Простые схемы электронных терморегуляторов своими руками

Виды термостатов

К вариантам конструктивного исполнения термостатов относят:

• одноклапанное техническое решение;
• двухступенчатая реализация;
• двухклапанное устройство;
• электронное управление.

Наибольшую популярность получила одноклапанная технология. Она отличается простотой и надежностью. Автомобили прошлых лет преимущественно имели именно такой вид термостата. Двухступенчатая конструкция стала вынужденной мерой, вызванной высоким давлением антифриза. Клапан терморегулятора не был в состоянии преодолеть усилие, в результате чего в конструкции появились малая и большая тарелки. Меньшая открывается первой, так как на нее действует незначительное давление охлаждающей жидкости. Во время второго этапа добавляется основная тарелка и весь антифриз направляется в большой круг.

Термостат с электронным управлением

Максимальной точности в работе автопроизводителям удалось достичь, снабдив терморегулятор электронным управлением. Конструктивным различием с классической моделью является наличие нагревательного сопротивления. Термостат поддерживает температуру двигателя 85-95°С при высоких нагрузках и 95-110°С в остальных режимах работы мотора. Это позволяет снизить расход топлива и получить небольшой прирост мощности. Управляющий сигнал терморегулятор получает с ЭБУ инжектора. В случае с дизельным двигателем температурные диапазоны могут быть другими.

Как сделать простой терморегулятор

Изготовление терморегулятора происходит поэтапно:

• Выбор типа и схемы устройства.
• Приобретение необходимых материалов, инструментов и деталей.
• Сборка прибора, настройка, запуск в эксплуатацию.

Стадии изготовления прибора имеют свои особенности, поэтому их следует рассмотреть подробнее.

Необходимые материалы

В число необходимых для сборки материалов входят:

• Фольгированный гетинакс или монтажная плата;
• Паяльник с припоем и канифолью, в идеале — паяльная станция;
• Пинцет;
• Пассатижи;
• Лупа;
• Кусачки;
• Изолента;
• Медный соединительный провод;
• Необходимые детали, согласно электрической схемы.

В процессе работы могут понадобиться и другие инструменты или материалы, поэтому данный список не следует считать исчерпывающим и окончательным.

Схемы устройств

Выбор схемы обусловлен возможностями и уровнем подготовки мастера. Чем сложнее схема, тем больше нюансов возникнет при сборке и настройке устройства. В то же время самые простые схемы позволяют получить лишь наиболее примитивные приборы, работающие с высокой погрешностью.

Рассмотрим одну из несложных схем.

В данной схеме в качестве компаратора используется стабилитрон

На рисунке слева изображена схема регулятора, а справа — блок реле, включающий нагрузку. Датчик температуры — это резистор R4, а R1 — переменный резистор, используемый для настройки режима нагрева. Управляющим элементом является стабилитрон TL431, который открыт до тех пор, пока на его управляющем электроде имеется нагрузка выше 2,5 В. Нагрев терморезистора вызывает снижение сопротивления, отчего напряжение на управляющем электроде падает, стабилитрон закрывается, отсекая нагрузку.

Другая схема несколько сложнее. В ней использован компаратор — элемент, производящий сравнение показаний термодатчика и эталонного источника напряжения.

Подобная схема с компаратором применима для регулировки температуры тёплого пола

Любое изменение напряжения, вызванное увеличением или уменьшением сопротивления терморезистора, создаёт разницу между эталоном и рабочей линией схемы, вследствие чего на выходе устройства генерируется сигнал, вызывающий включение или отключение нагрева. Подобные схемы, в частности, используются для регулировки режима работы тёплого пола.

Пошаговая инструкция

Порядок сборки каждого устройства имеет свои особенности, но некоторые общие шаги выделить можно. Рассмотрим ход сборки:

Готовим корпус прибора

Это важно, поскольку оставлять плату незащищённой нельзя.
Готовим плату. Если используется фольгированный гетинакс, придётся травить дорожки при помощи электролитических методов, предварительно нарисовав их нерастворимой в электролите краской

Монтажная плата с готовыми контактами значительно упрощает и ускоряет процесс сборки.
Проверяем с помощью мультиметра работоспособность деталей, при необходимости заменяем их на исправные образцы.
По схеме собираем и соединяем все необходимые детали. Необходимо следить за точностью соединения, правильной полярностью и направлением установки диодов или микросхем. Любая ошибка может привести к выходу из строя важных деталей, которые придётся приобретать снова.
После окончания сборки рекомендуется ещё раз внимательно осмотреть плату, проверить точность соединений, качество пайки и прочие важные моменты.
Плата помещается в корпус, производится пробный запуск и настройка работы устройства.

Как проверить работу термостата

Перед проверкой работоспособности термостата Вам необходимо найти его расположение – если Вы читали соответствующую статью об этом, то, полагаем, Вы уже нашли термостат под капотом Вашего автомобиля. Проверка термостата, в свою очередь, не менее проста, нежели его поиск, и существует два основных способа такой проверки.

Основная и единственная цель работы термостата заключается в переключении циркуляции охлаждающей жидкости по малому и большому кругу такой циркуляции соответственно. Это необходимо для того, чтобы обеспечить быстрый прогрев двигателя после его запуска (антифриз циркулирует по малому кругу, прогреваясь быстрее), и на момент полного прогрева антифриза (85-90 градусов по Цельсию) термостат открывает специальный клапан, и охлаждающая жидкость вследствие этого начинает циркулировать по большому кругу, что позволяет эффективнее её охлаждать. Как мы поняли, термостат находится на пути следования антифриза.

Неисправность термостата проявляется в одном из двух поведений: клапан термостата всегда открыт и не закрывается – охлаждающая жидкость сразу начинает циркулировать по большому кругу, вследствие чего двигатель прогревается очень долго; клапан термостата, напротив, не открывается, из-за чего антифриз всегда циркулирует по малому кругу, и двигатель быстро перегревается.

Итак, как проверить работу термостата самостоятельно в домашних условиях? Для этого существует два основных способа, и давайте рассмотрим их оба.

Способ №1: проверить термостат, не снимая его

Мы знаем (видим), что корпус термостата соединён непосредственно с верхним шлангом радиатора. Для проверки термостата, не снимая его, нам нужно запустить двигатель в его холодном состоянии – спустя по меньшей мере несколько часов после последнего его запуска. Итак, откройте капот и заведите двигатель.

Если термостат работает должным образом, шланг радиатора будет оставаться холодным в течение нескольких минут прогрева двигателя, а затем быстро согреется, когда температура достигнет рабочего диапазона (указатель температуры на панели приборов достигнет 80-90 градусов или пропадёт индикатор (обычно синего цвета) непрогретого двигателя).

Если же шланг радиатора согревается постепенно с самого начала, термостат заклинило в открытом положении, и необходима его замена. Если шланг совсем не нагревается, когда температура на указателе достигает достаточно значения, а двигатель вскоре и вовсе перегревается, то это значит, что термостат заклинило в закрытом положении.

Способ №2: проверка термостата в кипящей кастрюле на плите

Для данного метода проверки Вам придётся снять термостат из машины.

Поместите термостат в кастрюлю с водой так, чтобы он не касался ни стенок, ни дна кастрюли – например, придерживая его чем-либо на весу в воде, и нагрейте кастрюлю. Погрузите кулинарный термометр в воду и измеряйте температуру, при которой термостат начинает открываться. Она должна быть в пределах той нормы, которая указана на самом термостате (корпусе термостата) с погрешностью в три-четыре градуса. Продолжайте нагревание, чтобы проверить, что клапан термостата полностью открывается. Помните, ни термостат, ни термометр не должны касаться дна и стенок кастрюли.

Если термостат не открывается, когда вода достигла необходимой рабочей температуры, или не закрывается, когда Вы вытащите его из кастрюли, и он начнёт охлаждаться, то это значит, что он не рабочий, и необходима его замена.

Детали устройства регулятора температуры своими руками

В роли датчика температуры обычно выступает терморезистор – элемент, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от температуры. Используют и полупроводниковые элементы – транзисторы и диоды, на характеристики которых температура также оказывает влияние: при нагреве увеличивается ток коллектора (у транзисторов), при этом наблюдается смещение рабочей точки и транзистор перестает работать, не реагируя на входной сигнал.

Но у таких сенсоров есть существенный недостаток: их довольно сложно откалибровать, то есть «привязать» к определенным значениям температуры, из-за чего точность самодельного терморегулятора оставляет желать лучшего.

Между тем промышленность давно освоила выпуск недорогих термодатчиков, калибровка которых осуществляется в процессе изготовления.

К таковым относится прибор марки LM335 от компании National Semiconductor, которым мы и рекомендуем воспользоваться. Стоимость этого аналогового термодатчика составляет всего 1 доллар.

«Тройка» на первой позиции цифрового ряда в маркировке означает, что прибор ориентирован на применение в бытовой технике. Модификации LM235 и LM135 предназначены для использования, соответственно, в промышленности и в военной сфере.

Имея в своем составе 16 транзисторов, этот датчик работает как стабилитрон. При этом его напряжение стабилизации зависит от температуры.

Зависимость следующая: на каждый градус по абсолютной шкале (по Кельвину) приходится 0,01 В напряжения, то есть при нуле по Цельсию (273 по Кельвину) напряжение стабилизации на выходе составит 2,73 В. Производитель калибрует датчик по температуре в 25С (298К). Рабочий диапазон лежит в пределах от -40 до +100 градусов Цельсия.

Таким образом, собирая терморегулятор на базе LM335, пользователь избавляется от необходимости подбирать методом проб и ошибок эталонное напряжение, при котором прибор обеспечит требуемую температуру.

Его можно рассчитать, используя несложную формулу:

V = (273 + T) x 0.01,

Где Т – интересующая пользователя температура по шкале Цельсия.

Помимо термодатчика нам понадобится компаратор (подойдет марки LM311 от того же производителя), потенциометр для формирования эталонного напряжения (настройка требуемой температуры), выходное устройство для подключения нагрузки (реле), индикаторы и блок питания.

Схема с логической микросхемой

Эта схема отличается от предыдущей тем, что вместо стабилитрона в ней задействована логическая микросхема К561ЛА7. Датчиком температуры по-прежнему служит терморезистор (обозначение – VDR1), только теперь решение о замыкании цепи принимает логический блок микросхемы. Кстати, марка К561ЛА7 производится еще с советских времен и стоит сущие копейки.

Для промежуточного усиления импульсов задействован транзистор КТ315, с той же целью в конечном каскаде установлен второй транзистор – КТ815. Данная схема соответствует левой части предыдущей, силовой блок здесь не показан. Как нетрудно догадаться, он может быть аналогичным – с симистором КУ208Г. Работа такого самодельного термореле проверена на котлах ARISTON, BAXI, Дон.

Понятие о температурных регуляторах

Изделия этой категории применяют для решения разных задач. По соответствующей настройке температурного порога подают питание (отключают):

• отопление в погребе;
• нагрев паяльной станции;
• циркуляционный насос котла.

Из приведенных примеров понятны базовые требования к точности, которую должна обеспечить подходящая схема терморегулятора. В некоторых ситуациях необходимо поддержание заданного уровня не ниже, чем ±1C°. Для контроля рабочих параметров нужна оперативная индикация. Существенное значение имеют нагрузочные способности.

Перечисленные особенности поясняют назначение типовых функциональных узлов:

• значение температуры фиксируют специализированным датчиком (резистором, термопарой);
• показания анализирует микроконтроллер или другое устройство;
• исполнительный сигнал поступает на электронный (механический) переключатель.

К сведению. Кроме рассмотренных частей, схема термореле может содержать дополнительные компоненты для подачи питания на электронагреватель, другую мощную нагрузку.

Назначение терморегулятора для водонагревателя

Помимовсего вышеперечисленного, терморегулятор несет ответственность за безопасную работу бойлера. Если быть точнее, то при повышении температуры воды, повышается и давление внутри герметичного бака, а если данный рост будет неконтролируемым, то в скором времени произойдет взрыв. Это может быть опасно не только для техники, но и для здоровья человека, если в этот момент находиться рядом. Регулятор температуры – это устройство, посредством, которого еще и удерживается оптимальный уровень температуры.

Это своего рода термоклапан, который предотвращает:

• Перегрев;
• Взрыв;
• Порчу не только оборудования, но и рядом расположенного имущества.

Именно он отвечает за контролирование нагрева воды в момент, когда проводится подключение устройства, а также за то, чтобы нагревательный элемент был вовремя заблокирован. Практически каждый производитель стремится снабдить бойлер термостатом. Изделия бывают разных моделей, однако, принцип работы у них у всех один и тот же. На момент, когда нужно подключить оборудование к сети, требуется сразу же отрегулировать уровень нагрева воды.

Далее проводится регулируемый нагрев воды, а реле, установленное на термостате, отвечает за размыкание контактов тэна. При полном остывании бака, происходит понижение температуры ниже нормы, и осуществляется замыкание контактов тэна реле, за счет чего запускается система, и жидкость в баке снова нагревается.

Ремонт своими руками

Собранные собственноручно, эти приборы служат достаточно долго, однако существует несколько стандартных ситуаций, когда может потребоваться ремонт:

• Выход из строя регулировочного резистора – случается наиболее часто, поскольку изнашиваются медные дорожки, внутри элемента, по которым скользит электрод, решается заменой детали.
• Перегрев тиристора или триода – неправильно была подобрана мощность или прибор находится в плохо вентилируемой зоне помещения. Чтобы в дальнейшем избежать подобного, тиристоры оборудуются радиаторами, либо же следует переместить терморегулятор в зону с нейтральным микроклиматом, что особенно актуально для влажных помещений.
• Некорректная регулировка температуры – возможно повреждение терморезистора, коррозия или грязь на измерительных электродах.

Схема подключения

К каждому термостату производитель в обязательном порядке прикладывает детальную инструкцию, в которой пошагово описано, как правильно подключить термостат и как им пользоваться. Но есть некоторые общие правила монтажа, которые необходимо обязательно соблюдать, если необходимо подсоединить терморегулятор самостоятельно.

Большая часть терморегуляторов рассчитана на работу от подключения к сети с напряжением 220 В. Перед подключением необходимо удостовериться в том, что этот показатель соответствует реальности. Лучше всего если розетки и сам датчик будут закреплены на одном уровне примерно на высоте полутора метров от пола

Если розетки расположены выше или ниже, следует использовать удлинитель

Важно расположить терморегулятор так, чтобы он не был расположен рядом с входной дверью, окном или же любыми отопительными приборами. Такие перепады температуры будут искажать реальные данные, в итоге работать термостат будет неправильно

Перед подключением терморегулятора необходимо проверить исправность розетки, а также самого обогревателя

Все составляющие такой системы отопления должен находиться только в исправном состоянии. Как только монтаж терморегулятора будет окончен, необходимо сразу же запрограммировать его на дальнейшую работу – то есть задать настройки.

Стоит помнить, что перед тем как приступать к непосредственной установке терморегулятора любого типа, необходимо убедиться в том, что под рукой имеются все необходимые комплектующие части.

О том, как выбрать комнатный терморегулятор для обогревателя, вы можете узнать из видео ниже.

Местоположение терморегулятора

Местоположение регулятора зависит от модели холодильника. Информация об его устройстве и расположении содержится в инструкции по эксплуатации к бытовому прибору. Обычно он находится рядом с ручкой установки температурного режима. В старых бытовых приборах термостат устанавливают внутри камеры, под лампочкой освещения, и закрывают защитным корпусом. Чтобы извлечь деталь, ручку снимают, потянув ее на себя. Затем откручивают саморезы и демонтируют корпус.

В современных моделях термостат располагают снаружи, обычно над дверью. Если его необходимо достать, сначала также снимают ручку регулировки. Затем откручивают болты и снимают панель с лампочкой, после чего извлекают регулятор.

Нюансы монтажа разных видов терморегуляторов

Изучая инструкцию к выбранному терморегулятору, обратите внимание на заявленный производителем показатель площади обслуживания. Если вы планируете установить прибор в большом помещении, целесообразно будет разделить пространство на несколько областей и установить для каждой из них свой температурный регулятор

В противном случае устройство может попросту не выдержать подаваемую нагрузку и в его использовании не будет никакого смысла.

Регуляторы могут иметь разную конструкцию и функциональность. В зависимости от этого будет несколько различаться порядок установки устройства. Информация по этому поводу приведена в таблице.

Таблица. Отличия основных параметров терморегуляторов

Принцип подключения проводов

В зависимости от типа терморегулятора совершатся определенный тип подключения. Он четко указан в инструкции от производителя. Электрическая схема терморегулятора может иметь 4, 6 или 7 клемм.

В первом случае подключается устройство, обладающее воздушным датчиком. Две клеммы (номер указан в инструкции) предназначены для проводов теплого пола. Коричневый проводник подключается в отсек L (фаза) для нагревательной системы, а синий — на N (ноль). Коммуникации от сети также присоединяют в соответствии с полярностью.

Если же клемм у устройства 6, значит, в комплект входит датчик. Он подсоединяется без учета полярности в указанные производителем разъемы.

Седьмая клемма предназначена для заземления (желто-зеленый провод). Если в доме оно есть, но соответствующего разъема прибор не имеет, следует производить подключение вне корпуса. А если заземления в доме нет, желто-зеленый провод пола зануляется.

Принцип работы

Решать задачу по производству электричества из тепловой энергии приходится, как принято говорить в науке, от обратного. Противоположным эффекту Зеебека является эффект Пельтье, который состоит в изменении температур двух объединенных в замкнутый контур разнородных полупроводников при пропускании через них постоянного тока: один из них нагревается, второй – остывает.

Если направление тока изменить, изменится и направление теплового потока: первый полупроводник будет остывать, а второй – нагреваться. В качестве полупроводников чаще всего применяют твердую смесь кремния с германием и теллурид висмута.

Эффект Пельтье

Эффект, открытый Жаном Пельтье, получил широкое применение в различных сферах человеческой жизнедеятельности, где требуются холодильные машины, но нет возможности применить компрессорный тепловой насос на фреоне. Поэтому именно его именем назвали выпускаемые для этой цели устройства – элементы Пельтье.

Но если на такой элемент или, как его еще называют, термоэлектрический охладитель оказать воздействие с противоположной стороны, то есть создать на его полупроводниках разность температур, то мы получим эффект Зеебека: элемент Пельтье превратится в источник постоянного тока.

Монтаж своими руками

Накладные модели крепятся к стене, не потребуется штробить каналы. Заслуживает внимания схема терморегулятора врезного. Обычно рядом с розеткой или выключателем просверливается место под монтажную коробку.

Далее к полу штробится канал для датчика и проводов нагревательной системы. Питание подводится от проводников розетки или выключателя (их не придется тянуть от щитка). Терморегулятор устанавливается в подрозетник в разобранном виде.

У механических моделей необходимо аккуратно снять колесико регулировки, раскрутить болт и отложить в сторону верхнюю панель.

Если это устройство с дисплеем, снимается верхняя панель (технология описана в инструкции). Подсоединив по схеме все провода при выключенном питании сети, прибор вставляется в подрозетник. Каналы закрываются. Одевается верхняя панель и тестируется работа устройства.

Изучив, как выглядит схема терморегулятора для теплого пола, можно быстро и качественно самостоятельно выполнить подключение .

Часто чувствуете сонливость? Узнайте, почему так происходит Вы можете подумать, что летом, когда вокруг много солнечного света, люди реже чувствуют сонливость и усталость посреди дня. Но на самом деле это состо.

13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с.

Чарли Гард умер за неделю до своего первого дня рождения Чарли Гард, неизлечимо больной младенец, о котором говорит весь мир, умер 28 июля, за неделю до своего первого дня рождения.

10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначе В

Куда и где подключать провода на газовом котле?

Для подключения термостата от клеммной колодки котла к контактам Dry Contact вам нужно подвести два проводника.

По инструкции рекомендуемое сечение медных жил – не менее 0,75мм2.

Длина кабеля до места установки термостата не должна превышать 50 метров.

Необходимые клеммы на самом котле ищите в инструкции завода изготовителя, либо ориентируйтесь по надписям на колодках.

Данные клеммы чаще всего расположены с обратной стороны платы управления.

Однако иногда производители их выносят за пределы платы.

Еще некоторые монтажники при установке подключают сюда кабель и выводят его наружу, чтобы потребитель в дальнейшем не лез к плате и чего-нибудь там не напутал. Так как термостат еще не установлен, концы кабеля закорачивают.

Кстати, с этой выносной колодкой будьте внимательны. Некоторые потребители сталкивались с проблемой заводского перепутывания проводов, как например у Protherm (Протерм).

В итоге все начинало работать как надо, только при обратном подключении.

Изначально между клеммами стоит перемычка. Если перемычку разорвать, то газовый котел просто-напросто перестанет работать.

При подключении термостата заводскую перемычку демонтируют и на ее место заводят кабель, проложенный до места установки терморегулятора. Самое главное никаких внутренних настроек на котле изменять не нужно.

Через эти контакты подается управляющий импульс низкого напряжения (обычно 24В).

У нас есть управляющее устройство (термостат) и ведомое (котел). Между ними по слаботочной линии постоянно происходит передача набора запросов-ответов.

Принцип работы здесь простой – замыкая сухой контакт, мы тем самым разрешаем работу котла, размыкая – прерываем передачу данных и запрещаем. Замыкание и размыкание происходит через реле термостата, в зависимости от выставленной температуры на устройстве и сравнения текущих показателей в комнате.

При срабатывании сначала отключается горелка, затем через определенный промежуток (время выбега насоса) и циркуляционный насос. Хотя в разных моделях алгоритм работы насоса может отличаться.

Не желательно, чтобы насос отключался сразу же после срабатывания термостата. В этом случае выставьте в меню выбег от 5 до 10 минут. Тогда вся система отопления будет остывать равномерно и промежутки времени срабатывания автоматики увеличатся.

На дорогих моделях, поддерживающих протокол OpenTherm, через выносной программатор можно управлять многими встроенными параметрами котла, а не только его включением-отключением.

Вот наглядные примеры, куда подключать термостат для разных моделей котлов:

А что будет, если терморегулятор выйдет из строя? Как в этом случае поведет себя котел?

Все зависит от того, в каком положении останется сухой контакт. Если замкнут — ничего страшного не случится. Котел просто начнет работать по своей последней заданной программе.

Если разомкнут, то отопление не запустится и работать не будет.

Обратите внимание, что на работу горелки в режиме горячего водоснабжения термостат не влияет. На контакты питания терморегулятора заводится напряжение 220V – фаза и ноль (L и N). Это можно сделать как от отдельной розетки или распредкоробки, так и взять их непосредственно с самого котла

Это можно сделать как от отдельной розетки или распредкоробки, так и взять их непосредственно с самого котла

На контакты питания терморегулятора заводится напряжение 220V – фаза и ноль (L и N). Это можно сделать как от отдельной розетки или распредкоробки, так и взять их непосредственно с самого котла.

На регуляторе с сухими контактами без разницы, куда заводить фазу или ноль, а вот на моделях для эл.теплых полов это играет существенную роль в вопросе безопасности эксплуатации.

Так как при неправильном подключении разрываться будет только нулевой проводник, а фаза будет постоянно дежурить на кабеле обогрева.

Похожие записи:

Как сделать бант из ленты Интернет розетка схема подключения Как красиво завязать ленточку на коробке с подарком: идеи, схемы, фото Почему пылесос очень громко работает, гудит, шумит и греется Isd1760 однокристальные микросхемы записи/воспроизведения голосовых сообщений Как выбрать станок для заточки цепи бензопилы, как наточить, как сделать точилку своими руками