Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный терморегулятор


электронные схемы, тонкости, принцип действия термостата

Соблюдение температурного режима является очень важным технологическим условием не только на производстве, но и в повседневной жизни. Имея столь большое значение, этот параметр должен чем-то регулироваться и контролироваться. Производят огромное количество таких приборов, имеющих множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой куда выгоднее, нежели покупать готовый заводской аналог.

Создайте терморегулятор своими руками

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:


В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

  1. Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
  2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
  3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Принцип работы

Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему блока управления, решающего, что нужно сделать в конкретном случае.

Если делать термореле, то наиболее простой вариант будет иметь механическую схему управления. Здесь с помощью резистора устанавливается определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.

Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы с более широким диапазоном температур, придётся встраивать контроллер. Это же поможет увеличить срок эксплуатации прибора.

На данном видео вы можете посмотреть как самостоятельно изготовить терморегулятор для электрического отопления:

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор, регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:


Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1, который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Необходимые материалы и инструменты

Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры не занимает много времени и сил. Но чтобы сделать термостат, необходимы минимальные знания в электронике, набор деталей согласно схеме и инструмент:

  1. Импульсный паяльник. Можно использовать и обычный, но с тонким жалом.
  2. Припой и флюс.
  3. Печатная плата.
  4. Кислота, чтобы вытравить дорожки.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

  1. Поддерживать комфортную температуру.
  2. Экономить энергоресурсы.
  3. Не привлекать к процессу человека.
  4. Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

Как собрать самодельный термостат Nest

Прежде чем наша программа термостата будет запущена, мы должны настроить Raspberry Pi. Вам нужно будет сделать это через командную строку (также известную как окно терминала). Если это ваш первый раз, прочтите объяснение raspberrypi.org.

Текст с отступом ниже означает, что это то, что вы должны ввести в окно терминала.

1. Убедитесь, что у вас установлены последние обновления

sudo apt-get update

2.Включить протоколы SPI и i2C

В окне терминала введите:

судо raspi-config

Выберите Дополнительные параметры, затем включите SPI и i2C

Выберите «Готово» для перезагрузки. После перезапуска протестируйте установку с помощью:

gpio load spi

gpio загрузка i2c

Если два указанных выше ничего не возвращают, драйверы работают нормально. Если они вызывают ошибки, попробуйте следовать инструкциям Adafruit по настройке i2C и SPI.

3. Установите Github

Это необходимо для установки библиотеки WiringPi.

sudo apt-get install git-core

4. Установите библиотеку WiringPi и Python

git clone git: //git.drogon.net/wiringPi

cd проводка, пи

. / Сборка

Установить Python:

CD

sudo apt-get install python-dev python-pip

Нажмите y для подтверждения, введите

Установить проводку Pi2:

sudo pip установить проводку pi2

Проверьте установку WiringPi2 (должен вернуть номер платы RPi e.грамм. «2»):

sudo python импорт проводкиpi2

проводка pi2.piBoardRev ()

Нажмите ctrl + d для выхода из python

Тестовая установка, набрав следующее:

gpio читать все

Вы должны увидеть краткое изложение распиновки.

5. Настройте цифровой датчик температуры DS18B20

Вернитесь в тот же файл config.txt:

судо нано /boot/config.txt

Добавьте "dtoverlay = w1-gpio" в конец файла, сохраните его и перезагрузитесь:

перезагрузка sudo

Установить контакт с цифровым термометром:

sudo modprobe w1-gpio

судо modprobe w1-therm

cd / sys / bus / w1 / устройства

лс

Должен быть показан список серийных номеров подключенных датчиков, например, «28-xxxxxxxx».Если серийные номера не отображаются, проверьте все соединения и повторите попытку, в противном случае введите следующее, заменив 28-xxxxxxx серийным номером, показанным в окне вашего терминала:

CD 28-xxxxxxx

кот w1_slave

Если чтение выполняется успешно, в одной из строк ответа должно быть написано «ДА». Значение температуры будет в конце второй строки (разделите на 1000, чтобы получить фактическую температуру в градусах Цельсия).

.

hadidotj / термостат-контроллер: Эта программа управляет моим самодельным термостатом

. перейти к содержанию Зарегистрироваться
  • Почему именно GitHub? Особенности →
    • Обзор кода
    • Управление проектами
    • Интеграции
    • Действия
    • Пакеты
    • Безопасность
    • Управление командой
    • Хостинг
    • мобильный
    • Истории клиентов →
    • Безопасность →
  • Команда
  • Предприятие
  • Проводить исследования
    • Изучить GitHub →
    Учитесь и вносите свой вклад
    • Темы
.

Универсальный термостат - Домашний помощник


generic_thermostat Климатическая платформа - это термостат, реализованный в Home Assistant. В нем используется датчик и переключатель, подключенный к обогревателю или кондиционеру под капотом. В режиме нагревателя, если измеренная температура ниже заданной, нагреватель будет включаться и выключаться при достижении требуемой температуры. В режиме кондиционирования воздуха, если измеренная температура выше заданной, кондиционер будет включаться и выключаться при достижении требуемой температуры.Один универсальный термостат может управлять только одним переключателем. Если вам нужно активировать два переключателя, один для обогревателя и один для кондиционера, вам понадобятся два общих термостата.

  # Пример записи configuration.yaml климат: - платформа: generic_thermostat имя: Исследование обогреватель: switch.study_heater target_sensor: sensor.study_temperature  

Переменные конфигурации

namestring Требуется, по умолчанию: Стандартный термостат

entity_id для переключателя нагревателя, должно быть переключателем.Становится переключателем кондиционирования воздуха, когда ac_mode установлен на true .

target_sensorstring Обязательно

entity_id для датчика температуры target_sensor.state должен быть температурой.

min_tempfloat (необязательно, по умолчанию: 7)

Установите минимальную доступную уставку.

max_tempfloat (необязательно, по умолчанию: 35)

Установите максимально возможное установленное значение.

target_tempfloat (необязательно)

Установите начальную заданную температуру. Невозможность установки этой переменной приведет к установке нулевой целевой температуры при запуске.Начиная с версии 0.59, он будет сохранять заданную заданную температуру перед перезапуском, если она доступна.

ac_modeboolean (Необязательно, по умолчанию: false)

Установите переключатель, указанный в опции нагреватель , чтобы он считался охлаждающим устройством, а не нагревательным устройством.

min_cycle_durationtime | целое число (необязательно)

Установите минимальное время, в течение которого переключатель, указанный в опции нагревателя , должен находиться в текущем состоянии, прежде чем он будет выключен или включен.

cold_tolerancefloat (Необязательно, по умолчанию: 0.3)

Установите минимальную разницу между температурой, считываемой датчиком, указанным в опции target_sensor , и целевой температурой, которая должна измениться перед включением. Например, если целевая температура составляет 25, а допуск - 0,5, нагреватель запускается, когда датчик равен или опускается ниже 24,5.

hot_tolerancefloat (необязательно, по умолчанию: 0,3)

Установите минимальную разницу между температурой, считываемой датчиком, указанным в опции target_sensor , и целевой температурой, которая должна измениться перед выключением.Например, если целевая температура составляет 25, а допуск - 0,5, нагреватель остановится, когда датчик станет равным или превысит 25,5.

keep_alivetime | целое число (необязательно)

Установить интервал проверки активности. Если установлено, переключатель, указанный в опции нагреватель , будет срабатывать каждый раз по истечении интервала. Используется с нагревателями и кондиционерами, которые отключаются, если какое-то время не получают сигнал от пульта дистанционного управления. Также используйте с переключателями, которые могут потерять состояние. Вызов проверки активности выполняется с текущим допустимым состоянием интеграции климата (включен или выключен).

initial_hvac_modestring (необязательно)

Установите начальный режим HVAC. Допустимые значения: off , heat или cool . Значение должно быть заключено в двойные кавычки. Если этот параметр не установлен, предпочтительнее установить значение keep_alive . Это полезно для согласования любых расхождений между состоянием generic_thermostat и нагревателя .

Установите температуру, используемую preset_mode: away . Если это не указано, функция предустановленного режима будет недоступна.

Желаемая точность для этого устройства. Может использоваться для соответствия точности вашего термостата. Поддерживаемые значения: 0,1 , 0,5 и 1,0 .

По умолчанию:

0,5 для Цельсия и 1,0 для Фаренгейта.

Время для min_cycle_duration и keep_alive должно быть установлено как «чч: мм: сс» или должно содержать хотя бы одну из следующих записей: дней: , часов: , минут: , секунд : или миллисекунды: .В качестве альтернативы это может быть целое число, представляющее время в секундах.

В настоящее время климатическая платформа generic_thermostat поддерживает режимы HVAC «нагрев», «охлаждение» и «выключено». Вы можете заставить свой generic_thermostat избежать запуска, установив для режима HVAC значение «off».

Обратите внимание, что при изменении предустановленного режима на «прочь» вы также принудительно измените целевую температуру, которая будет восстановлена ​​после того, как предустановленный режим снова будет установлен на «Нет».

Пример полной конфигурации

  климат: - платформа: generic_thermostat имя: Исследование обогреватель: выключатель.study_heater target_sensor: sensor.study_temperature min_temp: 15 max_temp: 21 ac_mode: ложь target_temp: 17 cold_tolerance: 0,3 hot_tolerance: 0 min_cycle_duration: секунд: 5 keep_alive: минут: 3 initial_hvac_mode: "выключено" away_temp: 16 точность: 0,1  
.

flopon / home-assistant-smart-thermostat: Умный (PID) термостат для Home Assistant

перейти к содержанию Зарегистрироваться