3 دوائر ترموستات للثلاجة دقيقة - الحالة الصلبة الإلكترونية

جرب أداة القضاء على المشاكل





هل أنت مهتم بعمل ترموستات إلكتروني دقيق لثلاجتك؟ ستفاجئك تصاميم الثرموستات الثلاثة الفريدة الموصوفة في هذه المقالة بأدائها 'الرائع'.

التصميم رقم 1: مقدمة

بمجرد بناء الوحدة ودمجها مع أي جهاز ذي صلة ، ستبدأ على الفور في إظهار تحكم محسّن في النظام ، مما يوفر الكهرباء ويزيد أيضًا من عمر الجهاز.



ترموستات الثلاجة التقليدية غالية الثمن وليست دقيقة للغاية. علاوة على ذلك فهي عرضة للبلى وبالتالي فهي ليست دائمة. تتم هنا مناقشة جهاز ترموستات ثلاجة إلكتروني بسيط وفعال للغاية.

ما هو الترموستات

منظم الحرارة كما نعلم جميعًا هو جهاز قادر على استشعار مستوى معين من درجة الحرارة والرحلة أو تبديل الحمل الخارجي. يمكن أن تكون هذه الأجهزة من الأنواع الكهروميكانيكية أو أنواع إلكترونية أكثر تعقيدًا.



ترتبط منظمات الحرارة عادةً بأجهزة تكييف الهواء والتبريد وتسخين المياه. بالنسبة لمثل هذه التطبيقات ، يصبح الجهاز جزءًا مهمًا من النظام الذي بدونه قد يصل الجهاز ويبدأ التشغيل في ظل ظروف قاسية ويتلف في النهاية.

يضمن ضبط مفتاح التحكم المتوفر في الأجهزة المذكورة أعلاه أن منظم الحرارة يقطع الطاقة عن الجهاز بمجرد أن تتجاوز درجة الحرارة الحد المطلوب وتعود مرة أخرى بمجرد عودة درجة الحرارة إلى الحد الأدنى.

وبالتالي يتم الحفاظ على درجة الحرارة داخل الثلاجات أو درجة حرارة الغرفة من خلال مكيف الهواء إلى نطاقات مواتية.

يمكن استخدام فكرة الدائرة الخاصة بمنظم حرارة الثلاجة المعروضة هنا خارجيًا فوق ثلاجة أو أي جهاز مماثل للتحكم في تشغيلها.

يمكن التحكم في تشغيلها عن طريق ربط عنصر استشعار الترموستات بشبكة تبديد الحرارة الخارجية الموجودة عادةً خلف معظم أجهزة التبريد التي تستخدم الفريون.

التصميم أكثر مرونة ونطاقًا واسعًا مقارنةً بالثرموستات المدمجة وقادر على إظهار كفاءة أفضل. يمكن للدائرة بسهولة أن تحل محل التصميمات التقليدية منخفضة التقنية ، علاوة على أنها أرخص بكثير مقارنة بها.

دعونا نفهم كيف تعمل الدائرة:

تشغيل الدائرة

دائرة ترموستات الثلاجة البسيطة

يُظهر الرسم التخطيطي جنبًا إلى جنب دائرة بسيطة مبنية حول IC 741 ، والتي تم تكوينها أساسًا كمقارن للجهد. تم دمج محول أقل مصدر طاقة هنا لجعل الدائرة مضغوطة وذات حالة صلبة.

يشكل تكوين الجسر الذي يتألف من R3 و R2 و P1 و NTC R1 عند المدخلات عناصر الاستشعار الرئيسية للدائرة.

يتم تثبيت المدخلات المقلوبة للدائرة المتكاملة بنصف جهد الإمداد باستخدام شبكة مقسم الجهد من R3 و R4.

هذا يلغي الحاجة إلى توفير إمداد مزدوج للدائرة المتكاملة ويمكن للدائرة إنتاج أفضل النتائج حتى من خلال إمداد الجهد أحادي القطب.

يتم إصلاح الجهد المرجعي للمدخل غير المقلوب لـ IC من خلال P1 المعين مسبقًا فيما يتعلق بـ NTC (معامل درجة الحرارة السلبية.)

في حالة تميل درجة الحرارة قيد الفحص إلى الانحراف فوق المستويات المرغوبة ، تنخفض مقاومة NTC وتتقاطع الإمكانية عند الإدخال غير المقلوب لـ IC مع المرجع المحدد.

يؤدي هذا على الفور إلى تبديل خرج IC ، والذي بدوره يقوم بتبديل مرحلة الإخراج التي تشتمل على الترانزستور ، وشبكة التيرستورات ، وإيقاف الحمل (نظام التدفئة أو التبريد) حتى تصل درجة الحرارة إلى الحد الأدنى.

تساعد ردود الفعل المقاومة R5 إلى حد ما على إحداث التباطؤ في الدائرة ، وهي معلمة مهمة بدونها قد تستمر الدائرة في التقليب بسرعة كبيرة استجابة للتغيرات المفاجئة في درجة الحرارة.

بمجرد اكتمال التجميع ، يكون إعداد الدائرة أمرًا بسيطًا للغاية ويتم باستخدام النقاط التالية:

تذكر أن الدائرة بأكملها في إمكانات التيار المتردد الرئيسية ، لذا ينصح بالحذر الشديد أثناء إجراء الاختبار وإجراءات الإعداد. يوصى بشدة باستخدام لوح خشبي أو أي مادة عازلة أخرى تحت قدمك ، كما يوصى باستخدام الأدوات الكهربائية المعزولة تمامًا بالقرب من منطقة الالتقاط وحولها.

كيفية إعداد دائرة ترموستات الثلاجة الإلكترونية

سوف تحتاج إلى مصدر حرارة نموذجي يتم ضبطه بدقة على مستوى حد القطع المطلوب لدائرة الترموستات.

قم بتشغيل الدائرة وقم بإدخال مصدر الحرارة أعلاه وإرفاقه باستخدام NTC.

الآن اضبط الإعداد المسبق بحيث يتم تبديل الإخراج فقط (يضيء مصباح LED الناتج.)
قم بإزالة مصدر الحرارة بعيدًا عن NTC ، اعتمادًا على التباطؤ في الدائرة ، يجب إيقاف تشغيل الإخراج في غضون ثوانٍ قليلة.

كرر الإجراء عدة مرات لتأكيد عمله الصحيح.

هذا ينهي إعداد منظم حرارة الثلاجة هذا ويكون جاهزًا للتكامل مع أي ثلاجة أو أي جهاز مماثل لتنظيم دقيق ودائم لتشغيلها.

قائمة الاجزاء

  • R1 = 10 كيلو بايت NTC ،
  • R2 = تعيين مسبق 10 كيلو
  • R3 ، R4 = 10 ألف
  • R5 = 100 ألف
  • R6 = 510E
  • R7 = 1 كيلو
  • R8 = 1 م
  • R9 = 56 أوم / 1 واط
  • C1 = 105/400 فولت
  • C2 = 100 فائق التوهج / 25 فولت
  • D2 = 1N4007
  • Z1 = 12 فولت ، 1 واط ديود زينر

التصميم رقم 2: مقدمة

2) يتم شرح دائرة ترموستات إلكترونية بسيطة لكنها فعالة للثلاجة أدناه. المنشور مبني على الطلب الذي أرسله لي السيد أندي. تشتمل الفكرة المقترحة على IC LM 324 واحد فقط كمكون نشط رئيسي. دعنا نتعلم المزيد البريد الإلكتروني الذي تلقيته من السيد أندي:

هدف الدائرة

  1. أنا آندي من كاراكاس. لقد رأيت أن لديك خبرة مع منظمات الحرارة والتصميمات الإلكترونية الأخرى ، لذا آمل أن تتمكن من مساعدتي. أحتاج إلى استبدال ترموستات الثلاجة الميكانيكي الذي لا يعمل بعد الآن. أنا آسف لأنني لم أكتب مباشرة على المدونة. أعتقد أنه نص كثير جدًا.
  2. قررت بناء مخطط مختلف.
  3. إنه يعمل بشكل جيد ، ولكن فقط لدرجات حرارة موجبة. أحتاج إلى المخطط للعمل من -5 درجة مئوية إلى +4 درجة مئوية (لاستخدام VR1 لضبط درجة الحرارة داخل الثلاجة في نطاق -5 درجة مئوية +4 درجة مئوية كما كان يفعل مقبض منظم الحرارة القديم).
  4. التخطيطي يستخدم LM35DZ (0 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية). أنا أستخدم LM35CZ (-55 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية). لجعل LM35CZ يرسل جهدًا سالبًا ، أضع مقاومًا 18 كيلو بين pin2 من LM35 والسالب من مصدر الطاقة (pin4 من LM358). (كما في الصفحة 1 أو 7 (الشكل 7) في ورقة البيانات).
  5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
  6. نظرًا لأنني أستخدم مصدر طاقة ثابت 5،2 فولت ، فقد قمت بتشغيل التعديلات التالية: 1.ZD1 ، R6 خارج. R5 هو 550 أوم.
  7. 2.VR1 هو 5 كيلو بدلاً من 2،2 كيلو (لم أتمكن من العثور على وعاء 2،2 كيلو) التصميم لا يعمل في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية. ماذا يجب أن أقوم بتعديله؟
  8. عند 24 درجة مئوية ، يعطي LM35CZ 244mVAt -2 Celsius ، LM35CZ يعطي -112mV (عند -3 Celsius -113mV) عند -2 درجة مئوية ، يتم ضبط الجهد بين TP1 و GND من VR1 من 0 إلى 2.07 فولت شكرًا لك !

تقييم الدائرة:

ربما يكون الحل أبسط بكثير مما قد يبدو عليه.

في الأساس ، تستجيب الدائرة فقط لدرجات الحرارة الإيجابية لأنها تشتمل على مصدر واحد. لجعله يستجيب لدرجات الحرارة السلبية. تحتاج الدائرة أو بالأحرى opamps إلى التغذية بجهد إمداد مزدوج.

سيؤدي ذلك بالتأكيد إلى حل المشكلة دون الحاجة إلى تعديل أي شيء في الدائرة.

على الرغم من أن الدائرة المذكورة أعلاه تبدو رائعة ، إلا أن الهواة الجدد قد يجدون ICs LM35 و TL431 غير مألوفين تمامًا ويصعب تكوينهما. يمكن بناء نوع مماثل من الدوائر الإلكترونية للثرموستات للثلاجة باستخدام IC LM324 واحد وبواسطة الصمام الثنائي العادي 1N4148 مثل المستشعر.

يوضح الشكل أدناه الأسلاك البسيطة التي تم إجراؤها حول أ رباعي opamp IC LM324 .

ينتج A1 أرضية افتراضية لدائرة الاستشعار ، وبالتالي يخلق مصدر جهد مزدوج يتجنب ببساطة الأسلاك المعقدة والضخمة. تشكل A2 مرحلة الاستشعار التي تستخدم `` الصمام الثنائي للحديقة '' 1N4148 للقيام بجميع عمليات استشعار درجة الحرارة.

يضخم A2 الاختلافات المتولدة عبر الصمام الثنائي ويغذيها إلى المرحلة التالية حيث يتم تكوين A3 كمقارن.

يتم أخيرًا تغذية النتيجة النهائية التي تم الحصول عليها من إخراج A4 إلى مرحلة مقارنة أخرى تتكون من A4 ، ومرحلة محرك الترحيل اللاحقة. يتحكم المرحل في تبديل تشغيل / إيقاف ضاغط الثلاجة وفقًا لإعدادات الضبط المسبق P1.

يجب ضبط P1 بحيث يتم إيقاف تشغيل مؤشر LED الأخضر عند درجة حرارة -5 درجة أو أي درجات حرارة منخفضة أخرى ، وفقًا لمتطلبات المستخدمين. يجب ضبط P2 التالي بحيث يتم تشغيل التتابع في الحالة المذكورة أعلاه.

يجب استبدال R13 بالفعل بإعداد مسبق 1M. يجب ضبط هذا الإعداد المسبق بحيث يتم إلغاء تنشيط التتابع عند حوالي 4 درجات مئوية أو أي قيم أخرى أقرب مرة أخرى وفقًا لتفضيلات المستخدم.

التصميم رقم 3

3) تم طلب فكرة الدائرة الثالثة الموضحة أدناه من قبل أحد القراء المتحمسين لهذه المدونة السيد غوستافو. كنت قد نشرت دائرة واحدة مماثلة من منظم حرارة الثلاجة الأوتوماتيكي ، لكن الدائرة كانت تهدف إلى استشعار مستوى درجة حرارة أعلى متاح في الشبكة الجانبية الخلفية للثلاجات.

لم يقدّر السيد غوستافو الفكرة تمامًا وطلب مني تصميم دائرة ترموستات للثلاجة يمكنها استشعار درجات الحرارة الباردة داخل الثلاجة ، بدلاً من درجات الحرارة الساخنة في الجزء الخلفي من الثلاجة.

وببعض الجهد ، تمكنت من اكتشاف مخطط الدائرة الحالي للثلاجة تحكم في درجة الحرارة ، دعنا نتعلم الفكرة بالنقاط التالية:

كيف تعمل الدائرة

المفهوم ليس جديدًا جدًا ، ولا فريدًا ، إنه مفهوم المقارنة المعتاد الذي تم تضمينه هنا.

تم تجهيز IC 741 في وضع المقارنة القياسي وأيضًا كدائرة مضخم غير مقلوبة.

يصبح الثرمستور NTC مكون الاستشعار الرئيسي وهو مسؤول بشكل خاص عن استشعار درجات الحرارة الباردة.

يعني NTC معامل درجة الحرارة السالب ، مما يعني أن مقاومة الثرمستور سترتفع مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة به.

وتجدر الإشارة إلى أنه يجب تصنيف المجلس الانتقالي الوطني وفقًا للمواصفات المحددة وإلا فلن يعمل النظام على النحو المنشود.

يتم استخدام الإعداد المسبق P1 لضبط نقطة التعثر في IC.

عندما تنخفض درجة الحرارة داخل الثلاجة إلى ما دون مستوى العتبة ، تصبح مقاومة الثرمستور عالية بدرجة كافية وتقلل الجهد عند الدبوس المقلوب أسفل مستوى جهد الدبوس غير العكسي.

يؤدي هذا على الفور إلى ارتفاع ناتج IC ، مما يؤدي إلى تنشيط الترحيل وإيقاف تشغيل ضاغط الثلاجة.

يجب تعيين P1 بحيث يصبح ناتج opamp مرتفعًا عند حوالي صفر درجة مئوية.

يأتي التباطؤ الصغير الذي تقدمه الدائرة بمثابة نعمة أو بالأحرى نعمة مقنعة ، لأنه بسبب هذا لا تتحول الدائرة بسرعة عند مستويات العتبة بل تستجيب فقط بعد ارتفاع درجة الحرارة إلى حوالي درجتين فوق مستوى التعثر.

على سبيل المثال ، افترض أنه إذا تم ضبط مستوى التعثر عند درجة صفر ، فسوف يقوم IC برحلة الترحيل عند هذه النقطة وسيتم أيضًا إيقاف تشغيل ضاغط الثلاجة ، وستبدأ درجة الحرارة داخل الثلاجة الآن في الارتفاع ، لكن IC لا يعود مرة أخرى على الفور يحتفظ بموقعه حتى ترتفع درجة الحرارة على الأقل حتى 3 درجات مئوية فوق الصفر.

كانت هذه 3 تصاميم ترموستات دقيقة وموثوقة يمكن بناؤها وتركيبها في ثلاجتك للتحكم في درجة الحرارة المطلوبة.

إذا كانت لديك أي استفسارات أخرى ، فيمكنك التعبير عنها من خلال تعليقاتك




السابق: 40 وات دائرة الصابورة الإلكترونية التالي: اصنع مقياسًا متعددًا لمنضدة عمل باستخدام IC 741