Прости термостати
Много радиолюбители познават така наречения "ефект на задействане" на прага на работа на термично, фотореле, автоматично зарядно устройство и др. Устройството може да работи нормално десетки пъти, но понякога има такъв неприятен момент, когато изпълнителното реле се включва, веднага се изключва, включва отново и т.н. Такова явление може да се прояви доста дълго време - контактите на релето "изгарят", а ресурсът на времето за работа на релето не е неограничен. Ако във веригата се използват тиристори, тогава при често включване и изключване те могат да се нагреят и да се повредят, както и да пречат на захранващата мрежа. Фигура 1 показва диаграма на термостат на реле, в който няма такова вредно явление като "ефект на задействане".
Да приемем, че този термостат се използва за контролиране на температурата на въздуха в инкубатора. Ако температурата в инкубатора е под + 38 ° C (зададена с променлив резистор R4), съпротивлението на термистора R3 е сравнително голямо и компараторът на DA1 е в режим на положително насищане, транзисторите VT1 и VT2 са отворени, релето K1 се изтегля и въздухът в инкубатора се нагрява. Когато температурата в инкубатора достигне +38 ° C, съпротивлението на термистора R3 става по-малко и компараторът се прехвърля в състояние на отрицателно насищане (потенциалът на общия проводник на изхода), транзисторите VT1 и VT2 се затварят, релето K1 се освобождава. Поради факта, че резистор R2 е свързан последователно с резистор R1, който е шунтиран от нормално затворени контакти на реле K1, релето се включва при една температура и се изключва при друга, т.е. температурата в инкубатора се поддържа в рамките на, например, +37,5. 38°C. Необходимата температурна разлика се осигурява от избора на резистор R2. По този начин, такова вредно явление като „задействанеефект", в тази верига на термостата липсва. Напрежението на релето K1 трябва да бъде най-малко 10 V, контактите на релето трябва да издържат на комутирания променлив ток и да са разчетени за напрежение най-малко 250 V. Печатната платка на термостата е показана на фиг. 2.
Фигура 3 показва схема на термостат с тиристор в силовата част, който също е свободен от явлението "задействащ ефект".
Да предположим, че този термостат се използва и за инкубатор, необходимата температура на въздуха в него трябва да бъде в рамките на +38. 39 ° C (този температурен диапазон се задава с променлив резистор R4). На операционния усилвател на чипа DA1 е направен двупрагов компаратор. Ако температурата в инкубатора е под +38°C, съпротивлението на термистора R3 е относително голямо и двата компаратора са в състояние на положително насищане (log "1" ниво на техните изходи). RS тригерът е изграден върху логически елементи DD1.2, DD1.3. Ако температурата на въздуха в инкубатора е под +38°C, на входа S на RS-тригера (след инвертора DD1.1) има log "0", на входа R - log "1", тригерът е в "единично" състояние (log "0" на неговия инверсен изход 4 DD1.3). В този случай транзисторът VT1 е затворен, към управляващия електрод на тиристора VS1 се прилага положителен потенциал спрямо неговия катод, тиристорът е отворен, нагревателният елемент Rn е включен. Когато температурата на въздуха в инкубатора достигне +38 ° C, съпротивлението на термистора R3 намалява, компараторът на DA1.1 се прехвърля от състояние на положително насищане в състояние на отрицателно насищане, на изхода му се задава лог "0", на входа S на тригера се задава лог "1", но тригерът остава в "единично" състояние, нагревателният елемент RH е включен. Когато температурата на въздуха в инкубатора достигне +39°C, регистрирайте "0"ще се появи и на изхода на компаратора DA1.2, който на входа R на RS тригера ще го постави в състояние "нула". В този случай на щифт 4 на DD1.3 ще се появи лог "1", който ще отвори транзистора VT1, ще бъде зададен нисък потенциал на управляващия електрод на тиристора VS1 спрямо неговия катод, тиристорът ще се затвори и нагревателят ще бъде изключен от мрежата. Когато температурата на въздуха в инкубатора стане под +39°C, но над +38°C, компараторът DA1.2 ще бъде настроен на положително насищане, но дневникът "1" на входа R на тригера няма да промени нулевото си състояние и нагревателят все още ще бъде изключен. И само когато температурата на въздуха в инкубатора падне под + 38 ° С, компараторът DA 1.1 ще бъде настроен на положително състояние на насищане, дневник "0" ще бъде изпратен на входа S на тригера, който ще включи нагревателя Rn. Така температурата в инкубатора се поддържа в рамките на +38. +39°С (необходимата температурна разлика се постига чрез подбор на съпротивлението на резистора R2), като в тази схема на термостата отсъства явлението "задействащ ефект". Печатната платка на термостата е показана на фиг.4.
Когато настройвате и работите с устройството, трябва да внимавате да не докосвате детайлите, тъй като мрежовият потенциал присъства във веригата. Препоръчително е да изберете променлив резистор R4 за по-точен и плавен контрол на температурата (също във веригата на фиг. 1). Диодите VD1-VD4 могат да бъдат изключени. В този случай нагревателят Rn ще има само една полувълна на мрежовото напрежение, т.е. при мощност от 500 W, 250 W ще бъдат освободени на нагревателя, а надеждността и издръжливостта на самия нагревател ще се повишат значително. Напрежението на вторичната намотка на трансформатора Т1 трябва да бъде в рамките на 13,16 V.