Il termostato della cantina viene utilizzato per garantire le condizioni più confortevoli per la conservazione di frutta e verdura. Esistono molti tipi di strutture - alcune progettate per l'uso nel seminterrato, altre - per l'installazione su balconi. Il design delle scatole del balcone è molto semplice: una scatola con isolamento termico di alta qualità, all'interno sono installati elementi riscaldanti, con l'aiuto del quale viene mantenuta la temperatura ottimale. Una tale mini-cantina sarà molto utile se il balcone non è riscaldato e fuori fa molto freddo in inverno.
Principio generale di funzionamento del termostato
Il più semplice termostato per cantina fatto in casa consente di mantenere la temperatura impostata utilizzando elementi riscaldanti. A seconda della differenza di temperatura, è possibile utilizzare i seguenti elementi riscaldanti:
- Potenti resistenze a filo.
- Spirale in nicromo.
- Lampade a incandescenza.
- TENY.
Se hai bisogno di equalizzare la temperatura in un piccolo intervallo, è sufficiente installare diverse lampade a incandescenza - questo è esattamente ciò che viene fatto inincubatrici fatte in casa per la coltivazione di pollame. Ma se è necessario equalizzare la temperatura in un ampio intervallo, sarà necessario utilizzare mezzi più efficaci: elementi riscaldanti o resistori a filo.
Il modo più semplice per mantenere la temperatura desiderata è installare un sensore di temperatura bimetallico. Spegnerà gli elementi riscaldanti quando viene raggiunta la temperatura impostata. Ma puoi usare un sensore di temperatura e un semplice dispositivo elettronico sullo stesso chip. Il vantaggio di questo design è che è più affidabile: non ha interruttori meccanici. Tutto il lavoro di commutazione viene eseguito dal microcircuito.
Calibrazione sensore
Per i radioamatori alle prime armi, la cosa più difficile sarà la configurazione del dispositivo, ovvero la calibrazione del sensore e del microcircuito. Per fare ciò, vengono eseguite diverse azioni: il lettore viene prima immerso nell'acqua, la cui temperatura è di 0 gradi, quindi nell'acqua bollente. Per tarare il regolatore è necessario misurare valori intermedi e apporre gli appositi segni.
È possibile che prima di collegare il termostato sia necessario eseguire più volte la procedura di configurazione. Ma per non preoccuparti della produzione e configurazione indipendenti del dispositivo, puoi acquistare un dispositivo finito e metterlo in cantina senza problemi. La maggior parte dei sensori sono progettati per funzionare con microcontrollori, hanno un segnale digitale in uscita, che viene trasmesso tramite un filo singolo bidirezionaletipo di interfaccia 1-FILO. Ciò consente di progettare dispositivi piuttosto complessi, ad esempio termometri multipunto: si tratta di dispositivi che consentono di misurare la temperatura in più stanze contemporaneamente.
Regolatore di temperatura LM335
Tra tutti i termostati, si può individuare il più economico e semplice: LM335. Ha diverse modifiche - con le designazioni 235, 135. Nella marcatura, la prima cifra indica l'ambito:
- Il numero "1" significa che il dispositivo è progettato per funzionare in dispositivi per il complesso militare-industriale.
- Il numero "2" - l'elemento è utilizzato nell'industria.
- "3" - per installazione in elettrodomestici.
L'aspetto del termostato è il case TO-92. Il circuito interno contiene 16 transistor a semiconduttore. A volte i sensori possono essere trovati nel pacchetto SO-8, ma le differenze si osservano solo nell'aspetto: il circuito interno rimane invariato.
Il principio di funzionamento è in qualche modo simile a un diodo zener. La tensione di stabilizzazione dipende direttamente dalla temperatura. Con un aumento della temperatura di 10 Kelvin, la tensione di stabilizzazione aumenta di 10 mV. In questo caso, la corrente operativa del dispositivo è 0,45-5,0 mA. Nel caso in cui venga superato il valore massimo di corrente, il sensore si surriscalda e misurerà la temperatura della sua custodia.
Cosa mostra l'indicatore?
Ma come si comporterà questo dispositivo nel circuito del termostato della cantina? Dobbiamo capirlo. Diciamo che lo zero assoluto all'interno è di 273 gradi sottozero centigradi. Questo è 0K, quindi dovrai fare una piccola conversione. È in condizioni in cui la temperatura è 0 K che il sensore non genererà un segnale.
Non appena la temperatura aumenta di 10 K, la tensione aumenterà di 0,01 volt. E questo accadrà ad ogni aumento della temperatura. Ma devi tenere conto del fatto che tali temperature non esistono e 0 gradi Celsius sono 273 K. Le condizioni normali, secondo tutti i libri di testo, sono 25 gradi Celsius o 298 K. Dopo alcuni semplici passaggi, puoi determinare che a una temperatura di 25 gradi Celsius, l'uscita del segnale del sensore avrà una tensione di 2,9815 volt.
L'intervallo di temperature in cui opera il dispositivo è compreso tra -40…+100 gradi Celsius. Inoltre, la sua caratteristica principale è lineare in questo intervallo: ciò facilita il calcolo delle sollecitazioni e delle temperature. E non dimenticare che lo zero assoluto è 273,15 K. In calcoli precisi non vanno trascurati anche i centesimi di valore.
Circuito del regolatore di temperatura
Il dispositivo ha una sorta di istruzione. Il termostato può essere realizzato secondo gli schemi riportati nella scheda tecnica. Questo è un manuale dettagliato che descrive tutti i possibili schemi di accensione del dispositivo, le sue caratteristiche principali e le caratteristiche di funzionamento. E non c'è bisogno di inventare nulla in più: tutti i design sono stati testati per anni e funzionano in modo stabile.
Vengono realizzati tutti i campioni industriali di dispositivi finiti di termoregolatoriesattamente secondo gli schemi indicati nella scheda tecnica. Una cosa da considerare è che non è possibile controllare direttamente l'elemento riscaldante, poiché il segnale è molto debole. Sarà necessario utilizzare un amplificatore o un gruppo FET. Un segnale amplificato può essere applicato a un avviatore o relè magnetico.
Funzionamento del comparatore
Un comparatore è un dispositivo che confronta la temperatura con un valore impostato. Senza conoscere le basi di come funziona, non sarà possibile realizzare un termostato per una cantina su un balcone. Al centro del circuito c'è un comparatore di LM311: ha due ingressi e lo stesso numero di uscite. Ingressi:
- Dritto - contrassegnato da un segno "+".
- Inverso - ha la designazione "-".
L'algoritmo di lavoro è molto semplice:
- Se l'ingresso diretto riceve più tensione di quello inverso, l'uscita viene impostata su un livello alto. Il transistor si apre e si accende il riscaldamento.
- Se la tensione all'ingresso invertito è maggiore, viene impostato un livello basso.
- Quando viene raggiunta la temperatura di risposta (impostata da un resistore variabile), si verifica una transizione a un livello basso - il transistor si chiude e il riscaldatore viene diseccitato.
Come collegare il dispositivo al riscaldatore
L'elemento riscaldante è il carico dell'intero dispositivo. È auspicabile che gli elementi di commutazione abbiano un margine di sicurezza: installare relè con un grado di protezione corrispondente agli ambienti umidi o agli avviatori magnetici. Deve essere dato il segnale dal microcontrollorea un transistor ad effetto di campo e amplificato. Solo dopo può essere utilizzato per controllare le bobine di un relè o di un avviatore, che sono incluse nell'interruzione nel circuito di alimentazione. Poiché il termostato della cantina si troverà in un ambiente umido, prestare attenzione alla sicurezza: installare interruttori automatici e RCD.
