Терморегулятор tl431: Простой терморегулятор на tl431. Схема и описание

Содержание

TL431, что это за “зверь” такой? – Начинающим – Теория

Николай Петрушов

Рис. 1 TL431.

TL431 была создана в конце 70-х и по настоящее время широко используется в промышленности и в радиолюбительской деятельности.
Но не смотря на её солидный возраст, не все радиолюбители близко знакомы с этим замечательным корпусом и его возможностями.
В предлагаемой статье я постараюсь ознакомить радиолюбителей с этой микросхемой.

Для начала давайте посмотрим, что у неё внутри и обратимся к документации на микросхему, “даташиту” (кстати, аналогами этой микросхемы являются – КА431, и наши микросхемы КР142ЕН19А, К1156ЕР5х).
А внутри у неё с десяток транзисторов и всего три вывода, так что же это такое?

Рис. 2 Устройство TL431.

Оказывается всё очень просто. Внутри находится обычный операционный усилитель ОУ (треугольник на блок-схеме) с выходным транзистором и источником опорного напряжения.

Только здесь эта схема играет немного другую роль, а именно – роль стабилитрона. Ещё его называют “Управляемый стабилитрон”.
Как он работает?
Смотрим блок-схему TL431 на рисунке 2. Из схемы видно, ОУ имеет (очень стабильный) встроенный источник опорного напряжения 2,5 вольт (маленький квадратик) подключенный к инверсному входу, один прямой вход (R), транзистор на выходе ОУ, коллектор (К) и эмиттер (А), которого объединены с выводами питания усилителя и защитный диод от переполюсовки. Максимальный ток нагрузки этого транзистора до 100 мА, максимальное напряжение до 36 вольт.

Рис. 3 Цоколёвка TL431.

Теперь на примере простой схемы, изображенной на рисунке 4, разберём, как это всё работает.
Мы уже знаем, что внутри микросхемы имеется встроенный источник опорного напряжения – 2,5 вольт. У первых выпусков микросхем, которые назывались TL430 – напряжение встроенного источника было 3 вольта, у более поздних выпусков, доходит до 1,5 вольта.

Значит для того, чтобы открылся выходной транзистор, необходимо на вход (R) операционного усилителя, подать напряжение – чуть превышающее опорное 2,5 вольт, (приставку “чуть” можно опустить, так как разница составляет несколько милливольт и в дальнейшем будем считать, что на вход нужно подать напряжение равное опорному), тогда на выходе операционного усилителя появится напряжение и выходной транзистор откроется.
Если сказать по простому, TL431 – это что то типа полевого транзистора (или просто транзистора), который открывается при напряжении 2,5 вольта (и более), подаваемого на его вход. Порог открытия-закрытия выходного транзистора здесь очень стабильный из-за наличия встроенного стабильного источника опорного напряжения.

Рис. 4 Схема на TL431.

Из схемы (рис. 4) видно, что на вход R микросхемы TL431, включен делитель напряжения из резисторов R2 и R3, резистор R1 ограничивает ток светодиода.

Так как резисторы делителя одинаковые (напряжение источника питания делится пополам ), то выходной транзистор усилителя (ТЛ-ки) откроется при напряжении источника питания 5 вольт и более ( 5/2=2,5).

На вход R в этом случае с делителя R2-R3 будет подаваться 2,5 вольт.
То есть светодиод у нас загорится (откроется выходной транзистор) при напряжении источника питания – 5 вольт и более. Потухнет соответственно при напряжении источника менее 5-ти вольт.
Если увеличить сопротивление резистора R3 в плече делителя, то необходимо будет увеличить и напряжение источника питания больше 5 вольт, для того, что-бы напряжение на входе R микросхемы, подаваемое с делителя R2-R3 опять достигло 2,5 вольт и открылся выходной транзистор ТЛ-ки.

Получается, что если данный делитель напряжения (R2-R3) подключить на выход БП, а катод ТЛ-ки к базе или затвору регулирующего транзистора БП, то изменением плеч делителя, например изменяя величину R3 – можно будет изменять выходное напряжение данного БП, потому что при этом будет изменяться и напряжение стабилизации ТЛ-ки (напряжение открытия выходного транзистора) – то есть мы получим управляемый стабилитрон.
Или если подобрать делитель не изменяя его в дальнейшем – можно сделать выходное напряжение БП строго фиксированным при определённом значении.

Вывод; – если микросхему использовать как стабилитрон (основное её назначение), то мы можем с помощью подбора сопротивлений делителя R2-R3 сделать стабилитрон с любым напряжением стабилизации в пределах 2,5 – 36 вольт (максимальное ограничение по “даташиту”).

Напряжение стабилизации в 2,5 вольта – получается без делителя, если вход ТЛ-ки подключить к её катоду, то есть замкнуть выводы 1 и 3.

Тогда возникают ещё вопросы. можно ли например заменить TL431 обычным операционником?
– Можно, только если есть желание конструировать, но необходимо будет собрать свой источник опорного напряжения на 2,5 вольт и подать питание на операционник отдельно от выходного транзистора, так как ток его потребления может открыть исполнительное устройство. В этом случае можно сделать опорное напряжение какое угодно (не обязательно 2,5 вольта), тогда придётся пересчитать сопротивления делителя, используемое совместно с TL431, чтобы при заданном выходном напряжении БП – напряжение подаваемое на вход микросхемы было равно опорному.

Ещё один вопрос – а можно использовать TL431, как обычный компаратор и собрать на ней, допустим, терморегулятор, или что то подобное?

– Можно, но так как она отличается от обычного компаратора уже наличием встроенного источника опорного напряжения, схема получится гораздо проще. Например такая;

Рис. 5 Терморегулятор на TL431.

Здесь терморезистор (термистор) является датчиком температуры, и он уменьшает своё сопротивление при повышении температуры, т.е. имеет отрицательный ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). Терморезисторы с положительным ТКС, т.е. сопротивление которых при увеличении температуры увеличивается – называются позисторы.
В этом терморегуляторе при превышении температуры выше установленного уровня (регулируется переменным резистором), сработает реле или какое либо исполнительное устройство, и контактами отключит нагрузку (тэны), или например включит вентиляторы в зависимости от поставленной задачи.
Эта схема обладает малым гистерезисом, и для его увеличения, необходимо вводить ООС между выводами 1-3, например подстроечный резистор 1,0 – 0,5 мОм и величину его подобрать экспериментальным путём в зависимости от необходимого гистерезиса.

Если необходимо, чтобы исполнительное устройство срабатывало при понижении температуры, то датчик и регуляторы нужно поменять местами, то есть термистор включить в верхнее плечо, а переменное сопротивление с резистором – в нижнее.
И в заключении, Вы уже без труда разберётесь, как работает микросхема TL431 в схеме мощного блока питания для трансивера, которая приведена на рисунке 6, и какую роль здесь играют резисторы R8 и R9, и как они подбираются.

Рис. 6 Мощный блок питания на 13 вольт, 22 ампера.

Простейшая схема терморегулятора. | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Добавил: Chip,Дата: 19 Апр 2016

Простой терморегулятор можно сделать на основе регулируемого стабилитрона TL431. В схеме он используется в качестве компаратора, которым управляет терморезистор.

Всё это позволяет упростить схему и уменьшить количество деталей.

У TL431 только один вход, второго входа для подачи опорного напряжения не требуется, так как оно вырабатывается внутри самой микросхемы.

Принцип работы терморегулятора

Напряжение на управляющем электроде задается с помощью делителя R1, R2, R3. В качестве R3 используется NTC термистор, у которого сопротивление уменьшается при нагревании.

Когда на выводе «1» микросхемы TL431 напряжение выше 2,5В микросхема открыта — реле включено.

Контакты реле включает симистор, который, в свою очередь, включает нагрузку.

С повышением температуры сопротивление термистора падает, в результате чего, напряжение на выводе «1» становится ниже 2,5В — поэтому реле отключается, следовательно отключается и нагрузка.

С помощью переменного резистора R1 производится настройка температуры срабатывания терморегулятора.

Видео о работе простого терморегулятора на TL431

Валерий Харыбин

P.S. Можно ещё упростить схему, если не ставить симистор, а коммутировать нагрузку непосредственно контактами реле. Для этого должно быть выбрано реле с соответствующим допустимым коммутируемым током для данной нагрузки.

ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:

П О П У Л Я Р Н О Е:

Простой и надёжный металлоискатель своими руками

Простой экономичный металлоискатель своими руками на одной микросхеме

Если Вы потеряли кольцо, ключ, отвёртку… и знаете приблизительное место потери, то не стоит отчаиваться! Вы можете собрать металлоискатель своими руками или попросить знакомого радиолюбителя собрать несложный металлоискатель своими руками. Ниже представлена схема простого в изготовлении и проверенного годами металлоискателя, который (при определённых навыках) можно сделать за один день. Простота описываемого металлоискателя в том, что он собран всего на одной весьма распространённой микросхеме

К561ЛА7 (CD4011BE)

Схемы светодиодных мигалок

Мультивибратор — простой генератор импульсов. Это одна из первых конструкций начинающих радиолюбителей. На мультивибраторе можно собрать простую мигалку на светодиодах. Итак, если Вы — начинающий радиолюбитель, то после освоения теоретической части электроники можно приступать к практике.

Подробнее…

Проверка радиодеталей мультиметром для начинающих радиолюбителей

Статья для начинающих радиолюбителей. В ней приводятся примеры проверки основных радиодеталей, используемых в радиоэлектронной аппаратуре (резисторы, конденсаторы, трансформаторы, катушки индуктивности, дроссели, диоды и транзисторы) с помощью мультиметра или обычного стрелочного омметра. Подробнее…

Популярность: 7 317 просм.

Простой терморегулятор на базе TL431 – 22 Декабря 2010 – Заметки

Необычное применение регулируемого стабилитрона TL431. Простой терморегулятор.

TL431 – регулируемый кремниевый стабилитрон с нормированой термостабильностью в широком диапазоне температур(от -40С до +105С) (отечественный аналог КР142ЕН19А).
TL431 иногда маркируется как LM431 и называют программируемым кремниевым стабилитроном. TL431 наиболее распространен в корпусе TO-92, с тремя выводами, или испольтзуется восьмивыводный в корпусе SO8.

Ниже показана маркировка выводов стабилитрона TL431.

Параметры:
– Диапазон выходного напряжения от +2.5 В до +36 В;
– Температурный коэффициент 50 ppm/°C тип;
– Макс. потеря мощности 770 мВт.

Максимальное напряжение на аноде Uak=36V при токе Ia_max=100mA дают возможность применения TL431 для управления довольно мощной нагрузкой (например, электромагнитным реле).

Принцип работы стабилитрона следующий: когда на управляющем электроде напряжение превышает 2,5 В (задается внутренним опорным напряжением) стабилитрон открыт, через него и нагрузку протекает ток, определяемый сопротивлением нагузки. Если же это напряжение становится меньше указанного порога, стабилитрон закрывается и отключает нагрузку. Cхема терморегулятора на основе стабилитрона TL 431 приведена на рисунке (см. ниже).

В предлагаемой конструкции стабилитрон используется в качестве ключа (компаратора). При этом у него только один вход: второго входа для подачи опорного напряжения не требуется, так как оно вырабатывается внутри данной микросхемы. Такое решение позволяет предельно упростить конструкцию и уменьшить количество деталей. Принцип работы устройства следующий. Напряжение на управляющем электроде 3 задается с помощью делителя R1, R2 и R4. В качестве R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, поэтому при нагревании его сопротивление уменьшается. Когда на резисторе R4, а значит и на управляющем выводе 3, напряжение выше 2,5В стабилитрон открыт и ток проходит через обмотку реле.
Контакты реле включают симистор D2, который включает нагрузку. С повышением температуры сопротивление терморезистора падает, за счет чего напряжение на выводе 3 становится ниже 2,5В – реле отключается, отключается нагрузка. С помощью переменного резистора R1 производится настройка температуры срабатывания терморегулятора.
Датчик температуры R4 должен быть расположен в зоне измерения температуры.
Включение симистора с помощью реле обеспечивает гальваническую развязку терморезистора от сети.Терморезистор типа КМТ, ММТ, СТ1. В качестве реле возможно применение РЭС-55А с обмоткой на 10…12В. Симистор КУ208Г позволяет включить нагрузку до 1,5КВт. Если нагрузка не более 200Вт симистор может работать без применения радиатора.

САМОДЕЛЬНЫЙ ПРОСТОЙ ТЕРМОРЕГУЛЯТОР

Делаем терморегулятор своими руками на основе регулируемого стабилитрона TL431. Логика работы стабилитрона такова: когда на управляющем электроде напряжение превышает 2,5 В (задается внутренним опорным напряжением) стабилитрон, по сути дела являющийся микросхемой, открыт. В этом состоянии через него и нагрузку протекает ток. Если же это напряжение становится чуть меньше указанного порога, стабилитрон закрывается и отключает нагрузку.

В предлагаемом для самостоятельного повторения терморегуляторе стабилитрон используется в качестве компаратора. При этом у него только один вход: второго входа для подачи опорного напряжения не требуется, так как оно вырабатывается внутри данной микросхемы. Такое решение позволяет предельно упростить конструкцию и уменьшить количество деталей. Принципиальная схема простого треморегулятора на рисунке ниже:

Работа устройства. Напряжение на управляющем электроде 1 задается с помощью делителя R1, R2 и R4. В качестве R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, поэтому при нагревании его сопротивление уменьшается. Когда на выводе 1 напряжение выше 2,5В микросхема открыта, реле включено. Контакты реле включают симистор D2, который включает нагрузку. С повышением температуры сопротивление терморезистора падает, за счет чего напряжение на выводе 1 становится ниже 2,5В – реле отключается, отключается нагрузка.

С помощью резистора R1 производится настройка температуры срабатывания терморегулятора. Датчик температуры должен быть расположен в зоне измерения температуры: если это, например, электрокотел, то датчик должен быть закреплен на трубе, выходящей из котла. Включение симистора с помощью реле обеспечивает гальваническую развязку терморезистора от сети. Терморезистор берётся типа КМТ, ММТ, СТ1. Реле можно взять типа РЭС-55А с обмоткой на напряжение 10…12В.
Поделитесь полезными схемами

САМОДЕЛЬНАЯ ПУШКА ГАУССА
При указанных номиналах схема развивает совсем недурную мощность в 50 ватт! емкость 1000 микрофарад способна заряжать всего за одну секунду. Мощность преобразователя вполне позволяет питать маломощные паяльники, лампы накаливания и т.п

САМОДЕЛЬНАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПИЩАЛКА

Данная ультразвуковая пищалка предназначен для тех людей, кого достали шумные соседи. Но обо всем по порядку. Устройство из себя представляет простейший преобразователь напряжения на основе блокинг – генератора. Излучателем служит пьезоголовка, ее можно достать из калькулятора, старых наручных часов, музыкальной шкатулки или игрушечной машинки, в общем думаю у каждого дома можно найти такую штуку.

–>

Что собой представляет сварочный инвертор

Сегодня сварку активно используют не только для строительных и монтажных процедур, но и при выполнении различных бытовых работ.

Игровые автоматы Плей Фортуна

Для любителей азартных игр на просторах интернета представлены много игровых площадок, удовлетворяющих требования своих игроков.

Что делать если зависает компьютер

Постепенное снижение работоспособности и производительности компьютера – одна из наиболее частотных проблем, с которой сталкиваются пользователи любого ПК.

Gaminator Slot — игровые автоматы бесплатно

Несмотря на большой ассортимент игровых автоматов, наибольшей популярностью пользуются Гаминаторы.

Для тех, кто любит и знает мир спорта — полная версия Вулкан ставка на спорт

Отличные знания спортивных игр и событий могут значительно улучшить финансовое положение. Для этого существуют букмекерские конторы, где можно воспользоваться опытом прогнозирования в спорте и заработать.

Игровые автоматы на деньги в 2020 году

Очень много игроков уже давно просиживают вечера в казино-онлайн.

Играть в онлайн автоматы без регистрации

Еще с незапамятных времен некоторые люди предпочитали проводить время за игрой…

Почему любители игровых автоматов онлайн выбирают Джи Эм Слотс?

Важным параметром при выборе пользователями интернет-площадки для азартных забав является добросовестность заведения.

Казино Вулкан Stars в 2020 году

Со стремительным развитием сети интернет растет и количество предложений от создателей сайтов азартного направления. Игровая индустрия ‒ это отдельная, яркая и эффектная по-своему ниша, где спрос формируется влиянием активности игроков.

Вулкан Рояль – казино, где можно в игровые автоматы играть бесплатно

Многие даже не задумывались над тем, чем онлайн казино лучше реальных залов. Не нужно искать по всему городу зал и ехать туда, нет огромной очереди к автомату. Все, что нужно – это найти хорошее казино и наслаждаться игрой.

Заметки для мастера – Домашний “кондиционер”

Таблица благоприятной температуры и влажности воздуха в бытовых помещениях

Постоянство температуры и влажности в квартире благотворно влияет на здоровье окружающих. На рис.1 показаны самые благоприятные параметры воздуха в жилых помещениях (цветная область).

Рис.1

Простой терморегулятор воздуха

Рис.2

Предположим, что данный терморегулятор используют для регулировки температуры воздуха в инкубаторе, рис.1. Если температура в инкубаторе ниже +38°С (выставляют переменным резистором R4), сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое и компаратор на DA1 находится в режиме положительного насыщения, транзисторы VT1 и VT2 открыты, реле К1 притянуто, и происходит нагревание воздуха в инкубаторе. При достижении в инкубаторе температуры +38°С сопротивление терморезистора R3 становится меньше и компаратор перебрасывается в состояние отрицательного насыщения (на выходе потенциал общего провода), закрываются транзисторы VT1 и VT2, реле К1 отпускает. В связи с тем, что последовательно с резистором R1 включен резистор R2, который шунтируется нормально замкнутыми контактами реле К1, реле включается при одной температуре, а выключается при другой, т.е. поддерживается температура в инкубаторе в пределах, например, +37,5. ..38°С. Необходимая разность температур обеспечивается подбором резистора R2. Таким образом, такое вредное явление, как “триггерный эффект”, в данной схеме терморегулятора отсутствует. Напряжение срабатывания реле К1 должно быть не ниже 10 В, контакты реле должны выдерживать коммутируемый переменный ток и быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В.

Из ж. Радиоаматор

2005 г.

Регулятор температуры

Регуляторы температуры, или, как их еще называют, терморегуляторы, предназначены для поддержания температуры жидкости (например, воды в аквариуме, воды в системе электрического водяного отопления), воздуха в теплице, в жилом помещении и пр.

Принцип любого терморегулятора состоит в плавном или скачкообразном изменении мощности нагревательного элемента в соответствии с температурой датчика.

В терморегуляторе со скачкообразным изменением мощности в нагрузке нагревательный элемент отключается, как только температура датчика достигает определенного значения, и выключается при понижении температуры до ее заданного значения. Нагревательный элемент при этом находится в одном из двух состояний: включен или выключен, поэтому регулятор с таким законом управления часто называют релейным.

Схема регулятора показана на рисунке 3.

Рис.3

Основой терморегулятора является триггер Шмитта, выполненный на логических элементах DD1.1, DD1.2 и резисторах R4,R5. На вход триггера поступает напряжение с делителя R1R2R3. Датчиком температуры служит терморезистор R3. При увеличении температуры его сопротивление уменьшается и поданное на вход триггеров напряжение также уменьшается, что приводит к переключению триггера. При этом на его выводе (вывод 4 микросхемы) устанавливается напряжение низкого уровня, транзистор VT1 и тиристор VS1 закрываются, нагреватель, подключенный к гнезду XS1, обесточивается. Температура воздуха или жидкости начинает уменьшаться, и при некотором ее значении триггер вновь переключается, включается нагреватель. В процессе работы такие включения и выключения периодически повторяются.

Мощность нагревателя не должна превышать 200 Вт. Если мощность необходимо увеличить, следует подобрать тиристор VS1 и соответственно мощность выпрямителя VD2. Так, для мощности нагревателя 2000 Вт потребуется тиристор КУ202М и диоды Д246 (4 шт.), которые включают по схеме выпрямительного моста. Тиристор и диоды следует устанавливать на радиаторах с поверхностью охлаждения 300 см2 (для тиристора) и 70 см2 (для каждого диода).

Терморезистор R3 может быть любого типа, например КМТ-1, КМТ-4, КМТ-12,ММТ-6 и др.

Температуру, при которой происходит переключение триггера, устанавливают переменным резистором R1. Точность поддержания температуры отчасти определяется разницей между напряжениями срабатывания триггера, т.е. его гистерезисом, и может подстраиваться резистором R4. Использовать резистор сопротивлением менее 10 кОм не следует, так как излишне малый гистерезис триггера Шмитта может привести к неустойчивой работе терморегулятора.

Евсеев А. Н.

«Электронные устройства

Для дома»

Простой термостат

Сейчас в литературе есть множество описаний термостатов и терморегуляторов на микросхемах или микроконтроллерах. Но бывает необходимость и в предельно простых схемах, по которым можно сделать термостат практически из того, что есть дома, и в самый короткий срок.

Рис.4

Описываемый здесь термостат, (рис.4), можно использовать для поддержания температуры устанавливаемой в довольно широких пределах. Его можно использовать для поддержания положительной температуры зимой в овощехранилищах, или в сауне, или для поддержания комфортной температуры в жилом помещении. Все зависит от величины сопротивления резистора R3, которое, устанавливают при налаживании (пределы от нуля до 2 МОм).

Сопротивление R3+R2 вместе с сопротивлением терморезистора R1 образует делитель напряжения на базе транзистора VT1. Схема на транзисторах VT1 и VT2 образует триггер Шмитта, а база VT1 является его входом. Когда температура ниже установленной величины, которую нужно поддерживать, сопротивление R1 велико, и ток базы транзистора VT1 низок на столько, что он закрывается. Напряжение на его коллекторе при этом растет и приводит к открыванию транзистора VT2. В результате симистор VS1 открывается и включает питание нагревателя. А за счет тока через транзистор VT2 напряжение на эмиттере VT1 немного увеличивается, что фиксирует триггер в таком состоянии, создавая гистерезис.

Когда температура повышается, вследствие работы нагревателя, сопротивление R1 уменьшается и ток базы VT1 растет. В некий момент он открывается и понижает напряжение на базе VT2, закрывая его. Симистор закрывается и нагреватель выключается. Далее все повторяется снова и снова. Температура поддерживается периодическим включением и выключением нагревателем.

Питается схема транзисторного термореле от бестрансформаторного источника. Сетевой конденсатор С3, реактивное сопротивление которого берет на себя большую часть сетевого напряжения. Затем идет выпрямитель на диодах VD2-VD3 и стабилитрон VD1. Практически получается параметрический стабилизатор из этого стабилитрона и реактивного сопротивления С3. Пульсации сглаживает конденсатор С2.

В схеме используется терморезистор КМТ-4 с отрицательным законом и номинальным сопротивлением 220 Ком (при температуре 25 градусов Цельсия). Можно использовать терморезистор другого номинала, соответственно изменив R2 и R3.

Конденсатор С3 – на напряжение не ниже 300 В.

Транзисторы КТ315Г можно заменить на КТ315Е или КТ3102Г, КТ3102Е.

Диоды КД209 можно заменить на КТ105.

Симистор КУ208Г в металлическом корпусе с крепежным винтом. Его нужно укрепить на металлическом уголке 50х50, который будет работать и как небольшой радиатор. При таком радиаторе мощность до 1000 Вт.

Налаживание. Нужен термометр. Нагреть воду до нужной температуры когда должен включатся нагреватель (следя по термометру), поместить терморезистор в стеклянную пробирку, засыпать песком и заткнуть пробкой, выпустив через нее провода, и поместить его в эту воду. Подобрать сопротивление R3 таким, чтобы при этой температуре нагреватель включался, а при превышении ее выключался. Разницу между температурами включения и выключения (гистерезис) можно становить подбором R5 в небольших пределах.

Работая с термостатом, учтите, что он питается непосредственно от электросети, и все его детали под потенциалом сети, поэтому необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с электроустановками.

Кувшинов А.М.

Термоиндикатор

Термоиндикатор, схема которого показана на рисунке 5, выполнен по мостовой схеме.

Рис.5

Когда мост сбалансирован, ни один из светодиодов не светится. Стоит температуре повысится, включится один из светодиодов. Если температура, напротив, понизится, загорится другой светодиод. Чтобы различать, в какую сторону изменяется температура, для индикации ее повышения можно использовать светодиод красного свечения; для индикации понижения – светодиод желтого (или зеленого) свечения. Для балансировки схемы вместо резистора R2 лучше включить потенциометр.

Шустов М.А.

«Практическая схемотехника»

Электронный регулятор температуры

Рис.6

Схема автомата регулятора температуры показана на рис.6. Здесь, последовательно с «лавинным» ключом на транзисторе V1, включен резистор R3, с которого импульсы поступают на управляющий электрод тиристора V2. Терморезистор R2 подключен параллельно конденсатору С1, поэтому на него ответвляется часть зарядного тока. Величина этого тока «утечки» обратно пропорционально сопротивлению терморезистора. Из-за наличия такого резистора продолжительность заряда конденсатора возрастает, что равносильно увеличению его емкости.

Предположим, температура контролируемого объекта повысилась. Тогда сопротивление терморезистора уменьшиться. Это вызовет уменьшение частоты генератора. В результате импульсы управления на тиристор станут поступать реже, и он большую часть времени будет закрыт. Соответственно уменьшится и мощность на нагрузке Rн (это может быть калорифер, паяльник т.д.).

При всей простоте это устройство обладает широкими возможностями. Так, при замене терморезистора на фоторезистор и использование в качестве нагрузки лампу накаливания нетрудно получить чувствительный светорегулятор.

При построении устройств с питанием от сети нужно помнить, что их детали гальванически связаны с сетью и необходимо соблюдать все меры техники безопасности при изготовлении и их налаживании.

Радиодкружок

г. Барнаул

Простой терморегулятор на tl431

В данном устройстве, стабилитрон TL431 применяется в роли компаратора с одним входом, так как опорное напряжение вырабатывается самой микросхемой. Подобное простое применение стабилитрона максимально упрощает всю конструкцию терморегулятора и позволяет обойтись минимальным количеством деталей рис. 7

Рис. 7

Необходимый уровень напряжения, на управляющем выводе стабилитрона TL431, устанавливается посредством делителя на сопротивлениях Rl, R2, R3.

Резистор R3 – термистор, т.е. терморезистор с отрицательным ТКС (уменьшение сопротивления от нагрева). Если на контакте управления стабилитрона напряжение более 2,5В, микросхема пропускает ток и включает реле. Реле в свою очередь коммутирует управляющий вывод симистора, вследствие чего включается нагрузка (нагреватель).

Когда температура поднимается, сопротивление термистора уменьшается и из-за этого потенциал на управляющем выводе TL431 опускается ниже 2,5В, реле терморегулятора обесточивается и нагрузка отключается. Переменный резистор R1 позволяет просто устанавливать уровень необходимой температуры, при котором будет срабатывать терморегулятор.

Термистор типа СТ1, ММТ, КМТ. С помощью симистора КУ208Г можно управлять нагревателем до 1500 Вт с использованием радиатора для отвода тепла. Если же мощность нагревателя невелика (менее 200 Вт), то в этом случае надобность в радиаторе отпадает. Реле — РЭС55А с рабочим напряжением 10…12 В.

«Энциклопедия начинающего радиолюбителя», Никулин С.А.

Регуляторы температуры на 12 вольт. Как собрать терморегулятор в домашних условиях. Электронный терморегулятор своими руками, схема устройства

Универсальный цифровой терморегулятор ТР-12В-DS предназначен для измерения и поддержания температуры в заданных пределах (от -55 до +125°С), и может широко использоваться для точного регулирования температуры в электросхемах с напряжением 12 Вольт.

Область применения

Терморегулятор ТР-12В-DS наиболее востребован для применения в автомобильной технике с бортовой сетью 12В; может использоваться в инкубаторах, брудерах; в различных системах на основе аккумуляторов, солнечных батарей и других альтернативных источниках энергии; в оборудовании с питанием от 12 Вольт. Датчиком температуры служит широко распространенный высокоточный цифровой датчик DS18B20.

Функциональные возможности

Терморегулятор климат-контроля ТР-12В-DS измеряет значение температуры в месте расположения датчика и дает команду на включение или выключение нагрузки посредством электромагнитного реле. К нему подключаются любые нагревательные или охладительные электроприборы. При этом, максимальная мощность подключаемых устройств не должна превышать 2500 Ватт активной нагрузки (10 Ампер при cos ? = 1).

Прибор имеет настройки температуры, которую надо поддерживать, и гистерезиса, то есть разности температур между включением и выключением нагрузки, благодаря чему можно задать более широкий температурный «коридор» и избежать чрезмерно частого срабатывания реле. Универсальный терморегулятор ТР-12В-DS можно настроить как на режим нагрева (включение нагревательного прибора при падении температуры ниже заданной), так и на режим охлаждения (включение охладительного прибора при поднятии температуры выше заданной). Кроме того, терморегулятор имеет встроенный таймер, благодаря которому можно программировать терморегулятор на поддержание температуры в течение определенного времени (поддержание температуры Х минут -> выключение до ручного включения) либо на работу в циклическом режиме (поддержание температуры Х минут -> простой Y минут -> поддержание температуры …). Также прибор имеет возможность ограничения задаваемых верхнего и нижнего предела диапазона поддерживаемой температуры.

Терморегулятор поставляется в небольшом прозрачном корпусе 6 (8) х 5 х 3 см и имеет отверстия для закрепления саморезами (винтами) на любой подходящей поверхности.

Технические характеристики

Параметр	Значение
Диапазон измеряемой температуры	от -55 до +125 °С
Разрешающая способность	0,1 °С, 0,1 °С в диапазоне от -9,9 до +99,9 °С, 1 °С в диапазоне от -55 до -10 °С и от +100 до +125 °С
Погрешность измерения температуры
Гистерезис (разность между температурами включения и выключения)	плюс-минус от 0 до 50,0 °С
Время таймера работы	от 0 до 999 минут
Время таймера простоя	от 0 до 999 минут
Звуковая сигнализация окончания процесса
Выбор логики работы	нагрев или охлаждение
Максимальный коммутируемый ток при cos ? =1
Длина соединительных проводов датчика
Напряжение питания прибора	12 Вольт AC/DC
Способ монтажа (подключения)	на плоскую поверхность, портативный корпусной
Габаритные размеры	6 (8) х 5 х 3 см

В этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью такого типа реле является наличие – это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ – тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы , а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки. Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если же у вас все еще остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

После новогодних «каникул» начинают валом сыпаться давно ожидаемые посылки. Вот мне и пришёл термостат для одной моей DIY фиговины (я упоминал о ней в своём обзоре).

Похожий уже был здесь в , который написал
Но этот, хоть и несколько подороже, зато больше настроек, да и реле помощнее.

Описание продавца:

Температурный диапазон: -9-99 по Цельсию
Точность: 1 по Цельсию
Точность управления: 1 по Цельсию
Диапазон настройки: -9-99 по Цельсию
Частота обновления: 0.5 S
Входная мощность: DC12V
Выход: релейный выход, Емкость 220 В 10a/12 В 10А
Экологические требования: -10-60 по Цельсию
Влажность: 20%-85%
Размер: 78×51 мм
Датчик температуры: NTC (3950-10 К 1%)
Применимо к различным пространственное контроля температуры, Регулирование температуры воды, инкубаторы, и т. д.
Огни, цифровой трубки, ключевым государственным Описание
Красный индикатор запуска:
Начать (красный) индикатор, который означает, что реле закрыты, устройство начинает работать
Зеленый стоп-сигнал:
Стоп (зеленый) свет, который означает, что реле отключен, устройство перестает работать
Цифровой трубы
Средний Красный светодиодный дисплей для ток температура обнаружения, Слева зеленый цифровой дисплей трубки как набор старт температура, Правой стороне Зеленый Цифровой дисплей для набора остановка температуры.

Подключаем к древнему многострадальному АТ БП (заодно нагрузив его вентилятором для охлаждения датчика).
Термостат «кушает» 12 вольт, именно то, что мне нужно.
Реле нормально разомкнутое, указано, что коммутируемый ток до 10 ампер.

Индикаторы показывают, кроме текущей температуры, ещё и границы срабатывания. Назову их стартовой и финишной температурой (Ksiman в своём обзоре использовал умное слово «гистерезис», мне такое, честно говоря, «слабО»)

К сожалению, светодиодные сборки довольно трудно сфотографировать, так что мне придется ещё и расписывать, ЧТО же там было видно.

Ставим стартовую температуру в 22 градуса и крепко сжимаем датчик в руке…
(стартовая 22, текущая 22, финишная 23)

Температура поднимается и реле срабатывает – текущая температура 24:

Если нужно сделать наоборот – включение при понижении температуры, то достаточно стартовую сделать выше финишной.
Стартовая 24, текущая 24, финишная 22, датчик остужаю вентилятором. Очень медленно остывает…

Ток потребления достаточно небольшой:

Обратная сторона платы. Реле типовое, я даже не стал его нагружать – и так щелчок слышно:

Микросхемы крупным планом.

Звукового сигнала при срабатывании реле нет, буззер, распаянный на плате, попискивает только при нажатии кнопок.

Датчик:

Следует заметить, что установленные пороговые значения температуры сохраняются при отключении питания.

Вот и всё. Простите за некоторую сумбурность, просто очень холодно, мысли путаются.

Термостат куплен за свои.

Планирую купить +78 Добавить в избранное Обзор понравился +45 +107

Терморегулятор для инкубатора Мечта-12 (12В) с контролем и регулировкой уровня влажности , а также программируемым таймером поворота / изменения положения лотков в инкубаторе, это универсальное электронное устройство, которое обеспечит качественный и надежный автоматический контроль температуры и влажности в инкубаторе, которые Вам необходимы. Обеспечит управление поворотом лотков по заданным временным промежуткам. Прибор обладает высокой точностью измерения и регулировки. Температура – 0,1 °С. Влажность – 5%. Напряжение питания 12 В.

Назначение и основные характеристики

Любые инкубаторы для яиц требуют постоянного контроля показателей температуры и влажности окружающей среды. Основная сложность при этом является поддержание этих параметров в постоянных значениях! Ведь даже 10 минутный перегрев или переохлаждение инкубируемых яиц ведет к гибели зародыша.

Влажность тоже играет немаловажную роль при инкубировании. Для измерения влажности используется психрометрический метод, основанный на зависимости разности показаний сухого и мокрого термометров прибора. Данный способ является одним из наиболее точных и надежных. Более подробно с этим методом вы можете ознакомится ниже.

Также необходим поворот яиц через определенное время (минимум 3-4 переворота в сутки) на протяжении всего периода инкубации, это связано с тем, что разница температур на различных сторонах яиц может достигать 2 градусов, что привод к уменьшению вывода птенцов.

Для решения этих проблем необходимо использовать различные приборы контроля температуры, влажности, различные таймеры. Электронное устройство МЕЧТА-12 объединяет все эти функции в одном приборе, разработанном и служащим для регулирования параметров температуры и влажности, а также для управления устройствами поворота лотков в инкубаторах.

МЕЧТА-12 является управляющим устройством КИПиА. Прибор анализирует информацию, поступающую от датчиков, анализирует временные интервалы, и посредством реле коммутирует нагрузку на внешние устройства, служащие для изменения климатических условий в регулируемом объекте, а также, если это инкубатор, то включает двигатель устройства поворота лотков.

Для изменения температуры могут быть используются любые нагревательный или охлаждающий приборы с потребляемым током не более 16 Ампер – электрические трубчатые электронагреватели (ТЭН), лампочки накаливания, кондиционеры, холодильные установки и др.

Для регулирования влажности в инкубаторе могут быть подключены ультразвуковые увлажнители, парогенераторы, клапаны устройства, подающего воду для смачивания висячей ткани, подогреваемые емкости с водой, компрессоры, прокачивающие воздух через емкости с водой и т. д. Для понижения влажности к прибору могут быть подключены системы вентиляции.

Кроме инкубаторов прибор также можно использовать для измерения и регулирования температуры и влажности в различного типа помещениях (хранилищах, теплицах), в сушильных камерах, в бытовых условия, как составная часть метеостанции и т.д.

Описание внешнего вида устройства прибора
На передней панели данной модели находится:
1. цифровой индикатор, отображающий текущие значения температуры, влажности, служебную информацию, а также состояние нагрузки (вкл. или выкл.)
2. кнопки управления (с помощью, которых информация пользователя вводится в микроконтроллер):
М – меню; изменение разряда.
ОК – подтверждение; изменение числа в разряде.
Для наладки и технического обслуживания в процессе эксплуатации имеется возможность входа в сервисное меню. Настраиваемые параметры прибора:
– Время работы таймера поворота лотков;
– Значение температуры;
– Значение влажности;
– Параметры гистерезиса;
– Служебные параметры из сервисного меню.

Описание психрометрического метода «сухой-мокрый термометр»: «сухой» термометр показывает температуру окружающего воздуха, а «мокрый» термометр, частично помещенный в дистиллированную воду, показывает меньшую температуру, так как с его поверхности происходит испарение воды, связанное с расходом тепла. Испарение с поверхности влажного термометра происходит тем интенсивнее, чем ниже влажность окружающего воздуха. Разность показаний термометров зависит, следовательно, от значения влажности воздуха. Чем ниже влажность воздуха, тем больше скорость испарения и тем больше разница показаний термометров. Зная разницу температур, вы можете использовать специальную психрометрическую таблицу и узнать значение влажности.

Гарантия: 24 мес.