Регулятор температуры для погреба
Несколько лет назад, знакомый приобрел гараж с погребом и озаботился тем, что и как надо сделать, чтобы картофель и другие овощи, заложенные на зимнее хранение в погреб, не промерзали? Помнится, выручил его некогда популярный терморегулятор на основе сбалансированного моста с двумя термисторами. А недавно другой знакомый, оказавшись в такой же ситуации, попросил помочь ему в изготовлении подобного устройства.
Прежде всего, меня не устраивало, что электропитание исходного варианта осуществлялось по так называемой бестрансформаторной схеме, где узлы и элементы — под фазовым, опасным для жизни напряжением. Ведь в погреб не исключено просачивание воды. Да и хозяин хранилища овощей, скажем, в распутицу может запросто промочить ноги. Что если он на мгновение коснется работающего терморегулятора? Это помогло четче сформулировать основное требование к терморегулятору: надежная развязка конструкции от сетевого напряжения, например, при помощи разделительного или понижающего трансформатора и исполнительного реле.
Не устраивала меня и маломощность устройства-прототипа с теплоизлучающей нагрузкой в виде 100-ваттной лампы накаливания. Конечно же, в модернизированной конструкции должен работать нагреватель мощностью не менее 1,5 кВт в сочетании с вентилятором. В случае необходимости его можно использовать для быстрой просушки погреба-овощехранилища.
Принципиальная электрическая схема терморегулятора:
Но тогда тиристоры устаревшей серии КУ202 и диоды Д245, на которых собрана схема-прототип, должны работать на пределе своих возможностей и перегреваться. Значит, требуется установить их на радиаторы, организовать принудительное охлаждение, изолировать друг от друга и от корпуса устройства или использовать более мощные и, как правило, более дорогие и дефицитные аналоги…
И тут мне подвернулся под руку старый магнитный пускатель марки ПМЕ-074. Это помогло разрешить все проблемы. К тому же удалось при модификации принципиальной электрической схемы терморегулятора ограничиться использованием одного датчика температуры вместо прежних двух.
Принципиальная электрическая схема терморегулятора (модернизированный вариант):
Тем, кто заинтересуется моей доработкой конструкции, отлично зарекомендовавшей себя в деле, нелишне знать и другие подробности. В частности, что на резисторах R1— R3 собран делитель 9-вольтного, гальванически не связанного с бытовой электросетью, стабилизированного напряжения питания (с помощью стабилитрона VD1 типа Д814Б). В нижнее плечо его включен 10-килоОмный терморезистор КМТ-12, легко заменяемый на ММТ-1, ММТ-9, ММТ-12 и им подобные аналоги. В верхнем плече делителя — два резистора: переменный R1 (сопротивлением 1,5—2,2 кОм, тип — СПО-0,5 или СПЗ-4а с линейной характеристикой, ручка регулировки вынесена на лицевую панель с градуировкой «коррекция») и подстроечный R2 (15—47 кОм, СПЗ-16, «грубая установка»).
Ярко выраженная зависимость сопротивления терморезистора от температуры позволяет использовать его в качестве датчика, изменяющего напряжение на соединенных входах 1 и 2 логического элемента DD1.1 микросхемы К561ЛА7. Ручками регулировки резисторов R1 и R2 выставляется порог (температура) срабатывания электронной логики. Конденсатором С1 устраняется «дребезг» (самовозбуждение) микросхемы DD1 в момент переключения. Благодаря резисторам R5 и R6 выход «цепочки» логических элементов гальванически увязывается с транзисторным ключом VT1 (КТ972), нагрузкой которого является реле К1. Оно, в свою очередь, запускает магнитный пускатель К2 типа ПМЕ-074, включающий нагрузку — бытовой нагреватель со встроенным вентилятором общей мощностью 1,5 кВт и более.
Правда, для подключения терморегулятора к бытовой сети необходим понижающий трансформатор. Как подсказывает опыт, приемлем любой малогабаритный «силовичок» (например, от переносного магнитофона, калькулятора). Можно использовать и недорогой сетевой адаптер мощностью 9—10 Вт. Главное, подать на диодный мост терморегулятора требуемые 12 В. Меньшее напряжение может вызвать нестабильность срабатывания реле К1, а большее грозит перегревом, а то и перегоранием его обмоток.
Электронная часть устройства, за исключением датчика, смонтирована на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 70x70x2 мм и вместе с магнитным пускателем К2 размещена в пластмассовом корпусе подходящих размеров. Терморезистор-датчик сделан выносным и для большей чувствительности прикреплен к небольшому алюминиевому радиатору.
Терморегулятор, собранный без ошибок и из заведомо исправных деталей, начинает работать сразу по включению в электросеть. Настройка же состоит в подборе сопротивления резистора R4, обеспечивающего правильный режим эксплуатации стабилитрона (сверяется по справочнику). Например, при использовании Д814Б в качестве VD1 номинал этого резистора ориентировочно определяется из расчета 100 Ом на каждый 1 В разницы между нестабилизированным и стабилизированным напряжениями питания. То есть сопротивление R4 для конкретных условий, задаваемых принципиальной электрической схемой, должно составлять (12—9) х 100 Ом = 300 Ом.
Рекомендуется только что смонтированное, подключенное к источнику электроэнергии и еще не помещенное в корпус устройство «погонять» в течение часа-двух. Если выяснится, что напряжение стабилизации «гуляет» или стабилитрон сильно греется, то необходимо подобрать номинал R4.
Далее, с помощью резисторов R1 и R2 задать температуру, которая должна поддерживаться в погребе-овощехранилище. Для этого следует, установив их движки в среднее положение и поместив терморезистор в среду с требуемой температурой, при медленном вращении ручки «коррекция» найти такой угол поворота ротора R2, при котором происходит срабатывание реле К1. Затем, охлаждая или нагревая среду, где пребывает датчик, зафиксировать температуру срабатывания термореле при крайних положениях движка резистора R1. Хорошо ручку этого переменного резистора на лицевой панели устройства оснастить указателем, а рядом наклеить шкалу из ватмана.
