Электронный термостат для холодильника | Доступен подробный проект

Электронный термостат входит в стандартную комплектацию для измерения температуры системы и поддержания ее на заданном уровне. Это обычная особенность кондиционеров, обогревателей и холодильников. Хотя некоторые имеющиеся в продаже холодильники имеют встроенные термостаты, данную схему легко построить, и она автоматически включает или выключает прибор при заданной температуре.

Температура морозильной камеры моего холодильника остается в пределах от -5°C до -15°C (при первой температуре холодильник включается, а при второй выключается).

Цепь электронного термостата

Сетевое напряжение 230 В переменного тока вместо того, чтобы поступать непосредственно на холодильник (или на вход автоматического стабилизатора напряжения, if, используемого с холодильником), подается через нормально разомкнутый (НО) контакт реле RL1. Когда на реле подается напряжение из-за проводимости Т2 (BC547), контакт реле закрывается, и прибор получает питание переменного тока 230 В, которое, в свою очередь, начинает охлаждение.

IC1 — счетверенный компаратор (LM339), используемый в качестве компаратора напряжения с гистерезисом. На инвертирующий вход IC1 подается опорное напряжение, полученное от стабилитрона ZD1 (5,2 В), которое затем далее делится с помощью делителя потенциала, обеспечиваемого R3, R5 и VR1. C5 — развязывающий конденсатор для обхода помех переменного тока, if любой.

Сердце схемы

Между неинвертирующим входом IC1 и землей находится датчик температуры, представляющий собой кремниевый npn-транзистор 2N2222 с замкнутым на базу коллектором. В качестве свойства измерения температуры используется температурно-зависимая характеристика перехода база-эмиттер транзистора. С каждым градусом повышения напряжение перехода уменьшается на 2 мВ. Подстроечный резистор VR1 настраивается на опорное напряжение со значением, равным напряжению перехода датчика, соответствующему нижней отрицательной температуре (-5°C в этом case).

В состоянии

Если температура внутри холодильника находится в пределах от -5°С до -15°С, то напряжение на инвертирующем входе компаратора равно опорному напряжению (соответствует напряжению для -5°С) плюс доля напряжения обратной связи через делители потенциалов R7 и R4. Напряжение обратной связи в этом case составляет 20 мВ, что соответствует изменению температуры на 10°C. Таким образом, пока температура превышает -15°C, напряжение на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем входе, на выходе компаратора 2 высокий уровень, T2 насыщается и подает питание на катушку реле, и прибор остается включенным.

Состояние выключено

Когда температура падает ниже -15°C, выход компаратора становится низким, реле обесточивается и прибор переходит в выключенное состояние. Когда компаратор переходит в низкий уровень, напряжение обратной связи 20 мВ исчезает и напряжение на инвертирующем входе соответствует температуре -5°С. Таким образом, температура колеблется от -5°C до -15°C.

Установка задания с помощью VR1 определяет менее отрицательный из двух крайних температур, а гистерезис зависит от расположения делителя напряжения R7 и R4.

Пусть «T» — желаемый температурный гистерезис, тогда
Т (°С)=(3000×R4)/(R4+R7)

Источник питания

Источник постоянного тока для схемы, включая реле, состоит из обычного мостового выпрямителя, понижающего трансформатора X1 и фильтрующего конденсатора C1, а также 3-контактного стабилизатора напряжения 7812. C2 — развязывающий конденсатор, обычно используемый на выходе напряжения. регулятор.

Создание и тестирование

Схема PCB схемы электронного термостата для холодильника показана на рис. 2, а схема ее компонентов — на рис. 3.

Загрузите PCB и PDF-файлы компоновки компонентов: нажмите здесь

Сенсорный транзистор 2N2222 следует закрепить на боковой стенке морозильной камеры с помощью эпоксидной смолы (например, Araldite). Соединения датчика с цепью следует выполнять с помощью экранированного кабеля, изготовленного из таких материалов, как покрытие Polycab. Выводы должны быть полностью изолированы друг от друга и от корпуса транзистора с помощью эпоксидной смолы, чтобы осаждение воды на датчике не замыкало их.

Я поместил металлический корпус датчика в керамический блок и прикрепил его к корпусу морозильной камеры. Этот фитинг достаточно плотный, чтобы обеспечить полный тепловой контакт. Керамика – лучший проводник тепла и электрический изолятор.

Калибровка выполняется путем контакта датчика с ледяной водой и одновременного смещения его перехода база-эмиттер примерно на 100 мкА с использованием последовательного сопротивления и подходящего напряжения. Наблюдаемое таким образом напряжение перехода соответствует 0°C. Напряжение перехода, соответствующее любой другой температуре, можно затем определить по значению температурного коэффициента (-5 мВ/°C).

Для устранения неполадок убедитесь, что напряжения в различных контрольных точках соответствуют напряжениям, указанным в таблице контрольных точек.

Проект был первоначально опубликован в мае 2016 года и недавно обновлен.