Термостат своими руками схема

Схема термостата для котла отопления с использованием реле

Схема термостата осуществляет регулировку температуры отопления и принимает в расчет температуру воздуха на улице, создавая комфортную обстановку в доме.

В схеме термостата используются два датчика из терморезисторов, один из них размещается на улице, а другой на обратном трубопроводе до входа в котел.

Принципиальная схема термостата с датчиком на тензорезисторе

Оба терморезистора термистора имеют отрицательный ТКС, то есть с возрастанием температуры их сопротивление уменьшается, и на оборот. Термистор R3 устанавливается на улице, а R5 на трубопроводе. Переменное сопротивление позволяет задать температуру срабатывания термостата на улице от +10 градусов и ниже. Переменным сопротивлением R6 задаем комфортную температуру в доме. Трансформатор должен быть с вторичной обмоткой на напряжение 24 вольта с отводом от середины, то есть 12 В +12В. Реле в схеме на 12 вольт.

Схема термостата на таймере типа 555

Управляющие сигналы на таймер NE555 идут от 2 делителей напряжения. Первый подключен к выводу 6 и состоит из термистора с отрицательным ТКС, переменного сопротивления R1 и резистора R2. Второй делитель подключен к второму входу микросхемы и собран из резисторов R3, R4, R5.

Принципиальная схема термостата на таймере NE555

С уменьшением температуры, сопротивление термистора увеличивается и уменьшается потенциал на втором входе . Когда он упадет до 1/3 напряжения питания, на выходе таймера возникнет высокий уровень, и сработает реле терморегулятора, включая обогреватель, параллельно загорается светодиод HL2.

С повышением температуры потенциала на выводе шесть таймера будет возрастать до 2/3 Uпит, а затем на выходе таймера образуется низкий уровень, который отключит реле терморегулятора и нагрузку подключенную к нему, параллельно загорится светодиод HL1. Регулируя сопротивление переменных резисторов R1 и R4 можно выбрать требуемый температурный диапазон термостата.

Схема мощного термостата для нагрева воды

Схема самодельного бойлера рассчитана на мощность два киловатта. Конструкция имеет схемотехническую защиту от перегрева воды с блоком звуковой сигнализацией. Основой устройства являются операционные усилители, находящихся в одном корпусе микросборки КР140УД20А, соединенные по схеме компараторов. Силовой ключ, переключащий нагревательные элементы, построен с использованием оптотиристоров. Термостат выполнен на операционном усилителе DA1.1, В роли температурного датчика применен терморезистор ММТ-1, можно и КМТ-1.

Работает схема бойлерного термостата по следующему алгоритму. После включения питания, на первом выводе микросхемы DA1.1 устанавливается напряжение, величина которого определяется положением ползунка подстроечного сопротивления R2 и оно должно быть ниже напряжения на не инвертирующем входе выводе два. В этом случае на двенадцатом выходе ОУ, будет высокий потенциал, отпирающий транзистор VT1, поэтому оптотиристоры будут открыты, а нагреватель подсоединен к сети 220В. С ростом температуры жидкости сопротивление терморезистора падает, поэтому снижается и напряжение на втором выводе микросборки. Как только оно окажется ниже, чем напряжение на первом выводе, компаратор переключит напряжение на выходе почти до нуля. Транзистор и оптотиристоры закроются, нагреватели отсоединяться от сети. Предположим и-за сбоя в работе, температура воды будет продолжать увеличиваться, то в работу включится второй компаратор. Напряжение на его седьмом входе, при росте температуры, будет снижаться и в определенный момент времени оно станет ниже опорного напряжения на шестом выводе. Как только это произойдет откроется транзистор VT2, подающий на обмотку реле питающее напряжение, которое отключит нагреватели. Параллельно появится и разрешающее напряжение на втором выводе микросборки DD1, на которой выполнен генератор импульсов. Выходное напряжение с генератора поступает на импульсный усилитель, собранный на транзисторе VT2 — КТ972А. В нагрузку транзистора включен динамик с сопротивлением катушки 50Ом. В результате будет слышен аварийный прерывистый звуковой сигнал. Кроме того, засветится и светодиод HL1. Температуру включения аварийного реле задают сопротивлением резистором R4.

Схема термостата поддержания требуемой температуры

В связи с общедоступностью специализированной микросхемы термометра термостата DS1821.

Схемы на аналоговых элементах потеряли свою актуальность и рассматриваются в данной статье только ради общего развития и не рекомендуются для повторения.

В устройствах автоматического поддержания температуры в цепи управления питанием нагревателя применяют или контактные устройства (реле), или бесконтактные (тиристоры). Предпочтительнее применять тринисторные ключи как более надежные. Для управления тиристорами широко применяют как наиболее доступные схемы управления тиристорами на основе аналога однопереходного транзистора. Эта схема (рис.1,а) собрана на двух биполярных транзисторах n-p-n и p-n-p проводимостей (VT2, VT3).

Принципиальная схема термостата на ттранзисторах

Такая схема термостата выполняет фазоимпульсное управление тиристором и обеспечивает перемещение момента включения тиристора в любую точку полупериода сетевого напряжения. Управляющий ток включения тиристора обеспечивает накопительный конденсатор С1, включенный между эмиттером транзистора VT2 и общим проводом. Энергия, запасаемая емкостью конденсатора, близка к нулю в момент начала полупериода и возрастает в течение полупериода.

Момент начала разряда конденсатора через управляющий электрод тиристора определяет напряжение на базе этого транзистора, поданное со схемы управления. Снижение этого напряжения приближает момент открывания тиристора ближе к началу полупериода. И при некотром низком напряжении управления тиристор не открывается, так как на накопительном конденсаторе за время от начала полупериода еще не запасена энергия, достаточная для отпирания тиристора. Такая схема термостата хорошо обеспечивает автоматическое регулирование температуры в объеме непрерывным его подогревом. Однако для начального разогрева объема, когда температура сильно снижена, схема управления по состоянию датчика температуры дает очень низкое управляющее напряжение, тиристор не отпирается, и объем не подогревается. Таким образом, простое решенрие управления тиристором на основе аналога однопереходного транзистора не обеспечивает автоматический разогрев объема с температуры, значительно сниженной относительно требуемой. Такое положение нам не приемлемо, когда временно отключают электричество. Простая схема термостата, свободная от этого недостатка, показана на рисунке ниже

Схема термостата обеспечивает амплитудное управление включением тиристора и включает нагревательный элемент в объеме с любой низкой температуры на время до возрастания температуры до установленной на задатчике температуры R2. Продолжительность цикла подогрева контролирует датчик температуры в объеме R1. При начальном разогреве объема или при длительном отсутствии подогрева сопротивление датчика сильно возрастает, и при включении регулятора в сеть напряжение на базе транзистора VT1 удерживает его в открытом состоянии. Транзистор VT2 открывается, и по цепи управляющего электрода тиристора течет ток включения тиристора. Тиристор включается в начале каждого полупериода. По мере нагрева объема сопротивление датчика снижается.

При достижении в объеме температуры, равной заданной, транзисторы VT1 и VT2 закрываются. Тиристор закрыт. Подогрева нет до снижения температуры в объеме до значения не более чем на 1°С ниже заданной. После чего опять включается подогрев. Включенный тиристор шунтирует схему управления, и она энергии не потребляет, что позволяет снизить мощность ограничительного резистора R8. Свечение светодиода HL2 свидетельствует о включении устройства в сеть и об исправности цепи нагревателя, HL1 при этом не светится. Свечение HL1 свидетельствует о нагреве, HL2 при этом гаснет. Точность поддержания температуры около 1°С вполне приемлема. При настройке схемы нужно подобрать сопротивление резистора R6 и нанести шкалу задатчика температуры R2.

Для подбора R6 нужно в качестве нагрузки включить осветительную лампу, разорвать цепь датчика температуры и, уменьшая сопротивление резистора R6 с 2 кОм, получить свечение лампы в полный рис.1 накал. В схему установить R6 полученного номинала. Для разных экземпляров тиристоров R6 может различаться. Для нанесения шкалы задатчика включить резистор R2 так, чтобы в крайнем левом положении движка сопротивление цепи было наибольшим. Поместить датчик температуры вместе с ртутным термометром в сосуд с водой и довести температуру воды (подогревая ее или добавляя лед) до нужной температуры в начале шкалы задатчика. Затем, уменьшая сопротивление резистора R3 от 47 кОм, зажечь лампу. Зафиксировать величину сопротивления R3. Перевести движок R2 в крайнее правое положение. Повышая температуру воды, зафиксировать температуру, при которой лампа погаснет. Это - верхняя температура шкалы задатчика. Промежуточные деления шкалы наносят по нужным показаниям ртутного термометра на том месте шкалы возле указателя задатчика, у которого незначительное движение рукоятки задатчика вызывает переключение лампы. Шкала задатчика имеет более широкий диапазон температур при большем номинале R2 и наоборот.

При номиналах, указанных на рис.2, диапазон шкалы составляет около 6°С. В схеме применены: в качестве датчика температуры R1 терморезистор типа ММТ-4 или КМТ-1, ММТ-1 от 2 до 10 кОм; VT1 может быть КТ315, КТ3102 с любой буквой; VT2 - типа KT361, KT3107, KT209, КТ313 с любой буквой; тиристор VS1 - типа КУ201, КУ202 К-Н; диоды моста должны быть с обратным напряжением более 300 В и прямым током, достаточным для питания обогревателя; светодиоды HL1 - АЛ307Г, HL2 - АЛ307Б. При мощности нагревателя более 100 Вт тиристор и выпрямительные диоды следует установить на радиаторах. Регулятор можно использовать и как измеритель температуры в месте установки датчика. Для этого, поворачивая рукоятку задатчика температуры, добиться погасания одного из светодиодов и свечения другого и наоборот. В этой ситуации указатель задатчика направлен на своей шкале на измеряемую температуру. Конструктивно датчик температуры целесообразно защитить от механических воздействий. Для этого терморезистор помещают в пластмассовую трубочку.

Терморезистор типа ММТ-4 предварительно нужно извлечь из металлического корпуса. Трубочку заполнить трансформаторным маслом и с обеих сторон плотно закрыть резиновыми пробками из плотной резины. В одной из пробок иголкой проколоть два отверстия, в которые продернуть два тонких проводника в фторопластовой изоляции. Аналогичную конструкцию имеет нагревательный элемент для аквариума. В трубочку достаточной длины помещают цепочку из последовательно соединенных постоянных резисторов. Так, нагреватель мощностью 50 Вт состоит из 23 резисторов по 43 Ом, О,5 Вт в трубке длиной 50 см. Находясь в масляной среде (а весь нагреватель в воде), резисторы не перегреваются. Толщина стенок трубки должна быть малой. При работе со схемой необходимо соблюдать правила техники безопасности, так как на элементах схемы присутствует напряжение сети.