Pagraba termostats tiek izmantots, lai nodrošinātu visērtākos apstākļus dārzeņu un augļu uzglabāšanai. Ir daudz veidu konstrukciju - dažas ir paredzētas lietošanai pagrabā, citas - uzstādīšanai uz balkoniem. Balkonu kastu dizains ir ļoti vienkāršs - kaste ar kvalitatīvu siltumizolāciju, iekšpusē ir uzstādīti sildelementi, ar kuru palīdzību tiek uzturēta optimālā temperatūra. Šāds minipagrabs ļoti noderēs, ja balkons ir neapsildīts, un ziemā ārā ir ļoti auksts.
Termostata darbības vispārējais princips
Vienkāršākais paštaisīts pagraba termostats ļauj uzturēt iestatīto temperatūru, izmantojot sildelementus. Atkarībā no temperatūras starpības varat izmantot šādus sildelementus:
- Jaudīgi stiepļu rezistori.
- Nihroma spirāle.
- Kvēlspuldzes.
- TENY.
Ja nepieciešams izlīdzināt temperatūru nelielā diapazonā, pietiek uzstādīt vairākas kvēlspuldzes - tieši tas tiek darītsmājās gatavoti inkubatori mājputnu audzēšanai. Bet, ja ir nepieciešams izlīdzināt temperatūru plašā diapazonā, jums būs jāizmanto efektīvāki līdzekļi - sildelementi vai stieples rezistori.
Vienkāršākais veids, kā uzturēt vēlamo temperatūru, ir uzstādīt bimetāla temperatūras sensoru. Tas izslēgs sildelementus, kad tiks sasniegta iestatītā temperatūra. Bet tajā pašā mikroshēmā varat izmantot temperatūras sensoru un vienkāršu elektronisku ierīci. Šī dizaina priekšrocība ir tā, ka tā ir uzticamāka - tai nav mehānisku slēdžu. Visus pārslēgšanas darbus veic mikroshēma.
Sensora kalibrēšana
Iesācējiem radioamatieriem visgrūtākais būs ierīces iestatīšana, proti, sensora un mikroshēmas kalibrēšana. Lai to izdarītu, tiek veiktas vairākas darbības - lasītājs vispirms tiek iegremdēts ūdenī, kura temperatūra ir 0 grādi, pēc tam verdošā ūdenī. Lai kalibrētu regulatoru, ir jāizmēra starpvērtības un jāievieto atbilstošās atzīmes.
Iespējams, ka pirms termostata pievienošanas iestatīšanas procedūra būs jāveic vairākas reizes. Bet, lai netraucētu neatkarīgu ierīces izgatavošanu un konfigurēšanu, varat iegādāties gatavu ierīci un bez problēmām ievietot to pagrabā. Lielākā daļa sensoru ir paredzēti darbam ar mikrokontrolleriem, tiem pie izejas ir digitāls signāls, kas tiek pārraidīts pa divvirzienu vienvaduinterfeisa tips 1-WIRE. Tas ļauj izveidot diezgan sarežģītas ierīces, piemēram, daudzpunktu termometrus - tās ir ierīces, kas ļauj mērīt temperatūru vairākās telpās vienlaikus.
Temperatūras regulators LM335
Starp visiem termostatiem var izcelt lētāko un vienkāršāko - LM335. Tam ir vairākas modifikācijas - ar apzīmējumiem 235, 135. Marķējumā pats pirmais cipars norāda darbības jomu:
- Cipars "1" nozīmē, ka ierīce ir paredzēta darbam militāri rūpnieciskā kompleksa ierīcēs.
- Cipars "2" - elements tiek izmantots rūpniecībā.
- "3" - uzstādīšanai sadzīves tehnikā.
Termostata izskats ir TO-92 korpuss. Iekšējā ķēdē ir 16 pusvadītāju tranzistori. Dažkārt sensorus var atrast SO-8 iepakojumā, taču atšķirības novērojamas tikai izskatā – iekšējā ķēde paliek nemainīga.
Darbības princips ir nedaudz līdzīgs Zener diodei. Stabilizācijas spriegums ir tieši atkarīgs no temperatūras. Paaugstinoties temperatūrai par 10 kelviniem, stabilizācijas spriegums palielinās par 10 mV. Šajā gadījumā ierīces darba strāva ir 0,45-5,0 mA. Ja tiek pārsniegta maksimālā strāvas vērtība, sensors pārkarst un mērīs tā korpusa temperatūru.
Ko rāda mērinstruments?
Bet kā šī ierīce izturēsies pagraba termostata ķēdē? Mums tas ir jāizdomā. Pieņemsim, ka absolūtā nulle telpās ir par 273 grādiem zemākanulle pēc Celsija. Tas ir 0K, tāpēc jums būs jāveic neliela konvertēšana. Apstākļos, kad temperatūra ir 0 K, sensors neģenerēs signālu.
Tiklīdz temperatūra paaugstināsies par 10 K, spriegums palielināsies par 0,01 voltu. Un tas notiks ar katru temperatūras paaugstināšanos. Bet jāņem vērā, ka šādas temperatūras nepastāv, un 0 grādi pēc Celsija ir 273 K. Normālos apstākļos saskaņā ar visām mācību grāmatām ir 25 grādi pēc Celsija jeb 298 K. Pēc dažām vienkāršām darbībām var noteikt, ka plkst. ja temperatūra ir 25 grādi pēc Celsija, sensora signāla izvadei būs 2,9815 voltu spriegums.
Temperatūras diapazons, kurā ierīce darbojas, ir diapazonā no -40…+100 grādiem pēc Celsija. Turklāt tā galvenais raksturlielums šajā diapazonā ir lineārs - tas atvieglo spriegumu un temperatūru aprēķināšanu. Un neaizmirstiet, ka absolūtā nulle ir 273,15 K. Precīzos aprēķinos nedrīkst atstāt novārtā pat simtdaļas vērtību.
Temperatūras regulatora ķēde
Ierīcei ir sava veida instrukcija. Termostatu var izgatavot saskaņā ar shēmām, kas norādītas datu lapā. Šī ir detalizēta rokasgrāmata, kurā ir aprakstītas visas iespējamās ierīces ieslēgšanas shēmas, tās galvenie raksturlielumi un darbības iezīmes. Un nevajag neko papildus izgudrot - visi dizaini ir pārbaudīti gadiem ilgi un darbojas stabili.
Izgatavoti visi temperatūras regulatoru gatavo ierīču rūpnieciskie paraugiprecīzi saskaņā ar shēmām, kas norādītas datu lapā. Viena lieta, kas jāņem vērā, ir tāda, ka jūs nevarat tieši kontrolēt sildelementu, jo signāls ir ļoti vājš. Jums būs jāizmanto FET pastiprinātājs vai komplekts. Magnētiskajam starterim vai relejam var pievienot pastiprinātu signālu.
Salīdzinājuma darbība
Salīdzināšanas ierīce ir ierīce, kas salīdzina temperatūru ar iestatīto vērtību. Nezinot darbības pamatus, nevarēs uztaisīt termostatu pagrabam uz balkona. Ķēdes centrā ir komparators no LM311 - tam ir divas ieejas un vienāds izeju skaits. Ievades:
- Taisni - atzīmēts ar "+" zīmi.
- Apgriezti - ir apzīmējums "-".
Darba algoritms ir ļoti vienkāršs:
- Ja tiešā ieeja saņem lielāku spriegumu nekā apgrieztā, izeja tiek iestatīta augstā līmenī. Atveras tranzistors un tiek ieslēgta apkure.
- Ja spriegums apgrieztajā ieejā ir augstāks, tiek iestatīts zems līmenis.
- Kad tiek sasniegta reakcijas temperatūra (to iestata mainīgs rezistors), notiek pāreja uz zemu līmeni - tranzistors aizveras un sildītājs tiek atslēgts.
Kā savienot ierīci ar sildītāju
Sildelements ir visas ierīces slodze. Vēlams, lai komutācijas elementiem būtu drošības rezerve - uzstādiet relejus ar mitrām telpām atbilstošu aizsardzības pakāpi vai magnētiskos starterus. Jādod signāls no mikrokontrollerauz lauka efekta tranzistoru un pastiprināts. Tikai pēc tam to var izmantot, lai vadītu releja vai startera spoles, kas ir iekļautas strāvas ķēdes pārtraukumā. Tā kā pagraba termostats atradīsies mitrā vidē, rūpējieties par drošību - uzstādiet slēdžus un RCD.
