Термостат своими руками для хранения овощей
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 21.09.2024
Как в течение всей зимы в городской квартире сохранить овощи, особенно картофель. По опыту известно что при комнатной температуре все клубни достаточно быстро теряют влагу, дрябнут и приходят в негодность.
Конечно, можно купить холодильник, или холодильный шкаф, а можно своими руками сделать оригинальную холодильную установку в домашних условиях. Это будет простейший холодильный шкаф или термостат.
Предлагается три самодельных холодильника. Первые два предназначены для хранения овощей внутри помещения, третий же устанавливается на балконе.
Холодильный шкаф-термостат с воздушным охлаждением
Основой каждого из таких овощехранилищ является холодильный шкаф-термостат необходимой емкости. Конечно, проще всего воспользоваться каким-либо готовым ящиком — например, корпусом старого холодильника. Однако не слишком сложно сделать такой короб и самостоятельно.
Для этого подойдет практически любой доступный для вас листовой материал — фанера, оргалит, древесно-стружечные или древесно-волокнистые плиты. Сначала на шурупах и поливинилацетатном или казеиновом клее собирается основа шкафа — боковые панели. Они состоят из деревянных реек сечением 40×40 мм и облицовки из фанеры или ДСП. Далее к боковым панелям пристыковываются нижняя, верхняя и задняя стенки — и внешнюю оболочку короба можно считать готовой.
Однако, чтобы превратить этот короб в холодильный шкаф термостат, его надо теплоизолировать от температурных условий окружающей среды. Лучше всего подходит для этого упаковочный или строительный пенопласт. В крайнем случае, можно воспользоваться древесными опилками, стружками или каким-либо иным теплоизоляционным материалом, который закладывается между внешней обшивкой и внутренней облицовкой короба.
Последняя, выполняется из оргалита или фанеры толщиной около 4 мм. Под облицовкой желательно проложить алюминиевую фольгу (не пожалейте для этого рулончик упаковочной, так называемой, пищевой фольги), это уменьшит потери на теплоизлучение.
Дверь холодильного шкафа-термостата также многослойная. Она состоит из внешней обшивки, теплоизолятора (пенопласта), фольги и внутренней облицовки из оргалита. Навешивается она на обычных дверных или оконных петлях; теплоизоляция обеспечивается прокладкой из полосы поролона или пористой резины, приклеенной изнутри по периметру двери.
Защелка или замок должны плотно прижимать дверь к лицевой поверхности шкафа.
Самодельный холодильник для хранения овощей желательно оснастить выдвижными ящиками. Это позволяет хранить овощи сравнительно небольшими порциями, что удобно для хозяйки. К тому же при необходимости из таких ящиков легко удалять испорченные клубни.
Собираются такие ящики из 10–12-мм фанеры и деревянных брусков сечением 30×30 мм. Соединение — шурупами и поливинилацетатным или казеиновым клеем. В передней и боковых стенках ящиков желательно насверлить отверстия, обеспечивающие циркуляцию воздуха внутри каждой из таких емкостей.
Итак, холодильный шкаф для хранения картофеля и других овощей у вас есть. Однако, чтобы превратить его в холодильник, необходимо обеспечить в нем оптимальную для хранения овощей температуру. Проще всего сделать это с помощью холодного уличного воздуха, благо зимой его более чем достаточно.
Транспортировать этот самый дешевый хладагент лучше всего по коробу-воздуховоду, собранному из оргалита и деревянных реек. Чтобы при этом не переохлаждать квартиру (что неизбежно при большой поверхности воздуховода, имеющей практически уличную температуру), самодельный холодильник надо располагать вблизи окна. Заборное отверстие воздуховода выводится в форточку. Разумеется, придется для этого заменить в ней стекла оргалитом или, оргстеклом, где делается отверстие по размерам воздухозаборника воздуховода.
По соображениям, о которых упоминалось в предыдущем абзаце, воздуховод желательно теплоизолировать, оклеив его тонким поролоном, а поверх — дерматином. Выходные отверстия воздуховода должны совпадать с соответствующими отверстиями в боковой стенке холодильного шкафа. Аналогичные отверстия для выхода воздуха сверлятся и на противоположной стенке шкафа, как это показано на рисунках.
Рис. 1. Холодильный шкаф-термостат с воздушным охлаждением:
1 — короб-воздуховод, 2 — отверстия для доступа холодного воздуха в полость шкафа,
3 — шкаф-термостат, 4 — отверстия для выхода воздуха, 5 — ящики для хранения овощей, 6 — теплоизолятор (пенопласт), 7 — алюминиевая фольга, 8 — внутренняя облицовка шкафа (оргалит), 9 — внешняя оболочка шкафа (фанера, ДСП или ДВП).
Поддерживать оптимальную температуру в таком самодельном холодильнике вам придется вручную, без всякой автоматики. Делается это с помощью подъемной створки-форточки, которой оснащено заборное отверстие на форточке окна. Чтобы следить за температурой в холодильном шкафу, используйте бытовой стрелочный термометр, закрепив его, например, на двери. Методом проб и ошибок можно подобрать оптимальные положения створки-форточки для различных уличных температур, при которых показания термометра холодильника будут составлять от пяти до десяти градусов тепла.
Холодильный шкаф-термостат с жидкостным охлаждением
Домашнее овощехранилище с воздушным охлаждением сделать несложно, однако оно оказывается жестко привязанным к постоянному месту вблизи окна. Но стоит заменить теплоноситель — и все чудесным образом изменится.
Рис. 2. Холодильный шкаф-термостат с жидкостным охлаждением:
1 — расширительный бачок, 2 — внешний (уличный) радиатор, 3 — шайбы радиатора, 4 — оконная рама, 5 — соединительный шланг, 6 — соединительный шланг, 7 — радиатор-охладитель, 8 — шкаф-термостат, 9 — ящики для хранения овощей.
Сделать это можно, взяв за основу жидкостную термосифонную систему охлаждения. Для нее не потребуется громоздкого стационарного воздуховода. Вместо этого на раме окна, снаружи, монтируется радиатор — дюралюминиевая или медная труба с насаженными на нее шайбами из того же металла, вырубленными из тонкого полумиллиметрового листа. Внешний диаметр такой трубы — около 20 мм, диаметр шайбы — 60. 80 мм.
Аналогичный радиатор монтируется и внутри холодильного шкафа — на боковой или задней стенке. Патрубки радиаторов соединяются резиновыми шлангами. У верхнего патрубка уличного радиатора располагается расширительный бачок — например, полиэтиленовый флакон объемом около полулитра. Его назначение — компенсировать расширение теплоносителя.
Рис. 3. Балконный холодильный шкаф-термостат с автоматическим термостатированием:
1 — сигнальная лампа; 2 — шкаф-термостат; 3 — ящики для хранения овощей; 4 — лампы нагревателя; 5 — поддон; 6 — крышка; 7 — внешняя оболочка и кафа; 8 — утеплитель; 9 — внутренняя облицовка шкафа; 10 — шуруп; 11 — полиэтиленовый флакон; 12 — пластмассовый толкатель с пружиной; 13 — крышка датчика; 14 — контактная пара; 15 — соединительный провод; 16 — корпус датчика (стальная скоба).
Кстати, о теплоносителе: им может стать антифриз, используемый в системе охлаждения автомобилей, смесь глицерина и воды, раствор изопропилового спирта в воде. Все эти жидкости не замерзают при отрицательных температурах и могут свободно циркулировать в системе охлаждения комнатного овощехранилища.
Регулировать температуру внутри холодильного шкафа можно с помощью крана-вентиля, врезанного в один из патрубков (например, нижний) уличного радиатора. В простейшем случае можно воспользоваться приспособлением, напоминающем небольшую струбцину, с помощью которого зажимается соединительный резиновый шланг.
Балконный холодильный шкаф-термостат с автоматическим термостатированием
Третья конструкция, с которой вы сегодня познакомитесь, предназначена для установки на балконе или в лоджии. Задача здесь обратная — не допустить излишнего охлаждения шкафа-термостата. Сделать это проще всего с помощью какого-либо электронагревателя.
Садовод, желающий сохранить урожай овощей или просто энтузиаст-самодельщик применит для этого и электрокамин с масляным радиатором, и электрогрелку. Однако проще и безопаснее использовать обычные электролампы.
Нагреватель на электролампах состоит из металлического поддона (можно использовать алюминиевый противень подходящих габаритов), на котором закрепляются кронштейны-уголки, а на них — ламповые патроны. При этом желательно использовать фарфоровые, рассчитанные на повышенную температуру, которые применяются для наружных светильников. Учтите, что суммарная мощность электроламп должна составлять 100. 160 Вт в зависимости от преобладающих уличных температур. Так что для нагревателя из четырех ламп мощность каждой должна составлять соответственно от 25 до 40 Вт.
После подсоединения проводки к каждому из патронов, лампы изолируются лоскутом стеклоткани или пищевой алюминиевой фольгой и поддон накрывается металлической крышкой — таким же противнем, в котором насверлены отверстия. Скрепляются противни скобками или винтами, после чего полость нагревателя через отверстия засыпается сухим речным песком.
Следует отметить, что для такого домашнего овощехранилища необходим терморегулятор, датчик температуры, автоматический прибор, регулирующий температуру внутри холодильного шкафа — зимой на балкон не набегаешься.
Терморегулятор своими руками
Самый простой можно сделать на базе датчика, срабатывающего при замерзании воды. Как известно, ее объем при этом увеличивается, и это явление можно использовать в самодельном терморегуляторе.
Его основой является небольшой пластиковый флакон, доверху залитый дистиллированной водой. Располагается он внутри корпуса — металлической скобы, на которой смонтированы подпружиненный пластмассовый толкатель и контактная пара. При замерзании воды во флаконе стенки его будут выпучиваться, при этом перемещается толкатель, который замыкает контактную пару. Цепь замыкается и включает тем самым лампы нагревателя. По мере роста температуры лед в датчике-флаконе тает, стенка флакона занимает первоначальное положение и контакты размыкаются. Лампы гаснут и, пока вода в датчике не замерзнет, будут выключенными.
Располагается этот автомат в нише, вырезанной в теплоизоляции на боковой стенке. Дело в том, что срабатывает датчик при температуре несколько ниже нуля, а это уже противопоказано клубням. Поэтому-то датчик и располагается в не защищенном теплоизоляцией гнезде, чтобы срабатывание его происходило, прежде чем температура внутри шкафа опустится ниже нуля.
При монтаже электропроводки есть смысл установить на корпусе шкафа сигнальную лампу: свет ее должен быть хорошо виден из комнаты. Подключается эта лампа параллельно лампам нагревателя, и по ее свечению можно судить о срабатывании датчика и правильной работе термостата. Для отладки датчика можно воспользоваться все тем же стрелочным термометром, расположенным внутри шкафа.
Если температура внутри холодильного шкафа окажется слишком низкой, надо соединить полость ниши, в которой располагается датчик, с окружающей средой, просверлив в обшивке небольшое отверстие. Если же температура в шкафу окажется слишком высокой, сверлятся отверстия, сообщающие полость ниши с полостью шкафа.
Заметим, что датчики, работающие на принципе увеличения объема воды при ее замерзании, можно было бы использовать для регулировки температуры и в первых двух холодильных шкафах-термостатах, однако сделать это несколько сложнее. Поэтому такое усовершенствование можно рекомендовать лишь тем, кто имеет достаточно солидный опыт такого рода работ.
Итак, беремся за дело. Зима еще впереди, а сделать любой из холодильных шкафов можно всего за неделю. Немного усилий — и никакие конъюнктурные соображения рынка уже не коснутся вас. Домашнее овощехранилище позволит вам хранить овощи, картофель, морковь и свеклу без особых проблем.
По материалам статьи И. Настасьинского
Остроумие, проявленное в домашних делах, экономит материалы и средства. Это, конечно, главный стимул проявления творческой энергии. Но поговорите с теми, кто фантазирует и сам реализует свои придумки,— каждый из них скажет, что получает наслаждение от самого процесса поиска оригинальных решений и не меньшую радость, когда делится своими открытиями с кем-либо из знакомых.
Мы приглашаем на страницы всех, кто что-то остроумное сделал или придумал для облегчения быта и украшения.
Разное
На страницах журнала “Радио” можно найти описание различных конструкций термостабилизаторов, предназначенных для использования в домашнем овощехранилище.
Термостабилизатору, служащему для поддержания небольшой положительной температуры в расположенном на балконе теплоизолированном ящике для хранения овощей в зимний период, посвящена статья.
В этой статье автор даёт обзор различных конструкций термостабилизаторов, описанных в журнале “Радио”, указывает на их преимущества и недостатки, а также предлагает свой вариант конструкции термостабилизатора, приводит рекомендации по устройству самого ящика-овощехранилища и выбору нагревательных элементов.
В качестве нагревательных элементов для обогрева ящиков небольшого объёма применяют самодельные нагреватели из нихромовой спирали или лампы накаливания. С точки зрения электробезопасности применение ламп накаливания предпочтительнее, но они иногда перегорают.
Применение устройств защиты или последовательное соединение ламп накаливания значительно продлевают срок их службы, но полностью исключить вероятность перегорания всё-таки не могут. Так как лампы расположены внутри обогреваемого объёма, визуально контролировать их работоспособность не всегда возможно, а их выход из строя в зимние холода неминуемо приведёт к замерзанию продуктов, находящихся в овощехранилище.
Из сказанного выше следует вывод, что термостабилизатор должен осуществлять контроль исправности ламп, выполняющих функции нагревателя. Это можно реализовать, установив в квартире светодиод, подключённый либо параллельно токоограничительному резистору или цепочке диодов, включённых последовательно с лампами-нагревателями
(светодиод будет светить в момент включения ламп и гаснуть при их выключении), либо (последовательно с токоограничительным резистором) параллельно контактам реле или симистору, коммутирующему лампы-нагреватели (светодиод будет светить при выключенных лампах и гаснуть при их включении).
Однако оба эти варианта индикации не очень информативны, так как не позволяют судить об исправности ламп при отключённом (первый вариант) или включённом (второй вариант) нагревателе. Гораздо информативнее будет индикатор, работающий при протекании через лампы небольшого дежурного тока [3] и позволяющий судить о работоспособности ламп вне зависимости от состояния силового коммутатора термостата.
Однако индикация поможет вовремя заметить выход из строя ламп-нагревателей лишь тогда, когда в помещении постоянно находятся люди, способные принять меры по восстановлению нормальной работоспособности нагревателя. В случае установки термостабилизатора там, где люди появляются нечасто, индикация исправности нагревателя не сможет содействовать повышению надёжности устройства.
В таком случае единственным верным решением является реализация системы автоматического резервирования ламп-нагревателей, которая в случае неисправности основных ламп автоматически включит резервные. К разработке предлагаемого читателям термостабилизатора автора статьи подтолкнула необходимость обеспечения положительной температуры в хорошо теплоизолированном небольшом боксе, расположенном под домом на дачном участке.
В этом боксе находятся бак с небольшим запасом воды, необходимым для бытовых целей в случае приезда на дачу зимой, и насос, подающий эту воду в кран на первом этаже (при отключении насоса вода из трубопровода, соединяющего насос с краном, самотеком сливается в бак, что предотвращает замерзание воды в трубопроводе). Также в боксе расположены блок охранной сигнализации дачного дома и аккумуляторы, обеспечивающие бесперебойную её работу в случае отсутствия электроэнергии и, как известно, “не любящие” сильного мороза.
В качестве нагревателей применены четыре лампы накаливания мощностью 300 Вт, соединённые попарно-последовательно и образующие соответственно основной и резервный нагреватели. Температура поддерживается термостабилизатором в боксе в интервале +10…15°С, но его несложно настроить и на другой температурный интервал, необходимый, например, для эксплуатации домашнего овощехранилища.
Схема термостабилизатора показана на рис. 1. Датчиком температуры служит терморезистор RK1, который совместно с резисторами R2—R5 образует измерительный мост, напряжение с диагонали которого поступает на входы компаратора DA1. При температуре терморезистора выше установленной подстроечным резистором R3 напряжение на инвертирующем входе компаратора будет больше, чем на неинвертирующем, на его выходе будет низкое напряжение, поэтому транзистор VT1 закрыт и лампы EL1, EL3 обесточены.
При снижении температуры сопротивление терморезистора RK1 увеличивается, в результате чего напряжение на инвертирующем входе компаратора уменьшается, и когда оно станет меньше напряжения на неинвертирующем входе, компаратор DA1 переключится и на затвор транзистора VT1 поступит напряжение питания, в результате чего он откроется и на лампы EL1, EL3 поступит напряжение.
Одновременно напряжение с выхода компаратора через резистор обратной связи R6, обеспечивающий гистерезис переключения, поступит на его неинвертирующий вход, в результате чего выключение ламп-нагревателей произойдёт при более высокой температуре, чем их включение.
Для проверки работоспособности термостабилизатора предусмотрена кнопка SB1 “Тест”, при нажатии на которую лампы-нагреватели включаются вне зависимости от температуры терморезистора.
Конденсаторы С1 и С2 подавляют помехи на входах компаратора.
Для контроля за исправностью ламп EL1 и EL3 в то время, когда они выключены, через них протекает ток, величина которого определяется сопротивлением резистора R8 и составляет около 0,4 мА.
Таким образом, вне зависимости от того, открыт транзистор VT1 или нет, прямым напряжением, снимаемым с диода VD9, открыт германиевый транзистор VT2, шунтирующий цепь зарядки конденсатора С4. В случае обрыва в цепи ламп EL1, EL3 падения напряжения на диоде VD9 не будет, транзистор VT2 закроется, в результате чего конденсатор С4 зарядится через резисторы R11 и R12 до напряжения питания и на выводе 9 элемента DD1.1 появится высокий логический уровень.
Если на выходе компаратора DA1 в этот момент также присутствует высокий уровень, на выходе элемента DD1.1 появится низкий логический уровень, а на выходе элемента DD1.2 — высокий, что приведет к открыванию транзистора VT3 и включению резервных ламп-нагревателей EL2 и EL4.
Узел индикации выполнен с применением двухцветного светодиода HL1 с кристаллами красного и зелёного свечения, которые включены встречно-параллельно.
Для работы узла индикации необходимо пульсирующее напряжение, которое поступает на вывод 5 элемента DD1.2 с диодного моста VD5—VD8 через резистор R10 и ограничивается по амплитуде стабилитроном VD12. Когда температура в хранилище выше порога включения и лампы-нагреватели выключены, на выводе 6 элемента DD1.3 присутствует низкий логический уровень, запрещающий прохождение импульсов, поступающих на вывод 5 элемента DD1.3.
На его выходе присутствует высокий уровень, а на выходе элемента DD1.4 — низкий, поэтому светит зелёный кристалл светодиода HL1. При включении основных ламп-нагревателей EL1, EL3 на выводе 6 элемента DD1.3 появляется высокий логический уровень, который разрешает прохождение импульсов с вывода 5.
В результате этого на выходе элемента DD1.3 появляются импульсы частотой 100 Гц, что приводит к включению поочередно двух кристаллов светодиода HL1, свечение которого становится жёлтым. В случае перегорания лампы EL1 или EL3 на конденсаторе С4 появляется высокий уровень напряжения, который через диоды VD14, VD15 поступает на оба входа элемента DD1.3.
При этом на его выходе появляется низкий логический уровень, в результате чего свечение светодиода HL1 станет красным, сигнализируя о неисправности основных ламп, вне зависимости от того, включены или отключены в данный момент резервные лампы-нагреватели.
Источник питания электронной части термостабилизатора собран на понижающем трансформаторе Т1, диодном мосте VD5—VD8 и интегральном стабилизаторе напряжения DA2, обеспечивающем постоянное стабилизированное напряжение питания 12 В. Лампы-нагреватели питаются выпрямленным напряжением с выхода диодного моста VD1—VD4, подключённого к сети 230 В.
Следует обратить внимание на то, что при последовательном соединении ламп обеспечивается защита коммутирующих полевых транзисторов от броска тока, который может возникнуть при перегорании нити накаливания одной из ламп.
При этом ток будет ограничен сопротивлением нити второй лампы. В случае применения в качестве нагревателей одиночных ламп последовательно с ними необходимо включить плавкие предохранители или автоматические выключатели, номинальные токи которых выбраны соответственно току, потребляемому лампами.
Обязательным в этом случае является соблюдение селективности срабатывания защиты, т. е. плавкий предохранитель или автоматический выключатель в цепи лампы должен срабатывать до того, как сработает защита в сети 230 В, к которой подключено устройство. Иначе при перегорании основной лампы и срабатывании защиты в сети 230В устройство будет обесточено со всеми вытекающими последствиями.
Большинство деталей термостабилизатора монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм, чертёж которой приведён на рис. 2. Для предотвращения электрического пробоя по поверхности платы между выводами полевых транзисторов в плате желательно сделать прорези шириной 1 мм и покрыть места пайки влагостойким лаком.
Диоды VD13—VD15 монтируют над микросхемой DD1, а резистор R6 — над микросхемой DA1. Стабилитрон VD12 установлен на плате перпендикулярно, для облегчения подбора резисторов R2, R6 их можно составить из двух, соединённых последовательно, расположив их также перпендикулярно плате.
Микросхему DA2 необходимо снабдить небольшим теплоотводом площадью несколько квадратных сантиметров. При мощности нагревателей более 200 Вт транзисторы VT1, VT3, а также диоды VD1—VD4 следует также установить на теплоотводы. В устройстве можно применить резисторы любого типа соответствующей мощности рассеяния, при этом мощность резистора R8 во избежание электрического пробоя должна быть не менее 1 Вт, а лучше 2 Вт, подстроечный резистор — СПЗ-9.
Оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, остальные — серий К73, К10-17 или подобные. Вместо диодов КД522А подойдут другие маломощные диоды, например, серий КД521, 1 N4148, взамен диодов 1N4004 можно использовать любые из серии 1N400x. Диоды КД202М можно заменить диодами КД202Р, 2Д202М и 2Д202Р, а на месте диода VD9 можно использовать диод серии КД202 с любым буквенным индексом.
Стабилитрон VD12 — любой маломощный с напряжением стабилизации 10…12 В. Замена транзисторов IRF840 — транзисторы IRF740 или отечественные серии КП707. Транзистор VT2 должен быть обязательно германиевым; подойдут транзисторы МП35, МП37, МП38 с любым буквенным индексом.
Микросхему КР142ЕН8Б можно заменить импортной микросхемой 7812, микросхему К561ТЛ1 — микросхемой CD4093BE или К561ЛА7, компаратор К554САЗ может быть с любым буквенным индексом. Кнопка — любая подходящая с самовозвратом, обеспечивающая электробезопасность, например КМ1-1. Тип применённого в конструкции светодиода автору неизвестен, но подойдёт отечественный светодиод КИПД-41 или импортный L-937EGW, L-117EGW.
Трансформатор Т1 — любой подходящий с напряжением вторичной обмотки 15…20В при токе нагрузки 50 мА. В авторском варианте с трансформатором, имеющим напряжение вторичной обмотки 22В при номинальном напряжении сети, устройство сохраняет работоспособность при понижении сетевого напряжения до 130 В, что весьма полезно в условиях сельской местности с хронически пониженным сетевым напряжением.
Терморезистор RK1 применён от мультиварки, его конструкция видна на рис. 3. Терморезистор установлен внутри стального оцинкованного корпуса “грибка”, снабжённого пружиной и лепестками, которые можно отогнуть, закрепив его таким образом в отверстии корпуса устройства.
Так как терморезистор не имеет обозначения на корпусе, его наименование установить не удалось. Имеющиеся у автора пять экземпляров таких терморезисторов имеют при температуре 20°С сопротивление от 80 до 90 кОм. Экземпляр, применённый в устройстве, при этой температуре имеет сопротивление 86 кОм.
В конструкции можно использовать терморезистор с отрицательным ТКС с другим сопротивлением, пропорционально изменив сопротивление резисторов R2 и R3. Все детали, кроме нагревателей, размещены в пластмассовом боксе на четыре модуля с прозрачной крышкой производства фирмы ИЭК, предназначенном для монтажа автоматических выключателей и другой модульной аппаратуры (рис. 3).
Плата закреплена четырьмя винтами М3 на стойках высотой 10 мм в верхней части основания корпуса. В нижней части основания размещены трансформатор и клеммная колодка, служащая для подключения ламп-нагревателей.
Диоды VD1—VD4 смонтированы на текстолитовой пластине, расположенной между трансформатором и платой. Отверстие в крышке корпуса, расположенное под прозрачной заглушкой, закрыто изнутри пластиной из полистирола, на которой закреплены кнопка SB1, подстроечный резистор R3 и светодиод HL1.
Светодиод также можно вынести за пределы устройства, соединив его с ним двухжильным кабелем, изоляция которого рассчитана на работу при сетевом напряжении, или использовать два светодиода, соединённых последовательно, один из которых расположить в корпусе устройства, а другой вынести в удобное для наблюдения место (сопротивление резистора R16 при этом необходимо уменьшить).
Терморезистор установлен снаружи корпуса устройства в верхней его части. Для крепления терморезистора использованы его штатные пружина и распорные лапки. Металлический корпус терморезистора соединён с минусовой линией питания.
Для предотвращения случайного прикосновения на терморезистор надет пластмассовый колпак (отпиленная нижняя часть от сменного картриджа фильтра “Барьер”), по окружности которого высверлены отверстия диаметром 2…4 мм, предназначенные для свободной циркуляции воздуха внутри колпака.
При изготовлении колпака на его нижней части следует оставить два диаметрально противоположных лепестка шириной 10 мм и длиной 15 мм, которые нужно отогнуть перпендикулярно оси колпака, предварительно нагрев их. Через просверленные в этих лепестках отверстия двумя винтами М3 колпак крепится к корпусу устройства. Внешний вид собранного термостабилизатора показан на рис. 4.
Налаживание лучше производить в два этапа. На первом этапе резистор R2 не устанавливают; в качестве нагрузки к выходу устройства подключают соединённые последовательно лампы накаливания (2 группы по 2 лампы) мощностью 60…90 Вт.
При включении устройства в сеть должен светить зелёный кристалл светодиода HL1, а лампы нагрузки должны оставаться погашенными. Если при включении устройства зажигаются лампы EL2, EL4, а светодиод светит красным, это означает, что ток базы транзистора VT2 недостаточен для его открывания.
В этом случае необходимо уменьшить сопротивление резистора R9 и, при необходимости, резистора R8. Если это не помогает, следует применить другой экземпляр транзистора VT2 с большим значением коэффициента передачи тока базы.
Если устройство включается нормально, необходимо нажать на кнопку SB1 — должны включиться лампы EL1, EL3, светодиод при этом сменит цвет с зелёного на жёлтый. Далее необходимо вывернуть из патрона одну из ламп (EL1 или EL3) — спустя приблизительно секунду (продолжительность зарядки конденсатора С4 через резисторы R11, R12) должен засветиться красный кристалл светодиода HL1.
Теперь при нажатии на кнопку SB1 должны включиться лампы EL2, EL4; цвет свечения светодиода при этом остаётся красным. Если устройство ведёт себя согласно описанному выше алгоритму, первый этап налаживания завершён. На втором этапе налаживания необходимо установить интервал температуры, в пределах которого будет работать термостабилизатор.
Для этого временно взамен резистора R2 устанавливают переменный резистор сопротивлением 330 кОм (назовём его R2*), а движок подстроечного резистора R3 устанавливают в верхнее по схеме положение.
Далее наливают в стакан воду и охлаждают её в морозильной камере холодильника примерно до +4°С, после чего в стакан помещают металлический корпус терморезистора “шляпкой” вниз (при этом не допуская попадания воды внутрь его корпуса) и образцовый термометр.
Далее переводят движок переменного резистора R2* в положение максимального сопротивления и, нагревая стакан с помощью расположенной рядом с ним лампы накаливания, наблюдают за показаниями образцового термометра.
При достижении температуры, соответствующей необходимому нижнему пределу регулирования (нижней температуре включения), уменьшают сопротивление переменного резистора R2* до момента зажигания ламп EL1, EL3. Продолжая нагревать воду в стакане, определяют температуру, при которой лампы гаснут, и записывают показания термометра — это будет нижняя температура отключения.
Далее движок подстроечного резистора R3 переводят в нижнее по схеме положение, при этом лампы EL1, EL3 снова должны включиться, и, продолжая нагревать воду, определяют момент отключения ламп — это будет верхняя температура отключения. После этого стакан помещают в подготовленную заранее ёмкость с ледяной водой.
Температура воды в стакане начинает уменьшаться, и в какой-то момент лампы включатся — это будет верхняя температура включения. Если получившийся интервал регулирования температуры устраивает, измеряют сопротивление введённой части переменного резистора R2* и впаивают постоянный резистор этого сопротивления на место резистора R2.
Если же интервал регулирования температуры получился слишком узким, устанавливают подстроечный резистор R3 большего сопротивления и повторяют описанную выше процедуру налаживания.
Интервал температуры между включением и отключением нагревателя на нижнем и верхнем пределах регулирования — это гистерезис переключения термостабилизатора, величина которого зависит от сопротивления резистора R6.
Чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше гистерезис, и наоборот. В авторском варианте нижняя температура включения нагревателя — 9,9°С, нижняя температура отключения — 10,9°С, верхняя температура включения — 13,1°С, верхняя температура отключения — 14,3°С, в итоге интервал регулирования температуры — 3,4°С и гистерезис — около 1,1°С.
Точную установку температуры в заданном интервале регулирования производят подстроечным резистором R3 с помощью образцового термометра непосредственно в том объёме (помещении), температуру в котором необходимо стабилизировать, если взамен подстроечного резистора R3
установить переменный с ручкой и проградуировать его шкалу, то такой термостабилизатор можно превратить в довольно универсальный прибор, пригодный для регулирования температуры в различных условиях.
При налаживании и эксплуатации устройства следует помнить, что все его элементы, а также корпус терморезистора гальванически связаны с сетью, поэтому следует соблюдать правила электробезопасности.
Регулировку сопротивления подстроечного резистора необходимо производить только с помощью отвёртки с хорошо изолированной ручкой, а в процессе налаживания во избежание поражения электрическим током устройство следует питать через разделительный трансформатор.
В данной статье рассматривается самодельный терморегулятор для погреба, который можно изготовить своими руками из доступных недорогих радиодеталей. Схема достаточно проста и состоит из двух блоков. Первый измерительный – собран на базе компаратора 554СА3, второй блок собран на регуляторе мощности КР1182ПМ1 выполняющий роль коммутатора нагрузки до 1000 Вт.
Описание работы терморегулятора
Как уже было сказано выше, измеритель температуры терморегулятора для погреба построен на основе компаратора DD1. На один из его входов (3 прямой вход) подается постоянное напряжение с делителя напряжения состоящего из резисторов R3 и R4. На другой его вход (4 инверсный вход) также подается напряжение с делителя на резисторах R1 и R2. Резистор R2 представляет собой терморезистор ММТ-4 и является измерительным элементом конструкции.
При температуре в погребе выше чем 3…6 градусов на выводах компаратора DD1 (выв. 3 и 4) находится равное напряжение, вследствие чего на выходе (9) присутствует лог.1. Поэтому на реле K1 нет напряжения и его контакты замкнуты. Это приводит к блокировке работы фазового регулятора КР1182ПМ1 и терморегулятора в целом.
Если же температура в погребе опустится ниже отметки 6…3 градусов, то это приведет к увеличению сопротивления терморезистора R2 и как следствие это приведет к разбалансировке напряжений на входах компаратора. Теперь на выходе DD1 появится лог.0 и включится реле. Реле, разомкнув свои контакты, разрешает работу DD2.
Медленный заряд конденсатора С1 приводит к постепенному нарастанию напряжения и из-за этого произойдет плавное (в течении 1-2 секунды) включение электрических ламп, служащих в качестве нагревательного элемента терморегулятора погреба.
Подобный режим работы устройства сохраняет лампы от перегорания. Подстроечный резистор R4 необходим для более точной настройки требуемого уровня температурного режима. Откалибровать терморегулятор можно своими руками по термометру, установленному в погребе.
Детали терморегулятора для погреба
В качестве подстроечного резистора R4 использован резистор марки СП4-1. Его корпус водонепроницаем и защищен от пыли и грязи.
Терморезистор R2 типа ММТ-4 на 3,9 кОм. Так же возможно применить другой с сопротивлением в районе от 1 кОм до 10 кОм. При его выборе необходимо обратить внимание, что необходим резистор с отрицательным ТКС (температурный коэффициент сопротивления), его еще называют термистор. Отрицательный ТКС означает, что при нагреве термистора его сопротивление уменьшается, в отличие от позистора (положительный ТКС) сопротивление которого возрастает с увеличением температуры.
Терморезистор монтируется прямо на самодельную печатную плату. В случае если планируется применить выносной вариант датчика, то терморезистор подсоединяется к плате проводом в экранирующей оплеткой. И еще необходимо подпаять неполярный конденсатор 1 мкФ между выводом (3) компаратора и общим проводом схемы.
Реле К1 — герконовое реле с небольшим током потребления. Другое более мощное реле использовать нельзя, поскольку оно подключено непосредственно к выходу компаратора, ток нагрузки которого должен быть не более 50 мА. Можно так же своими руками изготовить такое рел. Для этого понадобится геркон, имеющий нормально замкнутые контакты. Поверх него необходимо намотать обмотку проводом ПЭЛ диаметром 0,1 мм и состоящую из 500 витков.
Тиристоры, возможно, заменить на КУ202К, КУ202Л, КУ202М. При использовании тиристоров КУ202К, КУ202Л мощность нагревательного элемента должна быть не более 200 Вт. В роли нагревателя в погреб крайне удобно применить электролампы накаливания. Четыре лампы по 100Вт, расположенные по углам погреба, гарантируют поддержание постоянной температуры в районе от 3 до 6 градусов при небольшом объеме погреба. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25 или CF-0,25. Следует отметить, что резисторы CF имеют цветовую маркировку.
Схема терморегулятора представлена на рисунке 1. Основой его является микроконтроллер PIC16F628A с соответствующей программой. Информация о реальной и установленной температуре выводится на трехразрядный индикатор MT30361 с общим катодом.
Необходимая температура устанавливается с помощью двух кнопок SB1 — уменьшение и SB2 — увеличение. В качестве обогревателей применены самодельные низковольтные обогреватели, как их сделать, можно прочитать здесь на сайте.
Коммутация обогревателей осуществляется с помощью мощного полевого транзистора IRL 2505, имеющего сопротивление открытого канала всего восемь тысячных ома, что дает возможность отказаться от радиатора. В крайнем случае, можно под транзистор подложить небольшую алюминиевую пластинку. Диодный мост VD1 собран из четырех диодов 2Д2997В, Uоб — 50вольт и Iпр — 30 ампер. Каждый диод установлен на отдельный радиатор площадью примерно 100см 2 .
VD2 — LB159 или любой маломощный, малогабаритный, импортный. Его можно собрать и из обычных диодов, изменив соответственно рисунок печатной платы. Силовой трансформатор ТС-180 взят от старого лампового телевизора. С трансформатора сматываются все вторичные обмотки и мотаются новые. Обмотка III имеет сто витков провода ПЭТВ диаметром 1,9мм, а лучше 2мм. Обмотка IV — 24витка любого провода диаметром не мене 0,25мм. Микросхему КР1157ЕН5А можно заменить на КР142ЕН5А. На схеме отсутствует сетевой предохранитель — обязательно поставьте. Все комплектующие установлены на выдвигающемся поддоне внизу термоящика. Хотя могут быть и другие варианты компоновки.
Да, чуть не забыл, на фото внешнего вида платы стоит другой коммутирующий транзистор (КТ972Б) и чуть изменена топология проводников печатной платы, просто той платы у меня уже нет. Программа и контроллер те, что надо.
До свидания К.В.Ю.
Читайте также: