תרמוסטט המרתף משמש כדי להבטיח את התנאים הנוחים ביותר לאחסון ירקות ופירות. ישנם סוגים רבים של מבנים - חלקם מיועדים לשימוש במרתף, אחרים - להתקנה במרפסות. העיצוב של ארגזים למרפסת הוא פשוט מאוד - ארגז עם בידוד תרמי איכותי, בפנים מותקנים גופי חימום, בעזרתם נשמרת הטמפרטורה האופטימלית. מיני מרתף כזה יהיה שימושי מאוד אם המרפסת לא מחוממת, ובחורף קר מאוד בחוץ.
עקרון כללי של פעולת התרמוסטט
התרמוסטט המרתף הביתי הפשוט ביותר מאפשר לך לשמור על הטמפרטורה שנקבעה באמצעות גופי חימום. בהתאם להפרש הטמפרטורה, ניתן להשתמש בגופי החימום הבאים:
- נגדים מפותלים תיל עוצמתיים.
- ספירלת ניכרום.
- מנורות ליבון.
- TENY.
אם צריך להשוות את הטמפרטורה בטווח קטן, מספיק להתקין מספר מנורות ליבון - זה בדיוק מה שנעשה באינקובטורים תוצרת בית לגידול עופות. אבל אם אתה צריך להשוות את הטמפרטורה בטווח רחב, תצטרך להשתמש באמצעים יעילים יותר - גופי חימום או נגדי תיל.
הדרך הקלה ביותר לשמור על הטמפרטורה הרצויה היא התקנת חיישן טמפרטורה דו-מתכתי. זה יכבה את גופי החימום כאשר הטמפרטורה שנקבעה תגיע. אבל אתה יכול להשתמש בחיישן טמפרטורה ובמכשיר אלקטרוני פשוט על אותו שבב. היתרון של עיצוב זה הוא שהוא אמין יותר - אין לו מפסקים מכניים. כל עבודת המיתוג מתבצעת על ידי המיקרו-מעגל.
כיול חיישנים
עבור חובבי רדיו מתחילים, הדבר הקשה ביותר יהיה הגדרת המכשיר, כלומר כיול החיישן והמיקרו-מעגל. לשם כך מבוצעות מספר פעולות - תחילה טובלים הקורא במים, שהטמפרטורה שלהם היא 0 מעלות, ולאחר מכן במים רותחים. כדי לכייל את הרגולטור, עליך למדוד ערכי ביניים ולשים את הסימנים המתאימים.
ייתכן שלפני חיבור התרמוסטט, תצטרכו לבצע את הליך ההגדרה מספר פעמים. אבל כדי לא להטריד את הייצור העצמאי ואת התצורה של המכשיר, אתה יכול לקנות מכשיר מוגמר ולשים אותו במרתף ללא בעיות. רוב החיישנים מתוכננים לעבוד עם מיקרו-בקרים, יש להם אות דיגיטלי במוצא, המועבר באמצעות חוט יחיד דו-כיווניסוג ממשק 1-WIRE. זה מאפשר לעצב מכשירים מורכבים למדי, למשל, מדי חום רב-נקודתיים - אלו מכשירים המאפשרים למדוד את הטמפרטורה במספר חדרים בו זמנית.
בקר טמפרטורה LM335
בין כל התרמוסטטים, אפשר לבחור את הזול והפשוט ביותר - LM335. יש לו מספר שינויים - עם הכינויים 235, 135. בסימון, הספרה הראשונה מציינת את ההיקף:
- המספר "1" אומר שהמכשיר נועד לעבוד במכשירים עבור המתחם הצבאי-תעשייתי.
- המספר "2" - האלמנט משמש בתעשייה.
- "3" - להתקנה במכשירי חשמל ביתיים.
מראה התרמוסטט הוא מארז TO-92. המעגל הפנימי מכיל 16 טרנזיסטורים מוליכים למחצה. לפעמים ניתן למצוא חיישנים בחבילת SO-8, אך ההבדלים נצפים רק במראה החיצוני - המעגל הפנימי נשאר ללא שינוי.
עקרון הפעולה דומה במקצת לדיודה זנר. מתח הייצוב תלוי ישירות בטמפרטורה. עם עלייה בטמפרטורה ב-10 קלווין, מתח הייצוב עולה ב-10 mV. במקרה זה, זרם ההפעלה של המכשיר הוא 0.45-5.0 mA. במקרה שחורג מערך הזרם המרבי, החיישן יתחמם יתר על המידה והוא ימדוד את הטמפרטורה של המארז שלו.
מה מראה המד?
אבל איך המכשיר הזה יתנהג במעגל התרמוסטט במרתף? אנחנו צריכים להבין את זה. נניח שהאפס המוחלט בתוך הבית הוא 273 מעלות מתחתאפס צלזיוס. זה 0K, אז תצטרך לבצע המרה קטנה. בתנאים שבהם הטמפרטורה היא 0 K החיישן לא יפיק אות.
ברגע שהטמפרטורה תעלה ב-10 K, המתח יעלה ב-0.01 וולט. וזה יקרה עם כל עלייה בטמפרטורה. אבל אתה צריך לקחת בחשבון שטמפרטורות כאלה לא קיימות, ו-0 מעלות צלזיוס זה 273 K. תנאים נורמליים, לפי כל ספרי הלימוד, הם 25 מעלות צלזיוס, או 298 K. לאחר כמה צעדים פשוטים, אתה יכול לקבוע שבשעה טמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס, פלט האות של החיישן יהיה במתח של 2.9815 וולט.
טווח הטמפרטורות בהן פועל המכשיר נע בטווח של -40..+100 מעלות צלזיוס. יתר על כן, המאפיין העיקרי שלו הוא ליניארי בטווח זה - זה מקל על חישוב הלחצים והטמפרטורות. ואל תשכח שהאפס המוחלט הוא 273.15 K. בחישובים מדויקים, אין להזניח אפילו מאיות הערכים.
מעגל בקר טמפרטורה
למכשיר יש סוג של הוראה. ניתן לייצר את התרמוסטט לפי הסכמות המפורטות בגיליון הנתונים. זהו מדריך מפורט המתאר את כל הסכמות האפשריות להפעלת המכשיר, המאפיינים העיקריים שלו ותכונות הפעולה שלו. ואין צורך להמציא שום דבר נוסף - כל העיצובים נבדקו במשך שנים ועובדים ביציבות.
כל הדגימות התעשייתיות של התקנים מוגמרים של בקרי טמפרטורה מיוצרותבדיוק לפי הסכמות המצוינות בגיליון הנתונים. דבר אחד שיש לקחת בחשבון הוא שאתה לא יכול לשלוט ישירות על גוף החימום, מכיוון שהאות חלש מאוד. תצטרך להשתמש במגבר או במכלול FET. ניתן להחיל אות מוגבר על מתנע מגנטי או ממסר.
פעולת השוואת
משווה הוא מכשיר שמשווה את הטמפרטורה לערך מוגדר. בלי לדעת את היסודות של איך זה עובד, לא ניתן יהיה לעשות תרמוסטט למרתף במרפסת. בליבו של המעגל נמצא קומפרטור מ-LM311 - יש לו שתי כניסות ומספר זהה של יציאות. כניסות:
- ישר - מסומן בסימן "+".
- היפוך - יש את הכינוי "-".
אלגוריתם העבודה פשוט מאוד:
- אם הקלט הישיר מקבל יותר מתח מההפוך, אז הפלט מוגדר לרמה גבוהה. הטרנזיסטור נפתח והחימום מופעל.
- אם המתח בכניסה הפוכה גבוה יותר, אזי נקבעת רמה נמוכה.
- כאשר מגיעים לטמפרטורת התגובה (היא נקבעת על ידי נגד משתנה), מתרחש מעבר לרמה נמוכה - הטרנזיסטור נסגר והמחמם מתבטל.
איך לחבר את המכשיר למחמם
גוף החימום הוא העומס של המכשיר כולו. רצוי שלאלמנטים המיתוגים יהיה מרווח בטיחות - התקינו ממסרים בדרגת הגנה המתאימה לחדרים רטובים, או סטרטרים מגנטיים. יש לתת את האות מהמיקרו-בקרלטרנזיסטור אפקט שדה ומוגבר. רק לאחר מכן ניתן להשתמש בו כדי לשלוט בסלילים של ממסר או מתנע, הנכללים בהפסקה במעגל החשמל. מכיוון שהתרמוסטט במרתף יהיה בסביבה לחה, דאגו לבטיחות - התקינו מפסקי חשמל ו-RCD.
