T’interessa fer un termòstat electrònic precís per a la teva nevera? Els 3 dissenys únics de termòstat d’estat sòlid que es descriuen en aquest article us sorprendran amb el seu rendiment “genial”.
Disseny # 1: Introducció
La unitat construïda i integrada amb qualsevol aparell rellevant començarà a mostrar a l'instant un control millorat del sistema, estalviant electricitat i augmentant la vida útil de l'aparell.
Els termòstats de nevera convencionals són cars i poc precisos. A més, són propensos al desgast i, per tant, no són permanents. Aquí es parla d’un termòstat de refrigerador electrònic senzill i molt eficient.
Què és un termòstat
Un termòstat, com tots sabem, és un dispositiu que és capaç de detectar un determinat nivell de temperatura establert i provocar o canviar una càrrega externa. Aquests dispositius poden ser tipus electromecànics o tipus electrònics més sofisticats.
Normalment, els termòstats s’associen a aparells de climatització, refrigeració i calefacció d’aigua. Per a aquestes aplicacions, el dispositiu es converteix en una part fonamental del sistema sense la qual l’aparell pot arribar i començar a funcionar en condicions extremes i, finalment, fer-se malbé.
L’ajust de l’interruptor de control que es proporciona als aparells anteriors garanteix que el termòstat talli l’alimentació de l’aparell un cop la temperatura superi el límit desitjat i es torni de nou tan bon punt la temperatura torni al llindar inferior.
Així, la temperatura dins dels refrigeradors o la temperatura ambient a través d’un aire condicionat es manté a rangs favorables.
La idea de circuit d'un termòstat de nevera que es presenta aquí es pot utilitzar externament sobre una nevera o qualsevol altre aparell similar per controlar el seu funcionament.
El control del seu funcionament es pot fer connectant l'element sensible del termòstat a la xarxa externa de dissipació de calor situada normalment darrere de la majoria de dispositius de refrigeració que utilitzen freó.
El disseny és més flexible i ampli en comparació amb els termòstats incorporats i és capaç de mostrar una millor eficiència. El circuit pot substituir fàcilment els dissenys convencionals de baixa tecnologia i, a més, és molt més barat en comparació amb ells.
Anem a entendre com funciona el circuit:
Funcionament del circuit
El diagrama al costat mostra un circuit senzill construït al voltant de l’IC 741, que bàsicament es configura com un comparador de voltatge. Aquí s’incorpora una font d’alimentació de menys transformador per fer el circuit compacte i d’estat sòlid.
Una configuració de pont que comprèn R3, R2, P1 i el NTC R1 a l'entrada constitueixen els principals elements sensorials del circuit.
L'entrada d'inversió del CI està fixada a la meitat de la tensió d'alimentació mitjançant una xarxa divisòria de tensió de R3 i R4.
Això elimina la necessitat de subministrar un doble subministrament a l’IC i el circuit és capaç de produir resultats òptims fins i tot a través d’un subministrament de tensió unipolar.
La tensió de referència a l'entrada no inversora de l'IC es fixa a través del P1 predefinit respecte al NTC (coeficient de temperatura negatiu).
En cas que la temperatura comprovada tendeixi a desplaçar-se per sobre dels nivells desitjats, la resistència NTC baixa i el potencial a l'entrada no inversora de l'IC creua la referència establerta.
Això commuta instantàniament la sortida de l’IC, que al seu torn commuta l’etapa de sortida que comprèn transistor, xarxa triac, apagant la càrrega (calefacció o sistema de refrigeració) fins que la temperatura arriba al llindar inferior.
La resistència de retroalimentació R5, fins a cert punt, ajuda a induir la histèresi al circuit, un paràmetre important sense el qual el circuit pot continuar canviant bastant ràpidament en resposta als canvis bruscos de temperatura.
Un cop finalitzat el muntatge, la configuració del circuit és molt senzilla i es fa amb els punts següents:
RECORDEU QUE TOT EL CIRCUIT ESTÀ EN POTENCIAL, DE manera que s’aconsella una extrema cautela mentre es realitza la prova i els procediments de configuració. L’ÚS D’UNA TAULA DE FUSTA O DE QUALSEVOL ALTRE MATERIAL AINGLLANT SOBRE ELS SEUS PEUS ES RECOMANA STRICTAMENT TAMBÉ USEU EINES ELÈCTRIQUES QUE SÓN AULLLATS PROPRE A LA VOLTA I A LA VOLTA
Com configurar aquest circuit electrònic de termòstat de nevera
Necessitareu una font de calor de mostra ajustada amb precisió al nivell de llindar de tall desitjat del circuit del termòstat.
Engegueu el circuit i introduïu i connecteu la font de calor anterior amb el NTC.
Ara ajusteu la configuració predeterminada de manera que la sortida només commuti (el LED de sortida s'encén).
Traieu la font de calor de l'NTC, en funció de la histèresi del circuit, la sortida s'hauria d'apagar en pocs segons.
Repetiu el procediment moltes vegades per confirmar el seu correcte funcionament.
D’aquesta manera es finalitza la configuració d’aquest termòstat de nevera i es pot integrar amb qualsevol nevera o aparell similar per a una regulació precisa i permanent del seu funcionament.
Llista de peces
- R1 = 10.000 NTC,
- R2 = 10K predefinits
- R3, R4 = 10K
- R5 = 100.000
- R6 = 510E
- R7 = 1K
- R8 = 1 M
- R9 = 56 OHM / 1 watt
- C1 = 105 / 400V
- C2 = 100uF / 25V
- D2 = 1N4007
- Z1 = 12V, díode zener de 1 watt
Disseny núm. 2: Introducció
2) A continuació s’explica un altre circuit de termòstat de nevera electrònic senzill però eficaç. La publicació es basa en la sol·licitud que m’ha enviat Mr.Andy. La idea proposada incorpora només un únic IC LM 324 com a component actiu principal. El correu electrònic que he rebut de Mr.Andy:
Objectiu del circuit
- Sóc Andy de Caracas. He vist que teniu experiència amb els termòstats i altres dissenys electrònics, així que espero que pugueu ajudar-me. He de substituir el termòstat mecànic de la nevera que ja no funciona. Em sap greu no escriure directament al bloc. Crec que és massa text.
- Vaig decidir construir un esquema diferent.
- Funciona bé, però només per a temperatures positives. Necessito que l’esquema funcioni de -5 centígrads a +4 centígrads (per utilitzar VR1 per ajustar la temperatura a la nevera en el rang de -5 centígrads + 4 centígrads, com feia l’antiga perilla del termòstat).
- L’esquema utilitza LM35DZ (de 0 Celsius a 100 Celsius). Estic fent servir LM35CZ (-55 centígrads a +150 centígrads). Per fer que el LM35CZ enviï tensió negativa, he posat una resistència de 18 k entre el pin2 de LM35 i el negatiu de la font d'alimentació (pin4 de LM358). (com a la pàgina 1 o 7 (figura 7) al full de dades).
- https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
- Com que faig servir una font d’alimentació estabilitzada de 5,2 V, he realitzat les modificacions següents: 1.ZD1, R6 estan fora. R5 és de 550 ohm.
- 2. VR1 és 5 K en lloc de 2,2 K (no he pogut trobar un pot de 2,2 K) El disseny no funciona a temperatures inferiors a 0 Celsius. Què més he de modificar? He fet algunes mesures.
- A 24 centígrads, LM35CZ dóna 244 mVAt -2 centígrads, LM35CZ dóna -112mV (a -3 centígrads és -113mV) A -2 centígrads, la tensió entre TP1 i GND es pot establir des de VR1 entre 0 i 2,07v Gràcies !
Avaluació del circuit:
La solució és probablement molt més senzilla del que pot semblar.
Bàsicament, el circuit només respon a temperatures positives perquè incorpora un sol subministrament. Per fer-lo respondre a temperatures negatives. cal alimentar el circuit o més aviat els opamps amb tensions de doble alimentació.
Sens dubte, això resoldrà el problema sense necessitat de modificar res del circuit.
Tot i que el circuit anterior es veu excel·lent, els nous aficionats poden trobar els circuits integrats LM35 i TL431 bastant desconeguts i difícils de configurar. Es pot construir un tipus similar de circuit d’un termòstat de nevera electrònic utilitzant només un IC LM324 i un díode normal 1N4148 com el sensor.
La figura següent mostra el cablejat senzill realitzat al voltant d'un IC opamp quad LM324 .
A1 produeix una connexió a terra virtual als circuits de detecció opamps, de manera que crea un subministrament de doble tensió evitant simplement el cablejat complicat i voluminós. A2 forma l’etapa de detecció que utilitza el 'díode de jardí' 1N4148 per realitzar tota la detecció de temperatura.
A2 amplifica les diferències generades a través del díode i l’alimenta a la següent etapa on A3 es configura com a comparador.
El resultat final obtingut a partir de la sortida de A4 s’arriba finalment a una altra etapa comparativa que consisteix en A4 i a la següent etapa de control de relés. El relé controla l’activació / desactivació del compressor de la nevera segons els paràmetres del P1 predefinit.
El P1 s’ha d’establir de manera que el LED verd només s’apagui a -5 graus o qualsevol altra temperatura més baixa, segons les necessitats dels usuaris. El següent P2 s’ha d’ajustar perquè el relé s’activi en les condicions anteriors.
R13 s'ha de substituir realment per un valor predefinit de 1 M. Aquesta configuració prèvia s'ha d'ajustar de manera que el relé es desactivi a uns 4 graus centígrads o qualsevol altre valor més proper, segons les preferències dels usuaris.
Disseny núm. 3
3) La tercera idea de circuit que s’explica a continuació la va demanar un dels entusiastes lectors d’aquest bloc, Mr.Gustavo. Havia publicat un circuit similar d’un termòstat de nevera automàtic, tot i que el circuit tenia la intenció de detectar un nivell de temperatura més alt disponible a la reixeta del darrere de les neveres.
La idea no va ser del tot agraïda pel senyor Gustavo i em va demanar que dissenyés un circuit de termòstat de nevera que pogués percebre les temperatures fredes a l'interior de la nevera, en lloc de les temperatures calentes a la part posterior de la nevera.
Així que amb un cert esforç vaig poder descobrir l’actual DIAGRAMA DE CIRCUITS d’una nevera controlador de temperatura , aprenem la idea amb els punts següents:
Com funciona el circuit
El concepte no és gaire nou, ni únic, és el concepte habitual de comparació que s’ha incorporat aquí.
L'IC 741 ha estat equipat en el seu mode de comparació estàndard i també com a circuit amplificador sense inversió.
El termistor NTC es converteix en el principal component de detecció i és el responsable específic de detectar les temperatures fredes.
NTC significa coeficient de temperatura negatiu, és a dir, la resistència del termistor augmentarà a mesura que baixi la temperatura al seu voltant.
Cal tenir en compte que el NTC s'ha de classificar segons les especificacions donades, en cas contrari, el sistema no funcionarà tal com es pretenia.
El preajust P1 s’utilitza per configurar el punt d’inici de l’IC.
Quan la temperatura a l'interior de la nevera cau per sota del nivell llindar, la resistència del termistor esdevé prou elevada i redueix la tensió del pin d'inversió per sota del nivell de tensió del pin no inversor.
Això fa que la sortida del CI augmenti instantàniament, activant el relé i apagant el compressor de la nevera.
P1 s’ha d’establir de manera que la sortida d’opamp sigui elevada al voltant de zero graus centígrads.
Una petita histèresi introduïda pel circuit és una benedicció o més aviat una benedicció disfressada, perquè a causa d’això el circuit no canvia ràpidament als nivells llindars, sinó que respon només després que la temperatura hagi augmentat aproximadament un parell de graus per sobre del nivell d’inici.
Per exemple, suposem que si el nivell d’inici s’estableix en zero graus, l’IC dispararà el relé en aquest punt i el compressor de la nevera també s’apagarà, la temperatura a l’interior de la nevera ara comença a augmentar, però l’IC no torna immediatament, però sí manté la seva posició fins que la temperatura hagi augmentat almenys fins a 3 graus centígrads sobre zero.
Es tractava de 3 dissenys de termòstat precisos i fiables que es poden construir i instal·lar a la nevera per al control de temperatura requerit.
Si teniu més preguntes, podeu expressar-ho mitjançant els vostres comentaris
Anterior: Circuit de llast electrònic de 40 watts Següent: Feu un multímetre de banc de treball amb l'IC 741
