ترموستات زیرزمینی برای تضمین راحت ترین شرایط برای نگهداری سبزیجات و میوه ها استفاده می شود. انواع مختلفی از سازه ها وجود دارد - برخی برای استفاده در زیرزمین طراحی شده اند، برخی دیگر - برای نصب در بالکن. طراحی جعبه های بالکن بسیار ساده است - یک جعبه با عایق حرارتی با کیفیت بالا، عناصر گرمایشی در داخل نصب شده است که با کمک آنها دمای مطلوب حفظ می شود. اگر بالکن گرم نشده باشد و در زمستان بیرون بسیار سرد باشد، چنین مینی انباری بسیار مفید خواهد بود.
اصل کلی عملکرد ترموستات
ساده ترین ترموستات زیرزمینی خانگی به شما امکان می دهد با استفاده از عناصر گرمایش دمای تنظیم شده را حفظ کنید. بسته به تفاوت دما، می توانید از عناصر گرمایش زیر استفاده کنید:
- مقاومت‌های قوی سیم پیچی.
- مارپیچ نیکروم.
- لامپهای رشته ای.
- TENY.
اگر نیاز دارید دما را در یک محدوده کوچک برابر کنید، کافی است چندین لامپ رشته ای نصب کنید - این دقیقاً همان کاری است که دردستگاه جوجه کشی خانگی برای پرورش طیور. اما اگر نیاز به یکسان سازی دما در محدوده وسیعی دارید، باید از وسایل موثرتری استفاده کنید - عناصر گرمایشی یا مقاومت های سیمی.
ساده ترین راه برای حفظ دمای مورد نظر نصب یک سنسور دمای دو فلزی است. با رسیدن به دمای تنظیم شده، المنت های گرمایشی را خاموش می کند. اما می توانید از یک سنسور دما و یک دستگاه الکترونیکی ساده روی همان تراشه استفاده کنید. مزیت این طرح این است که قابل اعتمادتر است - فاقد شکن های مکانیکی است. تمام کارهای سوئیچینگ توسط ریزمدار انجام می شود.
کالیبراسیون سنسور
برای آماتورهای رادیویی تازه کار، سخت ترین کار راه اندازی دستگاه است، یعنی کالیبره کردن سنسور و ریزمدار. برای انجام این کار، چندین عمل انجام می شود - خواننده ابتدا در آب غوطه ور می شود که دمای آن 0 درجه است، سپس در آب جوش. برای کالیبره کردن رگولاتور، باید مقادیر میانی را اندازه بگیرید و علامت های مناسب را بگذارید.
ممکن است قبل از اتصال ترموستات، چندین بار مراحل راه اندازی را انجام دهید. اما برای اینکه از ساخت و پیکربندی مستقل دستگاه خسته نشوید، می توانید یک دستگاه تمام شده را خریداری کرده و بدون هیچ مشکلی در انبار قرار دهید. اکثر سنسورها برای کار با میکروکنترلرها طراحی شده اند، آنها یک سیگنال دیجیتال در خروجی دارند که از طریق یک سیم تک سیم دو طرفه منتقل می شود.نوع رابط 1-WIRE. این به شما امکان می دهد دستگاه های کاملاً پیچیده را طراحی کنید، به عنوان مثال، دماسنج های چند نقطه ای - اینها دستگاه هایی هستند که به شما امکان می دهند دما را در چندین اتاق به طور همزمان اندازه گیری کنید.
کنترل کننده دما LM335
در میان تمام ترموستات ها، می توان ارزان ترین و ساده ترین را - LM335 - را مشخص کرد. چندین اصلاح دارد - با نام‌گذاری‌های 235، 135. در علامت‌گذاری، اولین رقم دامنه را نشان می‌دهد:
- عدد "1" به این معنی است که دستگاه برای کار در دستگاه های مجتمع نظامی-صنعتی طراحی شده است.
- عدد "2" - عنصر در صنعت استفاده می شود.
- "3" - برای نصب در لوازم خانگی.
شکل ظاهری ترموستات TO-92 است. مدار داخلی شامل 16 ترانزیستور نیمه هادی است. گاهی اوقات سنسورها را می توان در بسته SO-8 یافت، اما تفاوت ها فقط در ظاهر مشاهده می شود - مدار داخلی بدون تغییر باقی می ماند.
اصل عملکرد تا حدودی شبیه دیود زنر است. ولتاژ تثبیت به طور مستقیم به دما بستگی دارد. با افزایش دما به میزان 10 کلوین، ولتاژ تثبیت 10 میلی ولت افزایش می یابد. در این حالت جریان عملکرد دستگاه 0.45-5.0 میلی آمپر است. در صورت تجاوز از حداکثر مقدار جریان، سنسور بیش از حد گرم می شود و دمای بدنه خود را اندازه گیری می کند.
سنج چه چیزی را نشان می دهد؟
اما این دستگاه در مدار ترموستات زیرزمینی چگونه رفتار خواهد کرد؟ ما باید این را بفهمیم. فرض کنید صفر مطلق در داخل خانه 273 درجه زیر استصفر سانتیگراد این 0K است، بنابراین شما باید کمی تبدیل انجام دهید. در شرایطی که دما 0 K باشد سنسور سیگنالی تولید نمی کند.
به محض اینکه دما 10 K افزایش یابد، ولتاژ 0.01 ولت افزایش می یابد. و این با هر افزایش دما اتفاق می افتد. اما باید در نظر داشته باشید که چنین دمایی وجود ندارد و 0 درجه سانتیگراد برابر با 273 کلوین است. شرایط عادی طبق تمام کتابهای درسی 25 درجه سانتیگراد یا 298 کلوین است. پس از چند مرحله ساده می توانید تعیین کنید که در در دمای 25 درجه سانتیگراد، سیگنال خروجی سنسور دارای ولتاژ 2.9815 ولت خواهد بود.
محدوده دمایی که دستگاه در آن کار می کند در محدوده -40..+100 درجه سانتیگراد قرار دارد. علاوه بر این، مشخصه اصلی آن در این محدوده خطی است - این محاسبه تنش ها و دما را تسهیل می کند. و فراموش نکنید که صفر مطلق 273.15 K است. در محاسبات دقیق، حتی صدم مقادیر را نیز نباید نادیده گرفت.
مدار کنترل کننده دما
دستگاه نوعی دستورالعمل دارد. ترموستات را می توان طبق طرح های ارائه شده در دیتاشیت ساخت. این یک کتابچه راهنمای دقیق است که تمام طرح های ممکن برای روشن کردن دستگاه، ویژگی های اصلی و ویژگی های عملکرد آن را توضیح می دهد. و نیازی به اختراع هیچ چیز اضافی نیست - همه طرح ها سال ها آزمایش شده اند و به طور پایدار کار می کنند.
کلیه نمونه های صنعتی دستگاه های تمام شده کنترل کننده دما ساخته شده استدقیقاً مطابق با طرح های نشان داده شده در دیتاشیت. نکته ای که باید در نظر بگیرید این است که نمی توانید مستقیماً المنت گرمایش را کنترل کنید، زیرا سیگنال بسیار ضعیف است. شما باید از تقویت کننده یا مونتاژ FET استفاده کنید. یک سیگنال تقویت شده را می توان به یک استارت یا رله مغناطیسی اعمال کرد.
عملیات مقایسه
مقایسه کننده دستگاهی است که دما را با مقدار تنظیم شده مقایسه می کند. بدون دانستن اصول اولیه نحوه کار، ساخت ترموستات برای یک انبار در بالکن امکان پذیر نخواهد بود. در قلب مدار یک مقایسه کننده از LM311 قرار دارد - دارای دو ورودی و همان تعداد خروجی است. ورودی:
- مستقیم - با علامت "+" مشخص شده است.
- معکوس - دارای علامت "-". است
الگوریتم کار بسیار ساده است:
- اگر ورودی مستقیم ولتاژ بیشتری نسبت به ولتاژ معکوس دریافت کند، خروجی روی سطح بالایی تنظیم می شود. ترانزیستور باز می شود و گرمایش روشن می شود.
- اگر ولتاژ در ورودی معکوس بالاتر باشد، سطح پایین تنظیم می شود.
- هنگامی که دمای پاسخ به دست می آید (توسط یک مقاومت متغیر تنظیم می شود)، انتقال به سطح پایین رخ می دهد - ترانزیستور بسته می شود و گرمکن خاموش می شود.
نحوه اتصال دستگاه به بخاری
عنصر گرمایش بار کل دستگاه است. مطلوب است که عناصر سوئیچینگ دارای حاشیه ایمنی باشند - رله هایی را با درجه حفاظت مربوط به اتاق های مرطوب یا استارت های مغناطیسی نصب کنید. سیگنال میکروکنترلر باید داده شودبه یک ترانزیستور اثر میدانی و تقویت شده است. فقط پس از آن می توان از آن برای کنترل سیم پیچ های یک رله یا استارت استفاده کرد که در قطع شدن مدار قدرت گنجانده شده است. از آنجایی که ترموستات زیرزمینی در یک محیط مرطوب خواهد بود، از ایمنی مراقبت کنید - کلیدهای مدار و RCD را نصب کنید.
