Датчик температуры для вентилятора компьютера. Простые терморегуляторы в блоках питания - Все для "кулера" (Вентилятора) - Компьютер и электроника к нему!!! Терморегулятор на трех элементах
Предназначен для замыкания силовой электрической цепи при заданной температуре.
Часто используется в электрических шкафах для включения вентиляторов или кондиционера для защиты оборудования от перегрева.
Устанавливается на DIN рейке защелкиванием. Термостат не имеет собственного электропотребления. Принцип работы термостата основан на принципе деформации биметаллической пластины. Является аналогом термостата STEGO KTS 01141.0-00.
Технические параметры:
- Номинальный ток: 6(1)A 250VAC;
- Диапазон регулирования: 0 ... +60°С;
- Температура хранения и эксплуатации: -20°С... +80°С;
- Погрешность: ±4°C;
- Гистерезис: 7°C.
Терморегулятор регистрирует температуру в распределительном шкафу. Должен быть размещен в верхней части распределительного шкафа на максимальном расстоянии от нагревательного прибора или других источников тепла. Устанавливается на стандартной 35мм DIN рейке защелкиванием. Вентиляционные щели терморегулятора не должны быть закрыты. При настройке терморегулятора необходимо учитывать погрешность термостата. Пример: требуемая максимальная внутренняя температура в распределительном шкафу +45°C. Максимальная погрешность термостата +4°C, таким образом необходимо установить на рукоятке термостата 41°C (45°C-4°C).
Терморегуляторы широко используются в современных бытовых приборах, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при работе печей. Принцип действия любого терморегулятора основан на включении или выключении различных приборов после достижения определенных значений температуры.
Современные цифровые терморегуляторы управляются при помощи кнопок: сенсорных или обычных. Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых терморегуляторов является самой дорогостоящей. С помощью прибора можно предусмотреть изменение температуры по часам или задать необходимый режим на неделю вперед. Управлять прибором можно дистанционно: через смартфон или компьютер.
Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, сделать терморегулятор своими руками – задача довольно непростая, которая требует серьезных знаний. Но собрать небольшое устройство для кулера или инкубатора под силу любому домашнему мастеру.
Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.
Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.
Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.
Схема работы простого терморегулятора
Обычно для поддержания заданной температуры используются схемы на основе реле. Основными элементами, входящими в данное оборудование, являются:
- температурный датчик;
- пороговая схема;
- исполнительное или индикаторное устройство.
В качестве датчика можно использовать полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термореле.
Схема терморегулятор реагирует на превышения параметра над заданным уровнем и включает исполнительное устройство. Самым простым вариантом такого прибора является элемент на биполярных транзисторах. Термореле выполнено на основе триггера Шмидта. В роли датчика температуры выступает терморезистор – элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от повышения или понижения градусов.
R1 – это потенциометр, который устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счет регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора изменяется. При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему питанию оборудования. Чтобы защитить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.
Внимание! В интернете можно увидеть картинки с чертежами термостата для разного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не соответствуют друг другу. Иногда на рисунках могут быть представлены просто другие устройства. Поэтому изготовление можно начинать только после тщательного изучения всей информации.
Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего терморегулятора и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для отопления –другие.
Терморегулятор на трех элементах
Одним из элементарных устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой терморегулятор своими руками, предназначенный для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же существуют проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.
Схема терморегулятор в этом случае состоит всего лишь из трех элементов:
- силового транзистора MOSFET (N канальный), можно использовать IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А или IFR510 Power MOSFET;
- потенциометра 10 кОм;
- NTC термистора в 10 кОм, который будет выполнять роль сенсора температуры.
Термодатчик реагирует на повышение градусов, за счет чего срабатывает вся схема, и вентилятор включается.
Теперь переходим к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот момент, когда температура приближается к критической, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться очень медленно. Лучше сделать настройку несколько раз, чтобы убедиться в эффективности работы оборудования.
Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, значительно отличающиеся по виду и техническим характеристикам. У каждого сопротивления или реле есть несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны в схеме, можно брать и другие, совпадающие по параметрам с образцами.
Терморегуляторы для котлов отопления
При регулировке отопительных систем важно точно откалибровать прибор. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы можно воспользоваться следующей схемой.
С помощью этой схемы можно создать наружное оборудование для контроля за твердотопливным котлом. Роль стабилитрона здесь выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагреве. Резистор подключается в сеть делителя напряжения электричества. Необходимую температуру можно задать с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Полученный ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Последний соединен со вторым триггером.
Контроль температуры идет по следующей схеме:
- при понижении градусов напряжение в реле растет;
- при достижении определенного значения вентилятор, который соединен с реле, выключается.
Напайку лучше производить на слепыше. В качестве элемента питания можно взять любое устройство, работающее в пределах 3-15 В.
Осторожно! Установка самодельных приборов любого назначения на системы отопления может привести к выходу из строя оборудования. Более того, использование подобных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций в вашем доме.
Цифровой терморегулятор
Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.
Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.
При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.
При создании любого из устройств важно не только правильно спаять саму схему, но и продумать, как лучше разместить оборудование. Необходимо, чтобы сама плата была защищена от влаги и пыли, иначе не избежать короткого замыкания и выхода из строя отдельных элементов. Также следует позаботиться об изоляции всех контактов.
Видео
Сегодня рассмотрим принцип действия системы охлаждения радиатора, а точнее систему управления вентилятором. Вентилятор в автомобиле служит для охлаждения двигателя при его нагреве, однако постоянная работа вентилятора совсем не требуется, во-первых, она бессмысленна, когда радиатор не требует дополнительного охлаждения, во-вторых постоянная работа вентилятора сильно нагружает бортовую сеть, что также ни есть хорошо.
Поэтому нам необходимо обеспечить включение вентилятора при определенном нагреве радиатора (или жидкости в нем). Сама схема представлена на чертеже ниже, помимо включения при определенном нагреве схема обеспечивает плавное включение вентилятора и уменьшает звуковые шумы, что хорошо скажется на сроке службы вентилятора.
Основным элементом в схеме является терморезистор с отрицательным коэффициентом температурной зависимости. Рабочее сопротивление 5-50 кОм все зависит от марки терморезистора. Терморезистор приваривается непосредственно к радиатору. Операция очень ответственная, терморезистор обязательно должен касаться радиатора, при плохой сварке потом придется все переделывать, поэтому этому моменту уделяем особое внимание.
Все номиналы или их определение расписано в схеме, для подбора R1 замеряем мультиметром значение сопротивления терморезистора делим на 5. Полученный результат даст вам понять примерный диапазон значения переменного резистора. Устанавливаем необходимые значения резистора, распаиваем схему и начинаем отладку работы прибора.
Показанная на схеме RC цепочка указана штрихпунктирной линией, потому что не всегда требуется. В случае если при отладке схема будет «хондрить» ее надо будет довесить. Вращая переменный резистор и измеряя сторонним прибором температуру радиатора выставляем необходимую нам температуру включения вентилятора.
Вентилятор достаточно мощный прибор поэтому транзистор, коммутирующий ток через него, обязательно устанавливаем на теплоотвод или на корпус автомобиля, однако в этом случае необходимо обеспечить изоляцию корпуса транзистора от кузова, это обычно делается с помощью слюдяной прокладки. В качестве замены КТ815, можно взять КТ819 или иностранный аналог.
Такая система была проверена не однократно, как вариант – простой и доступный. Устройство из себя представляет терморегулятор для вентилятора , который с успехом можно использовать для автомобиля. Устройство состоит всего из 3-х компонентов – силовой транзистор, термистор на 10 килоОм и подстроечный резистор.
Транзистор нужен мощный, поскольку он является силовой частью регулятора и при подключении мощных вентиляторов через него будет протекать большой ток. Термистор работает в качестве датчика температуры. Подстроечный резистор на 10 кОм желательно взять многооборотный, для более точной настройки устройства.
Система идеально подходит для старых отечественных автомобилей, где вентилятор вращается независимо от температуры воды в двигателе. Полевой транзистор можно заменить на более мощный, к примеру IRZF44, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48, IRL3705, IRF3205 и другие – последний довольно мощный, рассеиваемая мощность на этом транзисторе составляет 200 ватт. В любом случае, транзистор нужно будет укрепить на теплоотвод, его просто можно укрепить к кузову автомобиля – через изолирующие пластинки и шайбы (обязательно), при маломощных нагрузках до 50 теплоотвод не потребуется.
Медленно вращая переменный резистор добиваемся нужной степени температурного срабатывания системы.
Как известно, термисторы бывают двух основных видов – с положительным и отрицательным температурным коэффициентом. В случае первого при повышении температуры сопротивление возрастает, а с отрицательным коэффициентом – уменьшается. В моем опыте был использован термистор с положительным коэффициентом температуры, поскольку второй разновидности под рукой в тот момент не оказалось.
Когда термистор нагревается до определенного уровня, то его сопротивление резко возрастает и прекращается подача тока на затвор силового ключа, в следствии чего, полевой ключ закрывается, при прекращении нагрева сопротивление термистора уменьшается (в моем случае 220-230 Ом, при комнатной температуре порядка 19гр) и опять возобновляется подача тока на затвор ключа, последний открывается, подавая напряжение на вентилятор.
На базе такой простейшей схемы можно построить довольно чувствительные датчики температуры, которые можно будет использовать в быту, для реализации самых разных идей, при использовании более точных переменных резисторов (многооборотный резистор) можно добиться срабатывания и отключения того или иного устройства от температуры человеческого тела.
