Zeitthermostat. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren

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Unter der Heimradioelektronik gibt es oft Dinge, die eher der Dekoration dienen. In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie einen Souvenir-Thermometer-Timer in einen Temperaturregler verwandeln.

Der Autor des Artikels wurde gebeten, einen Thermostat herzustellen, und als Haupteinheit des Entwurfs bot er an, ein im Handelsnetz unter dem Handelsnamen VICING AB Typ BOX 554S-631-07 gekauftes Timer-Thermometer zu verwenden (ein Fehler). könnte sich aufgrund der schlechten Qualität des Kennzeichnungsaufklebers in den Namen des Geräts eingeschlichen haben). Bevor mit der Beschreibung der entwickelten Schaltung fortgefahren wird, sollten noch ein paar Worte zum Gerät und den Fähigkeiten des Timer-Thermometers selbst gesagt werden. Und dies geschieht nicht zu Werbezwecken, sondern um das Funktionsprinzip des gesamten Geräts besser verständlich zu machen.

Das Timer-Thermometer erfüllt zwei Funktionen: Countdown-Zeit, im Timer-Modus, mit einem akustischen Signal am Ende eines zuvor eingestellten Zeitraums, und misst außerdem Temperaturen bis zu 300 °C mithilfe eines externen Sensors in Form einer Spitze Metall-Stab. Im Temperaturmessmodus ertönt zusätzlich ein akustisches Signal, wenn der zuvor eingestellte Schwellenwert erreicht wird. Alle Manipulationen werden über einen Schalter und Tasten auf der Frontplatte ausgeführt und durch eine digitale LCD-Anzeige angezeigt. Das Zeitthermometer wird von einem 1,5-V-Element vom Typ R6 gespeist.

Leider misst das Thermometer nur positive Temperaturen, was den Anwendungsbereich etwas einschränkt. Streng genommen ist es im Alltag schwierig, für dieses Produkt eine Verwendung zu finden, die seinem Preis entspricht. Vielmehr kann es als nützliches Souvenir angesehen werden.

Nachdem man sich über die Leistungsfähigkeit des Temperaturmessers informiert hatte, wurde dem Kunden eine Schaltung angeboten und anschließend erfolgreich umgesetzt (Abb. 1).

(zum Vergrößern klicken)

Zunächst zu den Themen elektrische Sicherheit und Erdung. Das Diagramm zeigt nicht die Elemente und Stromkreise der Schutzerdung, obwohl sie im tatsächlichen Entwurf vorgesehen waren. Um den Thermostat unter häuslichen Bedingungen zu verwenden, muss ein T1-Transformator mit einem separaten Abschnitt am Rahmen für die Sekundärwicklung verwendet werden. Dies erhöht die Sicherheit der Struktur. Der Körper besteht aus Kunststoff. Sie sollten auch darauf achten, dass das Gehäuse des Temperatursensors und das Abschirmgeflecht seines Kabels nicht geerdet oder mit irgendwelchen Metallstrukturen verbunden werden dürfen: Das Thermometer beginnt heimtückisch zu liegen oder verweigert sogar den Dienst.

Also, zum Diagramm oben. Wie bereits erwähnt, wird die Hauptfunktion der Temperaturmessung von VICING AB übernommen. Mithilfe des Thermometersignals können Sie bei Erreichen einer vorgegebenen Temperaturschwelle das Heizelement steuern, indem Sie es an das 220-V-Netz anschließen oder davon trennen. Diese Aufgabe übernimmt der Triac VS1, der von einem Generator an einem Unijunction-Transistor VT1 gesteuert wird wiederum durch die Transistoren VT2, VT3 eingeschaltet. Der Transistor VT2 empfängt Impulspakete, die vom Transistor des Temperaturmessers selbst erzeugt werden.

Da der Thermometer-Piepser über ein flexibles Kabel mit der Platine verbunden ist, ist es nicht schwierig, die notwendigen Informationen daraus zu entnehmen, wie aus dem Diagramm ersichtlich ist.

Der periodisch öffnende Transistor VT2 lädt den Kondensator C4 auf eine Spannung auf, die ausreicht, um einen Öffnungsstrom in der Basis des Transistors VT3 zu erzeugen. Der geöffnete Transistor VT3 überbrückt den Emitter des Transistors VT1, wodurch der Betrieb des Generators unterbrochen und der Triac VS1 ausgeschaltet wird. Dadurch wird die Heizung abgeschaltet und die Abkühlung des erhitzten Objekts beginnt. Bei sinkender Temperatur erfolgt der Einschaltvorgang in umgekehrter Reihenfolge.

Wie in jedem geschlossenen automatischen Steuersystem können Selbstschwingungen auftreten, die zu einer Temperaturüberschreitung über einen bestimmten Schwellenwert führen. Um die negativen Folgen dieses Phänomens zu vermeiden, sollte der Temperatursensor so nah wie möglich an der Heizung angebracht werden (nicht zu vergessen die Isolierung des Sensors!). Eine große Masse des Temperierobjekts führt zur Trägheit des Gesamtsystems und führt zudem zu einer Temperaturerhöhung. Dieser Effekt kann durch eine sinnvolle Wahl der Heizleistung minimiert werden. Bei der Überprüfung der Parameter der Arbeitsprobe (die Leistung des Heizgeräts wurde mit 60 W gewählt) überschritt die Temperatur den angegebenen Schwellenwert um 2 °C und die Temperaturinstabilität überschritt nicht ±1 °C.

Der Thermostat stellt eine Stromquelle für das Messgerät dar und besteht aus einer VD6-Zenerdiode und einer VD7-Diode. Als Sicherheitsnetz können Sie einen VD8-Stabilistor parallel anschließen. Bei der Überprüfung ist es notwendig, die Spannung dieser Quelle möglichst nahe an 1,55 V anzupassen. In diesem Puffermodus hält die Batterie lange und bei einem Stromausfall werden Informationen über die eingestellte Heizschwelle angezeigt Das Objekt geht nicht verloren. Während des Betriebs sollte besonderes Augenmerk auf die Betätigung der START/STOP-Taste gelegt werden: Für den normalen Betrieb des Thermostats muss die Anzeige ein Zeichen für das Einschalten des akustischen Alarms aufweisen. Sie können dies überprüfen, indem Sie den Schalter S1 einschalten (natürlich erst, wenn die eingestellte Temperatur erreicht ist). Es ist nicht überflüssig, Sie daran zu erinnern, dass der Thermostat ohne eine gründliche Funktionsprüfung nicht für längere Zeit im eingeschalteten Zustand unbeaufsichtigt bleiben sollte.

Ein paar Worte zu Radioelementen. Der Transformator T1 wird vom TOSNA-Netzteil, Standardgröße ShL 8X16, übernommen. Es macht keinen Sinn, einen solchen Transformator selbst herzustellen: Die Arbeitskosten sind hoch und die Ergebnisse können katastrophal sein, der Primärwicklungsdraht ist zu dünn und es gibt zu viel davon. Als Ersatz eignet sich ein Transformator mit einer Leistung von 1,5 ... 2 VA und einer Sekundärwicklungsspannung von 8 ... 10 V.

Der Transformatorkern besteht aus zwei Ferritringen der Marke M2000NM1 mit einer Größe von K12x8x3, aus dem gleichen Material können Sie auch einen Ring mit der Größe K16x10x4,5 nehmen.

Die scharfen Kanten der Kerne sollten mit Schleifpapier abgestumpft und anschließend vorsichtig mit zwei Lagen lackiertem Tuch umwickelt werden. Beim Wickeln des Drahtes ist darauf zu achten, dass der Abstand zwischen den äußersten Windungen der Wicklungen mindestens 3 mm beträgt. Die Wicklungen sind lose mit einem PETV939-Draht mit einem Durchmesser von 0,22 mm gewickelt. Die Primärwicklung enthält 50 Windungen, die Sekundärwicklung 70. Nach dem Wickeln wird der Transformator in PVA-Kleber getaucht und gründlich getrocknet.

Wenn im Design der Triac TS106-10 verwendet wird, sollte die Ausgangsstufe gemäß der in Abb. 2 gezeigten Schaltung aufgebaut werden.

Der Anpasstransformator hat die gleichen Daten, aber die Phasenlage der Sekundärwicklung sollte geändert werden. Der Triac KU208G kann bei einer Last von bis zu 200 VA ohne Kühler verwendet werden. Zur leichteren Justierung kann VICING über einen kleinen Stecker mit dem Betätigungsteil verbunden werden.

Während des Betriebs des Thermostats dringen Störungen, die in den Schaltmomenten auftreten, in das Netzwerk ein. Sie können nur durch Synchronisierung der Ein- und Ausschaltmomente des Triacs beim Nulldurchgang der Netzspannung vollständig beseitigt werden. In unserem Fall können Störungen durch den Einbau eines passiven Überspannungsschutzes reduziert werden.

Autor: L. F. Lyaskovsky

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