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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Allarme alta temperatura a tre canali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Non è un segreto che la causa di una parte significativa dei malfunzionamenti delle apparecchiature elettroniche domestiche siano le condizioni operative termiche non ottimali dei suoi componenti, che portano al loro degrado accelerato e al successivo guasto. Il dispositivo proposto consente di controllare la temperatura contemporaneamente in tre punti: in due - superando i valori fissi prestabiliti, e nel terzo - secondo un valore impostato in anticipo o durante il test. Il dispositivo può essere utile nello sviluppo o nella riparazione di dispositivi come alimentatori a commutazione, stabilizzatori di tensione, amplificatori di potenza AF, ecc. Il dispositivo in questione è destinato a monitorare la temperatura operativa dei componenti dei dispositivi modificati o riparati durante il test, ma può anche essere integrato in qualsiasi dispositivo in modo permanente. Si differenzia dal design [1] per la presenza di tre canali di controllo della temperatura invece di uno. Due di essi includono un allarme quando la temperatura supera i valori fissi preimpostati, il terzo canale è regolabile, può essere rapidamente adattato a qualsiasi temperatura nell'intervallo 5...100 оC.
Lo schema dell'allarme luminoso e sonoro di alta temperatura a tre canali che offriamo ai nostri lettori è mostrato in Fig. 1. Il dispositivo si basa sul popolare microcircuito LM339N, costituito da quattro comparatori indipendenti con uscita a collettore aperto, in grado di funzionare con una tensione di alimentazione unipolare compresa tra 2 e 36 V. Come si può vedere, una tensione di riferimento con divisore R2.1R2.3, e per quelli non invertenti - la tensione dai divisori, un braccio dei quali è formato da un termistore (RK5-RK2) e l'altro da un resistore di regolazione (variabile) (R1, R3, R4) e una costante collegata in serie con esso (R8, R11, R3). Mentre la temperatura del termistore, ad esempio RK7, è inferiore al massimo specificato, la sua resistenza è relativamente alta, la tensione sull'ingresso non invertente (pin 10) del comparatore DA1 è maggiore che su quello invertente ( pin 7), il suo transistor di uscita è chiuso e la tensione in uscita (pin 2.1) ha un livello alto, quindi il LED HL6 non si accende. All'aumentare della temperatura, la resistenza del termistore diminuisce. Di conseguenza, la tensione sul pin 1 di DA2 diminuisce e non appena diventa inferiore alla tensione sul pin 7, il comparatore commuta (il livello di tensione alta sul pin 2.1 passa a basso) e il LED HL6 inizia a lampeggiare. leggero. I canali di segnalazione sui comparatori DA1 e DA2 funzionano in modo simile. I condensatori C2.2-C2.3 riducono la sensibilità del dispositivo al rumore e alle interferenze. Il comparatore DA2.4 contiene un generatore di segnale di frequenza audio, che si accende quando viene attivato uno qualsiasi dei comparatori DA2.1-DA2.3 (quando il livello di tensione alla sua uscita diventa basso). Mentre nessuno di loro ha funzionato, il transistor VT1 è aperto e blocca il funzionamento del generatore; in questo momento c'è una tensione ad alto livello alla sua uscita. Quando uno di questi comparatori viene attivato, il transistor VT1 si chiude e il generatore sul comparatore DA2.4 inizia a funzionare. La frequenza delle sue oscillazioni dipende principalmente dalla capacità del condensatore C11 e dalla resistenza del resistore R19. Il resistore R1 collegato in serie con l'emettitore sonoro HA20 riduce il volume del suono. I resistori R1, R6, R9, R12 limitano la corrente attraverso i LED. Il chip DA2 è alimentato da una tensione stabilizzata di 5 V proveniente dallo stabilizzatore sul chip DA1. Il diodo Schottky VD1 protegge il chip DA1 in caso di polarità errata della tensione di alimentazione e consente inoltre di alimentare il dispositivo da una sorgente di tensione alternata di 7...15 V. Il LED HL1 si accende quando c'è tensione al uscita dello stabilizzatore. In modalità standby, il dispositivo consuma una corrente di circa 8 mA dall'alimentatore; quando l'allarme luminoso e sonoro è acceso, consuma circa 25 mA.
La maggior parte dei componenti dell'allarme sono installati su un circuito stampato di dimensioni 65x40 mm (Fig. 2), l'installazione è incernierata, i collegamenti sono realizzati con sottili fili multicolori in isolamento in PVC. Per evitare cortocircuiti accidentali e aumentare la resistenza meccanica, il lato di installazione delle connessioni è rivestito con vernice tsapon. Vengono utilizzati resistori fissi MLT, C2-33, resistori di sintonizzazione R4, R8 e R11 variabile, importati di piccole dimensioni. Per facilitare l'impostazione precisa delle soglie di allarme, è possibile utilizzare i cosiddetti resistori di regolazione multigiro, ad esempio SP3-39, SP5-2, SP5-14. I termistori RK1-RK3 sono di piccole dimensioni con TCR negativo e resistenza a temperatura ambiente di 10.100 kOhm. Termistori con parametri e dimensioni adeguati si trovano spesso nelle testine di stampa delle stampanti ad aghi e nei motori passo-passo di piccole dimensioni. Per collegare i termistori alla scheda di allarme vengono utilizzati sottili fili schermati lunghi circa 1000 mm, le trecce schermanti sono collegate ad un filo comune. Gli ultimi 50 mm sul lato del termistore sono realizzati con filo sottile MGTF. Quando si utilizzano termistori con una resistenza significativamente maggiore di quella indicata nel diagramma, è necessario utilizzare trimmer e resistori variabili con una resistenza proporzionalmente maggiore. In assenza di termistori, come sensori di temperatura è possibile utilizzare diodi al germanio di piccole dimensioni e a bassa potenza o transistor al germanio [2]. I condensatori C1, C3, C4, C7-C11 sono ceramici di piccole dimensioni, ad esempio K10-17, K10-50, il resto sono ossido K50-68, K53-19, K53-30 o analoghi. Il diodo Schottky MBR0540T1 può essere sostituito con uno qualsiasi dei diodi 1N5819, SB140, SB150, MBRS140T3 e 1N4148 con uno qualsiasi dei diodi KD510A, KD521A-KD521D, KD522A, KD522B, 1N914, 1SS244. Invece del transistor 2SC3199, è possibile utilizzare uno qualsiasi dei transistor 2SC815, 2SC1815, 2SC1845, SS9014, nonché le serie KT645, KT3102. Possibile sostituzione del chip LM339N - LM139, LM239, LM339, LM2901, MC3302, KIA339, BA10339 (per facilità di installazione, è preferibile utilizzare un chip in un pacchetto DIP14). Lo stabilizzatore di tensione integrato KA78L05AZ può essere sostituito da qualsiasi serie 78L05 nel pacchetto TO-92. Quando la tensione di alimentazione è superiore a 15 V in serie al diodo VD1, è consigliabile includere un resistore aggiuntivo con una potenza dissipata di 0,5 W, la cui resistenza deve essere selezionata in modo tale che quando l'allarme è in funzione, la tensione a l'ingresso DA1 non va oltre i 10.13 V. I LED RL30N-YG414S (verde), RL30N-HY214S (giallo) e RL30N-DR314S (rosso) possono essere sostituiti con altri simili senza resistori incorporati. È possibile utilizzare LED lampeggianti come HL2-HL4, ad esempio DFB3b-145, L-36BSRD/B, L-36BYD. Un possibile sostituto dell'emettitore sonoro elettromagnetico DBX-12PN (la resistenza dell'avvolgimento è di circa 133 Ohm) è il dinamico SD-150 (120 Ohm). Per non sovraccaricare lo stadio di uscita del comparatore, la resistenza totale dell'emettitore sonoro e del resistore R20 deve essere di almeno 150 Ohm. Un emettitore sonoro con un avvolgimento di resistenza significativamente inferiore o una testina dinamica di piccole dimensioni è collegato tramite un trasformatore di uscita da una radio tascabile o modificando il circuito del dispositivo, come mostrato in Fig. 3.
Tutte le parti dell'allarme sono contenute in una custodia di plastica di dimensioni 92x48x17 mm ricavata da un temperamatite (Fig. 4). Per un facile utilizzo del canale regolabile, al rullo del resistore variabile R11 è fissata una manopola di controllo con un quadrante, su cui è contrassegnata una scala con segni da 0 a 100 °C. Per impostare le soglie di risposta del dispositivo è conveniente utilizzare un multimetro digitale con termocoppia esterna. Lui e i sensori di temperatura del dispositivo sono legati insieme con un sottile filo di rame, posti in un sacchetto di plastica impermeabile e abbassati in un contenitore compatto e chiuso pieno d'acqua. Riscaldandolo alla temperatura richiesta (secondo le letture del multimetro), utilizzando i resistori di regolazione R4, R8 o la variabile R11 (a seconda del canale da calibrare), ci assicuriamo che a questa temperatura il segnale sonoro si accenda e il LED corrispondente inizi a accendersi splendore.
Nella versione originale del dispositivo, i canali non regolati che utilizzano resistori di trimming sono impostati su una soglia di commutazione di 65 оC. Questo valore di temperatura è generalmente considerato ottimale quando si monitora il riscaldamento di trasformatori di potenza, transistor potenti e microcircuiti installati su dissipatori di calore. Il canale regolabile può essere utilizzato, ad esempio, per controllare la temperatura nell'alloggiamento dell'apparecchio. Letteratura
Autore: A. Butov
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