Термодатчик, собранный своими руками, может принести несомненную пользу, как в домашнем, так и приусадебном хозяйстве. Контроллер температуры окружающей среды вовремя включит или наоборот выключит вентилятор, обогреватель, кипятильник, тёплые полы и много других приборов в доме, обогреет или проветрит теплицы. При наличии минимального опыта работы с инструментами сделать датчик температуры своими руками не составит особого труда.
Принцип работы
Идея создания термодатчика состоит в том, что в его качестве используется электропроводной элемент, который под воздействием колебаний температуры окружающей среды меняет своё сопротивление. Таким элементом является терморезистор.
Принцип работы переменного сопротивления заключается в том, что при нагреве сопротивление понижается и ток, протекающий через него, меняет свою характеристику. Этот процесс находит своё отражение в работе прикладной схемы, которая включает или выключает соответствующие приборы.
Сборка
Подготовив вышеперечисленные материалы и инструмент, переходят к пайке простенькой схемы.
- Плюсовую клемму блока питания соединяют проводом с входным контактом (+) кулера;
- Три вывода полевого транзистора спаивают проводами так: «исток» с кулером, «затвор» с терморезистором, «сток» с переменным резистором.
- Проводами соединяют свободные контакты терморезистора с «+» блока питания, переменного резистора с «−» того же блока.
Проверка
Тестируют терморегулятор в таком порядке:
- к терморезистору подносят горящую спичку или зажигалку при этом должен заработать кулер;
- при остывании вентилятор должен выключиться;
- если схема не срабатывает, нужно перепроверить пайку и контакты.
TR — терморезистор, К — кулер, R1 — переменный резистор, ПТ — полевой транзистор, АБ — аккумуляторная батарея 12 В.
Сообщества › Кулибин Club › Блог › Электрика: Датчики температуры, делаем сами.
Иногда возникает нужда в температурном контроле за каким нибудь процессом, будь то автомобиль или народное хозяйство. Схем термоконтроля всяких много, но датчики как правило имеют неудобный конструктив, не предусматривающий крепления в контролируемой среде. Вот о датчиках и поговорим.
Как правило, датчиками для измерительных схем служат полупроводниковые приборы — термисторы:
Корпус может быть другим, но внутри все равно будет сидеть примерно такая капелька с выводами.
Вторым распространенным датчиком температуры является DS1820:
зачастую они продаются в таком виде:
Внутри все та же микросхемка DS18B20 о трех выводах причем даже без термопасты.
Теперь давайте попробуем внедрить эти радиодетали в автомобиль, например для цифровой индикации температуры ОЖ или управления электровентиляторами.
Нам понадобится донорский датчик — любой подходящий по резьбе и стоимости. В моем случае это Волго-УАЗовский датчик ТМ 106-10
:
Берем дрель в качестве токарного станка и аккуратно зажимаем датчик в патрон. Ножовкой по металлу спиливаем завальцовку. Когда датчик развалится на составные части так же в дрели ровняем край датчика надфилем. Получаем корпус-заготовку для внедрения туда нашей радиодетали.
Далее можно пойти двумя путями:1. Залить в корпус расплавленного припоя, в этом припое просверлить канал и вставить туда термистор. Можно заполнить полость корпуса термопастой и воткнуть термистор в неё, но у олова теплопроводность на несколько порядков лучше чем у термопасты, поэтому термопасту конечно же надо применять, но мазать ее лучше тонким слоем.
Минус этого метода в большой инерционности полученного датчика.
2. Сделать так, как делаю это я Берем телескопическую антенну от какого нибудь старого ненужного девайса:
Если вы их раньше выкидывали, то делали это зря, потому что такие антеннки являются источником замечательных тонкостенных латунных трубочек разного диаметра:
Подбираем трубочку наиболее подходящую к термистору — он должен максимально плотно вставляться внутрь трубки. Отмеряем и опять воспользовавшись дрелью, отрезаем нужный нам кусочек трубки — резать лучше надфилем. Берем наш корпус-заготовку и сверлим его торец по диаметру трубки. Торец корпуса лудим оловом, трубку зачищаем до латуни и тоже облуживаем. Вставляем трубку в корпус и припаеваем их друг к другу, паяльника на 80Вт хватает за глаза. Должно получиться как то так (торец уже запаян небольшим кусочком медной фольги толщиной 1мм):
Проверяем полученный корпус датчика на герметичность. Я делаю это не очень технологично — на присос языком
Советуем изучить Все виды преобразователей напряжения
Если с герметичностью все в порядке приступаем к следующей стадии: установке термистора и разъема.
Опять все примеряем и отрезаем выводы термистора с тем расчетом, чтобы при установке в корпус термистор находился в конце трубки, а лучше упирался в торец:
Теперь термистор готов к установке. Закладываем немного термопасты вовнутрь трубки, сам термистор тоже немного обмазываем термопастой и вставляем в трубку. После того как термистор вошел в трубку под разъем закладываем немного приготовленного заранее поксипола или эпоксидного пластилина. Вдавливаем разъем в поксипол, излишки убираем. Когда поксипол окончательно застынет получается вот такой симпатичный датчик готовый к установке:
А вот так датчик будет стоять на своем рабочем месте — измерительная часть будет полностью омываться рабочей средой:
Ну и картинка общей проверки работоспособности электрической части:
Термодатчик на германиевых диодах
Особенностью германиевых полупроводниковых диодов является их высокая чувствительность к изменениям температуры воздуха. Поэтому эти радиодетали могут использоваться, как термодатчики при их обратном включении.
Их применение объясняется сильной зависимостью обратного тока от температуры окружающей среды. Эта особенность диодов используется в простой схеме регулятора скорости кулера.
Германиевые диоды, соединённые параллельно (3–4 шт.), включают в обратном направлении в цепь базы составного транзистора. Их стеклянные корпуса можно крепить прямо на кулер без всяких прокладок-теплоотводов. Резистор R1 предохраняет транзистор от теплового пробоя, а R2 определяет порог срабатывания регулятора. Если при превышении комнатной температуры вентилятор не включается, то число диодов надо увеличить. Когда кулер начинает вращать лопасти с большой скоростью количество радиодеталей уменьшают.
Виды регулятора температуры для котла отопления
В базовом исполнении на котлоагрегатах устанавливают простейший терморегулятор, отслеживающий степень нагрева теплоносителя в системе. Нужное количество градусов домовладелец задаёт вручную, затем начинает работать простой термоэлемент на основе биметаллической пластины. Он активирует нагрев теплоносителя, включая газовую горелку или ТЭН в электрокотле.
Более дорогие модели оснащают выносными терморегуляторами. Они контролируют температуру по нескольким каналам:
- контроль степени нагрева теплоносителя в системе отопления;
- отслеживание температуры воздуха в удалённом помещении выносным датчиком;
- включение отопления погодозависимым сенсором, установленным на улице;
- управление котельной установкой выносным комнатным терморегулятором.
Погодозависимые системы управления применяют реже остальных. Это связано с их высокой ценой, сложностью настройки и монтажа. Однако они обеспечивают наиболее эффективное управление котельной установкой: система оперативно реагирует на изменение погоды на улице, не дожидаясь, пока температура в помещении снизится или повысится.
Регулятор температуры, устанавливаемый на удалении от котла, становится внешним управляющим модулем. Он состоит из компактного термометра, логической схемы и коммутирующей аппаратуры. Основная его задача — мониторинг заданной температуры на основании показаний термоэлемента. Если в помещении становится холодно, он дистанционно включает отопление. Когда температура достигнет установленного значения, котёл выключится.
Периферийное котловое оборудование со встроенными регуляторами может выполнять и другие задачи. Они могут:
- Регулировать температуру в контуре горячего водоснабжения.
- Задавать различные режимы работы котельной установки в зависимости от времени суток или дня недели.
- Управлять отоплением по предварительно заданной программе.
- Оперировать внешним оборудованием. Терморегулятор может управлять бойлерами косвенного нагрева, солнечными коллекторами и системой тёплого пола.
К сведению!
Выносная конструкция терморегулятора позволяет управлять котельным оборудованием, расположенным удалённо. Благодаря этому в строении будет поддерживаться заданная температура, даже если отопитель находится в подвале или в отдельной постройке.
Компоновка и функционал аппаратуры варьируется в широких пределах. Наиболее простые устройства имеют единственную ручку для механической регулировки. Современные сложные механизмы построены на электронной базе. Они могут регулировать температуру по нескольким каналам, оснащены электронными табло, на которых отображаются различные показатели. Стоят они дороже, но позволяют повысить эффективность работы отопления, экономя бюджет.
Применение термодатчика на Ардуино
Для сборки измерителя температуры в основе которого микроконтроллер Arduino нужно подготовить следующее:
- Ардуино UNO;
- коннекторы;
- монтажная плата;
- цифровой модуль DS18B20 (диапазон от −56 до +1250 С).
Цифровой температурный датчик DS18B20 — это устройство, которое не только сигнализирует о превышении заданного температурного порога, но и может запоминать значения измерений. Микросхема датчика имеет три выходных контакта — это «+», «−» и сигнальный провод. Термодатчик в водонепроницаемом исполнении используется для измерения нагрева воды или жидкостей.
Термодатчик всегда можно приобрести, как и плату Arduino, в интернет-магазинах. Цифровой модуль подсоединяют к Ардуино через каналы GND, а выход Vdd подключается к 5V, Data к любому Pin. Для более понятного восприятия схема подключения цифрового датчика DS18B20 к Ардуино представлена на нижеследующем фото.
Терморегулятор своими руками: схема
Про конструкцию термостата можно сказать, что она не особа сложна, именно по этой причине большинство радиолюбителей начинают свое обучение именно с этого прибора, а так же именно на нем оттачивают свои навыки и мастерство. Схем прибора можно найти очень большое количество, но самой распространенной является схема с применением, так называемого компаратора.
Данный элемент имеет несколько входов и выходов:
- Один вход отвечает подачу эталонного напряжения, которое отвечает необходимой температуре;
- Второй получает напряжения от датчика температуры.
Сам компаратор принимает все поступающие показания и сравнивает их. В случае если будет генерировать сигнал на выходе, то он включит реле, которое подаст ток на обогревательный или холодильный аппарат.
