוף קירור בעל סנפירים במידות של 60x50x25 מ"מ. במקרה זה, אתה יכול להשתמש בתנור עם הספק של עד 1 קילוואט.

העיצוב של המייצב התרמי זהה לזה ב-[4].

בעת הגדרת המכשיר, יש להגדיר את זמן הייצוב לטמפרטורה הנמוכה על ידי בחירה בנגד R3 ובמידת הצורך בקבל C3. לשם כך, עליך לחבר מד מתח DC לפין 12 של מעגל המיקרו DD1 ולטרמינל השלילי של הקבל C5, וכאשר המגעים של מתג SA1 סגורים, לספור את מספר הפולסים תוך 1...2 דקות. לאחר מכן, בהתבסס על תוצאות המדידה, מצא את תקופת הפולסים והכפילו אותה ב-16384 - זה יהיה זמן הפעולה של המייצב התרמי במצב טמפרטורה מופחתת. בהתאם לשינוי הדרוש בזמן זה, ההתנגדות של הנגד R3 מותאמת.

סולם הטמפרטורה של הנגד המשתנה R8 מכויל ללא חיבור תנור, שינוי הטמפרטורה בחדר. לאחר הגדרת הטמפרטורה בחדר, למשל, 20 מעלות צלזיוס, וסובב את מחוון הנגד המשתנה, שים סימן "20" למיקום הידית שבו נורית ה-LED נדלקת ומכבה. כדאי לשים סימנים גם בנקודות אחרות. סיום הלימודים מתאפשר על ידי הליניאריות של הסולם.

בחירת האלמנטים של גשר התרמיסטורים בהתאם לחישוב לעיל אישרה את הדיוק הגבוה למדי שלו. במצב הראשי, טווח טמפרטורת הייצוב היה 16...27 מעלות צלזיוס, במצב טמפרטורה נמוכה -12...23 מעלות צלזיוס. עם זאת, המכשיר מתייצב על 0,5...0,8 °עם טמפרטורה נמוכה ממה שהיא צריכה להיות לפי חישובים. העובדה היא שהתרמיסטור מחומם על ידי זרם עובר. כדי להפחית את החימום העצמי, רצוי להשתמש בתרמיסטור בעל התנגדות גבוהה ולהפחית את מתח האספקה.

במייצב התרמי, מתח האספקה נבחר נמוך ככל האפשר. במתח נמוך יותר, "חריץ" מופיע במוצא האלמנט הראשון של המחולל של מעגל המיקרו DD1 (פין 10, ראה [1]) והמונה מתחיל לעבוד בצורה לא נכונה. יחד עם זאת, בפינים 11 ו-12 העליות והירידות של הפולסים ברורות ותלולות, מה שמאשר שוב את חוסר הרצוי של שימוש באות מהמוצא של המהפך הראשון של הגנרטור [1].

הערה: נמצאו שגיאות הקלדה במאמר [3] - הנוסחה (5) צריכה להיראות כך: Radd = (R1R2 + R2R3 - 2R1R3) / (R1 + R3 - 2R2), והנוסחה העליונה של העמודה האחרונה של המאמר היא כך: B = ln (R1/ R2) / (1/T1 - 1/T2).

ספרות

Biryukov S. גנרטורים ומעצבי פולסים על מעגלים CMOS מיקרו. - רדיו, 1995, מס' 7, עמ'. 36, 37; מס' 9 עמ'. 54, 55.
Aleshin P. ויברטור יחיד יציב. - רדיו, 1993, מס' 8, עמ'. 40.
Aleshin P. ליניאריזציה של גשר תרמיסטור. - רדיו, 1997, מס' 11, עמ'. 58, 59.
מייצב תרמי Biryukov S. Triac. - רדיו, 1998, מס' 4, עמ'. 50, 51.

מחבר: S. Biryukov, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף ווסת כוח, מדי חום, מייצבי חום.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מיקרו בקרי TI Hercules RM57Lx ו-TM570LCx 30.05.2014

Texas Instruments (TI) הרחיבה את משפחת הרכיבים של SafeTI עם שתי סדרות של מיקרו-בקרים המבוססים על מעבדי ARM Cortex-R32 דו-ליבים של 5 סיביות: Hercules RM57Lx ו-TM570LCx.

בין המאפיינים הייחודיים של הנציגים החדשים של פלטפורמת הרקולס, היצרן מתייחס לנוכחות של יחידות נקודה צפה, המספקות עלייה של 50% בביצועי המחשוב בהשוואה לכל מיקרו-בקר TI אחר המיוצר כיום. זה מאפשר לך להחליף כמה מיקרו-בקרים אחרים או חבורה של מיקרו-בקרים ו-FPGA בהרקולס אחד.

יתרונות נוספים של המוצרים החדשים כוללים את הכמות הגדולה ביותר של זיכרון פלאש מובנה ו-RAM בין נציגי פלטפורמת הרקולס אחרים. ליתר דיוק, זיכרון תוכנת הפלאש הוא עד 4 מגה-בייט ו-RAM הוא 512 קילו-בייט. זיכרון פלאש נוסף של 128 KB משמש לאמולציית EEPROM.

כדי להקל על אימוץ המיקרו-בקרים החדשים, הם תואמים סיכות ותוכנה לדגמי הרקולס שפורסמו בעבר. מיקרו-בקרי TI Hercules RM57Lx ו-TM570LCx מיועדים לאלקטרוניקה תעשייתית, רפואית ומובנית, כמו גם למערכות ניהול אבטחת תחבורה.

מחיר Hercules RM57Lx - החל מ-$28,32 ליחידה, Hercules TMS570LCx - החל מ-$32,15.

עוד חדשות מעניינות:

▪ Canon Dual Lens עבור לכידת תוכן VR

▪ הגיע הזמן לסיים את המהומה עם בנזין

▪ נהג רובוט

▪ ג'ירוקר חשמלי בלתי מאויש

▪ האזור העמוק ביותר של כדור הארץ התגלה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר הסיפורים שלך. מבחר מאמרים

▪ מאמר זה נורא לחיות בעולם הזה, אין בו נחמה. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מי יצר את המטוס הראשון? תשובה מפורטת

▪ מאמר דשא אננס. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר אנטנה קואקסיאלית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר תאורה חשמלית. דרישות כלליות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר