Régulateurs de température 12 volts. Comment assembler un thermostat à la maison. Thermostat électronique DIY, schéma de l'appareil

Le thermostat numérique universel TR-12V-DS est conçu pour mesurer et maintenir la température dans des limites spécifiées (de -55 à +125°C) et peut être largement utilisé pour un contrôle précis de la température dans les circuits électriques avec une tension de 12 Volts.

Champ d'application

Le régulateur de température TR-12V-DS est le plus demandé pour une utilisation dans les véhicules automobiles équipés d'un réseau de bord 12 V ; peut être utilisé dans les incubateurs, les couveuses ; V divers systèmesà base de batterie panneaux solaires et d'autres sources alternativesénergie; dans un équipement alimenté en 12 Volts. Le capteur de température est le capteur numérique de haute précision DS18B20, largement utilisé.

Fonctionnalité

Le thermostat de climatisation TR-12V-DS mesure la valeur de température à l'emplacement du capteur et donne l'ordre d'allumer ou d'éteindre la charge via un relais électromagnétique. Tous les appareils électriques de chauffage ou de refroidissement peuvent y être connectés. Où, Puissance maximum les appareils connectés ne doivent pas dépasser 2500 watts charge active(10 Ampères à cos ? = 1).

L'appareil dispose de réglages pour la température à maintenir et l'hystérésis, c'est-à-dire la différence de température entre l'allumage et l'extinction de la charge, grâce auxquels vous pouvez définir un « couloir » de température plus large et éviter un fonctionnement trop fréquent du relais. Le thermostat universel TR-12V-DS peut être configuré à la fois pour le mode chauffage (allumer l'appareil de chauffage lorsque la température descend en dessous de celle réglée) et pour le mode refroidissement (allumer l'appareil de refroidissement lorsque la température dépasse celle réglée). De plus, le thermostat dispose d'une minuterie intégrée, grâce à laquelle vous pouvez programmer le thermostat pour maintenir la température pendant un certain temps (maintenir la température pendant X minutes -> s'éteindre jusqu'à ce qu'il soit allumé manuellement) ou pour fonctionner de manière cyclique. mode (maintien de la température pendant X minutes -> repos Y minutes -> maintien de la température...). L'appareil a également la capacité de limiter les valeurs supérieures et supérieures spécifiées. limite inférieure plage de températures maintenues.

Le thermostat est livré dans un petit boîtier transparent de 6 (8) x 5 x 3 cm et comporte des trous pour la fixation avec des vis autotaraudeuses (vis) sur toute surface appropriée.

Dans cet article, nous examinerons les appareils qui prennent en charge un certain régime thermique ou signalent la réalisation de Valeur souhaitée température. De tels appareils ont très large champ applications : ils peuvent maintenir une température donnée dans les incubateurs et les aquariums, sols chauds et même faire partie Maison intelligente. Pour vous, nous avons fourni des instructions sur la façon de fabriquer un thermostat de vos propres mains et à un coût minimum.

Un peu de théorie

Les capteurs de mesure les plus simples, y compris ceux qui réagissent à la température, sont constitués d'un demi-bras de mesure composé de deux résistances, d'une référence et d'un élément qui modifie sa résistance en fonction de la température qui lui est ajustée. Ceci est montré plus clairement dans l’image ci-dessous.

Comme le montre le schéma, la résistance R2 est l'élément de mesure d'un thermostat fait maison, et R1, R3 et R4 sont le bras de référence de l'appareil. C'est une thermistance. Il s'agit d'un dispositif conducteur qui modifie sa résistance en fonction des changements de température.

L'élément thermostatique qui réagit aux changements d'état du bras de mesure est un amplificateur intégré en mode comparateur. Ce mode fait passer brusquement la sortie du microcircuit de l'état éteint à position de travail. Ainsi, en sortie du comparateur nous n'avons que deux valeurs « on » et « off ». La charge de la puce est un ventilateur PC. Lorsque la température atteint une certaine valeur dans les bras R1 et R2, un décalage de tension se produit, l'entrée du microcircuit compare la valeur sur les broches 2 et 3 et le comparateur commute. Le ventilateur refroidit l'objet souhaité, sa température baisse, la résistance de la résistance change et le comparateur éteint le ventilateur. De cette manière, la température est maintenue à un niveau donné et le fonctionnement du ventilateur est contrôlé.

Aperçu des circuits

La tension différentielle du bras de mesure est fournie à un transistor apparié avec grand coefficient amplification, et un relais électromagnétique fait office de comparateur. Lorsque la bobine atteint une tension suffisante pour rétracter le noyau, elle est déclenchée et connectée via ses contacts d'actionneurs. Lorsque la température réglée est atteinte, le signal sur les transistors diminue, la tension sur la bobine du relais chute de manière synchrone et, à un moment donné, les contacts sont déconnectés et la charge utile est désactivée.

Une caractéristique de ce type de relais est la présence d'une différence de plusieurs degrés entre l'allumage et l'extinction d'un thermostat fait maison, due à la présence d'un relais électromécanique dans le circuit. Ainsi, la température fluctuera toujours de quelques degrés autour de la valeur souhaitée. L'option de montage proposée ci-dessous est pratiquement sans hystérésis.

Fondamental circuit électrique thermostat analogique pour incubateur :

Ce programme était très populaire en matière de répétition en 2000, mais même aujourd'hui, il n'a pas perdu de sa pertinence et remplit la fonction qui lui est assignée. Si vous avez accès à des pièces anciennes, vous pouvez assembler un thermostat de vos propres mains presque gratuitement.

Le cœur du produit maison est l'amplificateur intégré K140UD7 ou K140UD8. DANS dans ce cas il est lié au positif retour et est un comparateur. L'élément sensible à la température R5 est une résistance de type MMT-4 avec TKE négatif, ce qui signifie que lorsqu'elle est chauffée, sa résistance diminue.

Le capteur à distance est connecté via un fil blindé. Pour réduire et fausse alarme appareils, la longueur du fil ne doit pas dépasser 1 mètre. La charge est contrôlée via le thyristor VS1 et la puissance maximale autorisée du chauffage connecté dépend de sa valeur nominale. Dans ce cas, un interrupteur électronique de 150 Watts - un thyristor - doit être installé sur un petit radiateur pour évacuer la chaleur. Le tableau ci-dessous présente les valeurs nominales des éléments radio pour l'assemblage d'un thermostat à la maison.

L'appareil ne dispose pas d'isolation galvanique du réseau 220 Volts lors de la mise en place, attention, il y a une tension secteur, ce qui met la vie en danger. Après l'assemblage, veillez à isoler tous les contacts et à placer l'appareil dans un boîtier non conducteur. La vidéo ci-dessous montre comment assembler un thermostat à l'aide de transistors :

Thermostat fait maison utilisant des transistors

Nous allons maintenant vous expliquer comment fabriquer un régulateur de température pour un plancher chauffant. Diagramme de travail copié à partir d’un échantillon en série. Il sera utile à ceux qui souhaitent se familiariser et répéter, ou comme exemple pour dépanner l'appareil.

Le centre du circuit est une puce stabilisatrice connectée d'une manière inhabituelle, le LM431 commence à faire passer le courant lorsque la tension est supérieure à 2,5 Volts. C'est exactement la taille de ce microcircuit source interne tension de référence. À une valeur de courant inférieure, rien ne passe. Cette fonctionnalité a commencé à être utilisée dans toutes sortes de circuits de thermostats.

Comme vous pouvez le constater, le circuit classique avec bras de mesure demeure : R5, R4 sont des résistances supplémentaires et R9 est une thermistance. Lorsque la température change, la tension se déplace à l'entrée 1 du microcircuit, et si elle atteint le seuil de fonctionnement, la tension se déplace plus loin dans le circuit. Dans cette conception, la charge du microcircuit TL431 est la LED d'indication de fonctionnement HL2 et l'optocoupleur U1, pour l'isolation optique du circuit de puissance des circuits de commande.

Un péché la version précédente, l'appareil n'a pas de transformateur, mais est alimenté par le circuit du condensateur d'extinction C1, R1 et R2, il est donc également sous une tension potentiellement mortelle et vous devez être extrêmement prudent lorsque vous travaillez avec le circuit. Pour stabiliser la tension et atténuer les ondulations des surtensions du réseau, une diode Zener VD2 et un condensateur C3 sont installés dans le circuit. Pour indiquer visuellement la présence de tension, une LED HL1 est installée sur l'appareil. L'élément de commande de puissance est un triac VT136 avec un petit faisceau pour le contrôle via l'optocoupleur U1.

À ces valeurs nominales, la plage de contrôle se situe entre 30 et 50 °C. Malgré l'apparente complexité à première vue, la conception est simple à mettre en place et facile à répéter. Diagramme visuel thermostat sur puce TL431, avec alimentation externe Les 12 volts destinés à être utilisés dans les systèmes domotiques sont présentés ci-dessous :

Ce thermostat est capable de contrôler un ventilateur d'ordinateur, des relais d'alimentation, des voyants lumineux et des alarmes sonores. Pour contrôler la température du fer à souder, il existe schéma intéressant en utilisant le même circuit intégré TL431.

Pour mesurer la température élément chauffant Ils utilisent un thermocouple bimétallique, qui peut être emprunté à un compteur distant dans un multimètre ou acheté dans un magasin spécialisé de pièces radio. Pour augmenter la tension du thermocouple jusqu'au niveau de déclenchement du TL431, un amplificateur supplémentaire est installé sur le LM351. Le contrôle s'effectue via un optocoupleur MOC3021 et un triac T1.

Lors du raccordement du thermostat au réseau, la polarité doit être respectée ; le moins du régulateur doit être allumé ; fil neutre, sinon une tension de phase apparaîtra sur le corps du fer à souder à travers les fils du thermocouple. C'est quoi principal inconvénient ce schéma, car tout le monde ne veut pas vérifier constamment que la fiche est correctement connectée à la prise, et si vous négligez cela, vous pouvez subir un choc électrique ou des dommages Composants electroniques pendant le soudage. La plage est ajustée par la résistance R3. Ce schéma garantira le fonctionnement à long terme du fer à souder, éliminera sa surchauffe et augmentera la qualité de la soudure grâce à la stabilité du régime de température.

Une autre idée pour assembler un thermostat simple est discutée dans la vidéo :

Contrôleur de température sur puce TL431

Un simple régulateur pour un fer à souder

Les exemples analysés de régulateurs de température sont tout à fait suffisants pour répondre aux besoins bricoleur à domicile. Les schémas ne contiennent pas de pièces de rechange rares et coûteuses, sont faciles à répéter et ne nécessitent pratiquement aucun ajustement. Ces produits faits maison peuvent facilement être adaptés pour réguler la température de l’eau dans un réservoir de chauffe-eau, surveiller la chaleur dans un incubateur ou une serre et améliorer un fer à repasser ou un fer à souder. De plus, vous pouvez restaurer un vieux réfrigérateur en refaisant le régulateur pour qu'il fonctionne avec des valeurs de température négatives, en remplaçant les résistances du bras de mesure. Nous espérons que notre article vous a été intéressant, que vous l'avez trouvé utile et que vous avez compris comment fabriquer un thermostat de vos propres mains à la maison ! Si vous avez encore des questions, n'hésitez pas à les poser dans les commentaires.

Après les vacances du Nouvel An, les colis tant attendus commencent à affluer. J'ai donc reçu un thermostat pour un de mes gadgets DIY (je l'ai mentionné dans mon avis).

Il y en avait déjà un similaire qui a écrit
Mais celui-ci, bien qu'un peu plus cher, a plus de réglages et le relais est plus puissant.

Description du vendeur :

Plage de température : -9-99 Celsius
Précision : 1 Celsius
Précision du contrôle : 1 Celsius
Plage de réglage : -9-99 Celsius
Taux de rafraîchissement : 0,5 S
Puissance d'entrée: DC12V
Sortie : sortie relais, capacité 220 V 10 A/12 V 10 A.
Exigences environnementales : -10-60 Celsius
Humidité : 20 % à 85 %
Taille: 78x51mm
Capteur de température : NTC (3950-10K 1 %)
Applicable à divers contrôles de température spatiale, contrôle de la température de l'eau, incubateurs, etc.
Lumières, tube numérique, état clé Description
Indicateur de démarrage rouge :
Indicateur de démarrage (rouge) qui signifie que les relais sont fermés, l'appareil commence à fonctionner
Feu stop vert :
Voyant stop (vert) qui signifie que le relais est déconnecté, l'appareil cesse de fonctionner
Tuyau numérique
Affichage LED rouge du milieu pour la détection de la température actuelle, tube d'affichage numérique vert du côté gauche comme température de démarrage réglée, affichage numérique vert du côté droit comme température d'arrêt réglée.

Nous le connectons à l'ancienne unité d'alimentation AT qui souffre depuis longtemps (en le chargeant en même temps avec un ventilateur pour refroidir le capteur).
Le thermostat « mange » 12 volts, exactement ce dont j'ai besoin.
Le relais est normalement ouvert, il est indiqué que le courant de commutation peut atteindre 10 ampères.

En plus de la température actuelle, les indicateurs affichent également des limites de réponse. Je les appellerai les températures de départ et d'arrivée (Ksiman a utilisé dans sa critique mot intelligent"hystérésis", pour être honnête, c'est "faible" pour moi)

Malheureusement, les assemblages LED sont assez difficiles à photographier, je devrai donc aussi décrire CE qui y était visible.

Nous réglons la température de départ à 22 degrés et tenons fermement le capteur dans notre main...
(début 22, actuel 22, fin 23)


La température monte et le relais s'active - la température actuelle est de 24 :

Si vous devez faire l'inverse - allumer lorsque la température baisse, il suffit alors de rendre celui de départ plus haut que celui de fin.
À partir du 24, actuel 24, finissant le 22, je refroidis le capteur avec un ventilateur. Refroidit très lentement...


La consommation actuelle est assez faible :


Revers du plateau. Le relais est standard, je ne l'ai même pas chargé - et on entend le clic :


Gros plan sur les microcircuits.




Il n'y a pas de signal sonore lorsque le relais est activé ; le buzzer soudé sur la carte émet un bip uniquement lorsque les boutons sont enfoncés.

Capteur:

Il est à noter que les seuils de température réglés sont conservés lors de la mise hors tension.

C'est tout. Désolé pour une certaine confusion, il fait juste très froid, mes pensées sont confuses.

Le thermostat a été acheté à mes frais.