3 วงจรเทอร์โมสตัทตู้เย็นที่ถูกต้อง - โซลิดสเตทอิเล็กทรอนิกส์

สนใจที่จะสร้างเทอร์โมสตัทอิเล็กทรอนิกส์ที่แม่นยำสำหรับตู้เย็นของคุณหรือไม่? การออกแบบโซลิดสเตทเทอร์โมสตัทที่เป็นเอกลักษณ์ 3 แบบที่อธิบายไว้ในบทความนี้จะทำให้คุณประหลาดใจกับการแสดงที่ 'เจ๋ง'

การออกแบบ # 1: บทนำ

หน่วยที่สร้างและรวมเข้ากับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องทันทีจะเริ่มแสดงการควบคุมที่ดีขึ้นของระบบประหยัดไฟฟ้าและยังช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องใช้ไฟฟ้า

เทอร์โมสตัทตู้เย็นทั่วไปมีราคาแพงและไม่ค่อยแม่นยำนัก นอกจากนี้สิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะสึกหรอและไม่ถาวร มีการกล่าวถึงอุปกรณ์เทอร์โมสตัทตู้เย็นอิเล็กทรอนิกส์ที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพมากที่นี่

เทอร์โมสตัทคืออะไร

เทอร์โมสตัทอย่างที่เราทุกคนรู้กันดีคืออุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับระดับอุณหภูมิที่ตั้งไว้โดยเฉพาะและเดินทางหรือเปลี่ยนภาระภายนอก อุปกรณ์ดังกล่าวอาจเป็นประเภทเครื่องกลไฟฟ้าหรือประเภทอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนมากขึ้น

โดยทั่วไปเทอร์โมสแตทจะเกี่ยวข้องกับเครื่องปรับอากาศเครื่องทำความเย็นและเครื่องทำน้ำร้อน สำหรับแอปพลิเคชันดังกล่าวอุปกรณ์จะกลายเป็นส่วนสำคัญของระบบโดยที่เครื่องไม่สามารถเข้าถึงและเริ่มทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรงและได้รับความเสียหายในที่สุด

การปรับสวิตช์ควบคุมที่ให้มาในเครื่องใช้ไฟฟ้าข้างต้นช่วยให้มั่นใจได้ว่าเทอร์โมสตัทจะตัดการทำงานของเครื่องเมื่ออุณหภูมิเกินขีด จำกัด ที่ต้องการและจะเปลี่ยนกลับทันทีที่อุณหภูมิกลับสู่เกณฑ์ที่ต่ำกว่า

ดังนั้นอุณหภูมิภายในตู้เย็นหรืออุณหภูมิห้องผ่านเครื่องปรับอากาศจึงอยู่ในช่วงที่เหมาะสม

แนวคิดวงจรของเทอร์โมสตัทตู้เย็นที่นำเสนอในที่นี้สามารถใช้ภายนอกตู้เย็นหรือเครื่องใช้อื่น ๆ ที่คล้ายกันเพื่อควบคุมการทำงานได้

การควบคุมการทำงานสามารถทำได้โดยการติดองค์ประกอบการตรวจจับของเทอร์โมสตัทเข้ากับตะแกรงกระจายความร้อนภายนอกซึ่งปกติจะอยู่ด้านหลังอุปกรณ์ทำความเย็นส่วนใหญ่ที่ใช้ Freon

การออกแบบมีความยืดหยุ่นและมีระยะกว้างกว่าเมื่อเทียบกับเทอร์โมสตัทในตัวและสามารถแสดงประสิทธิภาพได้ดีกว่า วงจรดังกล่าวสามารถแทนที่การออกแบบที่ใช้เทคโนโลยีขั้นต่ำทั่วไปได้อย่างง่ายดายและยังมีราคาถูกกว่ามากเมื่อเทียบกับวงจรเหล่านี้

มาทำความเข้าใจว่าวงจรทำงานอย่างไร:

การทำงานของวงจร

แผนภาพแสดงวงจรอย่างง่ายที่สร้างขึ้นรอบ ๆ IC 741 ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วได้รับการกำหนดค่าให้เป็นเครื่องเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแหล่งจ่ายไฟน้อยจะรวมอยู่ที่นี่เพื่อให้วงจรมีขนาดกะทัดรัดและเป็นโซลิดสเตต

การกำหนดค่าบริดจ์ที่ประกอบด้วย R3, R2, P1 และ NTC R1 ที่อินพุตจะสร้างองค์ประกอบการตรวจจับหลักของวงจร

อินพุตกลับด้านของ IC ถูกจับที่ครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าโดยใช้เครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ R3 และ R4

ทำให้ไม่จำเป็นต้องจัดหาแหล่งจ่ายคู่ให้กับ IC และวงจรสามารถให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดแม้จะผ่านแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าขั้วเดียว

แรงดันอ้างอิงไปยังอินพุตที่ไม่กลับด้านของ IC ได้รับการแก้ไขผ่าน P1 ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าซึ่งเกี่ยวกับ NTC (ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ)

ในกรณีที่อุณหภูมิภายใต้การตรวจสอบมีแนวโน้มที่จะลอยเกินระดับที่ต้องการความต้านทาน NTC จะลดลงและความเป็นไปได้ที่อินพุตที่ไม่กลับด้านของ IC จะข้ามการอ้างอิงที่ตั้งไว้

สิ่งนี้จะสลับเอาต์พุตของ IC ทันทีซึ่งจะสลับขั้นตอนการส่งออกที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์เครือข่ายไตรแอกปิดโหลด (ระบบทำความร้อนหรือระบบทำความเย็น) จนกว่าอุณหภูมิจะถึงเกณฑ์ที่ต่ำกว่า

ตัวต้านทานแบบป้อนกลับ R5 ในระดับหนึ่งช่วยในการกระตุ้นฮิสเทอรีซิสในวงจรซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญโดยที่วงจรอาจทำให้การพลิกกลับค่อนข้างเร็วเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหัน

เมื่อประกอบเสร็จแล้วการตั้งค่าวงจรทำได้ง่ายมากและทำได้ตามประเด็นต่อไปนี้:

โปรดจำไว้ว่าวงจรทั้งหมดอยู่ที่ศักยภาพหลักของ AC ดังนั้นข้อควรระวังอย่างยิ่งจึงได้รับคำแนะนำในขณะที่ดำเนินการผ่านการทดสอบและขั้นตอนการตั้งค่า การใช้แผ่นไม้หรือวัสดุฉนวนอื่น ๆ ภายใต้ฟุตของคุณขอแนะนำอย่างเคร่งครัดนอกจากนี้ควรใช้เครื่องมือไฟฟ้าซึ่งมีฉนวนหุ้มฉนวนอยู่ใกล้และรอบพื้นที่จับ

วิธีการตั้งค่าวงจรควบคุมอุณหภูมิตู้เย็นอิเล็กทรอนิกส์นี้

คุณจะต้องมีแหล่งความร้อนตัวอย่างที่ปรับให้เข้ากับระดับเกณฑ์การตัดที่ต้องการของวงจรเทอร์โมสตัทอย่างแม่นยำ

เปิดวงจรและแนะนำและต่อแหล่งความร้อนข้างต้นกับ NTC

ตอนนี้ปรับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเพื่อให้เอาต์พุตสลับกันเท่านั้น (LED เอาต์พุตจะติดสว่าง)
ถอดแหล่งความร้อนออกจาก NTC ขึ้นอยู่กับฮิสเทรีซิสของวงจรเอาต์พุตควรปิดภายในไม่กี่วินาที

ทำซ้ำขั้นตอนหลาย ๆ ครั้งเพื่อยืนยันการทำงานที่ถูกต้อง

นี่เป็นการสรุปการตั้งค่าเทอร์โมสตัทตู้เย็นและพร้อมที่จะรวมเข้ากับตู้เย็นหรืออุปกรณ์ที่คล้ายกันเพื่อการควบคุมการทำงานที่ถูกต้องและถาวร

ส่วนรายการ

• R1 = 10k กทช
• R2 = ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 10K
• R3, R4 = 10K
• R5 = 100K
• R6 = 510E
• R7 = 1K
• R8 = 1 ล
• R9 = 56 OHM / 1 วัตต์
• C1 = 105 / 400V
• C2 = 100uF / 25V
• D2 = 1N4007
• Z1 = 12V, 1 วัตต์ซีเนอร์ไดโอด

การออกแบบ # 2: บทนำ

2) อีกหนึ่งวงจรเทอร์โมสตัทตู้เย็นอิเล็กทรอนิกส์ที่เรียบง่าย แต่มีประสิทธิภาพมีคำอธิบายด้านล่าง โพสต์นี้มาจากคำขอที่ Mr.Andy ส่งถึงฉัน แนวคิดที่นำเสนอประกอบด้วย IC LM 324 ตัวเดียวเป็นส่วนประกอบหลักที่ใช้งานอยู่ เรียนรู้เพิ่มเติมอีเมลที่ฉันได้รับจาก Mr.Andy:

วัตถุประสงค์ของวงจร

1. ฉันคือแอนดี้จากการากัส ฉันเห็นว่าคุณมีประสบการณ์เกี่ยวกับตัวควบคุมอุณหภูมิและการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ดังนั้นฉันหวังว่าคุณจะช่วยฉันได้ ฉันต้องการเปลี่ยนเทอร์โมสตัทตู้เย็นแบบกลไกซึ่งไม่ทำงานอีกต่อไป ฉันขอโทษฉันไม่ได้เขียนลงในบล็อกโดยตรง ฉันคิดว่ามันเป็นข้อความที่มากเกินไป
2. ฉันตัดสินใจสร้างแผนผังที่แตกต่างกัน
3. ทำงานได้ดี แต่สำหรับอุณหภูมิบวกเท่านั้น ฉันต้องการแผนผังเพื่อทำงานตั้งแต่ -5 เซลเซียสถึง +4 เซลเซียส (หากต้องการใช้ VR1 เพื่อตั้งอุณหภูมิภายในตู้เย็นในช่วง -5 เซลเซียส +4 เซลเซียสตามที่ปุ่มเทอร์โมสตัทแบบเก่าเคยทำ)
4. แผนผังใช้ LM35DZ (0 เซลเซียสถึง 100 เซลเซียส) ฉันใช้ LM35CZ (-55 เซลเซียสถึง +150 เซลเซียส) เพื่อให้ LM35CZ ส่งแรงดันลบฉันใส่ตัวต้านทาน 18k ระหว่างพิน 2 ของ LM35 และขั้วลบจากแหล่งจ่ายไฟ (พิน 4 ของ LM358) (ตามหน้า 1 หรือ 7 (รูปที่ 7) ในแผ่นข้อมูล)
5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
6. เนื่องจากฉันใช้แหล่งจ่ายไฟที่เสถียร 5,2v ฉันจึงดำเนินการแก้ไขต่อไปนี้: 1.ZD1, R6 หมด R5 คือ 550 โอห์ม
7. 2. VR1 คือ 5K แทนที่จะเป็น 2,2K (หาหม้อ 2,2K ไม่เจอ) การออกแบบไม่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 เซลเซียส ฉันควรแก้ไขอะไรอีกบ้างฉันทำการวัดบางอย่าง
8. ที่ 24 เซลเซียส LM35CZ ให้ 244mVAt -2 เซลเซียส LM35CZ ให้ -112mV (ที่ -3 เซลเซียสคือ -113mV) ที่ -2 เซลเซียสแรงดันไฟฟ้าระหว่าง TP1 และ GND cand ตั้งจาก VR1 ระหว่าง 0 ถึง 2,07v ขอบคุณ !

การประเมินวงจร:

วิธีแก้ปัญหาอาจง่ายกว่าที่เป็นอยู่มาก

โดยทั่วไปวงจรจะตอบสนองต่ออุณหภูมิบวกเท่านั้นเนื่องจากมีแหล่งจ่ายเดียว สำหรับทำให้ตอบสนองต่ออุณหภูมิติดลบ วงจรหรือมากกว่า opamps ต้องป้อนด้วยแรงดันไฟฟ้าคู่

นั่นจะช่วยแก้ปัญหาได้อย่างแน่นอนที่สุดโดยไม่จำเป็นต้องแก้ไขอะไรในวงจร

แม้ว่าวงจรข้างต้นจะดูยอดเยี่ยม แต่มือสมัครเล่นใหม่อาจพบว่า ICs LM35 และ TL431 ค่อนข้างไม่คุ้นเคยและกำหนดค่าได้ยากวงจรประเภทเดียวกันของเทอร์โมสตัทตู้เย็นอิเล็กทรอนิกส์สามารถสร้างได้โดยใช้ IC LM324 ตัวเดียวและโดยไดโอด 1N4148 ธรรมดาเป็น เซ็นเซอร์.

รูปด้านล่างแสดงการเดินสายอย่างง่ายรอบ ๆ a quad opamp IC LM324 .

A1 สร้างกราวด์เสมือนจริงให้กับ opamps วงจรตรวจจับดังนั้นจึงสร้างแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคู่โดยหลีกเลี่ยงการเดินสายที่ซับซ้อนและใหญ่โต A2 สร้างขั้นตอนการตรวจจับซึ่งใช้ 'ไดโอดสวน' 1N4148 สำหรับการตรวจจับอุณหภูมิทั้งหมด

A2 ขยายความแตกต่างที่สร้างขึ้นในไดโอดและส่งไปยังขั้นตอนถัดไปโดยที่ A3 ถูกกำหนดค่าเป็นตัวเปรียบเทียบ

ผลลัพธ์สุดท้ายที่ได้รับจากเอาต์พุตของ A4 จะถูกป้อนเข้าสู่ขั้นตอนการเปรียบเทียบอื่นซึ่งประกอบด้วย A4 และขั้นตอนการขับรีเลย์ที่ตามมา รีเลย์ควบคุมการเปิด / ปิดคอมเพรสเซอร์ตู้เย็นตามการตั้งค่าของ P1 ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า

ควรตั้งค่า P1 ให้ LED สีเขียวปิดที่ -5 องศาหรืออุณหภูมิที่ต่ำกว่าอื่น ๆ ตามที่ผู้ใช้ต้องการควรปรับ P2 ถัดไปเพื่อให้รีเลย์ทริกเกอร์ตามเงื่อนไขข้างต้น

R13 ควรถูกแทนที่ด้วยค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 1M ควรปรับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้านี้ให้รีเลย์ปิดการทำงานที่อุณหภูมิประมาณ 4 องศาเซลเซียสหรือค่าอื่น ๆ ที่ใกล้กว่าอีกครั้งขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ใช้

การออกแบบ # 3

3) แนวคิดวงจรที่สามที่อธิบายด้านล่างนี้ได้รับการร้องขอจากผู้อ่านที่กระตือรือร้นของบล็อกนี้ Mr. Gustavo ฉันได้เผยแพร่วงจรที่คล้ายกันของเทอร์โมสตัทตู้เย็นอัตโนมัติอย่างไรก็ตามวงจรนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจจับระดับอุณหภูมิที่สูงขึ้นซึ่งมีอยู่ที่ตะแกรงด้านหลังของตู้เย็น

ความคิดนี้ไม่ค่อยได้รับความนิยมจาก Mr Gustavo นักและเขาขอให้ฉันออกแบบวงจรเทอร์โมสตัทตู้เย็นซึ่งสามารถรับรู้อุณหภูมิที่เย็นภายในตู้เย็นได้มากกว่าอุณหภูมิที่ร้อนที่ด้านหลังของตู้เย็น

ด้วยความพยายามฉันจึงค้นพบ CIRCUIT DIAGRAM ของตู้เย็นในปัจจุบัน ตัวควบคุมอุณหภูมิ มาเรียนรู้แนวคิดด้วยประเด็นต่อไปนี้:

วิธีการทำงานของวงจร

แนวคิดนี้ไม่ได้ใหม่มากหรือไม่ซ้ำใคร แต่เป็นแนวคิดเปรียบเทียบตามปกติที่รวมไว้ที่นี่

IC 741 ได้รับการติดตั้งในโหมดเปรียบเทียบมาตรฐานและยังเป็นวงจรขยายสัญญาณที่ไม่กลับด้าน

เทอร์มิสเตอร์ NTC กลายเป็นส่วนประกอบหลักในการตรวจจับและมีหน้าที่เฉพาะในการตรวจจับอุณหภูมิที่เย็น

NTC หมายถึงค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบหมายถึงความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะสูงขึ้นเมื่ออุณหภูมิรอบตัวลดลง

ต้องสังเกตว่า NTC จะต้องได้รับการจัดอันดับตามข้อกำหนดที่กำหนดมิฉะนั้นระบบจะไม่ทำงานตามที่ตั้งใจไว้

P1 ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าใช้สำหรับตั้งค่าจุดสะดุดของ IC

เมื่ออุณหภูมิภายในตู้เย็นต่ำกว่าระดับเกณฑ์ความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะสูงพอและลดแรงดันไฟฟ้าที่ขากลับด้านล่างระดับแรงดันพินที่ไม่กลับด้าน

สิ่งนี้ทำให้เอาต์พุตของ IC สูงขึ้นทันทีโดยเปิดใช้งานรีเลย์และปิดคอมเพรสเซอร์ตู้เย็น

ต้องตั้งค่า P1 ให้เอาต์พุต opamp สูงที่ประมาณศูนย์องศาเซลเซียส

วงจรฮิสเทอรีซิสเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่นำมาใช้นั้นเป็นประโยชน์หรือเป็นพรในการปลอมตัวเพราะด้วยเหตุนี้วงจรจึงไม่เปลี่ยนอย่างรวดเร็วที่ระดับธรณีประตู แต่จะตอบสนองเฉพาะหลังจากที่อุณหภูมิสูงขึ้นประมาณสองสามองศาเหนือระดับการสะดุด

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าหากตั้งค่าระดับการสะดุดไว้ที่ศูนย์องศา IC จะเดินรีเลย์ ณ จุดนี้และคอมเพรสเซอร์ตู้เย็นจะปิดด้วยเช่นกันอุณหภูมิภายในตู้เย็นจะเริ่มสูงขึ้น แต่ IC จะไม่เปลี่ยนกลับทันที แต่ รักษาตำแหน่งไว้จนกว่าอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างน้อย 3 องศาเซลเซียสเหนือศูนย์

นี่คือการออกแบบเทอร์โมสตัทที่แม่นยำและเชื่อถือได้ 3 แบบซึ่งสามารถสร้างและติดตั้งในตู้เย็นของคุณเพื่อการควบคุมอุณหภูมิที่ต้องการ

หากคุณมีข้อสงสัยเพิ่มเติมคุณสามารถแสดงความคิดเห็นผ่านความคิดเห็นของคุณ