Термодатчик для сауны
Андрей Кашкаров, г.Санкт-Петербург
В сельской бане или в сауне приятно париться после рабочего дня. Сауна - не русское изобретение. Этот вид отдыха и лечения впервые появился в Финляндии в позапрошлом веке. В сауне греются сухим воздухом, в отличие от русской традиционной парилки, где поддерживается высокая влажность и присутствует пар. В современных саунах работает мощный электрический обогреватель - ТЭН. Оптимальная температура в сауне от+80 до +110°С (на любителя), Те, кто хоть раз бывал в сауне, поймут и оценят разработку, описанную ниже и иллюстрирующую преобразование тепловой и световой энергии в электрическую. На рис. 1 представлена электрическая схема термодатчика со звуковой индикацией.

Устройство выполняет функцию преобразователя сопротивление - напряжение.
Повышение температуры воздуха в сауне воздействует на терморезистор. Терморезистор ММТ-1 (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления) при нагреве уменьшает свое сопротивление. Маркировка таких терморезисторов предполагает, что указанное на его корпусе значение сопротивления справедливо при комнатной температуре окружающей среды +25'С. График относительного изменения сопротивления терморезисторов типа ММТ-1 показан на рис.2.

Электронный узел подключается через трансформаторный стабилизированный источник питания (на схеме не показан) параллельно нагревательному элементу - ТЭНу. Пока ТЭН нагревается, сопротивление терморезистора велико, чувствительный транзисторный каскад на VT1 и VT2 находится в закрытом состоянии. На вход управления микросхемы DA1 через ограничительный резистор R3 поступает почти полное напряжение источника питания. Внутренний узел управления включает генераторы микросхемы. На выходе микросхемы (вывод 8) вырабатываются импульсы двухтонального сигнала звуковой частоты (на слух такая последовательность звуков воспринимается как «вау-вау»). Пьезоэлектрический излучатель В1 озвучивает этот сигнал. В такт работе первого генератора
вспыхивает светодиод HL1. Выход R1 микросхемы DA1 не обладает достаточной мощностью для непосредственного подключения светодиода и поэтому последний включается через транзисторный усилитель.
Когда температура в сауне достигнет +80'С, сопротивление терморезистора уменьшится и ток в цепи базы транзистора VT1 возрастет настолько, что окажется достаточным для его открывания. Такое включение транзисторов (как показано на схеме) обеспечивает большую чувствительность узла и усиление слабого тока в несколько сотен раз. Транзисторы открываются, и тогда на выводе 2 микросхемы напряжение стремится к нулю. В таком состоянии входа ВС микросхемы DA1 внутренний узел микросхемы запрещает работу генераторов и пьезоизлучатель замолкает. Одновременно светодиод HL1 перестает мигать. Теперь можно заходить в нагретое помещение и начинать процедуры с удовольствием.
При падении температуры в сауне вновь раздается звуковой сигнал. При выключении ТЭНа узел звуковой сигнализации не подает сигналов, т. к. обесточен. Терморезистор ММТ-1 имеет металлостеклянный корпус и на практике выдерживает кратковременное воздействие даже открытого огня. Поэтому его применение в данной конструкции оправдано. Терморезистор крепится в самом дальнем верхнем углу помещения сауны (или сельской бани) относительно места расположения нагревательного ТЭНа. ТЭН располагают в нижнем дальнем углу относительно входной двери в сауну, т.к. по законам физики тепло поднимается к потолку.
Налаживание устройства заключается в установке переменным резистором R2 («чувствительность») порога открывания транзисторов - того порогового значения окружающей температуры, при преодолении которого в сторону уменьшения открываются транзисторы VT1, VT2 и выключается генерация импульсов микросхемы DA1.
Детали и конструкция. В качестве резистора R2 удобно применить многооборотный переменный резистор типа СП5-1ВБ (или аналогичный) с линейной характеристикой для точности Настройки. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Пьезоизлучатель В1 можно использовать любой из ряда ЗП-х. Все элементы узла монтируются методом пайки на перфорированную плату, которая помещается в герметичный пластмассовый корпус. Между крышкой корпуса и его стенками следует проложить слой автомобильного герметика. Длина соединительных проводов от терморезистора до элементов схемы и источника питания должна быть минимальна. Вместо указанных на схеме транзисторов VT1-VT3 можно применить КТ315Б, КТ503А-КТ503В. Для обеспечения точности порога включения сигнализатора необходима хорошая стабилизация напряжения и помехозащищенность источника питания. Оксидный конденсатор С1 (К50-20) сглаживает низкочастотные помехи, а С2 (КМ-5) - высокочастотные. Напряжение источника питания может находиться в пределах 12-20 В. Всю электронику, кроме датчика, желательно монтировать в соседнем с сауной помещении.
Радиохобби 1/2007