Как сделать термодатчик своими руками

Датчик температуры своими руками

By admin

ПРОСТОЙ Температурный датчик ДЛЯ ВСЕГО Собственными руками

Не особенно актуально для чего вам температурный датчик , важно то что вы будете иметь знания.
Однако в зависимости от области использования необходимо учесть материалы и мощности.

Задействовать мы станем известный измеритель lm335 (смотрится как традиционный транзистор с тремя ножками), подобный датчики подключаются также.
Наш измеритель предназначается для измерения температуры окружающей среды, воды, масла в диапазоне от -40 до +100 градусов.

Делаем температурный датчик собственными руками.

Сразу о деталях.

R1 — резистор ограничивающий питания датчика.
При V+ = 5в резистор R1 обязан быть приблизительно 91-100 ОМ.
При V+ = 12в резистор R1 обязан быть приблизительно 250-300 ОМ.

Хоть диапазон питания датчика и меняется от 3В до 36В, но питать станем собственно 3В + 20%
И выйдет при температуре -40 будет 3 Вольт на выходе. При +100 будет 0 Вольта.

R2 — 10КОм — Подстроечный резистор. Нужен для калибрования — точности нашего датчика.

Приступим к сборке. Припаиваем все по схеме выше.

Как размещены ножки?

Интерполяция
-40 3
25 1,607142857
100 0

Создаём восхитительными образами условия внешней среды 25 градусов (Сверяем со спиртовым термометром). Подстроечным резистором выставляем на выходе 1,6 вольт.

И на этом все готово. Ваш измеритель готов. Сейчас в зависимости от температур данные на выходе будут изменяться. Провода рекомендуем брать — музыкальный стерео провод с заземлением.

Про то как присоединить данный измеритель к компьютеру мы расскажем в следующей публикации АЦП или ОСЦИЛОГРАФ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРА Собственными руками

Публикация написана для моей девушки. Я сделал что то для неё собственными руками. Я думаю ей покажется это милым

Ведь мы инженеры такие милые

Девушки тоже бывают техниками.

Температурный датчик

Зависимость падения напряжения на p-n переходе от температуры было замечено сразу же после создания самого этого перехода. Данное свойство полупроводников применяется в электронных термометрах, датчиках температуры, реле температуры и т.д.

Простейшим термопреобразователем считается p-n переход кремниевого диода, температурный показатель напряжения, которого равён, приблизительно, 3 мВ/°C, а прямое падение напряжения находится в районе 0,7В. Работать с подобным небольшим напряжением некомфортно, благодаря этому в качестве термозависимого элемента лучше применять p-n переходы транзистора, добавив к нему базисный делитель напряжения. Получившийся двухполюсник обладает характеристиками цепочки диодов, т.е. падение напряжения на нем можно ставить на порядок выше, чем 0,7В. Зависит оно от соотношения базисных резисторов R1 и R2 см. рис. 1.

Обладая негативным температурным показателем сопротивления, этот двухполюсник отыскал использование в схеме питания варикапов. Как только температура увеличивается, емкость варикапов становится больше, но в тоже время уменьшается падение напряжения на двухполюснике VT1, R1,R2, что ведет к увеличению напряжения на переменном резисторе и поэтому на варикапе, снижая его емкость. Аналогичным образом, достигается температурная стабилизация резонансной частоты колебательного контура. На рисунке 2 показана схема двухполюсника, который можно применять в качестве термодатчика в схемах электронных реле температуры и термометрах. Тут есть одно замешательство, кристалл транзистора КТ315 размещен в пластмассовом корпусе, что увеличивает инерцию измерения температуры или срабатывания реле. И второе, это замешательство крепления его к объекту, температуру которого нужно отслеживать. К примеру, для отслеживания температуры теплоотводов мощных ПП, лучше применить в качестве термодатчика транзистор КТ814. Конструкция этого транзистора позволяет закреплять его конкретно к теплообменнику, находящемуся под потенциалом земли, всего одним винтиком. Такой измеритель применяется в схеме термостата для вентилятора, размещенной на ресурсе www. ixbt.com/spu/fan-thermal-control.shtml

Внешний водяной термостат для вентилятора.

На рисунке 4 показана функциональная схема для вентилятора охлаждения трансформатора. Использование операционного усилителя средней мощности К157УД1 в качестве компаратора, дало возможность присоединить пару вентиляторов от трансформатора компьютера конкретно на выход микросхемы, выходной ток которой, равён 0,3А. Температуру включения вентиляторов устанавливают резистором R5. Схема не прекращает работу так. При нормальной температуре теплоотвода напряжение на выводе 9 микросхемы DA1 должно быть более, чем на выводе 8. При этом на выходе DA1, выводе 6, будет потенциал близкий к напряжению питания схемы. Напряжение на вентиляторах при подобных условиях будет фактически равно «0». Вентиляторы выключены. Как только температура увеличивается теплоотводов будет увеличиваться и температура транзистора VT1, что со своей стороны вызовет уменьшение напряжения на неинвертирующем входе 8 микросхемы DA1. Как только это напряжение окажется меньшей напряжения, поставленного резистором R5, состояние компаратора изменится и на его выходе напряжение упадет приблизительно до потенциала земли. Вентиляторы включатся. Резистор R7 обеспечивает маленькой гистерезис схемы, что исключает неизвестное состояние анодного напряжения на выходе DA1 при равенстве входных стрессов. Плату термостата лучше установить прямо на контролируемом радиаторе, чтобы его микросхема тоже обдувалась вентилятором. Транзистор VT1 совмещается с платой тремя проводами и устанавливается очень близко от мощных ПП.

Как собрать внешний водяной термостат дома?

Чуть-чуть теории

Очень простые измерительные датчики, также и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из 2-ух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего собственное сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более воочию это продемонстрировано на картинке ниже.

Как видно из схемы, R1 и R2 являются измерительным элементом самодельного термостата, а R3 и R4 опорным плечом устройства.

Элементом термостата, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, считается интегральный усилитель в режиме компаратора. Этот режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Нагрузкой этой микросхемы считается вентилятор ПК. При достижении температуры конкретного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Аналогичным образом поддерживается температура на указанном уровне и выполняется управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с высоким показателем усиления, в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении установленной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно напряжение падает на катушке реле, и в определенный момент происходит расцепление контактов.

Спецификой данного типа реле считается наличие гистерезиса — это разница в пару градусов между включением и отключением самодельного термостата, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Вариант сборки, предоставленый ниже, фактически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового термостата для инкубатора:

Эта схема была наиболее востребована для повторения в 2000 годах, но и в настоящий момент она не утратила актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. Если есть наличие доступа к старым деталям, можно собрать внешний водяной термостат собственными руками фактически за даром.

Сердцем самоделки считается интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В этом случае он подключен с хорошей обратной связью и считается компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с негативным ТКЕ, это когда при нагреве его сопротивление уменьшается.

Выносной измеритель подсоединяется через экранированный провод. Для снижения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна быть больше 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и мощность нагревателя полностью зависит от его номинала. В этом случае 150 ватт, аппаратный ключ — тиристор следует установить на маленький отопительный прибор, для отвода тепла. В таблице ниже продемонстрированы номиналы радиоэлементов, для сборки термостата дома.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 вольт, при настройке нужно быть внимательным, на элементах регулятора есть сетевое напряжение. На видео ниже рассматривается, как собрать внешний водяной термостат на транзисторах:

Сейчас расскажем как выполнить температурный регулятор для пола с подогревом. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто желает познакомиться и повторить, или как образец с целью поиска поломки.

Центром схемы считается микросхема стабилизатора, подключенная оригинальным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2.5 вольт. Конкретно такой величины у этой микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении она ни чего не пропускает. Эту ее характерность начали применять в различных схемах внешних водяных термостатов.

Как можно заметить, традиционная схема с измерительным плечом осталась R5, R4 и R9 терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения при входе 1 микросхемы, и если например оно достигло порога срабатывания происходит включение и подается напряжение дальше. В этой конструкции нагрузкой TL431 являются светоизлучающий диод индикации работы HL2 и оптрон U1, оптическая развязка силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в прошлом варианте, устройство не имеет преобразователя электрической энергии, а питается на гасящей конденсаторной схеме C1R1 и R2. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему поставлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для зрительной индикации наличия напряжения на устройстве поставлен светоизлучающий диод HL1. Силовым руководящим элементом поставлен симистор ВТ136 с маленькой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в границах 30-50°С. При кажущейся трудности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема термостата на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для применения в системах домашней автоматики:

Данный внешний водяной термостат способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника есть оригинальная схема с применением такой же интегральной микросхемы TL431.

Читайте также  Снегоход из мотокультиватора своими руками видео

Чтобы провести измерения температуры ТЕНА применяют биметаллическую термопару, которую можно взять с выносного измерителя в мультиметре. Для увеличения напряжения с термопары до отметки срабатывания TL431, поставлен добавочный усилитель LM351. Управление выполняется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении термостата в сеть нужно соблюдать полярность, минус регулятора обязан быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение возникнет на корпусе паяльника, через провода термопары. Регулировка диапазона выполняется резистором R3. Эта схема обеспечит длительную работу паяльника, исключит его перегрев и повысит качество пайки.

Еще одна идея сборки обычного термостата рассмотрена на видео:

Также советуем взглянуть еще одну идею сборки терморегулятора для паяльника:

Разобранных примеров регуляторов температуры в реальности достаточно для удовлетворения нужд домашнего умельца. Схемы не имеют дефицитных и дорогих запасных частей, легко повторяются и почти не нуждаются в настройке. Данные самоделки легко можно приспособить для температурного регулирования воды в бачке водогрея, наблюдать за теплом в инкубаторе или теплице, усовершенствовать утюг или паяльный аппарат. Плюс к этому можно реконструировать старый холодильник, переделав регулятор для работы с негативными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша публикация была примечательна, вы нашли ее для себя полезной и убедились, как выполнить внешний водяной термостат собственными руками дома!

Будет интересно прочесть:

Электронный термометр с выносным датчиком

Датчик температуры своими руками

Самодельная термопара? (датчик температуры)

Нужна небольшая консультация тех кто этим занимался.

В нете нашел это

Кто нибудь имеет конкретные наработки по выбору материалов, и нахождению их «под рукой»?

Необходимые температуры примерно от 90 до 500 Град.цельсия.

Погрешность линейности — 5-10 градусов.

Со схемой тоже пока не определился, но думаю это не проблема.

ingenegr. Вспомнил, их еще «задорого» «металлисты» покупали.

Вобщем получилось, сделал вроде.

Размотал ПП3 резистор — 10 ом.

И с проводом 0.6 с углем и аккумулятором «сварил».

Правда сварщик с меня никудышный, и акк старый — от радиостанции.

Держится не плохо. но хотелось-бы аккуратную красивую каплю поиметь.

Если бы были материалы покруче, может и разброс был больше.

По мере «танцев с бубном» буду отписываться

Простейший датчик температуры на LM35

Начнём с того, что мне как-то понадобился для одного проекта электронный термометр — ртутный казался громоздким и неудобным. Сходу придумалась схема, использовавшая терморезистор (а то и просто резистор, а в одном случае использовалась вообще галогенная лампочка), с усилителем, компаратором и ещё рядом хитростей, чтобы повысить точность. Получалась всё более и более навороченная схема, которая, конечно, после n-ного по счёту изменения не заработала, и разбираться желания уже не было, да и китайский термометр появился в процессе, и разработка заглохла за ненадобностью.

Но одной функции всё-таки не хватало. Термометр бывает полезен, когда надо не перегреть что-нибудь (например, воду в чайнике — для некоторых целей она не должна кипеть). Готового решения нет, значит надо что-то сделать.

Но только наученный горьким опытом (с электроникой всегда не везло, и до сих пор мне всегда удавались только очень простые конструкции), решил, что сделаю так, чтобы было просто и надёжно. И с неба свалилась микросхема LM35! Благодаря этому чуду задача упрощается до смешного.

Давайте покажу вам схему, которая обрадует любого новичка:

Оказалось, что к микросхеме не нужен даже компаратор.

Помню, когда сам читаешь чужую статью, вечно хочется спросить: а это зачем? а это? Теперь сам попытаюсь сделать так, чтобы никаких вопросов не возникало. Обо всё по порядку:

1. Микросхема LM35 (у неё есть несколько аналогов) специально создана для измерения температуры. Всё, что нужно — это подключить 1 и 3 ногу к плюсу и минусу питания соответственно, и измерить напряжение на среднем выводе. Оно составляет 10 милливольт на каждый градус Цельсия температуры корпуса микросхемы (она сама выглядит как транзистор, кстати). Значит, если там напряжение 230мВ, то температура 23°С.

В даташите про неё расписано ещё много хорошего: и потребляет она 130мкА, и выход у неё низкоомный, и точность в полградуса, и собственный перегрев порядка 0,1°С. В общем, круче некуда. Единственное — страдает она от слишком высоких температур — 150°С максимум.

2. Казалось бы, дальше должна идти микросхема компаратора, которая сравнит это напряжение с тем, которое мы выставим, например, потенциометром? Да, но можно обойтись и без компаратора. Напряжение открывания полупроводниковых приборов — 0,6В, надо это использовать.

3. Лезем в даташит на самый дешёвый транзистор — BC847 и видим, что в очень узком диапазоне напряжения база-эмиттер коллекторный ток сильно меняется. В качестве нагрузки, которая и будет сигнализировать об открытии транзистора, возьмём пьезоэлемент — зуммер. Приятным сюрпризом оказывается то, что от батарейки 9В от потребляет около 5мА, а при небольшом понижении тока перестаёт звучать. То есть включается достаточно резко.

4. Нужно как-то настраивать температуру срабатывания. Поставим переменный резистор, который будет делить напряжение. Движок вверх (по схеме) — напряжение передаётся напрямую, то есть срабатывание будет чуть выше 60 градусов. Движок вниз — коэффициент передачи 0,5, для срабатывания при максимально допустимой температуре в 150 градусов. Постоянный резистор на 10К нужен как раз для того, чтобы при полностью опущенном движке срабатывание всё-таки происходило.

5. Собираем на макетной плате — работает. Можно померить ток базы, необходимый для срабатывания, померить рабочий ток зуммера и обнаружить, что сделать его тише, включив последовательно ему резистор, не получится — он просто перестаёт звучать. Возникает другой вопрос: а что, если при коэффициенте передачи, равном 1, датчик нагреется до 150 градусов и выдаст, соответственно, 1,5В прямо на базу транзистора? Оказалось, что ничего страшного в этом нет — ток базы транзистора может с лёгкостью превышать 10мА, а LM35 выдаёт ток короткого замыкания в 2-3мА. Значит, даже при самом лютом перегреве транзистору ничего не будет.

Значит пора делать печатную плату. Файл формата Sprint-layout есть в приложениях. Вот так оно выглядит на этапе запайки smd-компонентов: (внимание, SMD резистор на фото — 1кОм, под имевшийся у меня подстроечник. Если следовать схеме, то маркировка должна быть 103, то есть 10кОм. В принципе, номиналы можно менять в широких пределах, чем меньше сопротивления — тем больше потребляемый ток в «спящем» режиме, но тем точнее температура срабатывания к расчётной

Верхние три отверстия — под разъём подключения датчика. Три здоровых — под переменный резистор. Ещё две — под питание. А что за три оставшихся, в ряд выстроившихся? Я, честно говоря, не знаю, как это назвать. Это то ли аналоговый выход, то ли отладочный порт, оба названия в такой схеме звучат одинаково смешно. Но факт в том, что сюда можно подпаять разъём и смотреть напряжение на выходе и напряжение на базе транзистора. Всё-таки, втыкать провода в разъём удобнее, чем подпаиваться каждый раз, если что-то понадобится посмотреть.

Вот такой резистор будет использоваться. Обратите внимание, что ножки у него немного подточены и загнуты так, чтобы проходить в нужные отверстия. Есть, правда, проблема, что они слишком короткие для таких извращений и не достают до обратной поверхности платы. Пришлось потом тонкой проволочкой наращивать.

После запайки остальных компонентов выглядит примерно так:

Вот и всё. Разъём для термометра таков, что в него можно напрямую вставить 3 ноги микросхемы (Vcc, то есть плюс питания, то есть левая нога, если смотреть на маркировку, должна быть со стороны зумера), погреть её на свечке (осторожно!), да посмотреть, как меняется выходное напряжение и в какую сторону крутить резистор. Для этого второй разъём как раз и нужен. Температура срабатывания получается немного выше ожидаемой из-за ненулевого тока базы транзистора, но это не страшно.

Для полного счастья датчик надо сделать выводным. Припаиваем 3 провода к датчику и штекер на другой конец. Я ещё залил ноги датчика термоклеем и загнал всё в термоусадку. Получилось вот так:

В таком виде его можно прямо окунать в воду. Если переменный резистор выставить так, чтобы зуммер срабатывал при температуре 90°С, то можно больше никогда не бояться садиться за компьютер, грея что-то на плите. А если на 110, то он будет срабатывать на полное выкипание воды.

Температурные датчики своими руками

Если у вас нет возможности купить готовые температурные датчики, например, Hardcano, сделайте их сами!

В программу установки большинства мамок включены какие-нибудь приложения по мониторингу железа. Эти приложения позволяют контролировать температуру твоей материнской платы и процессора, а иногда и температуру внутри корпуса, в том случае, если в комплект входит сенсор, как, например, у Abit. В других мамках используются другие программы, как, например, известная Motherboard Monitor. Даже некоторые производители видео карт предусматривают программы по их мониторингу. Ну а тем, кто, как и я, лишен такого удовольствия, но все же хочет наблюдать за температурой различных девайсов своего компа, вот более простой способ. Для начала тебе нужен температурный жидкокристаллический дисплей. Мы будем крепить его к лицевой заглушке корпуса, поэтому тебе понадобится что-то вроде температурного датчика Senfu LCD Temp. Ты можешь приобрести его у их сингапурского дистрибьютера MultiplayCity. Один дисплей стоит S$20. У него частота опроса составляет 3 секунды, в качестве щупа используется терморезистор. (***прим. перевод. – у нас температурные датчики можно приобрести, например, в магазине Чип и Дип ) Также можно взять температурные датчики для аквариумов, но в их комплект входит 4мм-вый металлический щуп, и частота опроса очень велика, что не очень подходит для наблюдения за температурой процессора или видео карты.

Читайте также  Зажим для точилки ножей своими руками

Click to enlargeТебе также понадобится лицевая заглушка корпуса для крепления жидкокристаллического дисплея. Я на своей заглушке установлю два дисплея.

Проводим линию по центру

Click to enlargeВ набор Senfu LCD входит панель для крепления дисплея, что немного облегчает разметку отверстий на заглушке. Просто приложи панель к заглушке и обведи ее отверстие. Для этого можно использовать карандаш или, еще лучше, тонкий маркер.

Используем панель крепления в качестве шаблона

Click to enlargeЯ буду вырезать отверстия дремелем. Если у тебя его нет, то можно просверлить отверстие внутри намеченного контура и воспользоваться лучковой пилой. Я установлю на дремель маленькие режущие круги, которые в свое время уменьшились в результате серьезного «корпусного хакинга». Благодаря тому, что насадки маленькие, будет легче прорезать прямоугольные отверстия короткими участками. Затем надо довести отверстие до точных размеров мелкозернистым напильником.

Вырезаем прямоугольное отверстие

Сначала прорезаем длинную сторону

Click to enlargeЗакрепи заглушку в небольших тисках и начинай вырезать отверстия. Этот процесс займет у тебя не больше 5 минут. Как видишь, часть пластмассы расплавилась из-за трения круга. Удали ее мелкозернистым напильником и обработай им все отверстие до необходимого размера.

Затем проверь, хорошо ли устанавливаются дисплеи в отверстия. Они должны входить не слишком туго и не слишком свободно, а именно так, чтобы зажимы сзади дисплеев могли закрепить их на заглушке. Щуп имеет длину 1 м, что вполне достаточно, чтобы дотянуться до любой точки в корпусе full tower.

Как сделать термодатчик своими руками

Загородный дом: с чего начать его планировку?

Приступая к проектированию загородного дома, основной задачей служат вопросы обустройства.

Дизайн беседки с мангалом: советы по оформлению

Дизайн беседки с мангалом Для многих людей, уставших от городской суеты, дача является.

Главная

Терморегулятор своими руками: схема и пошаговая инструкция по изготовлению самодельного устройства

Многие из полезных вещей, которые помогут увеличить комфорт в нашей жизни, можно без особого труда собрать своими руками. Это же касается и термостата (его еще называют терморегулятором).

Данный прибор позволяет включать или выключать нужное оборудование по охлаждению или нагреванию, осуществляя регулировку, когда происходит определенные изменения температуры там, где он установлен.

К примеру, он может в случае сильных холодов самостоятельно включить расположенный в подвале обогреватель. Поэтому стоит рассмотреть, как можно самостоятельно сделать подобное устройство.

Как работает


Схема работы терморегулятора на примере теплого пола. (Для увеличения нажмите)

Принцип функционирования термостата достаточно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания своего мастерства делают самодельные аппараты.

При этом можно использовать множество различных схем, хотя наиболее популярной является микросхема-компаратор.

Данный элемент имеет несколько входов, но всего один выход. Так, на первый выход поступает так называемое «Эталонное напряжение», имеющее значение установленной температуры. На второй же поступает напряжение уже непосредственно от термодатчика.

После этого, компаратор сравнивает эти оба значения. В случае, если напряжение с термодатчика имеет определенное отклонение от «эталонного», на выход посылается сигнал, который должен будет включить реле. После этого, подается напряжение на соответствующий нагревающий или охлаждающий аппарат.

Процесс изготовления


Важно помнить, что в цепи сила тока не должна быть больше 5 мА, именно поэтому, чтобы подключить термореле, используется транзистор большой мощнос

Итак, рассмотрим процесс самостоятельного изготовления простого терморегулятора на 12 В, имеющего датчик температуры воздуха.

Все должно происходить следующим образом:

  1. Сначала необходимо подготовить корпус. Лучше всего в этом качестве использовать старый электрический счетчик, такой, как «Гранит-1»;
  2. На базе этого же счетчика более оптимально собирать и схему. Для этого, к входу компаратора (он обычно помечен «+») нужно подключить потенциометр, который дает возможность задавать температуру. К знаку «-», обозначающему инверсный вход, нужно присоединить термодатчик LM335. В этом случае, когда напряжение на «плюсе» будет больше, чем на «минусе», на выход компаратора будет отправлено значение 1 (то есть высокое). После этого регулятор отправит питание на реле, которое в свою очередь включит уже, например, котел отопления. Когда напряжение, поступающее на «минус» будет больше, чем на «плюсе», на выходе компаратора снова будет 0, после чего отключится и реле;
  3. Для обеспечения перепада температур, иными словами для работы терморегулятора, допустим при 22 включение, а при 25 отключение, нужно, используя терморезистор, создать между «плюсом» компаратора и его выходом, обратную связь;
  4. Чтобы обеспечить питание, рекомендуется делать трансформатор из катушки. Её можно взять, к примеру, из старого электросчетчика (он должен быть индуктивного типа). Дело в том, что на катушке можно сделать вторичную обмотку. Для получения желанного напряжения в 12 В, будет достаточно намотать 540 витков. При этом, чтобы они уместились, диаметр провода должен составлять не более 0.4 мм.

Совет мастера: чтобы включить нагреватель, лучше всего применять клеммник счетчика.

Мощность нагревателя и установка терморегулятора

В зависимости от уровня выдерживаемой мощности контактами используемого реле, будет зависеть и мощность самого нагревателя.

В случаях, когда значение составляет приблизительно 30 А (это тот уровень, на который рассчитаны автомобильные реле), возможно применение обогревателя мощностью 6.6 кВт (исходя из расчета 30х220).

Но прежде, желательно убедится в том, что вся проводка, а также автомат смогут выдержать нужную нагрузку.

Стоит отметить: любители самоделок могут смастерить электронный терморегулятор своими руками на основе электромагнитного реле с мощными контактами, выдерживающими ток до 30 ампер. Такое самодельное устройство может использоваться для различных бытовых нужд.

Установку терморегулятора необходимо осуществлять практически в самой нижней части стены комнаты, так как именно там скапливается холодный воздух. Также важным моментом является отсутствие тепловых помех, которые могут воздействовать на прибор и тем самым сбивать его с толку.

К примеру, он не будет функционировать должным образом, если будет установлен на сквозняке или рядом с каким-то электроприбором, интенсивно излучающим тепло.

Настройка


Для измерения температуры лучше использовать терморезистор, у которого при изменении температуры меняется электрическое сопротивление

Нужно отметить, что указанный в нашей статье вариант терморегулятора, созданного из датчика LM335, нет необходимости настраивать.

Достаточно лишь знать точное напряжение, которое будет подаваться на «плюс» компаратора. Узнать его можно с помощью вольтметра.

Нужные в конкретных случаях значения можно высчитать используя для этого формулу, такую как: V = (273 + T) x 0.01. В этом случае Т будет обозначать нужную температуру, указываемую в Цельсии. Поэтому для температуры в 20 градусов, значение будет равняться 2,93 В.

Во всех остальных случаях напряжение будет необходимо проверять уже непосредственно опытным путем. Чтобы это сделать, используется цифровой термометр такой, как ТМ-902С. Чтобы обеспечить максимальную точность настройки, датчики обоих устройств (имеется ввиду термометра и терморегулятора) желательно закрепить друг к другу, после чего можно проводить замеры.

Смотрите видео, в котором популярно разъясняется, как сделать терморегулятор своими руками:

Делаем датчик температуры своими руками

Термодатчик, собранный своими руками, может принести несомненную пользу, как в домашнем, так и приусадебном хозяйстве. Контроллер температуры окружающей среды вовремя включит или наоборот выключит вентилятор, обогреватель, кипятильник, тёплые полы и много других приборов в доме, обогреет или проветрит теплицы. При наличии минимального опыта работы с инструментами сделать датчик температуры своими руками не составит особого труда.

Принцип работы

Идея создания термодатчика состоит в том, что в его качестве используется электропроводной элемент, который под воздействием колебаний температуры окружающей среды меняет своё сопротивление. Таким элементом является терморезистор.

Принцип работы переменного сопротивления заключается в том, что при нагреве сопротивление понижается и ток, протекающий через него, меняет свою характеристику. Этот процесс находит своё отражение в работе прикладной схемы, которая включает или выключает соответствующие приборы.

Изготовление простого термодатчика

Перед тем, как сделать датчик температуры, нужно подготовить следующее:

  • блок питания 12 В;
  • вентилятор (кулер от компьютера 12 В);
  • терморезистор VDR1 (10 кОм);
  • переменный резистор (10 кОм);
  • полевой транзистор IRFZ 44;
  • макетная плата;
  • провода;
  • паяльник с припоем.

Сборка

Подготовив вышеперечисленные материалы и инструмент, переходят к пайке простенькой схемы.

  1. Плюсовую клемму блока питания соединяют проводом с входным контактом (+) кулера;
  2. Три вывода полевого транзистора спаивают проводами так: «исток» с кулером, «затвор» с терморезистором, «сток» с переменным резистором.
  3. Проводами соединяют свободные контакты терморезистора с «+» блока питания, переменного резистора с «−» того же блока.

Проверка

Тестируют терморегулятор в таком порядке:

  • к терморезистору подносят горящую спичку или зажигалку при этом должен заработать кулер;
  • при остывании вентилятор должен выключиться;
  • если схема не срабатывает, нужно перепроверить пайку и контакты.

TR — терморезистор, К — кулер, R1 — переменный резистор, ПТ — полевой транзистор, АБ — аккумуляторная батарея 12 В.

Читайте также  Онлайн смотреть бесплатно картофелевыкапыватель своими руками чертежи

Настройка

В данном случае используется терморезистор, сопротивление которого равно 10 кОм при температуре воздуха 20 °С. При его нагреве сопротивление падает. Нужно подстроить переменный резистор на включение кулера в момент нагрева датчика. Методом подбора нескольких положений поворотного регулятора переменного сопротивления добиваются нужного эффекта.

Термодатчик на германиевых диодах

Особенностью германиевых полупроводниковых диодов является их высокая чувствительность к изменениям температуры воздуха. Поэтому эти радиодетали могут использоваться, как термодатчики при их обратном включении.

Их применение объясняется сильной зависимостью обратного тока от температуры окружающей среды. Эта особенность диодов используется в простой схеме регулятора скорости кулера.

Германиевые диоды, соединённые параллельно (3–4 шт.), включают в обратном направлении в цепь базы составного транзистора. Их стеклянные корпуса можно крепить прямо на кулер без всяких прокладок-теплоотводов. Резистор R1 предохраняет транзистор от теплового пробоя, а R2 определяет порог срабатывания регулятора. Если при превышении комнатной температуры вентилятор не включается, то число диодов надо увеличить. Когда кулер начинает вращать лопасти с большой скоростью количество радиодеталей уменьшают.

Применение термодатчика на Ардуино

Для сборки измерителя температуры в основе которого микроконтроллер Arduino нужно подготовить следующее:

  • Ардуино UNO;
  • коннекторы;
  • монтажная плата;
  • цифровой модуль DS18B20 (диапазон от −56 до +1250 С).

Цифровой температурный датчик DS18B20 — это устройство, которое не только сигнализирует о превышении заданного температурного порога, но и может запоминать значения измерений. Микросхема датчика имеет три выходных контакта — это «+», «−» и сигнальный провод. Термодатчик в водонепроницаемом исполнении используется для измерения нагрева воды или жидкостей.

Термодатчик всегда можно приобрести, как и плату Arduino, в интернет-магазинах. Цифровой модуль подсоединяют к Ардуино через каналы GND, а выход Vdd подключается к 5V, Data к любому Pin. Для более понятного восприятия схема подключения цифрового датчика DS18B20 к Ардуино представлена на нижеследующем фото.

Заключение

В зависимости от цели использования измерителя температуры окружающего пространства для самостоятельного его изготовления можно выбрать наиболее приемлемый и выгодный по затратам вариант. Для охлаждения энергозатратных плат достаточно использовать простую схему с кулером. А вот для работы с вентиляционным и обогревательным оборудованием уже понадобится более сложная система с использованием микроконтороллера Ардуино и термодатчиков заводского изготовления.

Видео по теме

Как собрать терморегулятор в домашних условиях

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью такого типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы делителя напряжения, а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки. Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Также дополнительно рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если же у вас все еще остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

Будет интересно прочитать: