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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Cronotermostato. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Molto spesso tra l'elettronica di consumo domestica ci sono cose che servono più come decorazioni. Come trasformare un timer-termometro souvenir in un termoregolatore è descritto in questo articolo. All'autore dell'articolo è stato chiesto di realizzare un termostato e come unità di progettazione principale hanno suggerito di prendere un timer-termometro acquistato in una catena di vendita al dettaglio con il nome commerciale VICING AB tipo BOX 554S-631-07 (potrebbe essersi insinuato un errore il nome del dispositivo a causa della scarsa qualità dell'adesivo di marcatura). Prima di iniziare a descrivere il circuito sviluppato, è necessario spendere alcune parole sul design e sulle capacità del cronotermometro stesso. E questo non viene fatto a scopo pubblicitario, ma per facilitare la comprensione del principio di funzionamento dell'intero dispositivo nel suo insieme. Il timer-termometro svolge due funzioni: conto alla rovescia, in modalità timer, con un segnale acustico al termine del periodo di tempo precedentemente impostato, e misura anche la temperatura fino a 300 ° C, utilizzando un sensore remoto realizzato sotto forma di metallo asta appuntita. Nella modalità di misurazione della temperatura viene emesso un segnale acustico anche al raggiungimento di una soglia precedentemente impostata. Tutte le manipolazioni vengono eseguite da un interruttore e pulsanti situati sul pannello frontale e sono indicate da un indicatore LCD digitale. La fonte di alimentazione del cronotermometro è un elemento da 1,5 V di tipo R6. Purtroppo il termometro misura solo temperature positive, il che ne restringe leggermente il campo di applicazione. A rigor di termini, è difficile trovare un utilizzo di questo prodotto nella vita di tutti i giorni che corrisponda al suo prezzo. Piuttosto, può essere considerato un utile souvenir. Dopo aver chiarito le capacità del misuratore di temperatura, al cliente è stato proposto e poi implementato con successo un circuito (Fig. 1).
Innanzitutto sui problemi di sicurezza elettrica e di messa a terra. Lo schema non mostra gli elementi e i circuiti di messa a terra di protezione, sebbene fossero previsti nel progetto vero e proprio. Per utilizzare il termostato in ambiente domestico è necessario utilizzare un trasformatore T1 con sezione separata sul telaio per l'avvolgimento secondario, ciò aumenterà la sicurezza della struttura. Il corpo è fatto di plastica. Dovresti anche prestare attenzione al fatto che il corpo del sensore di temperatura e la treccia schermante del suo cavo non possono essere messi a terra o collegati a nessuna struttura metallica: il termometro inizia a mentire insidiosamente, o addirittura rifiuta di funzionare. Quindi, riguardo al diagramma sopra. Come già accennato, la funzione principale della misurazione della temperatura è svolta da VICING AB. Utilizzando il segnale del termometro, quando viene raggiunta una determinata soglia di temperatura, è possibile controllare l'elemento riscaldante collegandolo o scollegandolo dalla rete a 220 V. Questo compito è svolto dal triac VS1, controllato da un generatore su un transistor unigiunzione VT1, che è acceso, a sua volta, dai transistor VT2, VT3. Il transistor VT2 riceve pacchetti di impulsi generati dal transistor del misuratore di temperatura stesso. Dato che il segnalatore acustico del termometro è collegato alla scheda con un filo flessibile, non è difficile ricavarne le informazioni necessarie, come si può vedere dallo schema. L'apertura periodica del transistor VT2 carica il condensatore C4 ad una tensione sufficiente a creare una corrente di apertura alla base del transistor VT3. Il transistor VT3 aperto devia l'emettitore del transistor VT1, interrompendo così il funzionamento del generatore e spegnendo il triac VS1. Di conseguenza, il riscaldatore si spegne e inizia il raffreddamento dell'oggetto riscaldato. Quando la temperatura diminuisce, il processo di commutazione avviene nell'ordine inverso. Come in ogni sistema di controllo automatico chiuso, possono verificarsi auto-oscillazioni che portano al superamento della temperatura al di sopra di una determinata soglia. Per evitare le conseguenze negative di questo fenomeno, è necessario posizionare il sensore di temperatura il più vicino possibile al riscaldatore (senza dimenticare l'isolamento del sensore!). La grande massa dell'oggetto termostatato porta all'inerzia dell'intero sistema e porta anche ad un eccesso di temperatura. Questo effetto può essere minimizzato scegliendo saggiamente la potenza del riscaldatore. Durante il controllo dei parametri del campione di lavoro (potenza del riscaldatore selezionata 60 W), l'eccesso di temperatura rispetto alla soglia specificata è stato di 2°C e l'instabilità della temperatura non ha superato ±1°C. Il termostato dispone di un'alimentazione per il contatore, realizzata utilizzando un diodo zener VD6 e un diodo VD7. Per andare sul sicuro potete collegare in parallelo ad essi uno stabilizzatore VD8. Durante il controllo, è necessario regolare la tensione di questa fonte il più vicino possibile a 1,55 V. In questa modalità buffer, la batteria durerà a lungo e, in caso di perdita di tensione di rete, informazioni sul riscaldamento impostato la soglia dell'oggetto non andrà persa. Durante il funzionamento, prestare particolare attenzione alla manipolazione del pulsante START/STOR: Per il normale funzionamento del termostato, l'indicatore deve avere un segnale di allarme acustico. Puoi verificarlo attivando l'interruttore S1 (ovviamente quando viene raggiunta la temperatura impostata). È opportuno ricordare che senza un controllo approfondito del funzionamento, il termostato non deve essere lasciato incustodito per un lungo periodo nello stato di accensione. Qualche parola sui radioelementi. Il trasformatore T1 è prelevato dall'alimentatore TOSNA, dimensione standard ShL 8X16. Non ha senso realizzare da soli un trasformatore del genere: i costi di manodopera sono elevati e i risultati possono essere disastrosi, il filo dell'avvolgimento primario è troppo sottile e ce n'è troppo. Per la sostituzione è adatto un trasformatore con una potenza di 1,5...2 VA e una tensione dell'avvolgimento secondario di 8...10 V. Ma dovrai realizzare tu stesso il trasformatore T2 e quanto sarà sicuro il funzionamento del termostato in futuro dipende dalla cura della sua fabbricazione. Il nucleo del trasformatore è composto da due anelli di ferrite della marca M2000NM1 di misura K12x8x3; dello stesso materiale è possibile prendere anche un anello di misura K16x10x4,5. Gli spigoli vivi dei nuclei devono essere smussati con carta vetrata e poi avvolti accuratamente con due strati di tela verniciata. Quando si avvolge il filo è necessario garantire una distanza tra le spire esterne degli avvolgimenti di almeno 3 mm. Gli avvolgimenti vengono avvolti alla rinfusa utilizzando filo PETV939 con un diametro di 0,22 mm. L'avvolgimento primario contiene 50 spire, l'avvolgimento secondario 70. Dopo l'avvolgimento, il trasformatore viene immerso nella colla PVA e asciugato accuratamente. Se nel progetto viene utilizzato un triac TS106-10, lo stadio di uscita deve essere assemblato secondo lo schema mostrato in Fig. 2.
Il trasformatore di adattamento ha gli stessi dati, ma la fasatura dell'avvolgimento secondario dovrebbe essere modificata. Triac KU208G può essere utilizzato senza radiatore con un carico fino a 200 VA. Per facilitare la configurazione, VICING può essere collegato all'attuatore con un connettore di piccole dimensioni. Quando il termostato funziona, le interferenze che si verificano durante la commutazione penetrano nella rete. Possono essere completamente eliminati solo sincronizzando i momenti di accensione del triac e di spegnimento quando la tensione di rete passa per lo zero. Nel nostro caso, l'interferenza può essere ridotta installando un filtro passivo contro le sovratensioni. Autore: L.F. Lyaskovsky
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