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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Automatische Lüftungssteuerung in der Küche. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Haus, Haushalt, Hobby Die Maschine, die wir unseren Lesern anbieten, sorgt durch Ein- und Ausschalten des Ventilators für eine angenehme Temperatur in der Küche. Dabei handelt es sich jedoch nicht um einen Thermostabilisator im üblichen Sinne. Seiner Arbeit liegt ein etwas anderes Prinzip zugrunde... Ausgangspunkt für die Entwicklung der Maschine war die Tatsache, dass bei laufendem Küchenherd die heiße Luft nicht gleichmäßig im Raum verteilt wird. Das Erwärmte steigt nach oben, das von außen kommende Kalte bleibt unten. So beträgt der Unterschied zwischen den Messwerten von Thermometern, die in der Nähe des Bodens und der Raumdecke angebracht sind, 8°C, selbst wenn der Elektroherd mit einem Viertel der Leistung betrieben wird. Die durchschnittliche Lufttemperatur lag je nach Jahreszeit und Tageszeit im Bereich von 16...32°C. Die Grenze zwischen den Luftschichten ist ziemlich scharf ausgeprägt und wird vom Menschen deutlich gespürt. In dieser Situation hat ein Ventilator in der Küche, der die Luft durchmischt, einen positiven Effekt. Beim Einschalten steigt die Temperatur unten und die Temperatur oben sinkt. Es empfiehlt sich, einen solchen Ventilator mit einem Timer auszustatten, der ihn nach einer bestimmten Zeit automatisch abschaltet. Dies schützt Sie vor den Folgen des Vergessens. Noch besser ist es, ein Gerät zu entwickeln, das auf ungleichmäßige Temperaturverteilung reagiert und den Lüfter nur dann einschaltet, wenn es wirklich nötig ist. Die Maschine, deren Schema in der Abbildung dargestellt ist, vereint beide Funktionen. Die Hauptkomponenten des Timers sind der RS-Trigger DD4.1, der Taktgenerator auf dem DD1-Chip und der Binärzähler DD3. Im Ausgangszustand des Timers, der durch Drücken der Taste SB1 eingestellt wird, liegt am Ausgang des Triggers DD4.1 (Pin 2) und am Eingang 1 des damit verbundenen DD1.1-Elements ein niedriger logischer Pegel an. Dadurch ist der Betrieb des Taktgenerators an den Elementen DD1.1 und DD1.2 untersagt. Am R-Eingang des DD3-Zählers wird das Protokoll in allen seinen Bits auf High-Pegel gesetzt. 0. Die Transistoren VT2 und VT3 sind geschlossen (es wird davon ausgegangen, dass der Schalter SA2 geöffnet ist), die LED HL2 leuchtet nicht, der Lüftermotor M1 ist durch die offenen Kontakte des Relais K1 vom Netzwerk getrennt.
Durch Drücken der SB2-Taste wird der Ventilator eingeschaltet und der Timer gestartet. Infolge einer Zustandsänderung des Triggers DD4.1 wird die Spannung mit hohem Logikpegel von seinem Ausgang den Basisschaltungen der Transistoren VT2 und VT3 zugeführt. Die LED HL2 leuchtet und das aktivierte Relais K1 versorgt den Lüfter mit Netzspannung. Gleichzeitig ist der Betrieb der Taktgeneratoren DD1.1, DD1.2 und Zähler DD3 erlaubt. Nach einer bestimmten Anzahl von Schwingungsperioden des Taktgenerators, abhängig von der Stellung des Schalters SA1, wechselt der niedrige logische Pegel am Eingang 9 des Elements DD2.2 auf hoch, was zur Rückkehr des Triggers DD4.1 und führt Der gesamte Timer wird in den ursprünglichen Zustand zurückgesetzt und der Lüfter wird ausgeschaltet. Mit der Taste SB1 kann der Lüfter vor Ablauf der Verschlusszeit ausgeschaltet und mit der Taste SB2 wieder eingeschaltet werden, der Countdown beginnt dann von vorne. Ein einfacher Druck auf die SB2-Taste verlängert den Betrieb des Lüfters. Der Temperaturdifferenzsensor ist am Komparator DA1 montiert. Seine empfindlichen Elemente sind zwei Thermistoren. Der erste von ihnen (RK1) wird in einer Höhe von 2,2 m und in einem horizontalen Abstand von nicht mehr als 0,8 m vom Ofen platziert. Der zweite Thermistor (RK2) wird unter dem ersten in einer Höhe von ca. 0,6 m installiert. Bei gleicher Temperatur der Thermistoren sind auch ihre Widerstände gleich. Dank des Widerstands R2 ist jedoch die Spannung am invertierenden Eingang (Pin 4) des Komparators DA1 höher als am nichtinvertierenden Eingang (Pin 3), wodurch an seinem Ausgang (Pin 9) eine Low-Logik vorliegt Ebene. Transistor VT1 ist geschlossen, LED HL1 ist aus. Der Lüfter funktioniert nicht, wenn er nicht mit der SA2-Taste eingeschaltet wird. Nehmen wir an, die Temperatur beider Thermistoren steigt oder sinkt auf die gleiche Weise. Damit einhergehend ändern sich ihre Widerstände und bleiben gleich. Daher bleibt der Zustand des Komparators derselbe. Wenn jedoch der Thermistor RK1 stärker erwärmt wird als RK2, wird die Spannung am invertierenden Eingang des Komparators DA1 niedriger als am nichtinvertierenden, was zum Schalten des Komparators führt. Die Spannung mit hohem Logikpegel an seinem Ausgang öffnet den Transistor VT1, und wenn der Schalter SA2 geschlossen ist, dann auch VT3. Die LED HL1 leuchtet auf, das Relais K1 funktioniert, der Lüfter wird unabhängig vom Status des Timers eingeschaltet. Nach dem Temperaturausgleich der Thermistoren kehrt der Komparator DA1 in seinen ursprünglichen Zustand zurück und schaltet den Lüfter aus. Die Kondensatoren C2 - C4 dienen zur Unterdrückung von Störungen und Störungen an langen Leitungen, die Thermistoren mit dem Gerät verbinden. Der Wert des Kondensators C4 ist bewusst kleiner als der von C3 gewählt. Dadurch konnte das kurzzeitige Einschalten des Lüfters bei Stromversorgung der Maschine vermieden werden. Die 12-V-Spannung zur Stromversorgung der Maschine wird von einer beliebigen stabilisierten Quelle bezogen. Die Stromaufnahme (ohne Relais K1) beträgt maximal 30 mA. Der Autor verwendete das KUTS-1-Relais (Pass RA3629000). Auch andere sind geeignet, zum Beispiel RES22 (RF-Pass 4.523.023-05.01). Im Gerät können Festwiderstände jeglicher Art eingebaut werden. Kondensator C1 ist ein Folienkondensator der Serie K73, C6 ist aus Keramik, der Rest sind Oxidkondensatoren K50-6 oder K50-35. LEDs HL1 und HL2 – jede entsprechende Leuchtfarbe, zum Beispiel KIPD05A (rot) und KIPD05B (grün). Sie können beide durch eine zweifarbige mit einer gemeinsamen Kathode ersetzen, zum Beispiel L-117EOW von Kingbright. Transistoren VT1 - VT3 - mit beliebigem Buchstabenindex. Der Komparator K554SAZ wird durch einen 521SAZ ersetzt, wobei die Unterschiede in der Pin-Nummerierung berücksichtigt werden. In Abwesenheit der K561TP2-Mikroschaltung wird der RS-Trigger (DD4.1) nach einem bekannten Schema aus zwei Elementen der K561LE5-Mikroschaltung oder anderen OR-NOTs zusammengesetzt. Durch Absenken der Versorgungsspannung auf 9 V können Sie anstelle der Mikroschaltungen der K561-Serie deren funktionale Analoga aus der K176-Serie installieren. Thermistoren RK1 und RK2 - MMT-4. Ihr Nennwert (Widerstand bei einer Temperatur von +25 °C) ist unkritisch und kann 82 kOhm erreichen, allerdings müssen die Thermistoren gleich sein, vorzugsweise „aus der gleichen Box“. Wenn Zweifel an der Identität der Eigenschaften von Thermistoren bestehen, ist es sinnvoll, die Gleichheit ihres Widerstands bei verschiedenen Temperaturen zu überprüfen. Beim Einbau in eine Maschine werden die mit ihren Metallgehäusen verbundenen Leitungen der Thermistoren an einen gemeinsamen Draht angeschlossen. Durch Einschalten der Maschine, Öffnen des SA2-Schalters und Drücken der SB1-Starttaste müssen Sie sicherstellen, dass der Taktgenerator an den Elementen DD1.1, DD1.2 funktioniert, die HL2-LED leuchtet und Das K1-Relais wird aktiviert und startet den Lüfter. Andernfalls müssen Sie die korrekte Installation und die Funktionsfähigkeit von Mikroschaltungen, Transistoren und anderen Elementen überprüfen. Befindet sich der Schalter SA1 in der im Diagramm angegebenen Position, sollte sich der Lüfter nach 15...20 Minuten automatisch abschalten und die HL2-LED erlöschen. Wenn Sie den Schalter SA1 in eine andere Position bringen, verdoppelt sich dieses Mal. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Lüfterbetriebszeit mit hoher Präzision einzustellen, sie kann jedoch bei Bedarf durch Auswahl der Werte von Kondensator C1 und Widerstand R5 „angepasst“ werden. Nachdem wir überprüft haben, dass der Timer funktioniert, beginnen wir mit der Installation des Temperaturdifferenzsensors. Die Thermistoren RK1 und RK2 werden vorab so platziert, dass sie sich auf die gleiche Temperatur erwärmen. In diesem Zustand ist sichergestellt, dass der Logikpegel an Pin 9 des Komparators DA1 niedrig ist und die HL1-LED nicht leuchtet. Wenn Sie den Thermistor RK1 um mehrere Grad erwärmen, indem Sie einen heißen Gegenstand darauf halten, sollte die LED aufleuchten und einige Zeit nach dem Entfernen des Gegenstands erlöschen. Die erforderliche Empfindlichkeit des Sensors wird durch die Wahl des Wertes des Widerstands R2 erreicht. Es ist zu berücksichtigen, dass beim Löten die Elemente der Maschine auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, wodurch sich ihre Eigenschaften verändern. Daher müssen Sie nach jedem Eingriff in das Gerät mit einem Lötkolben einige Minuten warten, damit die Elemente abkühlen können. Abschließend wird der beste Standort für die Thermistoren RK1 und RK2 experimentell ausgewählt. Autor: N. Latchenkov, Moskau
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