Как сделать терморегулятор — пошаговая инструкция, как собрать и подключить простой термостат в домашних условиях (75 фото)

Терморегуляторы могут быть очень разными. От самых простых, которые лишь управляют включением и выключением нагревателя (или охладителя), до сложных ПИД (пропорциональных интегрально дифференциальных) систем, такие устройства не только включают и выключают, но ещё и управляют мощностью подключенного нагревателя, или охладителя.

На контроле текущей температуры, основана работа большого числа, самых разных электроприборов, как бытовых, так и промышленных устройств.

Измеряется температура различными датчиками, в простейших устройствах, этот датчик попросту замыкает и размыкает цепь, при достижении объектом контроля установленного значения температуры. Такое устройство, можно легко приобрести, однако гораздо интереснее сделать терморегулятор своими руками.

В сети интернет, на многих ресурсах, можно найти инструкции для терморегулятора своими руками.

Обязательный состав термостата

Каждый термостат, обязательно содержит такие модули:

• Измерительный блок (датчик температуры); логический блок (блок сравнения); исполнительный блок (электронный, или электромеханический выключатель);
• Работу же терморегулятора можно описать так: логический блок сравнивает температуру с заданной, и на основании результатов сравнения выдаёт исполнительному блоку команду на включение, или выключение нагревателя (охладителя).
• Многие датчики температуры представляют собой измерительный мост (как правило резистивный). Такой мост состоит из четырёх сопротивлений, из которых три резистора имеют постоянное сопротивление, а один резистор изменяет сопротивление в зависимости от температуры.

Внимательно изучив схему включения резисторов для образования блока логики (сравнения) можно обратить внимание на то, что сопротивления резисторов (всех, кроме одного) постоянны, сопротивление же одного резистора, изменяется в зависимости от температуры, этот резистор и служит датчиком, который и измеряет температуру окружающей среды, а остальные резисторы, являются элементами блока сравнения температуры с заданной.

При изменении сопротивления датчика, на одной из диагоналей схемы появится потенциал, который можно использовать для управления исполнительным механизмом термостата.

Обычно, для окончательного сравнения сопротивления датчика температуры с заданным задатчиком сопротивлением, применяют микросхему компаратора, которая и является логическим блоком термостата.

• При достижении определённой (заданной) температуры, на выводах компаратора, появляется напряжение, которое и можно использовать для дальнейшего управления исполнительным механизмом, а он, в свою очередь, включит, или отключит нагревательный элемент (или охладитель).
• Таким образом, работают различные устройства, для работы которых нужно отслеживание температуры какого-либо объекта. Это могут быть системы электрического отопления, водонагревателя, инкубатора или тёплого пола, паяльной станции, системы охлаждения двигателя. Управления печами, или холодильным оборудованием.
• Как видно из этого перечисления, применяться терморегулирующие устройства могут в самых разнообразных областях.

В зависимости от того, как именно происходит регулирование температуры, термостаты принято различать по принципу их действия, а именно, на электромеханические и электронные, из электронных можно выделить цифровые устройства.

Работа первых двух типов состоит в срабатывании исполнительного механизма при достижении объектом заданной температуры, а в цифровых устройствах, сигнал с датчика может быть предварительно обработан, именно поэтому, подобные устройства, чаще других применяются в ПИД регулирующих устройствах.

Особенности схем терморегуляторов

В терморегуляторах, исполнительным устройством может являться электромеханическое реле, в тех же случаях, когда исполнительный механизм питается переменным напряжением, в качестве исполнительного устройства, легко может быть применён тиристор.

• Несомненным плюсом применения тиристора перед электромагнитным реле является то, что в нём отсутствуют механические контакты, а это очень положительно сказывается на сроке службы данного элемента (особенно, при управлении мощными нагрузками).
• Основным же преимуществом реле, является малое падение напряжения на его контактах во включенном состоянии. А это, в свою очередь, существенно уменьшает его нагрев по сравнению с тиристором.

Компаратором же, может служить как специализированная микросхема, так и микросхема обычного операционного усилителя.

Микросхема терморегулятора

Современный уровень интеграции электронных устройств позволяет оформить это устройство в одной микросхеме, такие микросхемы можно часто встретить в самых разных бытовых и промышленных приборах.

Однако при выходе такой микросхемы из строя, зачастую, заменить её просто не на что. Потому, для того чтобы отремонтировать терморегулятор, зачастую, вместо такой микросхемы применяется самодельный терморегулятор, собранный на отдельных элементах.

Конечно, такое устройство намного больше чем микросхема, однако, если позволяют габариты устройства, то применение такого устройства может быть вполне оправдано.

Пример терморегулятора

Терморегулятор можно изготовить из деталей, которые не являются дефицитными. Их легко можно приобрести в большинстве городов.

Схема терморегулятора приведена на рисунке, она представляет собой простой терморегулятор.

• Для питания устройства применяется источник на основе понижающего трансформатора, в качестве диодного моста, применяются маломощные диоды, подходящие по обратному напряжению, например, 1N4007.
• В качестве сглаживающего фильтра применён электролитический конденсатор, также, в блоке питания использован интегральный стабилизатор напряжения, с выходным напряжением в пять вольт.
• Также применяется транзистор средней мощности, с прямой проводимостью, например, это может быть транзистор КТ816А. Также, в схеме применён так называемый, управляемый стабилитрон TL431.
• Резисторы постоянного сопротивления с номиналами 4,7; 160, 150 и 910 кило Ом. И переменное сопротивление на 150 кило Ом. В качестве термодатчика использован терморезистор 50 кило ом.

Характеристика этого сопротивления (положительная, или отрицательная) зависит от того, какой нагрузкой будет управлять термостат (нагревателем или холодильником).

В качестве индикатора работы устройства используется светодиод, а как коммутирующий элемент, применено, электромагнитное реле с напряжением срабатывания двенадцать вольт (например, автомобильное).

Также используется фиксируемый выключатель на достаточный ток и корпус с объёмом достаточным для размещения устройства. Также, для удобства монтажа, рекомендуется изготовить печатную плату, согласно схеме изготавливаемого устройства.

Последовательность работ

Смонтировав схему выбранным способом, следует установить датчик таким образом, чтобы он, при работе, контролировал температуру необходимого объекта.

• Переменный резистор, следует установить таким образом, чтобы к нему был обеспечен удобный доступ.
• После чего, нужно нанести шкалу задаваемых температур, которые будут поддерживаться термостатом.

После того как все эти работы будут выполнены, к устройству подключают шнур питания (если сделать это раньше, то он будет сильно мешать при работе).

После сборки и настройки устройства, его помещают в корпус.

Фото самодельного терморегулятора