3 Genaue Kühlschrankthermostatschaltungen - Elektronischer Festkörper

Möchten Sie einen genauen elektronischen Thermostat für Ihren Kühlschrank herstellen? Die 3 in diesem Artikel beschriebenen einzigartigen Festkörperthermostat-Designs werden Sie mit ihren „coolen“ Leistungen überraschen.

Design # 1: Einführung

Sobald das Gerät gebaut und in ein relevantes Gerät integriert ist, zeigt es sofort eine verbesserte Steuerung des Systems, spart Strom und verlängert die Lebensdauer des Geräts.

Herkömmliche Kühlschrankthermostate sind teuer und nicht sehr genau. Darüber hinaus sind diese anfällig für Verschleiß und daher nicht dauerhaft. Ein einfaches und sehr effizientes elektronisches Kühlschrankthermostat wird hier diskutiert.

Was ist ein Thermostat?

Wie wir alle wissen, ist ein Thermostat ein Gerät, das ein bestimmtes eingestelltes Temperaturniveau erfassen und eine externe Last auslösen oder schalten kann. Solche Vorrichtungen können elektromechanische Typen oder anspruchsvollere elektronische Typen sein.

Thermostate sind typischerweise mit Klima-, Kühl- und Warmwasserbereitungsgeräten verbunden. Für solche Anwendungen wird das Gerät zu einem kritischen Teil des Systems, ohne den das Gerät unter extremen Bedingungen den Betrieb erreichen und in Betrieb nehmen und letztendlich beschädigt werden kann.

Durch Einstellen des in den oben genannten Geräten vorgesehenen Steuerschalters wird sichergestellt, dass der Thermostat die Stromversorgung des Geräts abschaltet, sobald die Temperatur den gewünschten Grenzwert überschreitet, und zurückschaltet, sobald die Temperatur auf den unteren Schwellenwert zurückkehrt.

Somit wird die Temperatur in Kühlschränken oder eine Raumtemperatur durch eine Klimaanlage in günstigen Bereichen gehalten.

Die hier vorgestellte Schaltungsidee eines Kühlschrankthermostats kann extern über einem Kühlschrank oder einem ähnlichen Gerät verwendet werden, um dessen Betrieb zu steuern.

Die Steuerung ihres Betriebs kann durch Anbringen des Sensorelements des Thermostats an das externe Wärmeableitungsnetz erfolgen, das sich normalerweise hinter den meisten Kühlgeräten befindet, die Freon verwenden.

Das Design ist im Vergleich zu den eingebauten Thermostaten flexibler und breit gefächert und kann einen besseren Wirkungsgrad aufweisen. Die Schaltung kann die herkömmlichen Low-Tech-Designs leicht ersetzen und ist außerdem im Vergleich zu ihnen viel billiger.

Lassen Sie uns verstehen, wie die Schaltung funktioniert:

Schaltungsbetrieb

Das nebenstehende Diagramm zeigt eine einfache Schaltung, die um den IC 741 herum aufgebaut ist und im Wesentlichen als Spannungskomparator konfiguriert ist. Hier ist eine transformatorlose Stromversorgung eingebaut, um die Schaltung kompakt und fest zu machen.

Eine Brückenkonfiguration, die R3, R2, P1 und den NTC R1 am Eingang umfasst, bildet die Haupterfassungselemente der Schaltung.

Der invertierende Eingang des IC wird unter Verwendung eines Spannungsteilernetzwerks von R3 und R4 auf die Hälfte der Versorgungsspannung geklemmt.

Dadurch entfällt die Notwendigkeit, den IC doppelt zu versorgen, und die Schaltung kann selbst durch einpolige Spannungsversorgung optimale Ergebnisse erzielen.

Die Referenzspannung zum nichtinvertierenden Eingang des IC wird über die Voreinstellung P1 in Bezug auf den NTC (Negative Temperature Coefficient) festgelegt.

Falls die zu prüfende Temperatur dazu neigt, über die gewünschten Werte zu driften, fällt der NTC-Widerstand ab und das Potential am nichtinvertierenden Eingang des IC überschreitet die eingestellte Referenz.

Dies schaltet sofort den Ausgang des IC um, der wiederum die Ausgangsstufe bestehend aus Transistor, Triac-Netzwerk schaltet und die Last (Heizung oder Kühlsystem) abschaltet, bis die Temperatur den unteren Schwellenwert erreicht.

Der Rückkopplungswiderstand R5 trägt in gewissem Maße dazu bei, eine Hysterese in der Schaltung zu induzieren, ein wichtiger Parameter, ohne den die Schaltung als Reaktion auf plötzliche Temperaturänderungen ziemlich schnell weiterflippen kann.

Sobald die Montage abgeschlossen ist, ist das Einrichten der Schaltung sehr einfach und erfolgt mit den folgenden Punkten:

Denken Sie daran, dass sich der gesamte Stromkreis im Netzpotential befindet. Daher wird bei der Prüfung und den Einstellungsverfahren äußerste Vorsicht geboten. Die Verwendung einer Holzplanke oder eines anderen Isoliermaterials unter Ihren Füßen wird dringend empfohlen. Verwenden Sie auch elektrische Werkzeuge, die in der Nähe und in der Nähe des Greifbereichs gründlich isoliert sind.

So richten Sie diesen elektronischen Kühlschrank-Thermostatkreis ein

Sie benötigen eine Probenwärmequelle, die genau auf den gewünschten Grenzwert des Thermostatkreises eingestellt ist.

Schalten Sie den Stromkreis ein und führen Sie die oben genannte Wärmequelle ein und verbinden Sie sie mit dem NTC.

Stellen Sie nun die Voreinstellung so ein, dass der Ausgang nur umschaltet (die Ausgangs-LED leuchtet auf.)
Entfernen Sie die Wärmequelle vom NTC. Abhängig von der Hysterese des Stromkreises sollte sich der Ausgang innerhalb weniger Sekunden ausschalten.

Wiederholen Sie den Vorgang viele Male, um die korrekte Funktion zu bestätigen.

Damit ist die Einrichtung dieses Kühlschrankthermostats abgeschlossen und er kann in jeden Kühlschrank oder ein ähnliches Gerät integriert werden, um dessen Betrieb genau und dauerhaft zu regeln.

Liste der Einzelteile

• R1 = 10 k NTC,
• R2 = Voreinstellung 10K
• R3, R4 = 10K
• R5 = 100K
• R6 = 510E
• R7 = 1K
• R8 = 1 M.
• R9 = 56 OHM / 1 Watt
• C1 = 105 / 400V
• C2 = 100 uF / 25 V.
• D2 = 1N4007
• Z1 = 12 V, 1 Watt Zenerdiode

Design # 2: Einführung

2) Eine weitere einfache und dennoch effektive elektronische Kühlschrankthermostatschaltung wird nachstehend erläutert. Die Post basiert auf der Anfrage von Mr.Andy. Die vorgeschlagene Idee enthält nur einen einzigen IC LM 324 als aktive Hauptkomponente. Lassen Sie uns mehr erfahren. Die E-Mail, die ich von Mr.Andy erhalten habe:

Schaltungsziel

1. Ich bin Andy aus Caracas. Ich habe gesehen, dass Sie Erfahrung mit Thermostaten und anderen elektronischen Designs haben, also hoffe ich, dass Sie mir helfen können. Ich muss den mechanischen Kühlschrankthermostat ersetzen, der nicht mehr funktioniert. Es tut mir leid, dass ich nicht direkt im Blog geschrieben habe. Ich denke, es ist zu viel Text.
2. Ich habe beschlossen, einen anderen Schaltplan zu erstellen.
3. Es funktioniert gut, aber nur für positive Temperaturen. Ich benötige den Schaltplan, um von -5 ° C bis +4 ° C zu arbeiten (um mit VR1 die Temperatur im Kühlschrank im Bereich von -5 ° C bis +4 ° C einzustellen, wie es der alte Thermostatknopf früher getan hat).
4. Der Schaltplan verwendet LM35DZ (0 bis 100 Grad Celsius). Ich verwende LM35CZ (-55 bis +150 Grad Celsius). Damit der LM35CZ eine negative Spannung sendet, habe ich einen 18k-Widerstand zwischen Pin2 des LM35 und den negativen Widerstand der Stromversorgung (Pin4 des LM358) gelegt. (wie auf Seite 1 oder 7 (Abbildung 7) im Datenblatt).
5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
6. Da ich ein stabilisiertes 5,2-V-Netzteil verwende, habe ich die folgenden Modifikationen ausgeführt: 1.ZD1, R6 sind ausgefallen. R5 ist 550 Ohm.
7. 2.VR1 ist 5K statt 2,2K (ich konnte keinen 2,2K-Topf finden). Das Design funktioniert nicht bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius. Was sollte ich sonst noch ändern? Ich habe etwas gemessen.
8. Bei 24 Grad Celsius liefert LM35CZ 244 mVAt -2 Grad Celsius, LM35CZ liefert -112 mV (bei -3 Grad Celsius -113 mV) Bei -2 Grad Celsius kann die Spannung zwischen TP1 und GND von VR1 zwischen 0 und 2,07 V eingestellt werden. Vielen Dank !

Circuit Assessment:

Die Lösung ist wahrscheinlich viel einfacher als es scheint.

Grundsätzlich reagiert die Schaltung nur auf positive Temperaturen, da sie eine einzige Versorgung enthält. Damit es auf negative Temperaturen reagiert. Die Schaltung bzw. die Operationsverstärker müssen mit doppelten Versorgungsspannungen gespeist werden.

Dies wird das Problem mit Sicherheit lösen, ohne dass irgendetwas in der Schaltung geändert werden muss.

Obwohl die obige Schaltung hervorragend aussieht, finden neue Hobbyisten die ICs LM35 und TL431 möglicherweise ziemlich ungewohnt und schwierig zu konfigurieren. Ein ähnlicher Schaltungstyp eines elektronischen Kühlschrankthermostats kann mit nur einem einzigen IC LM324 und einer gewöhnlichen 1N4148-Diode wie der aufgebaut werden Sensor.

Die folgende Abbildung zeigt die einfache Verkabelung um a Quad Opamp IC LM324 .

A1 erzeugt eine virtuelle Masse für die Operationsverstärker der Erfassungsschaltung und erzeugt so eine doppelte Spannungsversorgung, wobei sehr einfach komplizierte und sperrige Verkabelungen vermieden werden. A2 bildet die Erfassungsstufe, die die 'Gartendiode' 1N4148 für die gesamte Temperaturerfassung verwendet.

A2 verstärkt die über die Diode erzeugten Differenzen und leitet sie an die nächste Stufe weiter, in der A3 als Komparator konfiguriert ist.

Das aus dem Ausgang von A4 erhaltene Endergebnis wird schließlich einer anderen aus A4 bestehenden Komparatorstufe und der nachfolgenden Relaistreiberstufe zugeführt. Das Relais steuert das Ein- und Ausschalten des Kühlschrankkompressors gemäß den Einstellungen der Voreinstellung P1.

P1 sollte so eingestellt werden, dass die grüne LED bei -5 Grad oder anderen niedrigeren Temperaturen gemäß den Anforderungen des Benutzers erlischt. Der nächste P2 sollte so eingestellt werden, dass das Relais nur unter den oben genannten Bedingungen auslöst.

R13 sollte tatsächlich durch eine 1M-Voreinstellung ersetzt werden. Diese Voreinstellung sollte so eingestellt werden, dass das Relais je nach den Vorlieben des Benutzers bei etwa 4 Grad Celsius oder anderen näheren Werten wieder deaktiviert wird.

Design # 3

3) Die unten erläuterte Idee der dritten Schaltung wurde von einem der begeisterten Leser dieses Blogs, Herrn Gustavo, angefordert. Ich hatte einen ähnlichen Schaltkreis eines automatischen Kühlschrankthermostats veröffentlicht, der jedoch einen höheren Temperaturniveau erfassen sollte, der am hinteren Gitter von Kühlschränken verfügbar ist.

Die Idee wurde von Herrn Gustavo nicht sehr geschätzt und er bat mich, einen Kühlschrank-Thermostatkreislauf zu entwerfen, der die kalten Temperaturen im Kühlschrank und nicht die heißen Temperaturen auf der Rückseite des Kühlschranks erfassen könnte.

So konnte ich mit einiger Mühe das vorliegende Schaltkreisdiagramm eines Kühlschranks entdecken Temperaturregler Lassen Sie uns die Idee mit den folgenden Punkten lernen:

Wie die Schaltung funktioniert

Das Konzept ist weder sehr neu noch einzigartig, es ist das übliche Komparator-Konzept, das hier aufgenommen wurde.

Der IC 741 wurde in seinem Standardkomparatormodus und auch als nicht invertierende Verstärkerschaltung montiert.

Der NTC-Thermistor wird zur Haupterkennungskomponente und ist speziell für die Erfassung kalter Temperaturen verantwortlich.

NTC bedeutet negativer Temperaturkoeffizient, was bedeutet, dass der Widerstand des Thermistors steigt, wenn die Temperatur um ihn herum fällt.

Es ist zu beachten, dass der NTC gemäß den angegebenen Spezifikationen bewertet werden muss, da das System sonst nicht wie vorgesehen funktioniert.

Die Voreinstellung P1 dient zum Einstellen des Auslösepunktes des IC.

Wenn die Temperatur im Kühlschrank unter den Schwellenwert fällt, wird der Thermistorwiderstand hoch genug und verringert die Spannung am invertierenden Stift unter den nicht invertierenden Stiftspannungspegel.

Dadurch wird der Ausgang des IC sofort hoch, das Relais aktiviert und der Kühlschrankkompressor ausgeschaltet.

P1 muss so eingestellt werden, dass der Opamp-Ausgang bei etwa null Grad Celsius hoch wird.

Eine kleine Hysterese, die von der Schaltung eingeführt wird, ist ein Segen oder eher ein Segen in der Verkleidung, da die Schaltung aufgrund dessen nicht schnell auf die Schwellenwerte schaltet, sondern erst reagiert, nachdem die Temperatur auf etwa einige Grad über dem Auslösepegel gestiegen ist.

Angenommen, der Auslösepegel ist auf Null Grad eingestellt, der IC löst an dieser Stelle das Relais aus und der Kühlschrankkompressor wird ebenfalls ausgeschaltet. Die Temperatur im Kühlschrank steigt jetzt an, aber der IC schaltet nicht sofort zurück, sondern behält seine Position bei, bis die Temperatur mindestens bis zu 3 Grad Celsius über Null gestiegen ist.

Dies waren 3 genaue und zuverlässige Thermostatkonstruktionen, die für die erforderliche Temperaturregelung in Ihrem Kühlschrank gebaut und installiert werden können.

Wenn Sie weitere Fragen haben, können Sie diese durch Ihre Kommentare ausdrücken