Термореле с выносным датчиком температуры — это устройство для поддержания температуры в заданных пределах. Без него нельзя обойтись в системах отопления, микроклимата и теплицах. Подобные устройства различаются, как характеристиками, так ценой и надежностью. Сделать правильный выбор можно после получения общей информации о таких устройствах.
Что делает термореле
Устройства рассматриваемого типа относятся к классу термостатов. Например, таким считается термореле с выносным датчиком температуры. Это значит, что реле поддерживает температуру в заданных границах. Когда температура выходит за эти границы, реле переключает устройство нагрева: котел, теплый пол, обогреватель или тэн. Переключение делается таким образом, чтобы температура вернулась в заданные границы.
В самом простом случае термостат включает нагреватель, когда температура понизилась и стала меньше требуемой, и выключает, когда температура поднялась выше требуемой. Сложные терморегуляторы могут подключать и отключать несколько секций нагревателей или плавно регулировать мощность.
Термореле состоят из двух обязательных частей: датчика температуры и исполнительного устройства — это часть, которая замыкает контакты в силовой цепи. Эти части совмещаются в одном устройстве или соединяются с помощью кабеля. В каждом из этих случаев, реле работает правильно только тогда, когда датчик расположен там, где выдерживается задаваемая температура.
Кроме датчика и контактов выхода термореле часто содержат также устройство для установки желаемой температуры. В старых устройствах такое устройство выглядело как поворотная ручка или диск с шкалой, наносимой по радиусу указывающего клювика или метки. Новые, современные устройства, в большинстве цифровые и содержат несколько клавиш и дисплей. Но в некоторых моделях температура задается по прежнему, поворотной ручкой, что предпочитают потребители, в основном пожилые люди, с устоявшимися привычками. Выбор на рынке достаточен.
Основные параметры термореле
Таких параметров несколько. Вот самые важные из них:
- диапазон рабочих температур;
- точность уставки;
- гистерезис;
- мощность нагрузки.
Задаваемая для работы реле температура называется уставкой. Уставка лежит в диапазоне рабочих температур, с которыми работает температурное реле.
Гистерезисом называется промежуток температур устойчивого состояния реле, когда реле поддерживает нагрузку во включенном состоянии. Уставка может занимать любое положение на этом промежутке, но принадлежит этому промежутку. Гистерезис не есть плохое качество реле, часто нормируется, даже отдельно регулируется и помогает избежать слишком частого переключения в цепи нагревателей, которое будет сокращать срок службы тэнов.
В домашних устройствах положение уставки характеризуется как “плюс-минус”. Так проще считать. Например, комнатная температура комфортна для человека в пределах 18-20 градусов Цельсия. Если гистерезис регулятора составляет 1 градус, то уставка в этом случае составит 19 градусов. Если при этом точность термореле составляет 0,5 градусов, то температура будет поддерживаться в пределах 17,5 … 20,5 градусов. Говоря точнее, будет срабатывать термореле, а истинная температура будет определяться мощностью нагревателя, который работает совместно с этим реле.
Мощность нагрузки выражается через ток, который реле способно переключать. Известно, что электронагреватели потребляют наибольшую мощность среди остальных потребителей энергии. Значит, таким нагревателям необходим достаточный ток и реле должно обеспечить этот ток своими контактами. Если токовая нагрузка слишком велика для контактов реле, то используют промежуточное реле: магнитный пускатель или электронный силовой ключ. Иначе контакты реле быстро подгорят и реле выйдет из строя.
Виды термореле и его устройство
Применяются такие типы термореле, которые отличаются друг от друга принципами работы:
- Реле с биметаллической пластиной.
- Реле с термосопротивлением.
- Реле с термопарой.
- Реле с цифровым датчиком.
Рассмотрим каждый из видов этих реле подробнее. Такие термореле продаются и потребителю следует иметь о них достаточное представление.
C биметаллической пластиной
Эти реле стали применяться одними из первых и для своего времени были лучшими. В реле с биметаллической пластиной датчик температуры и контакты внешней цепи расположены рядом. Как основная деталь используется биметаллическая пластина. Ее изготавливают из двух металлов с различными коэффициентами теплового расширения. При нагреве, металл с большим коэффициентом расширяется сильнее другого. Это приводит к тому, что деталь, изготовленная из такой пластины, начинает изгибаться с постоянной зависимостью от температуры.
Изгибающаяся пластина действует на механическую часть с контактами, которые замыкаются и размыкаются под действием температур. Для добавления гистерезиса в механическую часть добавлено упругое коромысло, придающее механизму триггерный эффект для четкого переключения. На этот механизм также производится регулирующее действие со стороны винта, связанного со шкалой, размеченной в градусах или условных знаках.
На рисунке выше показан пример биметаллического реле (клапана) для водяной системы отопления. В настоящем реле вместо штока или плунжера усилие передается на электрические контакты. Подобное устройство использовалось в старых электроутюгах, тепловых реле магнитных пускателей, и до сих пор используется (в нерегулируемом исполнении) для защиты электрочайников от включения без воды. Но не только. Ему находилось применение в промышленности. У лучших образцов достигалась хорошая точность, но за счет усложнения и высокой цены.
Для чего нужен терморегулятор на батарею отопления, как он устроен, как им пользоваться и как самому смонтировать – обо всем этом мы расскажем в
В биметаллических реле, чтобы управлять уставкой и гистерезисом одновременно, часто применялось сразу два реле, перекидные контакты которых соединялись в соответствии с требуемой логикой. Такое реле показано на рисунке выше. На нем видна одна из двух биметаллических пластин, которую для большей чувствительности свернули в спираль. Одна шкала использовалась для уставки включения, а другая — для уставки выключения и гистерезис выбирался произвольно.
Преимуществами биметаллических термореле является их дешевизна и надежность, а недостатками — чувствительность к толчкам и ударам, а также невысокая точность и невозможность использовать выносной датчик.
Реле с термосопротивлением
Термореле с сопротивлением использует зависимость электрического сопротивления проводника или полупроводника от окружающей температуры. Этот тип реле распространился в 1970-х годах в промышленности, когда стали использоваться операционные усилители. Датчик в таком реле можно выносить на достаточное расстояние, а сам датчик может иметь миниатюрные размеры.
В качестве датчика в промышленных термореле использовались стандартные медные или платиновые сопротивления, заключаемые в герметичный корпус из нержавеющей стали. Такие датчики взаимозаменяемы. В простых и дешевых моделях, в частности бытовых, где не требуется высокая точность и стабильность контроля, применяется термисторный датчик.
Обратите внимание! Термистор (полупроводниковый терморезистор) имеет хороший отклик на изменение температуры, но недостатком термистора является нелинейность зависимости сопротивления от температуры. Из-за этого, каждый прибор может работать только с одним типом датчика и даже одним экземпляром. При замене на однотипный может потребоваться повторная калибровка.
Электронная часть термостатов описываемого типа состоит из делителя напряжения, одним плечом которого используется термистор, а другим — сопротивление с малым температурным коэффициентом. Получаемый сигнал усиливается и управляет электромагнитным реле. Улучшенные схемы используют мостовое включение датчика, усилитель сигнала с моста и компаратор с регулируемым опорным (сравнивающим) напряжением. Уставка задается величиной опорного напряжения, а гистерезис — либо подбором усиления сигнала (в дешевых устройствах), либо применением двух компараторов.
Реле с термопарой
Этот тип устройств близок к предыдущему, работающему на термосопротивлениях. Разница состоит в том, что для регистрации температуры используется не изменение сопротивления датчика, а термо э.д.с. (электродвижущая сила). Э.д.с. возникает в сплаве (спае) двух изолированных проволок из разных металлов. Такие датчики имеют хорошие характеристики, но требуют компенсации для второго спая. Так как на практике его обычно нет, то эта компенсация создается искусственно, причем “холодный спай” считается имеющим температуру в 20 градусов Цельсия, стандартную нормальную (комнатную) температуру.
Примечание! “Холодный спай” назван так не за свою температуру, а за то, что он, в противоположность “горячему”, не участвует в измерениях.
Обратите внимание! Для приборов изготовленных в США для внутреннего рынка, нормальной температурой считается 27 градусов Цельсия.
Термопары стандартизованы и взаимозаменяемы, но только на оригинальный тип, на который настроен используемый прибор. Подключение термопар иногда может использовать три клеммы, к одной из которых подключается компенсирующий термистор. Это используется при повышенных требованиях к точности и малом рабочем диапазоне.
Обратите внимание! При подключении термопар требуется соблюдать правильную полярность. Это важно учитывать при ремонте после обрывов!
Реле с цифровым датчиком
Это самый современный тип термореле для диапазона температур от -50 до +100 градусов, то есть, близкого к сфере деятельности человека и окружающей среды.
В качестве датчика используется полупроводниковый кристалл большой интегральной схемы (меньше спичечной головки), содержащей полупроводниковый датчик и микропроцессор для обработки данных сигнала. Для связи с остальной частью реле используется три провода: земля, питание и однопроводный интерфейс.
Особенность таких датчиков — они могут соединяться параллельно “гирляндой”, до 64 датчика и работать независимо в одной сети на одной шине. Для работы с ними разработан специальный протокол: контроллер передает адрес датчика, вслед за чем получает от него ответ. Благодаря этому можно получать продвинутые устройства контроля температуры с гибкими конфигурациями и минимальным расходом проводов и кабелей.
На рисунке выше показана плата одноканального термореле с дисплеем. Три кнопки предназначены управления режимом работы. Одной кнопкой реле переводится в режим задания уставки, а две другие кнопки используются для “прокрутки” значений на дисплее. Затем устройство переходит в режим поддержания температуры. Это пример самого простого цифрового термореле для бюджетных применений.
Цифровое термореле не обязательно использует цифровые датчики температуры. Такое реле может быть изготовлено для аналоговых датчиков с оцифровкой входного сигнала в самом реле, но датчик будет выносным. В устройстве может быть расположен датчик, измеряющий его внутреннюю температуру.
Видео — Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха
Реле на DIN-рейку
Модули, собираемые на DIN-рейку, теперь окончательно вытеснили старый щитовой монтаж оборудования в шкафах, очень неудобный для обслуживания и ремонта. Защелкивание на рейку занимает секунды. Провода прокладываются в кабельных лотках в пределах шкафа и зажимаются винтовыми клеммами в точках подключения при их полной доступности для монтажа и освещенности.
Таким способом собирается электротехническое оборудование промышленного, коммунального и бытового назначения. Не составляют исключение и термореле, которые тоже выпускают в корпусе под крепление на DIN-рейку.
При установке в шкаф или бокс исчезает необходимость портить стены и внешний вид помещений. Датчики реле выводятся в контролируемую зону, а сами реле стоят с остальным оборудованием в шкафу.
В исполнении для DIN-рейки выпускаются термореле большинства типов. Интернет-магазины предлагают потребителям большой выбор. Некоторые модели содержат интерфейс для подключения по кабелю, например, для устройства беспроводной связи, если есть необходимость управлять реле удаленно с мобильника или смартфона.
Термореле своими руками
Для тех, кто умеет мастерить: работать с паяльником, имеет достаточный минимум знаний в области электротехники, есть варианты самостоятельного изготовления термореле. Из имеющегося разнообразия лучше выбирать не архаичные схемы прошлых десятилетий, а вариант, близкий к современности. Легче найти современные комплектующие, надежные в работе и точнее старых. Электрические схемы также стали проще, благодаря высокой степени интеграции новых чипов. Вот вариант с полупроводниковым аналоговым датчиком:
Датчик U1 выпускается в корпусе TO-92 или TO-220. В первом случае он годится только для измерения температуры воздуха. Второй корпус подходит для крепления к металлическим пластинам, например, для измерения температуры батарей или труб. Переменный резистор R5 должен быть с линейной характеристикой, так как датчик LM35 сам имеет хорошую линейность. Компаратор U2 сравнивает образцовое напряжение с ползунка резистора R5 и от датчика.
Выходной сигнал компаратора усиливается по току транзистором T1 и дальше поступает на базу транзистора T2, ключа, который включает реле K1. Диод D1 обязательно должен быть использован, для защиты транзистора T2 от электрического пробоя при самоиндукции катушки реле. Контакты нагрузки должны быть рассчитаны на ток 2-5 А. Если мощность нагрузки больше 400-1000 Вт, что соответствует выбранному реле, то следует применять промежуточный магнитный пускатель или симистор.
Таблица 1. Замена транзисторов и диодов
| BC549C | КТ315В, КТ315Г |
| BD139 | КТ815Б, КТ805Б |
| 1N4002 | КД105Б, КД212А |
Датчик можно выносить за пределы платы устройства на расстояние 5-10 метров. Но в этом случае провод от вывода 2 должен быть в металлической оплетке (экранирован). Оплетка соединяется с выводом 3 (земля), а питание подается отдельным проводом. Резистор R1 и конденсатор C2 также требуется выносить вместе с датчиком и помещать в его собственный корпус. Устройство питается от источника напряжения постоянного тока 12 В.
Шкалу нужно отградуировать по показаниям образцового термометра, который поместите близко к датчику. Изменяя температуру, надо выждать 2-3 минуты, чтобы показания датчика и термометра уравнялись между собой.
Заключение
Термореле — терморегулятор, реле температуры, термостат, синонимы устройства. Развиваясь от простых электромеханических, с биметаллической пластиной или сильфоном, до современных цифровых устройств термореле претерпели большие улучшения показателей в сторону точности и надежности. При этом их цена остается невысокой, доступной для потребителей, а сами устройства — необходимыми для бытового кондиционирования, микроклимата, кухонной техники и тепличного хозяйства.
Перед приобретением термореле желательно ознакомиться с перечисленными здесь параметрами, чтобы выбрать подходящее устройство, а также учитывать особенности купленного прибора для надежной и долговечной работы. И еще надо помнить, что термореле – управляющий прибор, исправность которого влияет на другое оборудование или имущество, и оно должно быть всегда работоспособно и исправно.
Видео — Беспроводной термостат для котла отопления
В бытовой электротехнике очень часто требуется контроль температуры. Для этого применяется специальный датчик. Собой он представляет биметаллический контакт, который размыкается при нагреве свыше определённой температуры.
В обиходе данный датчик называют термостатом, термопредохранителем, термовыключателем, термореле, термодатчиком, термопрерывателем. В общем как его только не называют, хотя сама деталь представляет собой довольно нехитрое устройство.
Выглядит это чудо так.
Термовыключатель KSD 301 на температуру срабатывания 115°С без фиксации фланца.
Термовыключатели серии KSD 201, KSD 301, KSD 302 есть в составе практически всех бытовых электроприборов, которые применяются для нагрева. Их можно встретить в составе электрических схем чайников-термосов (термопотов), накопительных водонагревателей (бойлеров), электроплит, духовых шкафов, СВЧ-печей.
Данные температурные выключатели имеют подвижной или фиксированный фланец, необходимый для установки на поверхность для контроля температуры. У некоторых моделей фланец может отсутствовать. Для уменьшения температурного сопротивления между термовыключателем и объектом контроля (баком, резервуаром, камерой и т.п.) может применяться теплопроводная паста. Выводы термовыключателей серии KSD штампованные и рассчитаны на подключение проводников без пайки.
Применение температурных выключателей.
Термовыключатели очень просты и легки в применении. Используются в электротехнике для следующих целей:
Экстренное выключение электроприбора при температурной перегрузке. Так, например, если откажет основная схема терморегулятора водонагревателя, то температура бака с водой вскоре достигнет критической (более 100 – 105° С). При этом термовыключатель размыкает свои контакты и снимает напряжение с электроприбора. Вот таким образом обеспечивается пожаробезопасность электроприбора.
Стоит отметить, что причиной неработоспособности электроприбора может служить как раз термовыключатель. Дело в том, что существуют термовыключатели с самовозвратом, как, например, типа KSD 201, так и термореле с принудительным включением. Термореле (термостат) типа KSD 302S как раз относится к приборам с принудительным включением.
При срабатывании данного датчика его термоконтакты размыкаются. Чтобы вновь замкнуть термоконтакты датчика, нужно нажать на маленькую кнопку со стороны контактов термореле. На фотографии видно, что со стороны контактов термореле есть кнопка. Она то и служит для восстановления рабочего состояния контактов.
Термореле KSD 302S
Внешний вид и цоколёвка выводов термостата типа KSD 302S показаны на рисунке.
Размеры и внешний вид термореле KSD 302S
Внешний вид и типовые размеры термовыключателей с одной парой термоконтактов и фиксированным фланцем
Контроль температуры . Термовыключатели очень активно применяются в чайниках-термосах (термопотах). Там они используются как в роли защитного термопредохранителя, так и для отключения нагревательного элемента при достижении температуры кипения воды.
Более подробно об устройстве чайников-термосов и их ремонте можно узнать .
Основные параметры термовыключателей серии KSD.
Температура срабатывания. Температура, при которой размыкаются термоконтакты. Указывается на корпусе прибора. Редко превышает значение в 150° С, поскольку такие датчики в основном используются в приборах для нагрева воды.
Номинальное напряжение и ток. Рабочее напряжение и допустимый ток для термовыключателя. Обычно номинальное напряжение составляет 250V, а допустимый ток составляет не менее 10 ампер.
Типономинал. Например, KSD 201 .
Температура сброса. Температура при которой остывшие термоконтакты вновь замыкаются. На корпусе термовыключателя данный параметр не указывается,но обычно он на 13 – 30° С ниже температуры срабатывания. Более точно данный параметр можно узнать из описания конкретного типономинала термовыключателя.
Проверка термореле.
Поскольку термовыключатели серии KSD являются обычным термоуправляемым контактом, то проверяются они методом простой "прозвонки" c помощью тестера . В обычном “холодном” состоянии контакты термовыключателя замкнуты.
Для проверки срабатывания термовыключателя можно нагреть его свыше температуры выключения обычной зажигалкой и замерить сопротивление контактов. Так как интервал температур срабатывания термовыключателей серии KSD в основном лежит в интервале от 50 до 160° С, то нагреть их можно и обычным паяльником.
В некоторых случаях для восстановления нерабочего термореле серии KSD можно несколько раз сильно встряхнуть его. Как ни странно, но сильная ударная вибрация способствует восстановлению нормальной работы термоконтактов. Конечно, неисправный термовыключатель желательно заменить новым. Эта рекомендация относится лишь к тем случаям, когда под рукой нет подходящей замены неисправной детали.
Как уже говорилось, термовыключатели (термостаты, термореле) серии KSD активно применяются в бытовых электроприборах. При их ремонте порой требуется замена как раз термостата типа KSD 301, KSD 302, KSD 201 и аналогичных. Где их можно купить, если не удалось найти в ближайших радиомагазинах? Можно купить в интернете на сайте AliExpress . Цены весьма доступные, правда, если выбирать бесплатную доставку, то её сроки могут достигать 1 – 1,5 месяца. Если не знаете, как приобрести детали на AliExpress, то
Термореле с регулировкой температуры можно приобрести в магазине или же сделать самому Сегодня, в быт современного человека активно внедряются устройства, позволяющие автоматизировать работу систем отопления и вентиляции, горячего водоснабжения. К таким устройствам относят и термореле. Какие виды термореле для контроля над температурой существуют на сегодня, где можно использовать терморегуляторы и как самостоятельно сделать устройство – читайте ниже.
Что такое термореле с регулировкой температуры
Термореле с регулировкой температуры – это электромеханический прибор, предназначенный для контроля температуры в неагрессивной среде. Регулировка температуры посредством устройства происходит благодаря способности реле размыкать и замыкать контакты электрической цепи, в соответствии с изменениями температурного режима.
Это позволяет использовать отопительные приборы только по их фактической необходимости.
Так, например, термореле с внешними теплочувствительными датчиками можно использовать для регулирования работы отопительной системы в зависимости от погодных условий. Регулятор будет включать отопительные приборы при понижении температуры на улице ниже заданной.
Кроме того, термореле можно использовать для:
- Управления оборудованием для нагрева воды в системах автономного отопления и горячего водоснабжения;
- Автономной работы “теплого пола”, водонагревательного котла;
- Автоматизации систем кондиционирования в тепличном хозяйстве;
- В автоматических системах отопления погреба и других складских и подсобных помещений.
Существует несколько видов термореле. В основном, устройства различаются по исполнению. При этом, их устройство остается практически неизменным. К основным конструктивным элементам термореле относят термочувствительный датчик и терморегулятор, подающий сигнал на включение или выключение приборов обогрева и кондиционирования. Информация о фактическом и заданном температурных режимах, обычно, выводится на цифровой дисплей устройства, а светодиодный индикатор сигнализирует о рабочем состоянии реле.
Для чего нужен гистерезис терморегулятора
Сегодня, большинство устройств по контролю над температурным режимом имеют функции как установки нужной температуры, так и настройки гистерезиса. Что же такое гистерезис терморегулятора? Это величина температуры, при которой сигнал противоположно меняется. Благодаря настройке гистерезиса реле осуществляет включение или выключение подключенного к нему оборудования.
Главная функция гистерезиса терморегулятора заключается в выключении и включении оборудования, которое к нему подключено
То есть гистерезис – это разница между температурами включения и выключения приборов, обеспечивающих нагревание или охлаждение среды.
Так, например, если гистерезис терморегулятора равен 2 °С, а само устройство выставлено на 25 °С, то при понижении температуры окружающей среды до 23 °С термореле запустит оборудование, контролирующее обогрев комнаты. Такое оборудование может быть представлено электрическим обогревателем или газовым котлом отопления. При этом, чем больше будет гистерезис, тем реже будет запускаться термореле. Это следует учитывать в том случае, если главной целью установки автоматического терморегулятора является экономия электроэнергии.
Виды термореле на включение-выключение
Обычный терморегулятор на включение и выключение представляет собой компактный электронный блок, который крепится на стену в подходящем месте и соединяется с контролируемым оборудованием. Самый простой, а поэтому и самый доступный регулятор температуры имеет механическое управление.
Кроме того, все термореле делится на:
- Программируемые устройства контроля. Такие регуляторы подключаются к оборудованию как по проводному, так и по беспроводному принципу. Настройка реле производится через специальную программу или ЖК дисплей. Благодаря программному обеспечению можно настраивать реле на срабатывание в определенное время суток и года.
- Термореле с модулем беспроводного программирования GSM. Такие устройства могут быть как с одним, так и двумя термодатчиками.
- Автономные регуляторы с питанием от аккумуляторов. Такие установки, чаще всего, используют для контроля работы бытовой техники (например, холодильника), инкубаторов.
Отдельно выделяют беспроводные устройства с внешним датчиком. Такие устройства считаются наиболее эффективными. Они отличаются быстродействием, ведь термодатчик реагирует на изменение температуры еще до того, как она успела повлиять на температуру внутри помещения.
Как сделать термореле своими руками
Подходящее по способу действия термореле можно заказать в интернет-магазине, а можно собрать своими руками. Чаще всего, самодельные регуляторы температуры воздуха рассчитываются на питание от аккумулятора на 12 В. Можно запитать термореле и к электропроводке через силовой кабель.
Для того чтобы смастерить терморегулятор, необходимо заранее подготовить корпус прибора и другие инструменты для работы
Для того, чтобы собрать надежный терморегулятор с датчиком следует:
- Подготовить корпус прибора. Для этих целей можно выбрать корпус от старого электрического счётчика, автоматического выключателя.
- Ко входу компаратора (помеченного знаком «+») подключить потенциометр, а минусовому инверсному входу – термодатчики типа LM335. Схема работы устройства достаточно простая. При повышении напряжения на прямом входе, транзистор подает питание на реле, а оно, в свою очередь, на нагреватель. Как только напряжение на обратном входе станет выше, чем на прямом, уровень на выходе компаратора приблизится к нулю, и реле отключится.
- Создать отрицательную связь между прямым входом и выходом. Это создаст пределы включения и отключения терморегулятора.
Для питания терморегулятора можно взять катушку от старого электромеханического электросчетчика. Для получения необходимого напряжения в 12 В, нужно будет намотать на катушку 540 витков. Для этого лучше всего использовать медный провод диаметром не менее 0,4 мм.
Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками
Инкубатор – это незаменимая вещь в сельском хозяйстве, которая позволяет выводить птенцов в домашних условиях. Температуру инкубатора можно контролировать с помощью термореле. Термореле для инкубатора можно приобрести, а можно собрать самостоятельно из подручных материалов.
Существует два способа изготовления терморегулятора для инкубатора:
- С использованием стабилитрона, тиристора и 4 диодов мощностью не менее 700 Вт. Регулировка температурного режима выполняться через переменный резистор с сопротивлением в диапазоне от 30 до 50 кОм. Датчиком температуры в данном приборе выступит транзистор, установленный в стеклянной трубке и размещенный на лотке с яйцами.
- С использованием термостата. К корпусу термостата с помощью паяльника нужно будет прикрепить винт и связать его с контактами. Вращение винта будет регулировать температурные показатели.
Наиболее простым и доступным считается второй способ. Независимо от типа термореле, перед закладкой яиц, инкубатор необходимо прогреть, а самодельный терморегулятор настроить.
Термореле с регулировкой температуры – это простое устройство, которое позволяет автоматизировать работу нагревательного, обогревательного и кондиционирующего оборудования. Благодаря термореле электроприборы можно автоматически использовать по их фактическому назначению, сократив потребление электроэнергии. Выбрать термореле помогут представленные выше рекомендации. А если подобрать наиболее подходящее устройство не получилось, вы всегда сможете собрать терморегулятор своими силами!
Термореле с регулировкой температуры: терморегулятор своими руками, термодатчики на включение выключение
Термореле с регулировкой температуры: где можно использовать терморегуляторы, способы как сделать термореле с датчиком своими руками.
Термореле своими руками
- Устройство и принцип работы термореле
- Типовая схема термореле
- Как работает готовая схема
- Простая схема устройства
Терморегулятор или термореле в бытовых условиях используется для холодильников, утюгов и других приборов. Нередко возникают ситуации, когда необходимо установить в помещении определенную температуру или подключить теплые полы. С этой целью можно использовать заводские изделия, а можно изготовить термореле своими руками с параметрами, необходимыми для конкретных условий.
Устройство и принцип работы термореле
Для любительских конструкций чаще всего практикуется использование терморезисторов, диодов или транзисторов. На их основе получается простейшая электрическая схема.
Задан на я температура поддерживается путем периодического включения или выключения ТЭ На - на гревательного элемента. Когда температура подойдет к заданному уровню происходит срабатывание сравнивающего устройства - компратора, отключающего ТЭН. Од на ко при всей кажущейся простоте, на практике встречаются определенные сложности.
На ибольшую трудность представляет на стройка и регулировка требуемой температуры. Характерные точки шкалы температур определяются путем поочередного погружения датчика в емкость с тающим льдом и кипятком. Таким образом, удается откалибровать температуру ноль градусов и температуру кипения. На основании полученных данных на страивается необходимая промежуточ на я температура срабатывания термореле.
В схеме термореле рекомендуется использовать температурные сенсоры, уже откалиброванные в заводских условиях. Они выпускаются в виде датчиков, работающих с микроконтроллерами. Передача информации осуществляется в цифровом виде. Чаще всего в конструкциях используется устройство LM335 и его модификации 135 и 235. Первая цифра маркировки оз на чает пред на з на чение прибора. Датчик с цифрой 1 применяется в военной области, с 2 - в индустрии, а 3 пред на з на че на для бытовых приборов. Именно 335-я модель используется в схеме бытового реле. Прибор пред на з на чен для работы в температурном диапазоне от -40 до +100 градусов.
Типовая схема термореле
Основой конструкции является термодатчик LM335 или его а на логи, а также компраматор LM311. Схему термореле дополняет выходное устройство, к которому подключается на греватель с установленной мощностью. Обязательно присутствует блок питания, при необходимости могут использоваться индикаторы.
В более сложную схему включаются транзисторы, реле, стабилитрон и конденсатор С1, сглаживающий пульсации на пряжения. Выравнивание тока производится с помощью параметрического стабилизатора. В этом случае устройство может питаться от любого источника, параметры которого совпадают с на пряжением катушки реле в диапазоне от 12 до 24 вольт. Источник питания может стабилизироваться с помощью обычного диодного моста с конденсатором.
Как работает готовая схема
С помощью транзистора включается реле, которое, в свою очередь, обеспечивает включение магнитного пускателя. Через его контакты на греватель подключается к сети двумя собственными контактами. В этом случае на на грузке не остается фазы, когда пускатель отключается. Если в помещении повышен на я влажность, для подключения рекомендуется использовать УЗО.
В качестве на гревателя, кроме ТЭНов, используются масляные радиаторы, лампы на каливания на 100 Вт и бытовые обогреватели со встроенным вентилятором. Необходимо исключить прямой доступ к токоведущим частям.
После того как термореле на включение и выключение своими руками собрано, следует проверить качество и правильность монтажа. Все соединения должны быть хорошо пропаяны. После этого можно выполнять на стройку прибора в соответствии с заданными параметрами.
Термореле своими руками
После того как термореле своими руками собрано, следует проверить правильность монтажа. Все соединения должны быть хорошо пропаяны. После этого можно выполнять настройку прибора
Температурные датчики, терморезисторы, термореле.
Датчики температуры – это датчики,которые значение температуры переводят в другие физические параметры, например, сопротивление или напряжение.
Терморезисторы
Терморезисторы – это температурные датчики, которые преобразуют значение температуры в сопротивление. Любой проводник имеет сопротивление, которое при изменении температуры также изменяется. Величина, которая показывает насколько изменяется сопротивление при изменении температуры на 1 0 С, называется температурный коэффициент сопротивления -ТКС, и если при увеличении температуры сопротивление увеличивается, то ТКС -положительный, а если уменьшается, то отрицательный.
Основные характеристики терморезисторов:
Диапазон измеряемых температур;
Максимальная мощность рассеивания (имеется ввиду тепловая характеристика);
Термисторы – это терморезисторы с отрицательным ТКС (NTC – negative temperature characteristic). Изготавливают их из оксидов различных металлов, керамики и даже кристаллов алмаза.
NTC-резисторы применяют в качестве датчиков температуры, в бытовой технике и в промышленной, от -40 до 300 0 С.
Ещё одна область применения это ограничение пускового тока в различных электронных устройствах, например в импульсных блоках питания,которые есть абсолютно во всех устройствах питающихся от сети. При подключении к сети термистор имеет комнатную температуру и сопротивление порядка нескольких Ом. В момент зарядки конденсатор происходит скачок тока, но термистор не даёт ему подняться выше предела, зависящего от сопротивления термистора. При прохождении тока термистор разогревается и его сопротивление падает почти до нуля, и в дальнейшем он не влияет на работу устройства.
Позисторы – терморезисторы с положительным ТКС (PTC – positive temperature characteristic). Положительным ТКС, к примеру, обладают все металлы, также их изготавливают из керамики и полупроводниковых кристаллов.
Позисторы также применяют в качестве датчиков температуры,но на этом их область применения не ограничивается, их применяют:
В качестве защитных элементов в трансформаторах, электродвигателях и других электронных приборах, в которых есть риск возникновения перегрева. Для этого позистор включают последовательно с нагрузкой – обмоткой двигателя или электронной схемой, а сам позистор непосредственно в зону нагрева – приклеивают термоклеем к обмотке или заживают хомутом или просто прижимают используя термопасту. При этом такая защита от перегрева достаточно эффективна и не имеет пределов цикла включения/выключения, так как нет никаких размыкающих контактов, просто защитный термистор приобретает высокое сопротивление и через него проходт остаточный ток,значение которого совершенно не опасно для нагрузки. Но позистор всё-же можно вывести из строя – при резком скачке напряжения, так как ток превысит номинальный. Например, если вместо 220 В придёт 380 В, сопротивление его будет достаточно низким, так как температура в норме, а вот ток который через него пройдёт превысит номинальный и он просто выгорит, разомкнув нагрузку.
Ещё одно применение – запуск электродвигателей компрессоров. Применяется такая схема в маломощных холодильных машинах – холодильниках, морозильных камерах, в которых установлены однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. В современных кондиционерах такую схему уже не используют, используя двухфазные электродвигатели с рабочими фазосдвигающими конденсаторами.
В этом случае рабочую обмотку подключают непосредственно к сети, а пусковую через позистор. После запуска компрессора позистор нагревается от проходящего через него тока и увеличивает своё сопротивление, отключая пусковую обмотку. Кстати из-за этого при кратковременном пропадании питающего напряжения, компрессор может не запуститься, так как термистор не успеет остыть и выйдет из строя из-за перегрева основной обмотки.
Применяют PTC – резисторы в схемах запуска люминесцентных ламп.
В этой схеме при включении лампы позистор имеет малое споротивление и через него протекает ток, при этом разогреваются нити накала в лампе и сам позистор, после нагревания цепь позистора размыкается и лампа включается уже с разогретыми электродами. Эта схема значительно продлевает срок службы энергосберегающих ламп.
Нашли применение данные терморезисторы и как датчики уровня жидкости. Схема контроля основана на разных свойствах жидкости и воздуха – теплоёмкость и теплопередача жидкости значительно превышает эти параметры в воздухе.
Также позисторы применяют в качестве нагревательных элементов – в бытовой технике, автомобильной промышленности. Это как раз те самые разрекламированные керамические нагреватели, которые “не сжигают кислород”
Термопара – это термопреобразовательный элемент, представляющий собой “спай” разнородных металлов.
В схеме с двумя такими спаями при разности температур между ними в цепи появится термо-ЭДС, величина которой будет зависеть от природы металлов и разности температур между спаями. Впервые термоэлектрический эффект обнаружили ещё в первой половине девятнадцатого века.
Применение для термопар самое различное – в промышленности, в медицине, для научно-исследовательских целей. Термопары могут измерять довольно высокие температуры, например температуру жидкой стали (около 1800 0 С).
Материал для изготовления термопар – медь,хромель,алюмель, платина, и полупроводниковые материалы.
Используется и обратный эффект – при пропускании электрического тока в цепи, появляется разность температур между двумя спаями, в середине прошлого века выпускали холодильники, рабочим элементом была термопара на основе полупроводников. Но из-за более низкого к.п.д., по сравнению с компрессорными холодильниками, их перестали выпускать.
Полупроводниковые термочувствительные элементы
Хотя и терморезисторы изготавливаю из полупроводниковых материалов, но здесь речь идёт о эффекте изменения температуры на p-n переходе транзисторов и диодов. Эти приборы характеризуются температурным коэффициентом напряжения – ТКН. Это изменение приложенного напряжения при изменении температуры. У всех полупроводников он отрицательный равен примерно 2мВ/ 0 С.
На основе полупроводниковых датчиков температуры выпускают специализированные микросхемы, в которых на одном кристале помещается сразу и термочувствительный элемент усилители сигнала и схемы стабилизации. В настоящее время такие микросхемы широко распространены и выпускаются миллионами штук многими производителями. А потребитель получает готовое откалиброванное изделие с выходным сигналом нужной величины и нужной ему погрешностью (точностью). Используют такие микросхемы как датчики температуры в самых разнообразных устройствах.
Ещё одно применение полупроводниковых термодатчиков – в качестве элементов стабилизации и компенсации в электронных схемах. К примеру при протекании тока через мощные силовые элементы он нагреваются, изменяется х сопротивление и,соответственно, параметры, чтобы компенсировать этот эффект, на его корпус крепят термотранзистор и включают в схему термокомпенсации.
Термореле – это устройства для включения или выключения нагрузки при достижении определённой температуры, они преобразуют тепловую энергию в механическую, которая идёт на замыкание/размыкание электрических контактов.
Область применения данных изделий -автоматизация и защита устройств в быту, на производстве, в автомобилях. Например их используют в утюгах, тепловых завесах, электрокаминах. Главное их достоинство это невысокая цена и простота.
Выпускают регулируемые термореле и настроенные на определённую температуру срабатывания. С замыкающими и размыкающими контактами, а также с группами контактов на замыкание/размыкание одновременно.
Технические параметры термореле:
Температура срабатывания – температура при достижении которой происходит замыкание/размыкание контактов реле
Температура возврата, соответственно при ней происходит возврат в исходное состояние
Гистерезис (дифференциал) -разница между температурой срабатывания и возврата
Коммутируемый ток и напряжение, от этого параметра зависит долговечность прибора, стоит подбирать прибор с запасом по току
Погрешность прибора, например +/- 10%
Биметаллические термореле
В таких реле срабатывание происходит из-за изгиба платины или диска, выполненных из биметалла (то есть из двух металлов), из-за разного объёмного расширения разнородных металлов. Они достаточно простые безотказные
Есть две разновидности этих типов реле – терморегуляторы и термоограничители. Первый тип регулирует температуру в определённых пределах, автоматически включая и выключая нагрузку, а вторые используются для защиты и требуют после срабатывания сброса специальной кнопкой.
Термодатчики манометрического типа
Измерение температуры этими датчиками основано на эффекте объёмного расширения различными жидкостями.
Используют их,например в водонагревателях или в кондиционерах для включения подогрева картера и дренажа. Они представляют из себя колбу с жидкостью, которая контактирует с измеряемой средой и соединена с контактами металлической трубкой. В качестве рабочего вещества обычно применяют смесь на основе спирта или этиленгликоля.
Электронные термореле
Это уже довольно сложные электронные устройства которые коммутируют нагрузку с помощью электромагнитных реле, контакторов, датчиками температуры могут служить почти все вышеперечисленные типы. Обрабатывает сигнал микроконтроллер или же специализированная электронная схема. Такие приборы могут иметь несколько каналов, например, четыре,то есть могут контролировать четыре точки и управлять четырьмя нагрузками, а выдавать информацию на электронный дисплей. Для монтажа в электрощит выпускают термореле в корпусе под DIN-рейку.
Датчики температуры, термисторы, термореле
В холодильной технике используют абсолютно все виды датчиков температуры и термореле, рассмотрим подробнее их типы
Термореле с множеством регулировок. W1209 DC 12 В.
Точность измерения:
— 0.1 ° C — в пределах от -9,9 до +99,9 °C
— 1 °C в пределах от -50 до -10 и от +100 до +110
— 0.1 °C — в пределах от -9,9 до +99,9 °C
— 1 °C в пределах от -50 до -10 и от +100 до +110 °C
Гистерезис: от 0.1 до 15 °C
Точность Гистерезиса: 0.1 °C
Частота обновления: 0.5 секунд.
Напряжение питания схемы: 12 В постоянного тока (DC12V).
Потребляемая мощность: статический ток: 35мА; ток при замкнутом реле: 65мА
Терморезистор: NTC (10K +-0,5%).
Длинна выноса датчика 50 см.
Выход: 1 канал выход реле, мощность = 10А
Влажность 20% -85%
Размер: 48 * 40 * 14 мм.
Цифровой двух-пороговый, двух-режимный, бескорпусной, питание 12V регулятор температуры XH-W1209 предназначен для поддержания необходимой температуры воздуха в инкубаторах, теплицах, террариумах, в системах отопления, для управления температурой теплых полов, бассейнов, морозильных камер, системы для не замерзания водостоков и т.д.
Терморегулятор управляется микроконтроллером STM8S003F3P6, который анализирует измеренную цифровым датчиком температуру, сравнивает ее с заданным значением, учитывает заданный режим работы, и на основании этих данных включает и отключает нагрузку. Коммутация осуществляется электромагнитным реле.
Терморегулятор ― контактный (в терморегуляторе применен релейный силовой элемент). Терморегулятор двух-пороговый ― верхний и нижний пороги (возможность задания верхнего значения (порога) температуры включения (отключения) и нижнего значения (порога) температуры включения (отключения).
set - выбирает режим установки и настройки параметров
И - изменяют значение установки и параметров
пока температура ниже установки, контакты реле разомкнуты, по достижении заданной температуры контакты реле замыкаются и остаются в таком положении до снижения температуры на величину установленного гистерезиса (по умолчанию на 2ºС).
Если нажать кнопку «SET», то кнопками «+» и «-» можно задать температуру включения реле (если текущая температура НИЖЕ этого значения, то контакты силовых клемм замыкаются.)
Термостат должен работать в паре с нагревателем или охладителем.
Для установки температуры контроля необходимо нажать кнопку SET, после чего кнопками «+» или «-» установить новую температуру, и еще раз нажать кнопку SET.
Для входа в режим программирования необходимо удерживать в течение 5 секунд кнопку SET, после чего кнопками «+» или «-» выбрать пункт меню из списка ниже. Для сохранения настроек нужно нажать и удерживать кнопку SET, или же не нажимать никакие кнопки в течение 10 секунд. Для возврата к установкам по-умолчанию необходимо нажать и удерживать кнопку «+».
Инструкция пользования, с подробным описанием режимов программирования, на русском языке, в комплекте.
Управляющий контроллер STM8S003F3P6. Опорное напряжение на датчик температуры и питание контроллера - стабилизированные 5,0 В на AMS1117 -5.0.
Ток потребления термостата в режиме отключенного реле 19 мА, включенного 68 мА (при питающем напряжении 12 В).
- Универсальность
- Датчик на разъёме в комплекте
- Возможность калибровки
- Малые габариты, масса и стоимость
- Управляющее реле стоит на 12 В с NO контактом, коммутирует ток до 20 А (14VDC) и до 5 А (250VAC).
- Тип датчика ― водонепроницаемый: NTC (10K/3435). Температурный датчик представляет собой термосопротивление 10 кОм, герметично залитое в защитный металлический колпачок. Длина проводе температурного датчика 50 см., но при необходимости, его можно удлинить.
- Диапазон измеряемой и контролируемой температуры: -50
110 градусов.
Диапазон уставки и отображения температур -50ºС +110ºС, чего вполне достаточно для бытового применения.
Красный светодиодный 3-х разрядный индикатор 22×10мм показывает температуру до десятых долей градуса, температуру ниже -10ºС (до -50ºС) и выше 100ºС (до 110ºС) отображает без десятичных долей, т.к. разрядов индикатора не хватает. Дискрета уставки задана по тому-же принципу.
Красный светодиод на плате просто дублирует включение реле.
3 кнопки управления: set, +, - .
set - выбирает режим уставки и настройки параметров
И - изменяют значение уставки и параметров
Кнопку + логичнее было поставить справа, а не в центре, т.к. в соответствии со здравым смыслом увеличение должно быть сверху или справа
В режиме C (охлаждение) работает так:
пока температура ниже уставки, контакты реле разомкнуты, по достижении заданной температуры контакты реле замыкаются и остаются в таком положении до снижения температуры на величину установленного гистерезиса (по умолчанию на 2ºС).
В режиме H (нагрев) работает наоборот
Управляющее реле стоит на 12В с NO контактом, коммутирует ток до 20А (14VDC) и до 5А (250VAC)
Лучше-бы реле поставили с переключающим контактом и все 3 вывода вывели на разъём подключения, при этом немного расширяется сфера применения термостата
Термодатчик представляет собой термосопротивление 10кОм, герметично залитое в защитный металлический колпачок. Длина кабеля 30см (заявлено 50см), но при необходимости, его можно удлинить.
Настройка параметров с расшифровкой:
Температура уставки -50ºС 110ºС, по умолчанию 28ºС
P1 гистерезис переключения 0,1 - 15,0ºС, по умолчанию 2,0ºС
Несимметричный (в минус от уставки), позволяет снизить нагрузку на реле и исполнитель в ущерб точности поддержания температуры.
P2 максимальная уставка температуры -45ºС 110ºС, по умолчанию 110ºС
Позволяет сузить диапазон уставки сверху
P3 минимальная уставка температуры -50ºС 105ºС, по умолчанию -50ºС
Позволяет сузить диапазон уставки снизу
P4 коррекция измеряемой температуры -7,0ºС 7,0ºС, по умолчанию 0,0ºС
Позволяет проводить простейшую калибровку для повышения точности измерения (только сдвиг характеристики).
P5 задержка срабатывания в минутах 0-10мин, по умолчанию 0мин
Иногда необходима для задержки срабатывания исполнителя, критично например для компрессора холодильника.
P6 ограничение отображаемой температуры сверху (перегрев) 0ºС-110ºС, по умолчанию OFF
Лучше без необходимости не трогать, т.к. при некорректной настройке дисплей будет постоянно отображать «—» в любом режиме и придётся скидывать настройки в состояние по умолчанию, для этого надо при очередном включении питания удерживать нажатыми кнопки + и -.
Режим работы С (охладитель) либо H (нагреватель), по умолчанию С
Фактически просто инвертирует логику работы термостата.
Все настройки сохраняются после отключения питания.
Никаких дополнительных и хитрых настроек (ПИД, наклон, обработка, сигнализация) не обнаружено, но они простому пользователю и не нужны.
При температуре ниже -50ºС (или при отключении датчика) на индикаторе отображается LLL
При температуре выше 110ºС (или при замыкании датчика) на индикаторе отображается HHH
Интересная особенность - скорость обновления показаний температуры зависит от скорости изменения температуры. При быстрых изменениях температуры, индикатор обновляет показания 3 раза за секунду, при медленных изменениях - примерно в 10 раз медленнее, т.е. происходит цифровая фильтрация результата для повышения стабильности показаний.
Точность измерения заявлена 0,1ºС, но это просто невозможно для обычного нелинейного терморезистора без индивидуальной калибровки по множеству точек, которую 100% не делали, да и 10-bit ADC не позволяет такую роскошь. В лучшем случае можно рассчитывать на точность 1ºС
Реальная схема термостата
Управляющий контроллер STM8S003F3P6
Опорное напряжение на датчик температуры и питание контроллера - стабилизированные 5,0В на AMS1117 -5.0
Ток потребления термостата в режиме отключенного реле 19мА, включенного 68мА (при питающем напряжении 12,5В)
Напряжение питания ниже 12В подключать нежелательно, т.к. на реле подаётся напряжение на 1,5В меньше питающего. Лучше, чтобы оно было немного больше (13-14В)
Токоограничительные резисторы на индикатор стоят в цепи разрядов, а не сегментов - это приводит к изменению их яркости в зависимости от числа горящих сегментов. На нормальную работу не влияет, но в глаза бросается.
Вход RESET (4 pin) выведен на контакты для программирования, имеет только внутреннюю высокоомную подтяжку (0,1мА) и контроллер иногда ложно сбрасывается от сильной искровой помехи поблизости (даже от искры в собственном реле), либо при случайном касании контакта рукой.
Легко исправляется установкой блокирующего конденсатора 0,1мкФ на общий провод
Поверку и калибровку проводил классически на двух контрольных точках 0ºС и 100ºС
В воде с тающим льдом показал +1ºС
В кипящем чайнике температуру показал 101ºС
После ввода коррекции -1,0ºС, воду с тающим льдом показал -0,1 +0,1ºС, что меня вполне устроило
Кипящую воду стал показывать нормально 100ºС
Термореле с множеством регулировок
Цифровой двух-пороговый, двух-режимный, питание 12V регулятор температуры XH-W1209 предназначен для поддержания необходимой температуры воздуха
- Электромагнитные реле и их подключение к терморегулятору
(какие бывают, чем отличаются и главное как их подключать к терморегулятору)
Электромагнитные реле.
Что это за приборы? Для чего они нужны? Как их правильно выбрать?
Главная составляющая часть любого релейного прибора — это электрические контакты или контактные группы, которые коммутируют цепи освещения, нагрева и охлаждения, проветривания и увлажнения, а так цепи включения приводов разнообразных исполнительных устройств и механизмов. Причем инициирующим воздействием для коммутации может быть как электрический сигнал, так и различные физические явления как например изменение давления или температуры. Но сейчас мы рассмотрим только релейные приборы с переключением, происходящим за счет подачи на них напряжения определенной величины, называемого «напряжением срабатывания». Это электромагнитные реле, контакторы и пускатели.
Электромагнитные реле.
Принцип работы электромагнитных реле состоит в том, что при подаче напряжения на обмотку электромагнита возникает магнитное поле, притягивающее к сердечнику электромагнита металлическую деталь под названием «ярмо». Эта деталь воздействует на подвижные контакты контактных групп. Надо отметить, что в зависимости от типа реле, этих контактных групп может быть несколько. Чаще всего от одной до шести.
А теперь более детально об элементах конструкции реле
Обмотка катушки электромагнита реле.
.%5B4%5D.jpg)
Электромагнит как правило выполняется по классической схеме. На металлический сердечник одет каркас, а на этом каркасе намотана катушка. Количество витков этой катушки и некоторые другие параметры определяют напряжения срабатывания реле.
Для реле наиболее важными параметрами являются напряжение срабатывания и род тока, постоянного или переменного, на которые она рассчитана. Эти параметры обозначена на корпусе реле или непосредственно на его обмотке. Для напряжения постоянного тока это может быть например = 12 В или 12 VDC (DC - direct curren), . А для переменного тока ~ 220 B или 220 VAC (AC - alternating current). Иногда на обмотке указывают электрическое сопротивление для расчета силы тока в цепи обмотки по закону Ома:
Сила тока (в Амперах) прямо пропорциональна напряжению (в Вольтах) и обратно пропорциональна сопротивлению (в Омах). I=U/R.
Смысл этой формулы в том, что при увеличении напряжения на электрической цепи сила тока увеличивается, а при увеличении сопротивления в цепи — уменьшается. Следует отметить, что понимание закона Ома очень важно для понимания практически всех электрических процессов.
Для некоторых типов реле постоянного тока бывает существенной полярность подключения обмотки электромагнита. Эта особенность обозначается символом <+> около одного из контактов.
Необходимо добавить, что если напряжение управления подается на обмотку реле через транзистор, тиристор, микросхему или другой электронный компонент, надо не забывать о защитном диоде, подавляющем ЭДС самоиндукции катушки. Диод нужно подключить параллельно обмотке в обратном включении (катод к плюсу, анод к минусу). В противном случае управляющий электронный компонент выйдет из строя. Надо отметить, что некоторые типы реле уже имеют диод в своем составе. В этом случае на его корпусе можно увидеть символ этого диода с привязкой анода и катода к контактам обмотки.
Контактные группы.
.%5B3%5D.jpg)
Контактные группы вторичной цепи могут быть нормально разомкнутыми и замыкающие вторичную электрическую цепь после подачи напряжения на обмотку реле, нормально замкнутыми выполняющими размыкание цепи и переключающимися.
Коммутирующая способность реле.
Наиболее важным параметром контактных групп является номинальная сила тока, на которую рассчитаны контакты.
.%5B4%5D.jpg)
Для примера на фотографии, слева, приведены два очень похожих реле. У них одинаковые контактные группы в виде двух переключающихся контактов, но разные обмотки. У верхнего рабочее напряжение обмотки 220 В переменного тока, а у нижнего, 12 В постоянного тока. А справа представлен простой терморегулятор с миниатюрным низковольтным реле, управляемым 12 VDC и предназначенным для коммутации низкого напряжения 115 VAC или 14 DAC.
Этот ток зависит от многих конструкционных факторов. Но главным из них можно назвать площадь контактов, соприкасающихся в замкнутом состоянии. Чем «пятачки» больше, тем больше допустимый ток. И конечно, этот параметр написан на корпусе реле. Второй важный параметр — это максимальное напряжение в коммутируемой цепи. Оно так же зависит от ряда факторов, в данном случае могущих быть исключенных из рассмотрения. Для примера, на корпусе может быть надпись 10 А 240VAC , или 10 A 28 VDC. Следует отметить, что допустимое напряжение постоянного тока ниже, чем допустимое напряжение постоянного тока. Поэтому, род тока смотреть нужно внимательно.
Для чего нужно реле.
Используя реле мы можем преследовать три главных цели.
Во первых, это управление нагрузкой, потребляемый ток которой, и соответственно потребляемая мощность, выше возможностей управляющего устройства.
Во-вторых, управление устройствами с разными напряжениями питания. Это возможно, поскольку обмотка и контактные группы реле полностью изолированы друг от друга. (Эта особенность называется гальванической развязкой цепей).
Ниже приведена условная функциональная схема включения-выключения исполнительного устройством с учетом этих возможностей. Так же эта схема иллюстрирует применение защитного диода, упомянутого выше и очень важного в данном случае.
Эту схему следует применять для исполнительных устройств и механизмов работающих в режиме включено — отключено. К таким устройствам можно отнести различные насосы, компрессоры, нагреватели, различные световые приборы с управляемым режимом работы, фитосветильники.
.%5B1%5D.jpg)
Управление исполнительными устройствами производится через контакты электромагнитного реле. В качестве примера исполнительные устройства выбраны с напряжением питания 220 вольт переменного тока. А на обмотку реле подается управляющее напряжение 12 вольт.
Для нормальной работы схемы необходимо обеспечить, чтобы номинальное рабочее напряжение контактов реле было равно или выше, чем напряжение электросети. А номинальный рабочий ток был выше тока, потребляемого нагрузкой в пиковых режимах. При управлении лампами накаливания следует учитывать, что в холодном состоянии сопротивление ее нити накала в 10 раз меньше, чем после выхода на режим свечения.
Можно добавить, что вместо биполярного транзистора NPN структуры можно применять полевые MOSFET транзисторы с каналом N-типа, или маломощное первичное реле.
Строим терморегулятор.
За основу возьмем самый простой терморегулятор TR-12V. Это недорогой бескорпусной терморегулятор позволяющий управлять нагревом ТЭНа через встроенное малогабаритное реле.
Этот вариант схемы рассчитан на подключения низковольтного ТЭНа, питаемого от того же источника питания, что и сам регулятор. Подключения ТЭНа с питанием от электрической сети 220 вольт нежелательно в связи с тем, что на некоторые экземпляры терморегулятора завод-изготовитель устанавливает электромагнитное реле с максимальным напряжением 125VAC.
В качестве нагревателя, ТЭНа, используем специальный нагревательный провод из углеволокна.
Зачистка концов нагревателя для подключения к клеммам весьма проста. После зачистки изоляции кончик этого провода становится похож на пушистую кисточку, состоящую из множества тоненьких волосков.
А для подключения к устройству управления эту кисточку можно обжать обжимным наконечником и подсоединить к обычным винтовым клеммам. Именно такие клеммы применены в терморегуляторе и в источнике питания.
Удельное сопротивление, измеренное омметром, имеет величину порядка 20 Ом на погонный метр. (Отрезок длиной около 300 мм имеет сопротивление чуть больше 6 Ом).
Таким образом, полуметровый отрезок нагревательного провод при 12 вольтовом питании выделяет тепловую мощность около 15 ватт. Два, три или четыре таких отрезка соединенные параллельно, выделяют 30, 45 или 60 ватт соответственно. Естественно мощность источника питания 12 VDC должна быть больше мощности выделяемой ТЭНом.
.%5B1%5D.jpg)
Углеродное волокно — это современный материал, состоящий из тонких углеродных нитей диаметром от 5 до 15 мкм , образованных преимущественно атомами углерода . Атомы углерода объединены в микроскопические кристаллические структуры, выровненные параллельно друг другу. Выравнивание этих структур придает волокну большую прочность на растяжение.
Нагреватель из углеродного волокна очень удобен для системы нагрева с высокой точностью поддержания температуры. Равномерное распределение выделяемой тепловой мощности, небольшой удельный вес позволяющей температуре на поверхности нагревателя изменяться очень быстро, позволяющая конфигурировать любую форму нагревателя гибкость, все это способствует эффективности применения данного вида нагревателя.
В следующих статьях мы расскажем Вам о множестве других электрических и электронных устройств, которые могут быть интересны фермеру.
