Automatisches Abtauen des Kühlschranks. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Bei Kühlschränken mit mechanischem Regler wird die Temperatur am Verdampfer gemessen. Es kommt vor, dass der Verdampfer mit Reif bedeckt ist und der Thermostat mit einem Fehler zu arbeiten beginnt, was zu Fehlfunktionen im Betrieb der gesamten Kühleinheit führt. Um diesem unerwünschten Phänomen (einschließlich Frostbildung) entgegenzuwirken, muss der Kühlschrank regelmäßig ausgeschaltet werden. Einige Ausführungen verfügen über einen halbautomatischen Abtaumodus, für den ein Heizelement mit entsprechender Taste in das System eingebaut ist.

Aber immer weiter verbreitet sind Geräte zum automatischen Einschalten der Kühlschrankabtauung, auch selbstgebaute.

Das vorgeschlagene elektronische Steuergerät ist für gewerbliche Kühlgeräte konzipiert. Mit nicht weniger Erfolg kann es in Haushaltskühlschränken mit separater Einschaltung des Kompressors und des Defroster-Heizelements eingesetzt werden. Das Gerät besteht aus thermoregulierenden und zeitgesteuerten Teilen. Der erste, der die Temperatur in der Kammer misst, hält die Kühlung in dem von der elektronischen Steuerung festgelegten Modus aufrecht. Der zweite schaltet alle 2-3 Stunden das Heizelement für 10-20 Minuten ein, um Frost aufzutauen, während der Betriebsmodus des Thermostats blockiert ist.

Der thermoregulierende Teil des Geräts basiert auf einem Temperaturmesser, der auf einem Komparator DA1 mit einer Messbrücke R1R2R6R7R8 basiert, deren unterer rechter Arm, der Thermistor R2, als Temperatursensor dient. Auf den Logikelementen DD3.3 und DD3.4 ist eine Sperreinheit aufgebaut, auf den Transistoren VT1 und VT4 ist ein Stromverstärker mit einem elektromagnetischen Relais K1 als Last aufgebaut, der mit den Kontakten K1.1 den Elektromotor M1 des Kühlschrankkompressors einschaltet .XNUMX.

Schematische Darstellung eines elektronischen Kühlschranksteuergeräts (zum Vergrößern anklicken)

PCB-Topologie (zum Vergrößern anklicken)

Das „Herzstück“ des Zeiteinstellungsteils des Geräts ist eine elektronische Einheit auf dem DD1-Chip, die einen Master-Oszillator sowie Frequenzteiler von 32 und 768 umfasst. Der DD60-Chip ist ein zusätzlicher Teiler mit einem Teilungsfaktor von 2. Auf den Logikelementen DD6 und DD3.1 ist ein RS-Trigger und auf den Transistoren VT3.2 und VT3 ein Stromverstärker montiert, dessen Last das Relais K4 ist. Über die Kontakte K2 wird das Heizelement RM des Defrosters eingeschaltet.

Der Betrieb des Thermostats basiert auf dem Vergleich der Spannungen an den Armen der Messbrücke, die einen Sensor enthält – den Thermistor R2, dessen Signal dem Eingang 4 des Komparators DA1 zugeführt wird.

Vom Ausgang 9 des Komparators wird das Temperatursignal (über die Sperreinheit – Logikelemente DD3.3 und DD3.4) dem Eingang des Stromverstärkers zugeführt, der an den Transistoren VT1 und VT2 erfolgt. Die Last ist hier das elektromagnetische Relais K1. Bei einer Temperatur über dem durch den variablen Widerstand R8 eingestellten Schwellenwert wird am Ausgang 9 des Komparators eine Spannung mit hohem Pegel eingestellt. Die Transistoren (VT1 und dann VT2) öffnen sich, wodurch das Relais K1 aktiviert wird, das über die Kontakte K1.1 den Kompressor-Elektromotor M1 mit dem Wechselstromnetz verbindet. Die Temperatur im Kühlschrank sinkt, wodurch der Widerstand des Thermistors R2 ansteigt.

Erreicht dieser den Schwellwert, wird der Komparator ausgelöst und an seinem Ausgang 9 ein niedriger Spannungspegel eingestellt. Die Transistoren VT1 und VT2 des Stromverstärkers schließen. Das Relais K1 gibt seinen Anker frei und öffnet dadurch die Kontakte K1.1 im Stromversorgungskreis des Kompressor-Elektromotors M1.

Die Widerstände R9 und R12 sorgen für eine Hysterese für DA1 und tragen zu einem klareren Betrieb des Thermostats bei. Die 9-V-Versorgungsspannung der Messbrücke und des Komparators wird durch die DA2-Mikroschaltung stabilisiert.

Die Kondensatoren C3 und C5 sind störungsfrei. Der Widerstand R14 dient als Last des offenen Kollektors des Komparators und R15 begrenzt den Basisstrom des Transistors VT1. Der Blocker (DD3.3 und DD3.4) trennt den Thermostat vom Stromverstärker, während das Heizelement RH des Defrosters in Betrieb ist. Die Diode VD2 überbrückt den Selbstinduktionsspannungsstoß an der Wicklung von Relais K1 im Moment des Schließens des Transistors.

Die Basis des Timing-Teils ist ein Timer auf den Mikroschaltungen DD1 und DD2. Beim Einschalten der Versorgungsspannung wird die Mikroschaltung DD1 über die Reset-Schaltung RЗС1 auf Null (log. 0) und der R6-Trigger über die R16С6-Schaltung auf den Einzelzustand (log. 1) gesetzt. Dann liegt am Ausgang 4 von DD3.2 und am Eingang 2 von DD3.1 log.O an, und am Ausgang 3 von DD3.1, verbunden mit dem Reset-Eingang I des DD2-Chips, liegt log.1. Der Teilerzähler wird auf Null zurückgesetzt.

Der Master-Oszillator (auf dem DD1-Chip, Widerstände R4, R5, R11 und Kondensator C2) erzeugt Impulse von 175 bis 280 Hz. Die Frequenz wird durch den variablen Widerstand R11 geändert. Die Schwingungsdauer der Generatorimpulse beträgt bei R11-Motor in Mittelstellung etwa 4,58 ms. Der Widerstand R4 begrenzt den Entladestrom des Kondensators C2.

Über Verbindungen innerhalb des DD1-Chips werden die Impulse des Master-Oszillators G an den CT-Teiler übertragen. In diesem Fall erhöht sich die Erzeugungsdauer um das 32-fache und am Ausgang S768 erscheint ein Signal mit einer Schwingungsdauer von 1 Minuten. Letzterer, der am C2,5-Eingang des DD2-Mikroschaltkreises ankommt, wird durch weitere 1 geteilt. Somit werden am M-Ausgang des 60-Mikroschaltkreises Impulse mit einer Periode von 001 Stunden erhalten.

Vom Ausgang M der Mikroschaltung DD1 durchläuft der erste positive Spannungsabfall, der nach etwa 1,5 Stunden auftritt, die Differenzierkette R13C4, den Widerstand R17 und schaltet, wenn er am Eingang 1 des Logikelements DD3.1 ankommt, diesen RS-Trigger. Am Ausgang 3 DD3.1 erscheint eine niedrige Spannung und am Ausgang 4 DD3.2 erscheint eine hohe Spannung. Letzterer öffnet über den Widerstand Y19 die Transistoren VT3 und VT4 des Stromverstärkers; Das Relais K2 wird aktiviert und die Kontakte K2.1 verbinden das Heizelement Rн mit der Stromversorgung.

Die vom Ausgang 4 von DD3.2 abgenommene Hochspannung wird dem Eingang 13 des Blockers DD3.4 zugeführt, der durch Einwirkung auf den Signalfreigabeeingang den Transistor VT1 schließt, wodurch der Thermostat vom Strom getrennt wird Verstärker.

Gleichzeitig ermöglicht eine vom Ausgang 3 von DD3.2 an Eingang I des DD2-Mikroschaltkreises gelieferte Spannung mit niedrigem Pegel den Betrieb des Teilers durch 6. Ein Impuls von S1 von DD1 wird dem CP des DD2-Mikroschaltkreises zugeführt. Dann wird an Pin 5 dieser Mikroschaltung ein Signal mit einer Periode von 15 Minuten erhalten, das am Eingang 6 von DD3.2 ankommt, das R6-Flip-Flop schaltet und am Ausgang 4 von DD3.2 eine niedrige Spannung erscheint. Die Transistoren VT 1 und VT2 schließen, das Relais K2 gibt den Anker frei und trennt mit den Kontakten K 2.1 das Heizelement Rн der Abtauung vom Versorgungsnetz.

Das am Eingang 13 von DD3.4 ankommende Signal wirkt auf den Freigabeeingang. Der Blocker öffnet sich und der Thermostat wird an den Stromverstärker angeschlossen. Die Teiler auf den Chips DD1 und DD2 werden auf Null gesetzt und das R6-Flip-Flop wird auf den Eins-Zustand gesetzt.

Mit dem Eintreffen des nächsten Impulses von Pin 10 DD1, dessen positiver Abfall im Dauerzustand alle 2,5 Stunden wiederholt wird, wird die Abtauung für 15 Minuten eingeschaltet. Um das Gerät mit einer Wechselstrom-Netzspannung von 220 V zu versorgen, gibt es einen eingebauten Adapter mit einem Abwärtstransformator T1, einer Gleichrichterbrücke VD3-VD6, einem 9-Volt-Spannungsregler DA2 und einem kapazitiven Filter C7-C9.

Alle Komponenten des Gerätes (außer Transformator T1, Thermistor R2 Typ MMT-1 sowie variable Widerstände R8 und R11 Typ SP4-1) sind auf einer Leiterplatte mit den Maßen 118x65x1,5 mm aus einseitiger Glasfaserfolie montiert . Festwiderstände Typ MLT-O.125. Es wird empfohlen, K1-7 als Kondensatoren C73-C9 und Elektrolyt K8-9 für C50 und C16 zu verwenden. Halbleiterdioden - Silizium: KD102A (VD1, VD2) und KD106A (VD3-VD6).

Transistoren bestehen ebenfalls aus Silizium. In den Eingangsstufen - KT315G mit der Möglichkeit, es durch KT3102A (VT1 und VT3) zu ersetzen, in den Ausgangsstufen - KT815A oder KT817A (VT2 und VT4), vertikal eingebaut, ohne Kühler. Mikroschaltungen: DA1 - K554SAZ, DA2 - KR142EN8G, DD1 - K176IE12, DD2 - K561IE8, DD3-K561LE5.

Elektromagnetische Kfz-Relais vom Typ 113.3747-10, deren leistungsstarke Kontakte dem wiederholten Einschalten sowohl des M1-Kompressor-Elektromotors als auch des Abtauheizelements Dn problemlos standhalten. Transformator T1 mit einer Leistung von 2-4 W (wird in vielen Industrieadaptern verwendet).

Das Debuggen der montierten Leiterplatte erfolgt im vom Kühlschrank getrennten Zustand. Anstelle einer Last (Elektromotor M1 und Heizelement Rн) werden gewöhnliche Tischlampen verwendet.

Der thermoregulierende Teil des Geräts muss empfindlich auf Temperaturänderungen im Bereich von minus 14 bis plus 4 °C reagieren. Allerdings ist es beim Debuggen der Elektronik schwierig, mit Kälte umzugehen, daher wird empfohlen, den Standard-R8 durch einen 1,5-kOhm-Widerstand zu ersetzen. Dann kann der Thermostat innerhalb besser zugänglicher Grenzen eingestellt werden: plus 18–40 °C. Und um die Einrichtungsarbeiten am Timing-Teil des Geräts zu beschleunigen, wird empfohlen, die Kapazität des Kondensators C2 um das Hundertfache zu reduzieren, dann wird die Impulsperiode vom Ausgang M der DD1-Mikroschaltung auf 90 s reduziert.

Das getestete und eingestellte Gerät (nach Wiederherstellung der für die Schaltung erforderlichen Elemente) wird im Kühlschrank montiert.

Autor: G.Skobelev

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