Sklepní termostat se používá k zajištění nejpohodlnějších podmínek pro skladování zeleniny a ovoce. Existuje mnoho typů konstrukcí - některé jsou určeny pro použití v suterénu, jiné - pro instalaci na balkony. Design balkónových boxů je velmi jednoduchý - box s kvalitní tepelnou izolací, uvnitř jsou instalována topná tělesa, pomocí kterých je udržována optimální teplota. Takový minisklep bude velmi užitečný, pokud není balkon vytápěný a v zimě je venku velmi chladno.
Obecný princip fungování termostatu
Nejjednodušší domácí sklepní termostat umožňuje udržovat nastavenou teplotu pomocí topných těles. V závislosti na teplotním rozdílu můžete použít následující topná tělesa:
- Výkonné drátové rezistory.
- Nichromová spirála.
- Žárovky.
- TENY.
Pokud potřebujete vyrovnat teplotu v malém rozsahu, stačí nainstalovat několik žárovek – přesně to se dělá vdomácí inkubátory pro pěstování drůbeže. Pokud ale potřebujete vyrovnat teplotu v širokém rozsahu, budete muset použít účinnější prostředky - topná tělesa nebo drátěné odpory.
Nejjednodušší způsob, jak udržet požadovanou teplotu, je nainstalovat bimetalový teplotní senzor. Po dosažení nastavené teploty vypne topná tělesa. Ale můžete použít teplotní senzor a jednoduché elektronické zařízení na stejném čipu. Výhodou tohoto provedení je, že je spolehlivější – nemá mechanické přerušovače. Veškeré spínací práce provádí mikroobvod.
Kalibrace senzoru
Pro začínající radioamatéry bude nejnáročnější nastavení zařízení, a to kalibrace senzoru a mikroobvodu. K tomu se provádí několik akcí - čtečka je nejprve ponořena do vody, jejíž teplota je 0 stupňů, poté do vroucí vody. Chcete-li kalibrovat regulátor, musíte změřit střední hodnoty a umístit příslušné značky.
Je možné, že před připojením termostatu budete muset několikrát provést nastavení. Ale abyste se neobtěžovali nezávislou výrobou a konfigurací zařízení, můžete si koupit hotové zařízení a bez problémů jej dát do sklepa. Většina snímačů je navržena pro spolupráci s mikrokontroléry, na výstupu mají digitální signál, který je přenášen po obousměrném jednovodičovémtyp rozhraní 1-WIRE. To umožňuje navrhovat poměrně složitá zařízení, například vícebodové teploměry - to jsou zařízení, která umožňují měřit teplotu ve více místnostech najednou.
Ovladač teploty LM335
Mezi všemi termostaty lze vybrat ten nejlevnější a nejjednodušší - LM335. Má několik modifikací - s označením 235, 135. V označení hned první číslice označuje rozsah:
- Číslo „1“znamená, že zařízení je navrženo pro práci v zařízeních pro vojensko-průmyslový komplex.
- Číslo "2" - prvek se používá v průmyslu.
- "3" – pro instalaci do domácích spotřebičů.
Vzhled termostatu odpovídá pouzdru TO-92. Vnitřní obvod obsahuje 16 polovodičových tranzistorů. Někdy lze senzory nalézt v balení SO-8, ale rozdíly jsou pozorovány pouze ve vzhledu - vnitřní obvod zůstává nezměněn.
Princip činnosti je poněkud podobný zenerově diodě. Stabilizační napětí přímo závisí na teplotě. Při zvýšení teploty o 10 Kelvinů se stabilizační napětí zvýší o 10 mV. V tomto případě je provozní proud zařízení 0,45-5,0 mA. V případě, že je překročena maximální hodnota proudu, senzor se přehřeje a bude měřit teplotu svého pouzdra.
Co ukazuje měřidlo?
Jak se ale toto zařízení bude chovat v okruhu termostatu ve sklepě? Musíme na to přijít. Řekněme, že absolutní nula uvnitř je o 273 stupňů níženula Celsia. Toto je 0K, takže budete muset provést malou konverzi. V podmínkách, kdy je teplota 0 K, nebude čidlo generovat signál.
Jakmile teplota stoupne o 10 K, zvýší se napětí o 0,01 voltu. A to se stane s každým zvýšením teploty. Je ale potřeba počítat s tím, že takové teploty neexistují a 0 stupňů Celsia je 273 K. Normální podmínky jsou podle všech učebnic 25 stupňů Celsia neboli 298 K. Po několika jednoduchých krocích můžete určit, že při při teplotě 25 stupňů Celsia, výstupní signál senzoru bude mít napětí 2,9815 voltu.
Rozsah teplot, ve kterých zařízení pracuje, leží v rozmezí -40…+100 stupňů Celsia. Navíc jeho hlavní charakteristika je v tomto rozsahu lineární - to usnadňuje výpočet napětí a teplot. A nezapomeňte, že absolutní nula je 273,15 K. Při přesných výpočtech by se neměly zanedbávat ani setiny hodnot.
Okruh regulátoru teploty
Zařízení má určitý druh instrukce. Termostat lze vyrobit podle schémat uvedených v katalogovém listu. Toto je podrobná příručka, která popisuje všechna možná schémata pro zapnutí zařízení, jeho hlavní charakteristiky a vlastnosti provozu. A není třeba nic extra vymýšlet – všechny návrhy jsou léty prověřené a fungují stabilně.
Všechny průmyslové vzorky hotových zařízení regulátorů teploty jsou vyrobenypřesně podle schémat uvedených v technickém listu. Jedna věc, kterou je třeba vzít v úvahu, je, že nemůžete přímo ovládat topné těleso, protože signál je velmi slabý. Budete muset použít zesilovač nebo sestavu FET. Zesílený signál lze přivést na magnetický startér nebo relé.
Operace komparátoru
Komparátor je zařízení, které porovnává teplotu s nastavenou hodnotou. Bez znalosti základů, jak to funguje, nebude možné vyrobit termostat do sklepa na balkon. Srdcem obvodu je komparátor z LM311 - má dva vstupy a stejný počet výstupů. Vstupy:
- Rovné – označeno znaménkem „+“.
- Inverzní – má označení „-“.
Pracovní algoritmus je velmi jednoduchý:
- Pokud přímý vstup přijímá větší napětí než inverzní, pak je výstup nastaven na vysokou úroveň. Tranzistor se otevře a zapne se topení.
- Pokud je napětí na invertovaném vstupu vyšší, pak je nastavena nízká úroveň.
- Po dosažení reakční teploty (je nastavena proměnným rezistorem) dojde k přechodu na nízkou úroveň - tranzistor se uzavře a ohřívač je bez napětí.
Jak připojit zařízení k ohřívači
Topné těleso je zátěží celého zařízení. Je žádoucí, aby spínací prvky měly bezpečnostní rezervu - instalujte relé se stupněm ochrany odpovídajícím vlhkým místnostem nebo magnetické spouštěče. Musí být dán signál z mikrokontroléruna tranzistor s efektem pole a zesílený. Teprve poté může být použit pro ovládání cívek relé nebo startéru, které jsou součástí přerušení silového obvodu. Vzhledem k tomu, že sklepní termostat bude ve vlhkém prostředí, dbejte na bezpečnost – nainstalujte jističe a proudové chrániče.
