3 Nøjagtige køleskabstermostatkredsløb - elektronisk halvform

Er du interesseret i at lave en nøjagtig elektronisk termostat til dit køleskab? De 3 unikke solid state-termostatdesign, der er beskrevet i denne artikel, vil overraske dig med deres “seje” præstationer.

Design nr. 1: Introduktion

Enheden, når den først er bygget og integreret med et hvilket som helst relevant apparat, vil straks begynde at udvise en forbedret kontrol af systemet, hvilket sparer elektricitet og øger også apparatets levetid.

Konventionelle køleskabstermostater er dyre og ikke særlig nøjagtige. Desuden er disse tilbøjelige til at blive slidte og derfor ikke permanente. Her diskuteres en enkel og meget effektiv elektronisk køleskabstermostat.

Hvad er en termostat

En termostat, som vi alle kender, er en enhed, der er i stand til at registrere et bestemt indstillet temperaturniveau og udløse eller skifte en ekstern belastning. Sådanne enheder kan være elektromekaniske typer eller mere sofistikerede elektroniske typer.

Termostater er typisk forbundet med apparater til klimaanlæg, køling og vandopvarmning. Til sådanne applikationer bliver enheden en kritisk del af systemet, uden hvilket apparatet kan nå og begynde at køre under ekstreme forhold og i sidste ende blive beskadiget.

Justering af kontrolafbryderen i ovenstående apparater sikrer, at termostaten afbryder strømmen til apparatet, når temperaturen krydser den ønskede grænse og skifter tilbage, så snart temperaturen vender tilbage til den nedre tærskel.

Således holdes temperaturen inde i køleskabe eller en stuetemperatur gennem et klimaanlæg til gunstige intervaller.

Kredsløbsidéen om en køleskabstermostat, der præsenteres her, kan bruges eksternt over et køleskab eller et lignende apparat til at kontrollere dets drift.

Styring af deres drift kan gøres ved at fastgøre termostatens sensorelement til det eksterne varmeafledningsgitter, der normalt er placeret bag de fleste køleenheder, der bruger Freon.

Designet er mere fleksibelt og bredt varieret i forhold til de indbyggede termostater og er i stand til at udvise bedre effektivitet. Kredsløbet kan let erstatte de konventionelle lavteknologiske designs, og det er desuden meget billigere sammenlignet med dem.

Lad os forstå, hvordan kredsløbet fungerer:

Kredsløb

Diagrammet ved siden viser et simpelt kredsløb bygget omkring IC 741, som grundlæggende er konfigureret som en spændingskomparator. En transformer mindre strømforsyning er indarbejdet her for at gøre kredsløbet kompakt og solid-state.

En brokonfiguration, der omfatter R3, R2, P1 og NTC R1 ved indgangen, danner de vigtigste følelseselementer i kredsløbet.

IC'ens inverterende input er fastspændt til halv forsyningsspænding ved hjælp af et spændingsdelernetværk på R3 og R4.

Dette eliminerer behovet for at tilvejebringe en dobbelt forsyning til IC, og kredsløbet er i stand til at producere optimale resultater selv gennem enpolet spændingsforsyning.

Referencespændingen til IC'ens ikke-inverterende indgang er fastgjort gennem den forudindstillede P1 i forhold til NTC (Negativ temperaturkoefficient.)

Hvis temperaturen under kontrol har tendens til at svinge over de ønskede niveauer, falder NTC-modstanden, og potentialet ved ikke-inverterende indgang fra IC krydser den indstillede reference.

Dette skifter øjeblikkeligt udgangen fra IC'en, som igen skifter outputtrinnet omfattende transistor, triac-netværk og slukker for belastningen (opvarmning eller kølesystem), indtil temperaturen når den nedre tærskel.

Feedbackmodstanden R5 hjælper til en vis grad med at inducere hysterese i kredsløbet, en vigtig parameter, uden hvilken kredsløbet muligvis holder flip-flopping ret hurtigt som reaktion på de pludselige temperaturændringer.

Når samlingen er afsluttet, er opsætningen af ​​kredsløbet meget enkel og gøres med følgende punkter:

HUSK, AT HELE KREDSKREDSEN ER VEDLIGEHOLDELSESPOTENTIEL, SÅ DEN RÅDES FREMTIDIG FORSIGTIGHED, NÅR DE GÅR gennem test- og indstillingsprocedurerne. BRUG AF EN TRÆPLANK ELLER ALT andet isoleringsmateriale, der er under dine fødder, ANBEFALES STENGT ELLER BRUG AF ELEKTRISKE VÆRKTØJER, DER ER TYRIGT isoleret i nærheden af ​​og omkring klipningsområdet.

Sådan opsættes dette elektroniske køleskabstermostatkredsløb

Du har brug for en prøvevarmekilde, der er nøjagtigt justeret til det ønskede afskæringsgrænseniveau for termostatkredsen.

Tænd for kredsløbet, og indfør og tilslut ovenstående varmekilde med NTC.

Juster nu forudindstillingen, så udgangen bare skifter (output-LED'en tændes.)
Fjern varmekilden væk fra NTC, afhængigt af hysteresen af ​​kredsløbet, skal udgangen slukke inden for få sekunder.

Gentag proceduren mange gange for at bekræfte, at den fungerer korrekt.

Dette afslutter opsætningen af ​​denne køleskabstermostat og er klar til at blive integreret med ethvert køleskab eller lignende gadget for en nøjagtig og permanent regulering af driften.

Liste over dele

• R1 = 10 k NTC,
• R2 = Forudindstillet 10K
• R3, R4 = 10K
• R5 = 100K
• R6 = 510E
• R7 = 1K
• R8 = 1M
• R9 = 56 OHM / 1 watt
• C1 = 105 / 400V
• C2 = 100uF / 25V
• D2 = 1N4007
• Z1 = 12V, 1 watt zenerdiode

Design nr. 2: Introduktion

2) Et andet simpelt, men alligevel effektivt elektronisk køleskabstermostatkredsløb forklares nedenfor. Indlægget er baseret på anmodningen sendt af Mr. Andy til mig. Den foreslåede idé indeholder kun en enkelt IC LM 324 som den vigtigste aktive komponent. Lad os lære mere. E-mailen, som jeg modtog fra Mr. Andy:

Kredsløbsmål

1. Jeg er Andy fra Caracas. Jeg har set, at du har erfaring med termostater og andre elektroniske designs, så jeg håber, du kan hjælpe mig. Jeg er nødt til at udskifte den mekaniske køleskabstermostat, som ikke fungerer længere. Jeg er ked af, at jeg ikke skrev direkte på bloggen. Jeg synes, det er for meget tekst.
2. Jeg besluttede at bygge et andet skema.
3. Det fungerer godt, men kun ved positive temperaturer. Jeg har brug for skemaet til at fungere fra -5 Celsius til +4 Celsius (for at bruge VR1 til at indstille temperaturen inde i køleskabet i området -5 Celsius +4 Celsius som den gamle termostatknap plejede at gøre).
4. Skematisk bruger LM35DZ (0 Celsius til 100 Celsius). Jeg bruger LM35CZ (-55 Celsius til +150 Celsius). For at få LM35CZ til at sende negativ spænding, satte jeg en 18k modstand mellem pin2 på LM35 og den negative fra strømforsyningen (pin4 i LM358). (som på side 1 eller 7 (figur 7) i databladet).
5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
6. Fordi jeg bruger en 5,2v stabiliseret strømforsyning, udførte jeg følgende ændringer: 1.ZD1, R6 er ude. R5 er 550 ohm.
7. 2.VR1 er 5K i stedet for 2,2K (jeg kunne ikke finde en 2,2K pot) Designet fungerer ikke ved temperaturer under 0 Celsius. Hvad skal jeg ellers ændre? Jeg målte noget.
8. Ved 24 Celsius giver LM35CZ 244mVAt -2 Celsius, LM35CZ giver -112mV (ved -3 Celsius er -113mV) Ved -2 ​​Celsius indstilles spændingen mellem TP1 og GND cand fra VR1 fra mellem 0 til 2,07v Tak !

Kredsløbsvurdering:

Løsningen er sandsynligvis meget enklere, end den kan se ud til at være.

Dybest set reagerer kredsløbet kun på positive temperaturer, fordi det indeholder en enkelt forsyning. For at få det til at reagere på negative temperaturer. kredsløbet eller rettere skal opamperne fødes med dobbelt forsyningsspænding.

Det vil helt sikkert løse problemet uden behov for at ændre noget i kredsløbet.

Selvom ovenstående kredsløb ser fremragende ud, kan nye hobbyister måske finde IC'erne LM35 og TL431 ret ukendte og vanskelige at konfigurere. En lignende type kredsløb i en elektronisk køleskabstermostat kan bygges ved hjælp af kun en enkelt IC LM324 og ved en almindelig 1N4148-diode som sensor.

Figuren nedenfor viser de enkle ledninger, der er foretaget omkring en quad opamp IC LM324 .

A1 producerer en virtuel jord til sensorkredsløbet, og skaber således en dobbelt spændingsforsyning, hvor man simpelthen undgår komplicerede og omfangsrige ledninger. A2 danner detekteringstrinnet, der bruger 'havedioden' 1N4148 til at udføre al temperaturføling.

A2 forstærker forskellene, der genereres på tværs af dioden, og fremfører den til næste trin, hvor A3 er konfigureret som en komparator.

Det endelige resultat opnået fra output af A4 føres endelig til et andet komparatortrin bestående af A4 og det efterfølgende relædriver-trin. Relæet styrer On / OFF-skift af køleskabskompressor i henhold til indstillingerne for den forudindstillede P1.

P1 skal indstilles således, at den grønne LED bare slukker ved -5 grader eller andre lavere temperaturer, som brugerne kræver. Næste P2 skal justeres, så relæet bare udløses ved ovenstående tilstand.

R13 skal faktisk erstattes med en 1M forudindstilling. Denne forudindstilling skal justeres således, at relæet bare deaktiveres ved omkring 4 grader Celsius eller andre tættere værdier igen afhængigt af brugernes præferencer.

Design nr. 3

3) Den tredje kredsløbside, der er forklaret nedenfor, blev anmodet om mig af en af ​​de ivrige læsere af denne blog Mr. Gustavo. Jeg havde offentliggjort et lignende kredsløb med en automatisk køleskabstermostat, men kredsløbet var beregnet til at registrere et højere temperaturniveau, der er tilgængeligt på køleskabets bageste gitter.

Ideen blev ikke helt værdsat af hr. Gustavo, og han bad mig om at designe et køleskabstermostatkredsløb, der kunne mærke de kolde temperaturer inde i køleskabet snarere end de varme temperaturer bag på køleskabet.

Så med en vis indsats kunne jeg opdage det nuværende CIRCUIT DIAGRAM for et køleskab temperaturregulator , lad os lære ideen med følgende punkter:

Sådan fungerer kredsløbet

Konceptet er ikke særlig nyt, hverken unikt, det er det sædvanlige komparatorkoncept, der er indarbejdet her.

IC 741 er blevet rigget i sin standard-komparatortilstand og også som et ikke-inverterende forstærkerkredsløb.

NTC-termistoren bliver den vigtigste sensorkomponent og er specifikt ansvarlig for registrering af kolde temperaturer.

NTC betyder negativ temperaturkoefficient, hvilket betyder, at termistorens modstand vil stige, når temperaturen omkring den falder.

Det skal bemærkes, at NTC skal klassificeres i henhold til de givne specifikationer, ellers fungerer systemet ikke som beregnet.

Den forudindstillede P1 bruges til at indstille IC's udløbspunkt.

Når temperaturen inde i køleskabet falder under tærskelværdien, bliver termistormodstanden høj nok og reducerer spændingen ved den inverterende pin under det ikke-inverterende pin-spændingsniveau.

Dette får øjeblikkeligt output fra IC til at gå højt, aktiverer relæet og slukker for køleskabskompressoren.

P1 skal indstilles således, at opamp-output bliver højt omkring nul grad Celsius.

En lille hysterese indført af kredsløbet kommer som en velsignelse eller rettere en forklædt velsignelse, for på grund af dette skifter kredsløbet ikke hurtigt på tærskelværdierne, men reagerer først, efter at temperaturen er steget til et par grader over udløsningsniveauet.

Antag for eksempel, at hvis udløsningsniveauet er indstillet til nul grader, vil IC udløse relæet på dette tidspunkt, og køleskabskompressoren slukkes også, temperaturen inde i køleskabet begynder nu at stige, men IC'en skifter ikke straks tilbage, men bevarer sin position, indtil temperaturen er steget mindst op til 3 grader Celsius over nul.

Disse var 3 nøjagtige og pålidelige termostatdesigner, der kan bygges og installeres i dit køleskab til den krævede temperaturkontrol.

Hvis du har yderligere spørgsmål, kan du udtrykke det samme gennem dine kommentarer