Термостат с термометром


Отличительная особенность данного термостата в том, что у него есть индикатор «столбик» на светодиодах, который наглядно показывает на сколько температура в месте, где работает термостат, соответствует установленному значению, и как эффективно термостат поддерживает его значение.

Датчиком температуры является термистор R1 (полупроводниковый, с отрицательной температурной зависимостью). Он образует делитель напряжения с резистором R2. Так как с увеличением температуры сопротивление R1 уменьшается, напряжение на R2 изменяется в прямой пропорциональности от температуры. Это напряжение поступает на инверсный вход компаратора на операционном усилителе А1.

На прямой вход А1 подается напряжение с установочного делителя R3-R4-R5, где с помощью переменного резистора R4 можно установить такой порог переключения компаратора А1, который соответствует напряжению на R2 при необходимой температуре.

Некоторый гистерезис, необходимый для нормальной работы электромагнитного реле К1, устанавливается соотношением сопротивлений резисторов R6 и R7.

Пока температура среды, в которой находится термистор R1 ниже требуемой, напряжение на R2 выше, чем напряжение на прямом входе А1. В результате на выходе А1 напряжение высоко, что открывает транзистор VT1 и реле К1, включенное в его коллекторе, держит контакты замкнутыми, подавая ток на нагревательный элемент (на схеме не показан).

Резистором R4 устанавливается не точное значение температуры, а некоторый диапазон, например, 30-32С (а протяженность этого диапазона зависит от величин R7 и R6). Как только температура в зоне расположения R1 достигает верхнего порога этого диапазона (32С, в данном случае), напряжение на инверсном входе компаратора становится выше напряжения на его прямом входе. Компаратор переключается в состояние, когда на его выходе напряжение близко к нулю. Ключ на VT1 закрывается, и реле К1 выключает нагреватель.

Среда, в которой нужно поддерживать температуру, начинает остывать. Спустя некоторое время температура опускается до нижнего порога установленного диапазона (до 30С, в данном случае) и в результате роста сопротивления R1 напряжение на инверсном входе А1 становится ниже напряжения на его прямом ходе. Ключ VT1 открывается, а реле К1 включает нагреватель снова.

Индикатор температуры сделан на поликомпараторной микросхеме А2, предназначенной для индикации уровня напряжения на шкале из светодиодов. Опорное напряжение устанавливается переменным резистором R11, а измеряемое подается с R2 на вывод 5 А2. Резистор R11 должен быть также как и резистор R4 со шкалой, оцифрованной в значениях температуры. Ручку с риской R11 устанавливает на то же значение температуры, что и R4. В этом случае, когда температура находится в заданных пределах, будут гореть зеленые светодиоды (ЗЕЛ). При превышении температуры горят красные светодиоды (КР), а при пониженной температуре – желтые (ЖЕЛ)

Налаживание заключается в градуировке шкала R4 и R11 по образцовому термометру. Так же может потребоваться подбор R2 (под конкретный термистор) и R3, R5, R12 – под нужные пределы регулировки. Ширину диапазона контроля можно установить подбором сопротивлений R6 или R7.

Реле КУЦ-1 – это реле от ДУ старого телевизора. Такое реле допускает нагрузку до 200, если этого недостаточно, нужно использовать более мощное реле, например, автомобильное, соответственное используя более мощный ключ для его включения ( вместо VT1).

Светодиоды – любые. Операционный усилитель MC33171N можно также заменить практически любым ОУ широкого применения.

Стриженко А.Н.

Схема в Splan: скачать

Оригинал тут