Das Kellerthermostat wird verwendet, um die angenehmsten Bedingungen für die Lagerung von Gemüse und Obst zu gewährleisten. Es gibt viele Arten von Strukturen - einige sind für den Einsatz im Keller bestimmt, andere - für die Installation auf Balkonen. Das Design von Balkonkästen ist sehr einfach - ein Kasten mit hochwertiger Wärmedämmung, im Inneren sind Heizelemente eingebaut, mit deren Hilfe die optimale Temperatur aufrechterh alten wird. Ein solcher Mini-Keller ist sehr nützlich, wenn der Balkon unbeheizt ist und es im Winter draußen sehr k alt ist.
Allgemeines Funktionsprinzip des Thermostats
Der einfachste hausgemachte Kellerthermostat ermöglicht es Ihnen, die eingestellte Temperatur mithilfe von Heizelementen aufrechtzuerh alten. Je nach Temperaturunterschied können Sie folgende Heizelemente verwenden:
- Leistungsstarke Drahtwiderstände.
- Nichromspirale.
- Glühlampen.
- TENY.
Wenn Sie die Temperatur in einem kleinen Bereich ausgleichen müssen, reicht es aus, mehrere Glühlampen zu installieren - genau das wird getanhausgemachte Inkubatoren für den Geflügelanbau. Wenn Sie jedoch die Temperatur in einem weiten Bereich ausgleichen müssen, müssen Sie effektivere Mittel verwenden - Heizelemente oder Drahtwiderstände.
Der einfachste Weg, die gewünschte Temperatur zu h alten, ist die Installation eines Bimetall-Temperatursensors. Es sch altet die Heizelemente aus, wenn die eingestellte Temperatur erreicht ist. Aber Sie können einen Temperatursensor und ein einfaches elektronisches Gerät auf demselben Chip verwenden. Der Vorteil dieses Designs ist, dass es zuverlässiger ist - es hat keine mechanischen Unterbrecher. Alle Sch altarbeiten werden von der Mikrosch altung ausgeführt.
Sensorkalibrierung
Für unerfahrene Funkamateure ist das Einrichten des Geräts das Schwierigste, nämlich das Kalibrieren des Sensors und des Mikrosch altkreises. Dazu werden mehrere Aktionen ausgeführt - das Lesegerät wird zuerst in Wasser getaucht, dessen Temperatur 0 Grad beträgt, und dann in kochendes Wasser. Um den Regler zu kalibrieren, müssen Sie Zwischenwerte messen und die entsprechenden Markierungen setzen.
Es ist möglich, dass Sie vor dem Anschließen des Thermostats den Einrichtungsvorgang mehrmals durchführen müssen. Um sich aber nicht mit der eigenständigen Herstellung und Konfiguration des Gerätes herumzuärgern, kann man problemlos ein fertiges Gerät kaufen und in den Keller stellen. Die meisten Sensoren sind für die Arbeit mit Mikrocontrollern ausgelegt, sie haben am Ausgang ein digitales Signal, das über eine bidirektionale Eindrahtleitung übertragen wirdSchnittstellentyp 1-WIRE. Auf diese Weise können Sie recht komplexe Geräte entwerfen, z. B. Mehrpunktthermometer - das sind Geräte, mit denen Sie die Temperatur in mehreren Räumen gleichzeitig messen können.
Temperaturregler LM335
Unter allen Thermostaten kann man den billigsten und einfachsten hervorheben - LM335. Es hat mehrere Modifikationen - mit den Bezeichnungen 235, 135. In der Kennzeichnung gibt die allererste Ziffer den Umfang an:
- Die Zahl "1" bedeutet, dass das Gerät für den Einsatz in Geräten für den militärisch-industriellen Komplex ausgelegt ist.
- Die Zahl "2" - das Element wird in der Industrie verwendet.
- "3" - zum Einbau in Haush altsgeräte.
Das Aussehen des Thermostats ist das Gehäuse TO-92. Die interne Sch altung enthält 16 Halbleitertransistoren. Manchmal sind Sensoren im SO-8-Gehäuse zu finden, aber die Unterschiede sind nur optisch zu erkennen - die interne Sch altung bleibt unverändert.
Das Funktionsprinzip ähnelt in etwa einer Zenerdiode. Die Stabilisierungsspannung hängt direkt von der Temperatur ab. Bei einer Temperaturerhöhung um 10 Kelvin erhöht sich die Stabilisierungsspannung um 10 mV. In diesem Fall beträgt der Betriebsstrom des Geräts 0,45-5,0 mA. Falls der maximale Stromwert überschritten wird, überhitzt der Sensor und er misst die Temperatur seines Gehäuses.
Was zeigt die Anzeige an?
Aber wie verhält sich dieses Gerät im Kellerthermostatkreis? Wir müssen das herausfinden. Nehmen wir an, der absolute Nullpunkt in Innenräumen liegt 273 Grad darunterNull Celsius. Dies ist 0K, also müssen Sie eine kleine Konvertierung vornehmen. Unter Bedingungen, bei denen die Temperatur 0 K beträgt, erzeugt der Sensor kein Signal.
Sobald die Temperatur um 10 K ansteigt, steigt die Spannung um 0,01 Volt. Und dies geschieht bei jeder Temperaturerhöhung. Aber man muss bedenken, dass es solche Temperaturen nicht gibt, und 0 Grad Celsius sind 273 K. Normalbedingungen sind laut aller Lehrbücher 25 Grad Celsius, also 298 K. Mit ein paar Handgriffen kann man das bei feststellen einer Temperatur von 25 Grad Celsius, hat der Signalausgang des Sensors eine Spannung von 2,9815 Volt.
Der Temperaturbereich, in dem das Gerät arbeitet, liegt im Bereich von -40..+100 Grad Celsius. Außerdem ist seine Hauptkennlinie in diesem Bereich linear – dies erleichtert die Berechnung von Spannungen und Temperaturen. Und vergessen Sie nicht, dass der absolute Nullpunkt bei 273,15 K liegt. Bei präzisen Berechnungen sollten auch Hundertstelwerte nicht vernachlässigt werden.
Temperaturregelkreis
Das Gerät hat eine Art Anleitung. Der Thermostat kann gemäß den im Datenblatt angegebenen Schemata hergestellt werden. Dies ist ein ausführliches Handbuch, das alle möglichen Schemata zum Einsch alten des Geräts, seine Haupteigenschaften und Betriebsmerkmale beschreibt. Und es muss nichts extra erfunden werden - alle Designs sind jahrelang getestet und funktionieren stabil.
Alle Industriemuster von fertigen Geräten von Temperaturreglern werden hergestelltgenau nach den im Datenblatt angegebenen Schemata. Zu beachten ist, dass Sie das Heizelement nicht direkt ansteuern können, da das Signal sehr schwach ist. Sie müssen einen FET-Verstärker oder eine Baugruppe verwenden. Ein verstärktes Signal kann an einen Magnetstarter oder ein Relais angelegt werden.
Komparatorbetrieb
Ein Komparator ist ein Gerät, das die Temperatur mit einem eingestellten Wert vergleicht. Ohne die Grundlagen der Funktionsweise zu kennen, ist es nicht möglich, einen Thermostat für einen Keller auf einem Balkon herzustellen. Das Herzstück der Sch altung ist ein Komparator von LM311 - er hat zwei Eingänge und die gleiche Anzahl von Ausgängen. Eingänge:
- Gerade - mit einem "+" Zeichen gekennzeichnet.
- Invers - hat die Bezeichnung "-".
Der Arbeitsalgorithmus ist sehr einfach:
- Erhält der direkte Eingang mehr Spannung als der inverse, so wird der Ausgang auf High-Pegel gesetzt. Der Transistor öffnet und die Heizung wird eingesch altet.
- Ist die Spannung am invertierten Eingang höher, dann wird ein Low-Pegel gesetzt.
- Wenn die Ansprechtemperatur erreicht ist (sie wird durch einen variablen Widerstand eingestellt), erfolgt ein Übergang auf einen niedrigen Pegel - der Transistor schließt und die Heizung wird stromlos.
So schließen Sie das Gerät an die Heizung an
Das Heizelement ist die Belastung des gesamten Gerätes. Es ist wünschenswert, dass die Sch altelemente einen Sicherheitsspielraum haben - installieren Sie Relais mit einer Schutzart, die Feuchträumen entspricht, oder Magnetstarter. Das Signal vom Mikrocontroller muss gegeben werdeneinem Feldeffekttransistor zugeführt und verstärkt. Erst danach kann es verwendet werden, um die Spulen eines Relais oder Starters zu steuern, die in die Unterbrechung des Stromkreises einbezogen sind. Da sich das Kellerthermostat in einer feuchten Umgebung befindet, achten Sie auf die Sicherheit – installieren Sie Schutzsch alter und RCDs.
