Interessato a realizzare un termostato elettronico preciso per il tuo frigorifero? I 3 design unici dei termostati allo stato solido descritti in questo articolo ti sorprenderanno per le loro prestazioni 'fantastiche'.
Design # 1: Introduzione
L'unità una volta costruita e integrata con qualsiasi apparecchiatura pertinente inizierà immediatamente a mostrare un migliore controllo del sistema risparmiando elettricità e aumentando anche la vita dell'apparecchio.
I termostati per frigoriferi convenzionali sono costosi e non molto precisi. Inoltre questi sono soggetti a usura e quindi non permanenti. Qui viene discusso un dispositivo di termostato elettronico per frigorifero semplice e molto efficiente.
Cos'è un termostato
Un termostato, come tutti sappiamo, è un dispositivo in grado di rilevare un particolare livello di temperatura impostato e far scattare o commutare un carico esterno. Tali dispositivi possono essere di tipo elettromeccanico o di tipo elettronico più sofisticato.
I termostati sono tipicamente associati agli apparecchi di condizionamento, refrigerazione e riscaldamento dell'acqua. Per tali applicazioni il dispositivo diventa una parte critica del sistema senza la quale l'apparecchio può raggiungere e iniziare a funzionare in condizioni estreme e alla fine danneggiarsi.
La regolazione dell'interruttore di comando previsto negli apparecchi di cui sopra assicura che il termostato interrompa l'alimentazione all'apparecchio una volta che la temperatura supera il limite desiderato e torni indietro non appena la temperatura ritorna alla soglia inferiore.
In questo modo la temperatura all'interno dei frigoriferi o una temperatura ambiente attraverso un condizionatore d'aria viene mantenuta a intervalli favorevoli.
L'idea del circuito di un termostato per frigorifero qui presentata può essere utilizzata esternamente su un frigorifero o su qualsiasi apparecchio simile per controllarne il funzionamento.
Il controllo del loro funzionamento può essere effettuato collegando l'elemento sensibile del termostato alla griglia di dissipazione del calore esterna normalmente situata dietro la maggior parte dei dispositivi di raffreddamento che utilizzano Freon.
Il design è più flessibile e ad ampio raggio rispetto ai termostati integrati ed è in grado di mostrare una migliore efficienza. Il circuito può facilmente sostituire i design convenzionali a bassa tecnologia e inoltre è molto più economico rispetto ad essi.
Vediamo come funziona il circuito:
Funzionamento del circuito
Lo schema a lato mostra un semplice circuito costruito attorno all'IC 741, che è fondamentalmente configurato come un comparatore di tensione.Un alimentatore senza trasformatore è incorporato qui per rendere il circuito compatto e allo stato solido.
Una configurazione a ponte comprendente R3, R2, P1 e l'NTC R1 in ingresso costituisce i principali elementi di rilevamento del circuito.
L'ingresso invertente dell'IC è bloccato a metà della tensione di alimentazione utilizzando una rete di partitori di tensione di R3 e R4.
Ciò elimina la necessità di fornire una doppia alimentazione all'IC e il circuito è in grado di produrre risultati ottimali anche attraverso l'alimentazione di tensione unipolare.
La tensione di riferimento all'ingresso non invertente dell'IC è fissata tramite il preset P1 rispetto all'NTC (Negative Temperature Coefficient.)
Nel caso in cui la temperatura sotto controllo tenda a derivare al di sopra dei livelli desiderati, la resistenza NTC scende e il potenziale all'ingresso non invertente dell'IC attraversa il riferimento impostato.
Questo commuta istantaneamente l'uscita dell'IC, che a sua volta commuta lo stadio di uscita comprendente transistor, rete triac, spegnendo il carico (riscaldamento o sistema di raffreddamento) fino a quando la temperatura raggiunge la soglia inferiore.
Il resistore di retroazione R5 aiuta in una certa misura a indurre l'isteresi nel circuito, un parametro importante senza il quale il circuito potrebbe mantenere il flip-flop abbastanza rapidamente in risposta agli sbalzi di temperatura improvvisi.
Una volta completato il montaggio, l'allestimento del circuito è molto semplice e si effettua con i seguenti punti:
RICORDA CHE L'INTERO CIRCUITO È AL POTENZIALE DI RETE CA, PERTANTO SI CONSIGLIA LA MASSIMA ATTENZIONE DURANTE LE PROCEDURE DI TEST E DI IMPOSTAZIONE. L'USO DI UNA TAVOLA DI LEGNO O QUALSIASI ALTRO MATERIALE ISOLANTE SOTTO I VOSTRI PIEDI È VIVAMENTE RACCOMANDATO UTILIZZARE ANCHE UTENSILI ELETTRICI COMPLETAMENTE ISOLATI VICINO E INTORNO ALL'AREA DI PRESA.
Come impostare questo circuito termostato frigorifero elettronico
Avrai bisogno di una fonte di calore campione accuratamente regolata al livello di soglia di interruzione desiderato del circuito del termostato.
Accendere il circuito e inserire e collegare la suddetta fonte di calore con l'NTC.
Ora regola il preset in modo che l'uscita si attivi (il LED di uscita si accende).
Allontanare la fonte di calore dall'NTC, a seconda dell'isteresi del circuito l'uscita dovrebbe spegnersi entro pochi secondi.
Ripetere più volte la procedura per confermarne il corretto funzionamento.
Si conclude così l'allestimento di questo termostato frigorifero ed è pronto per essere integrato con qualsiasi frigorifero o gadget simile per una regolazione precisa e permanente del suo funzionamento.
Elenco delle parti
- R1 = 10k NTC,
- R2 = Preset 10K
- R3, R4 = 10K
- R5 = 100K
- R6 = 510E
- R7 = 1K
- R8 = 1M
- R9 = 56 OHM / 1 watt
- C1 = 105 / 400V
- C2 = 100uF / 25V
- D2 = 1N4007
- Z1 = 12V, diodo zener da 1 watt
Design # 2: Introduzione
2) Di seguito viene spiegato un altro circuito del termostato elettronico del frigorifero semplice ma efficace. Il post si basa sulla richiesta che mi è stata inviata dal signor Andy. L'idea proposta incorpora un solo IC LM 324 come principale componente attivo. Impariamo di più L'email che ho ricevuto dal signor Andy:
Obiettivo del circuito
- Sono Andy di Caracas. Ho visto che hai esperienza con termostati e altri progetti elettronici, quindi spero che tu possa aiutarmi. Devo sostituire il termostato frigorifero meccanico che non funziona più. Mi dispiace di non aver scritto direttamente sul blog. Penso che sia troppo testo.
- Ho deciso di costruire uno schema diverso.
- Funziona bene, ma solo per temperature positive. Ho bisogno che lo schema funzioni da -5 Celsius a +4 Celsius (per usare VR1 per impostare la temperatura all'interno del frigorifero nell'intervallo di -5 Celsius +4 Celsius come faceva la vecchia manopola del termostato).
- Lo schema utilizza LM35DZ (da 0 Celsius a 100 Celsius). Sto usando LM35CZ (da -55 Celsius a +150 Celsius). Per fare in modo che l'LM35CZ invii una tensione negativa, ho inserito una resistenza da 18k tra il pin2 dell'LM35 e il negativo dell'alimentatore (pin4 dell'LM358). (come a pagina 1 o 7 (figura7) del datasheet).
- https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
- Poiché sto utilizzando un alimentatore stabilizzato 5,2v, ho operato le seguenti modifiche: 1.ZD1, R6 sono fuori. R5 è 550 ohm.
- 2.VR1 è 5K invece di 2,2K (non sono riuscito a trovare un vaso da 2,2K) Il design non funziona a temperature inferiori a 0 Celsius. Cos'altro dovrei modificare? Ho fatto delle misurazioni.
- A 24 Celsius, LM35CZ fornisce 244 mVAt -2 Celsius, LM35CZ fornisce -112 mV (a -3 Celsius è -113 mV) A -2 Celsius la tensione tra TP1 e GND può essere impostata da VR1 tra 0 e 2,07 v Grazie !
Valutazione del circuito:
La soluzione è probabilmente molto più semplice di quanto potrebbe sembrare.
Fondamentalmente il circuito risponde solo a temperature positive perché incorpora un'unica alimentazione. Per averlo fatto rispondere a temperature negative. il circuito o meglio gli opamp devono essere alimentati con doppia tensione di alimentazione.
Questo risolverà sicuramente il problema senza la necessità di modificare nulla nel circuito.
Anche se il circuito di cui sopra sembra superbo, i nuovi hobbisti potrebbero trovare gli IC LM35 e TL431 abbastanza poco familiari e difficili da configurare Un tipo simile di circuito di un termostato elettronico per frigorifero può essere costruito utilizzando un solo IC LM324 e un normale diodo 1N4148 come il sensore.
La figura seguente mostra il semplice cablaggio eseguito attorno a un file quad opamp IC LM324 .
A1 produce una massa virtuale per gli amplificatori operazionali del circuito di rilevamento, quindi crea un'alimentazione a doppia tensione molto semplicemente evitando cablaggi complicati e ingombranti. A2 forma lo stadio di rilevamento che utilizza il 'diodo da giardino' 1N4148 per eseguire tutto il rilevamento della temperatura.
A2 amplifica le differenze generate attraverso il diodo e lo alimenta alla fase successiva in cui A3 è configurato come comparatore.
Il risultato finale ottenuto dall'uscita di A4 viene infine inviato ad un altro stadio comparatore costituito da A4, e al successivo stadio di pilotaggio del relè. Il relè controlla l'accensione / spegnimento del compressore frigorifero secondo le impostazioni del preset P1.
P1 dovrebbe essere impostato in modo tale che il LED verde si spenga solo a -5 gradi o qualsiasi altra temperatura inferiore, secondo le richieste degli utenti. Successivamente P2 dovrebbe essere regolato in modo che il relè si attivi solo alla condizione di cui sopra.
R13 dovrebbe essere effettivamente sostituito con un preset 1M. Questa preimpostazione dovrebbe essere regolata in modo tale che il relè si disattivi nuovamente a circa 4 gradi Celsius o qualsiasi altro valore più vicino a seconda delle preferenze dell'utente.
Design n. 3
3) La terza idea di circuito spiegata di seguito mi è stata richiesta da uno degli appassionati lettori di questo blog, il signor Gustavo. Avevo pubblicato un circuito simile di un termostato frigorifero automatico, tuttavia il circuito doveva rilevare il livello di temperatura più elevato disponibile nella griglia laterale posteriore dei frigoriferi.
L'idea non è stata molto apprezzata dal signor Gustavo e mi ha chiesto di progettare un circuito termostato frigorifero in grado di rilevare le temperature fredde all'interno del frigorifero, piuttosto che le temperature calde nella parte posteriore del frigorifero.
Quindi con un po 'di sforzo ho potuto scoprire l'attuale SCHEMA DEL CIRCUITO di un frigorifero regolatore di temperatura , impariamo l'idea con i seguenti punti:
Come funziona il circuito
Il concetto non è molto nuovo, né unico, è il solito concetto di comparatore che è stato incorporato qui.
L'IC 741 è stato montato nella sua modalità comparatore standard e anche come circuito amplificatore non invertente.
Il termistore NTC diventa il componente di rilevamento principale ed è specificamente responsabile del rilevamento delle temperature fredde.
NTC significa coefficiente di temperatura negativo, il che significa che la resistenza del termistore aumenterà al diminuire della temperatura circostante.
Va notato che l'NTC deve essere valutato secondo le specifiche fornite altrimenti il sistema non funzionerà come previsto.
Il preset P1 viene utilizzato per impostare il punto di intervento dell'IC.
Quando la temperatura all'interno del frigorifero scende al di sotto del livello di soglia, la resistenza del termistore diventa sufficientemente alta e riduce la tensione sul pin invertente al di sotto del livello di tensione del pin non invertente.
Questo fa aumentare istantaneamente l'uscita dell'IC, attivando il relè e spegnendo il compressore del frigorifero.
P1 deve essere impostato in modo tale che l'uscita dell'amplificatore operazionale diventi alta a circa zero gradi Celsius.
Una piccola isteresi introdotta dal circuito si presenta come un vantaggio o meglio una benedizione sotto mentite spoglie, perché a causa di ciò il circuito non commuta rapidamente ai livelli di soglia piuttosto risponde solo dopo che la temperatura è salita di circa un paio di gradi sopra il livello di intervento.
Ad esempio, supponiamo che se il livello di intervento è impostato a zero gradi, l'IC farà scattare il relè a questo punto e anche il compressore del frigorifero verrà spento, la temperatura all'interno del frigorifero ora inizia a salire, ma l'IC non si riattiva immediatamente ma mantiene la sua posizione fino a quando la temperatura non è salita di almeno 3 gradi Celsius sopra lo zero.
Questi erano 3 modelli di termostati accurati e affidabili che possono essere costruiti e installati nel tuo frigorifero per il controllo della temperatura richiesto.
Se hai ulteriori domande, puoi esprimere lo stesso attraverso i tuoi commenti
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