Termostat piwniczny służy do zapewnienia najbardziej komfortowych warunków przechowywania warzyw i owoców. Istnieje wiele rodzajów konstrukcji – niektóre przeznaczone są do użytku w piwnicy, inne – do montażu na balkonach. Konstrukcja skrzynek balkonowych jest bardzo prosta - skrzynka z wysokiej jakości izolacją termiczną, wewnątrz zainstalowane są elementy grzejne, za pomocą których utrzymywana jest optymalna temperatura. Taka minipiwniczka bardzo się przyda, jeśli balkon jest nieogrzewany, a zimą na dworze jest bardzo zimno.
Ogólna zasada działania termostatu
Najprostszy domowy termostat do piwnicy pozwala utrzymać zadaną temperaturę za pomocą elementów grzejnych. W zależności od różnicy temperatur można zastosować następujące elementy grzejne:
- Potężne rezystory drutowe.
- Nichrom spirala.
- Lampy żarowe.
- TENY.
Jeśli potrzebujesz wyrównać temperaturę w małym zakresie, wystarczy zainstalować kilka żarówek - dokładnie to robi się wdomowe inkubatory do hodowli drobiu. Ale jeśli potrzebujesz wyrównać temperaturę w szerokim zakresie, będziesz musiał użyć bardziej skutecznych środków - elementów grzejnych lub rezystorów drutowych.
Najłatwiejszym sposobem utrzymania żądanej temperatury jest zainstalowanie bimetalowego czujnika temperatury. Wyłączy elementy grzejne po osiągnięciu ustawionej temperatury. Ale możesz użyć czujnika temperatury i prostego urządzenia elektronicznego na tym samym chipie. Zaletą tej konstrukcji jest to, że jest bardziej niezawodna - nie posiada wyłączników mechanicznych. Wszystkie prace łączeniowe są wykonywane przez mikroukład.
Kalibracja czujnika
Dla początkujących radioamatorów najtrudniejsze będzie ustawienie urządzenia, a mianowicie kalibracja czujnika i mikroukładu. Aby to zrobić, wykonuje się kilka czynności - czytnik najpierw zanurza się w wodzie o temperaturze 0 stopni, a następnie we wrzącej wodzie. Aby skalibrować regulator należy zmierzyć wartości pośrednie i umieścić odpowiednie oznaczenia.
Możliwe, że przed podłączeniem termostatu będziesz musiał kilkakrotnie przeprowadzić procedurę konfiguracji. Aby jednak nie zawracać sobie głowy samodzielną produkcją i konfiguracją urządzenia, można bez problemu kupić gotowe urządzenie i umieścić je w piwnicy. Większość czujników jest przystosowana do współpracy z mikrokontrolerami, posiadają na wyjściu sygnał cyfrowy, który jest przesyłany dwukierunkowo jednoprzewodowointerfejs typu 1-WIRE. Pozwala to na zaprojektowanie dość skomplikowanych urządzeń, na przykład termometrów wielopunktowych – są to urządzenia, które pozwalają mierzyć temperaturę w kilku pomieszczeniach jednocześnie.
Regulator temperatury LM335
Wśród wszystkich termostatów można wyróżnić najtańszy i najprostszy - LM335. Ma kilka modyfikacji - z oznaczeniami 235, 135. W oznaczeniu już pierwsza cyfra wskazuje zakres:
- Liczba „1” oznacza, że urządzenie jest przeznaczone do pracy w urządzeniach dla kompleksu wojskowo-przemysłowego.
- Liczba "2" - element jest używany w przemyśle.
- "3" - do instalacji w sprzęcie AGD.
Wygląd termostatu to obudowa TO-92. Obwód wewnętrzny zawiera 16 tranzystorów półprzewodnikowych. Czasami czujniki można znaleźć w pakiecie SO-8, ale różnice są widoczne tylko w wyglądzie - obwód wewnętrzny pozostaje bez zmian.
Zasada działania jest nieco podobna do diody Zenera. Napięcie stabilizacji zależy bezpośrednio od temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury o 10 kelwinów napięcie stabilizacji wzrasta o 10 mV. W takim przypadku prąd roboczy urządzenia wynosi 0,45-5,0 mA. W przypadku przekroczenia maksymalnej wartości prądu czujnik przegrzeje się i będzie mierzył temperaturę swojej obudowy.
Co pokazuje wskaźnik?
Ale jak to urządzenie będzie się zachowywać w obwodzie termostatu piwnicznego? Musimy to rozgryźć. Powiedzmy, że zero absolutne w pomieszczeniu to 273 stopnie poniżejzero Celsjusza. To jest 0K, więc będziesz musiał dokonać małej konwersji. To w warunkach, gdy temperatura wynosi 0 K, czujnik nie wygeneruje sygnału.
Gdy tylko temperatura wzrośnie o 10 K, napięcie wzrośnie o 0,01 V. A stanie się to z każdym wzrostem temperatury. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że takich temperatur nie ma, a 0 stopni Celsjusza to 273 K. Normalne warunki, według wszystkich podręczników, to 25 stopni Celsjusza, czyli 298 K. Po kilku prostych krokach można stwierdzić, że przy temperatura 25 stopni Celsjusza, sygnał wyjściowy czujnika będzie miał napięcie 2,9815 woltów.
Zakres temperatur, w których pracuje urządzenie, zawiera się w przedziale -40..+100 stopni Celsjusza. Ponadto jego główna charakterystyka jest w tym zakresie liniowa – ułatwia to obliczanie naprężeń i temperatur. I nie zapominaj, że zero bezwzględne to 273,15 K. W precyzyjnych obliczeniach nie należy lekceważyć nawet setnych wartości.
Obwód regulatora temperatury
Urządzenie posiada rodzaj instrukcji. Termostat można wykonać według schematów podanych w karcie katalogowej. Jest to szczegółowa instrukcja opisująca wszystkie możliwe schematy włączania urządzenia, jego główne cechy i cechy działania. I nie trzeba nic wymyślać – wszystkie konstrukcje są testowane przez lata i działają stabilnie.
Wykonane są wszystkie przemysłowe próbki gotowych urządzeń regulatorów temperaturydokładnie według schematów wskazanych w arkuszu danych. Jedną rzeczą do rozważenia jest to, że nie można bezpośrednio sterować elementem grzejnym, ponieważ sygnał jest bardzo słaby. Będziesz musiał użyć wzmacniacza lub zespołu FET. Wzmocniony sygnał może być doprowadzony do rozrusznika magnetycznego lub przekaźnika.
Operacja komparatora
Komparator to urządzenie, które porównuje temperaturę z ustawioną wartością. Bez znajomości podstaw tego, jak to działa, nie będzie możliwe wykonanie termostatu do piwnicy na balkonie. Sercem układu jest komparator z LM311 - ma dwa wejścia i tyle samo wyjść. Wejścia:
- Prosty - oznaczony znakiem „+”.
- Odwrotność - ma oznaczenie "-".
Algorytm pracy jest bardzo prosty:
- Jeżeli na wejście bezpośrednie jest wyższe napięcie niż na odwrotne, wyjście jest ustawiane na wysoki poziom. Tranzystor otwiera się i ogrzewanie jest włączone.
- Jeżeli napięcie na wejściu odwróconym jest wyższe, ustawiany jest niski poziom.
- Po osiągnięciu temperatury odpowiedzi (ustawianej przez zmienny rezystor) następuje przejście do niskiego poziomu - tranzystor zamyka się, a grzałka jest wyłączana.
Jak podłączyć urządzenie do grzejnika
Grzałka stanowi obciążenie całego urządzenia. Pożądane jest, aby elementy przełączające miały margines bezpieczeństwa - zainstaluj przekaźniki o stopniu ochrony odpowiadającym wilgotnym pomieszczeniom lub rozruszniki magnetyczne. Należy podać sygnał z mikrokontrolerado tranzystora polowego i wzmocniony. Dopiero potem może służyć do sterowania cewkami przekaźnika lub rozrusznika, które są objęte przerwą w obwodzie mocy. Ponieważ termostat w piwnicy będzie znajdował się w wilgotnym środowisku, zadbaj o bezpieczeństwo - zainstaluj wyłączniki automatyczne i RCD.
