Автомат підтримання заданої температури у теплиці. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

 Коментарі до статті

Для комфортного зростання рослин у теплиці потрібна певна температура навколишнього середовища. Для підтримки її в заданих межах та розроблений пропонований автомат.

Рис. 1

Рис. 2

Основа пристрою – спеціалізований інтегральний датчик температури LM56 [1, 2], призначений для використання у термостатах. Функціональна схема та графіки, що пояснюють особливості його роботи, представлені відповідно на рис. 1 і 2. Мікросхема містить два компаратори (A1, A2), джерело зразкової напруги Uref = 1,25 (A3), датчик температури A4 і два вихідні ступені на транзисторах VT1, VT2 з відкритим колектором. За допомогою зовнішніх резисторів R1-R3 та вбудованого джерела зразкової напруги A3 на висновках 3 та 2 задають порогові значення напруги перемикання компараторів UT1 та UT2, які відповідають заданим значенням температури. В результаті на виході OUT1 (висновок 7) з'являється напруга низького рівня, якщо температура перевищить значення T1, і відповідно напруга високого рівня, якщо вона впаде нижче значення T1 -Тгіст (гістерезис температури, що дорівнює приблизно 5 ° С). Аналогічно стосовно температури Т2 формується сигнал на виході OUT2 (висновок 6). Напруга UTEMP на виході мікросхеми (контакт 5) пропорційно температурі градусах Цельсія з коефіцієнтом k = 6,2 мВ/оС і зміщено на +395 мВ.

Похибка вимірювання температури в інтервалі -40...+125 °С не перевищує ±3 °С для модифікації LM56BIM та ±4 °С для LM56CIM.

Сумарний опір R резисторів дільника напруги R1-R3 - 27 кОм, що рекомендується розробником. Опір кожного окремо розраховують виходячи з наступних співвідношень:

UT1 = Uref R3/(R1+R2+R3) = Uref R3/R;

UT2 = Uref (R3 + R2) / (R1 + R2 + R3) = = Uref (R3 + R2) / R.

У той самий час UT1(T2) = kT + 395 мВ, де k = 6,2 мВ/°З, а T - значення температури, відповідне нижньому (T1) чи верхньому (T2) межі заданого інтервалу. Прирівнявши праві частини виразів для UT1 та UT2, отримуємо

R3 = RUT1 / Uref = R (kT1 + 395) / Uref;

R2 = RUT2 / Uref - R3 = R (kT2 + 395) / Uref - R3;

R1 = R - (R2 + R3).

Рис. 3 (натисніть , щоб збільшити)

Принципова схема пристрою підтримки заданої температури у теплиці показана на рис. 3. Крім інтегрального датчика температури DA1, воно містить три електронних ключі на польових транзисторах VT1 - VT3, навантажених оптосимісторами U1, U2, два потужні симістори (VS1, VS2), що керують системами обігріву та вентиляції теплиці, і джерело живлення на мікросхемі DA2 PDA A-5ELF [05], що являє собою перетворювач змінної мережевої напруги в стабілізоване постійне 3 В. Застосування в якості ключів польових транзисторів обумовлено низькою здатністю навантаження виходів мікросхеми DA5 (максимальний струм колектора її вихідних транзисторів - всього 1 мкА), що вимагає досить високого навантаження .

Номінали резисторів дільника напруги R1-R3 задають пороги спрацьовування компараторів мікросхеми DA1, відповідні значення температури приблизно 18 (T1) і 26 °C (T2). Алгоритм роботи пристрою наступний. Якщо температура в теплиці нижче 18 °C, після включення живлення на обох виходах інтегрального датчика DA1 з'являється високий логічний рівень. При цьому відкриваються транзистори VT1 ​​та VT2. Перший з них шунтує ділянку затвор-витік транзистора VT3 і він закривається, а другий через струмообмежуючий резистор R7 підключає до джерела живлення випромінюючий діод оптрона U1. В результаті відкривається симістор оптрона і на резисторі R9 створюється падіння напруги, достатнє для відкривання потужного симістора VS1, навантаження якого є нагрівачі системи обігріву теплиці.

Коли температура в теплиці підніметься вище 18 °C, високий рівень на виході OUT1 (висновок 7) зміниться низьким, транзистор VT2 закриється і система обігріву вимкнеться. Однак, як правило, нагрівальні елементи інерційні, тобто після відключення мережі вони ще деякий час тримають тепло. Тому повітря в теплиці продовжуватиме нагріватися, і якщо температура перевищить 26 °C, на виході OUT2 (висновок 6 DA1) з'явиться низький логічний рівень, транзистор VT1 закриється, а VT3 відкриється, увімкнувши оптосимістор DA4 і потужний симистор VS2, за допомогою якого увімкнеться система вентиляції теплиці.

Вентилятори працюватимуть доти, доки температура повітря в теплиці не знизиться до 21 оС (з урахуванням гістерезису, що дорівнює приблизно 5°C). Коли це станеться, на виході OUT2 знову встановиться високий рівень та вентиляція вимкнеться. При зниженні температури до 13 °C (з урахуванням гістерези) знову ввімкнуться обігрівачі. Інтервал температури може бути іншим, це залежить від виду рослин, які ви збираєтеся вирощувати в теплиці. Можна також використовувати кілька дільників, що перемикаються, або використовувати змінні резистори для завдання різних інтервалів температури в теплиці.

При справних деталях і відсутності помилок у монтажі налагодження пристрій не вимагає. Достатньо використовувати резистори R1-R3 з відхиленням опору від номінального значення ±1 %. Втім, дотримання цієї вимоги не обов'язково, оскільки нормальний інтервал температури в теплиці для більшості рослин, що вирощуються - від 15 до 30 °C, що дозволяє не так точно встановлювати пороги спрацьовування компараторів.

У пристрої можна застосувати будь-які малопотужні польові транзистори з ізольованим затвором та n-каналом, у яких максимальний струм стоку більше 20 мА. Оптосимістори MOC3063M (U1, U2) замінні іншими аналогічними з робочою напругою не менше 400 В. Заміну потужним симісторам BTA12-600 (VS1, VS2) вибирають виходячи з сумарної потужності включаються ними виконавчих пристроїв - нагрівачів, втяжних і витяжних вентилів.

Рис. 4

За відсутності мікросхеми LM56 (DA1) можна зібрати її аналог на основі широко поширених мікросхем – аналогового датчика температури LM35 та здвоєного компаратора LM393 (рис. 4). Резистори дільника R1-R3, що визначають пороги спрацьовування компараторів, розраховують за наведеними вище формулами, але для LM35 коефіцієнт перетворення k = 10 мВ/°С, а зсув 0. Як зразкового (Uref) можна використовувати напругу живлення +5 В.

Перетворювач напруги PPM5-A-05ELF замінимо будь-яким джерелом живлення на дискретних елементах, що забезпечує стабілізовану вихідну напругу +5 В при струмі навантаження 50...100 мА.

література

1. Іванов Є. Інтегральні датчики температури National Semiconductor. – Новини електроніки, 2007, № 10, с. 13.
2. LM56 - Dual Output Low Power Thermostat - National Semiconductor. - alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8981/NSC/LM56.html.
3. PPMxx-x-xxELF. 5-25 W AC/DC CONVERTER SINGLE OUTPUT. - peak-electronics.de/DATA/acdc/PPMxx-x-ELF-Sep09.pdf.

Автор: А. Корнєв

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Імплантований стимулятор мозку 30.04.2024

В останні роки наукові дослідження в галузі нейротехнологій зробили величезний прогрес, відкриваючи нові обрії для лікування різних психіатричних та неврологічних розладів. Одним із значних досягнень стало створення найменшого імплантованого стимулятора мозку, представленого лабораторією Університету Райса. Цей новаторський пристрій, який отримав назву Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), обіцяє революціонізувати методи лікування, забезпечуючи більше автономії та доступності для пацієнтів. Імплантат, розроблений у співпраці з Motif Neurotech та клініцистами, запроваджує інноваційний підхід до стимуляції мозку. Він живиться через зовнішній передавач, використовуючи магнітоелектричну передачу енергії, що виключає необхідність дротів та великих батарей, типових для існуючих технологій. Це робить процедуру менш інвазивною та надає більше можливостей для покращення якості життя пацієнтів. Крім застосування у лікуванні резист ...>>

Сприйняття часу залежить від того, на що людина дивиться 29.04.2024

Дослідження у галузі психології часу продовжують дивувати нас своїми результатами. Нещодавні відкриття вчених з Університету Джорджа Мейсона (США) виявилися дуже примітними: вони виявили, що те, на що ми дивимося, може сильно впливати на наше відчуття часу. У ході експерименту 52 учасники проходили серію тестів, оцінюючи тривалість перегляду різних зображень. Результати були дивовижні: розмір і деталізація зображень значно впливали на сприйняття часу. Більші і менш захаращені сцени створювали ілюзію уповільнення часу, тоді як дрібні та більш завантажені зображення викликали відчуття його прискорення. Дослідники припускають, що візуальний безлад чи перевантаження деталями можуть утруднити наше сприйняття навколишнього світу, що у свою чергу може призвести до прискорення сприйняття часу. Таким чином було доведено, що наше сприйняття часу тісно пов'язане з тим, що ми дивимося. Більші і менш ...>>

Випадкова новина з Архіву Нова серія камер від CANON 10.02.2004 Нову серію відеокамер MV700 із 800,000-піксельним CMOS-сенсором випустила компанія Canon. Незважаючи на майже двадцятивідсоткове зменшення фізичного обсягу, нові відеокамери зберегли загальну зовнішню схожість із попередньою лінійкою – MV600. Серія включає чотири моделі: MV750i з 22-кратним оптичним зумом, MV730i з 20-кратним та дві моделі з 18-кратним оптичним зумом - MV700i та MV700. У моделях MV750i та MV730i передбачена т.зв. "Система прогресивної зйомки" - можливість під час відеозйомки робити фотознімки та зберігати їх у форматі JPEG на карту пам'яті ММС або SD. У камері MV750i є нічний режим Super Night зі світлодіодом для зйомки у повній темряві, а також режим Night+, що дозволяє вмикати та вимикати світлодіод під час зйомки. Всі моделі мають звуковий фільтр, що видаляє шум механічної частини камери. Нова мікросхема цифрової обробки аудіосигналу AIF4 замінила аналогову мікросхему AIF3 відеокамер серії MV600. Автоматичне налаштування рівня запису (ALC/Automatic Level Control), вбудована в привод динаміка запобігає спотворенню звуку при встановленні максимальної гучності. Моделі MV750i, MV730i та MV700i забезпечені аналоговим входом та аналого-цифровим перетворювачем.

Інші цікаві новини:

▪ Любов до собак закладена генетично

▪ Акумулятори із використаної скляної тари

▪ Наручний телевізор від NHJ

▪ Солодка смерть для комарів

▪ Виявлено новий вид чорних дірок

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Зварювальне обладнання. Добірка статей

▪ стаття Аршин проковтнути. Крилатий вислів

▪ стаття Яку роль сонячне затемнення 28 травня 585 року до нашої ери відіграло в історії давніх народів Західної Азії? Детальна відповідь

▪ стаття Економіст підприємства торгівлі. Посадова інструкція

▪ стаття Принцип дії електронного стартера на мікросхемі EFS STARLIGHT KIT. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Як помити ролик очищення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024