Регулятор температуры для котла: как сделать своими руками, пошаговая инструкция, схема по изготовлению, виды, достоинства, недостатки

Какие детали понадобятся: терморегулятор своими руками

Для датчика температуры чаще всего используют терморезистор, это элемент который регулирует электрическое сопротивление в зависимости от температурного показателя.

Так же часто применяют полупроводниковые детали:

Диоды;
Транзисторы.

На их характеристики температура должна оказывать такое же влияние. То есть при нагреве должен увеличиваться ток транзистора и при этом он должен престать работать, не смотря на входящий сигнал. Нужно учесть, что такие детали обладаю большим недостатком. Слишком сложно провести калибровку, говоря точнее, будет трудно привязать эти детали к некоторым датчикам температуры.

Однако на данный момент промышленность не стоит на месте, и вы можете увидеть приборы из серии 300, это LM335, которым все чаще рекомендуют воспользоваться специалисты и LM358n. Не смотря на очень низкую стоимость, данная деталь занимает первую позицию в маркировках и ориентируется на сочетание с бытовой техникой. Стоит упомянуть, что модификации этой детали LM 235и 135 успешно применяются в военных сферах и промышленности. Включая в свою конструкцию около 16 транзисторов, датчик способен работать в качестве стабилизатора, а его напряжение будет полностью зависеть от температурного показателя.

Зависимость заключается в следующем:

На каждый градус будет приходиться около 0, 01 В, если ориентироваться на Цельсий, то на показатель 273 результат на выходе составит 2, 73В.
Диапазон работы ограничивается в показателе от -40 до +100 градусов. Благодаря таким показателям, пользователь полностью избавляется от регулирований методом проб и ошибок, а требуемая температура будет в любом случае обеспечена.

Так же кроме датчика температур вам потребуется компаратор, лучше всего приобрести LM 311, который выпускает тот же производитель, потенциометр для того чтобы сформировать эталонное напряжение и выходную установку чтобы включать реле. Не забудьте приобрести блок питания и специальные индикаторы.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

Поддерживать комфортную температуру.
Экономить энергоресурсы.
Не привлекать к процессу человека.
Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

Самодельный терморегулятор: пошаговая инструкция

Если вы приобрели все необходимые составляющие для сборки, осталось рассмотреть подробную инструкцию. Рассматривать будем на примере датчика температуры рассчитанного на 12В.

Самодельный регулятор температуры собирается по следующему принципу:

Подготавливаем корпус. Можно использовать старые оболочки от счетчика, например от установки «Гранит-1».
Схему подбираете ту, которая вам больше понравится, но можно и сориентироваться и на плату от счетчика. Прямой ход с пометкой «+» необходим для подключения потенциометра, Инверсионный вход с отметкой «–» будет служить для подключения термодатчика. Если так случилось, что напряжение на прямом входе будет выше требуемого, на выходе установится высокая отметка и транзистор начнет подавать питание на реле, а оно в свою очередь на нагревательный элемент. Как только напряжение на выходе превысит допустимую отметку – реле отключится.
Для того чтобы терморегулятор срабатывал вовремя и перепады температур были обеспечены, потребуется сделать с помощью резистора связь отрицательного типа, которая образуется между прямым входом и выходом на компараторе.
Что касается трансформатора и его питания, то здесь может понадобиться индукционная катушка от старого электрического счетчика. Для того чтобы напряжение соответствовало показателю в 12 вольт, вам нужно будет сделать 540 витков. Уместить их получится только в том случае, если диаметр провода будет не более 0,4 мм.

Вот и все. В этих небольших действиях и заключается вся работа по созданию терморегулятора своими руками. Возможно, самому без определенных навыков сделать его сразу и не получится, однако с опорой на фото и видео инструкции вы сможете испытать все свои умения.

Благодаря простой конструкции, самостоятельно созданный термоконтроллер может быть использован где угодно.

Например:

Для теплого пола;
Для погреба;
Котла отопления;
Может заняться регулировкой температуры воздуха;
Для духовки;
Для аквариума, где будет контролировать температурный показатель воды;
Для того чтобы контролировать температурное значение насоса электрокотла (его включения и отключение);
И даже для автомобиля.

Не обязательно использовать цифровой, электронный или механический покупной термовыключатель. Купив недорогое термореле, сделать регулировку мощности на симисторе и термопаре и ваш самодельный аппарат будет работать не хуже покупного.

1 Механический терморегулятор

Производство таких устройств не обходится без их программирования, поэтому их цена очень высокая. Они позволяют настроить температурный режим по разным параметрам, к примеру, по часам или дням недели. Температура при этом будет меняться автоматически.

Если говорить о терморегуляторах для промышленных стальных печей, то сделать их самостоятельно будет сложно, так как они имеют сложную конструкцию и требуют внимания не одного специалиста. Такие в основном изготавливаются на заводах. Но сделать простой регулятор температуры своими руками для автономной отопительной системы, инкубаторов и т. п. — это несложная задача. Главное, придерживаться всех чертежей и рекомендаций по производству.

Для того чтобы понять, как работает терморегулятор, можно разобрать простую механическую конструкцию. Она работает по принципу открывания и закрывания дверки (заслонки) котла, чем уменьшает или увеличивает доступ воздуха к камере сгорания. Реагирует датчик, конечно же, на температуру.

Для производства такого устройства понадобятся следующие комплектующие:

пружина для возврата;
два рычага;
две алюминиевые трубки;
регулировочный узел (имеет вид кран-буксы);
цепочка, которая соединяет две части (термостат и дверку).

Все комплектующие необходимо собрать и вмонтировать на котёл.

Но такая схема имеет и свои существенные минусы. Проблема в том, что определить таким образом, когда сработает заслонка, трудно. Чтобы приблизительно настроить механизм, нужны точные расчёты. Невозможно определить в точности насколько будет расширяться алюминиевая труба. Поэтому в большинстве случаев сейчас предпочитают устройства с электронными датчиками.

Основы функционирования терморегулирующих устройств ↑

Принцип работы конструкций подобного типа незамысловат: контролирующее устройство получает сигнал, после чего разные модели установки могут реагировать подобным образом:

увеличивать либо уменьшать мощность отопительной системы;
включать либо выключать вентиляцию помещения;
открывать либо прикрывать створки естественной вентиляции;
подсоединять либо полностью отключать подогрев поливной воды и почвы на грядках.

Появление импульсов сигнала осуществляется при помощи реле термостата, который, в свою очередь, получает данные с датчиков, размещенных в теплице. Как датчики, наиболее чаще применяются такие устройства:

В качестве температурного датчика очень часто применяется термистор. В самодельных установках как термочувствительный элемент зачастую применяется p-n переход полупроводникового транзистора либо диода.
Как датчик освещенности используется фоторезистор, а в самодельных конструкциях может использоваться опять p-n переход полупроводникового транзистора либо диода, у которого обратное сопротивление напрямую зависит от освещенности. Чтобы получить доступ света к системе, у транзистора отрезается колпачок из металлического корпуса, а у диода удаляется краска со стекла.

Парниковый контролер влажности и температуры — Arduino

Параметры влажности регулируются промышленными датчиками, показатели которых зависят от влагопроницаемости среды, находящейся между обкладками конденсатора. Также могут учитываться изменения сопротивления при взаимодействии с увлажненным воздухом оксида алюминия. При корректировке влажности воздуха учитывается и результат перемены длины синтетического волокна либо человеческого волоса и пр. Для самодельных приспособлений подобным датчиком является отрезок фольгированного стеклотекстолита с вырезанными канавками.

Вопрос по термодатчику , Для термопота.

Сообщений: 2 245

В термопоте накрылся термодатчик, из данных только надпись KSD201.В наличии только 301 модель 2-х видов, на 90 и 130 º С, 201 нигде в продаже нет.Вопрос-каким можно заменить?

Заранее спасибо.

Сообщений: 1 148

Заранее спасибо.

Это защитный термовыключатель. По идее должен сработать при перегреве. 105 градусов. Если поставить на 90 то сработает до закипания воды. При 130 если не сработает штатный термостат, выкипит вода и расплавится ТЭН наверно. Здесь люди пишут, можно отремонтировать.

Сообщений: 2 245

301 на 130 градусов стоит на дне. 201 сбоку.

Думаю что сгорел 201. По ссыле какой-то другой 201-ый.Щас своего фото сделаю.

Сообщений: 2 245

Никакого герметика нет, залито каким-то твердым черным пластиком.На 1 из проводов надпись 600W 125 ºC.На дне надпись KSD201.

Сообщение отредактировал VasyaPupkin — Jan 11 2016, 19:41

Сообщений: 1 148

В ВТИ сервисе искали?

Сообщений: 2 245

У меня тестера нету. Не, в ВТИ не искал.

Тема с ударом о твердое — думаю не вариант, попозже может опять перестать работать.

Сообщений: 23 545 Из: раненный душою

как определили, что сдох именно он?

UPD:тема с ударом вполне действенна, хоть и не гарантирует от дальнейших залипаний. другой вопрос, что термодатчик нормальнозамкнутый и его залипание должно придоводить к сравнительно быстрому полному выкипанию воды в термоспоте. поэтому снова: как определили и какие симптомы?

Сообщение отредактировал Отнюдь — Jan 11 2016, 23:12

Сообщений: 15 716

Мы в принтерах уменьшаем температуру термодатчика (если искомого нет или лень и долго заказывать, а есть с бОльшей температурой) просто кусочком от термоплёнки, при необходимости складываем вдвое.

Сообщений: 2 245

как определили, что сдох именно он?

Методом примитива. До этого пару раз другие модели термопотов приходилось чинить.Если термодатчик на дне менял и пот не включался — то менял боковой. Помогало.Иногда замена донного помогала сразу.:-)На некоторых моделях только донный термодатчик.В последнем случае замена нижнего (цена вопроса 63 р) не помогла, можно ли поставить 130 градусный 301-ый? )Мой уровень знаний во всем — ламер.

Метод примитива раньше помогал ремонтировать спиральные электрочайники.Но там просто все-спираль, верхний контакт, нижний контакт.

Сообщение отредактировал VasyaPupkin — Jan 12 2016, 11:20

Сообщений: 23 545 Из: раненный душою

можно. это равнозначно простому закорачиванию умершего датчика. но после такой «доработки» вода все время будет кипеть и прибор отключится только после выкипания воды. кроме того, есть приличная вероятность, что пластмасса (корпус, изоляция проводов и некоторые детали) быстрее деградируют и устройство придется менять полностью. в общем, это нехороший вариант

поищите датчики у китайцев. вот, например, то, что выдает алиэкспресс с минимальной ценой при первом же запросе:http://www.aliexpress.com/item/5-Pcs-105-C. 2035342592.html

Сообщений: 2 245

Спасибо за ссылку на Али, но по срокам не получается, покупатель приедет скоро.Если поставить 301 на 90 градусов, при достижении температуры воды 90 градусов пот отключаться будет, верно ?

голоса

Рейтинг статьи

Пошаговое руководство

Чтобы сделать простой девайс на 12 вольт своими руками, для начала нужно разобраться в схеме. Сама схема будет рассмотрена ниже.

Вам потребуется:

термостат;
паяльник;
эфир.

Этапы

Загрузка …

Устройство на микроконтроллере является более сложным по своей структуре. Если вы не обладаете достаточным уровнем знания в электронике, то регулятор на микроконтроллере лучше доверить сделать профессионалу. В любом случае, изготовление этого девайса является кропотливым занятием, это следует учесть.

Итак, для начала вам потребуется где-то найти термостат. Не обязательно бежать в магазин и покупать новый, поскольку старый термостат вполне можно достать из бытовой техники. К примеру, он может находиться в утюге, электрическом чайнике либо женском термоутюжке или плойке для волос. Такой вариант изготовления устройства является не менее надежным, чем с микроконтроллером, однако изготовить его на порядок легче.
В первую очередь, когда вы нашли термостат, его нужно сломать. Да-да, именно сломать, чтобы он не работал. Воспользуйтесь паяльником, чтобы его распаять и промойте внутренние компоненты устройства.
Теперь вам понадобится эфир. Тот, который химический элемент. Распаяв термостат, возьмите эфир и налейте его вовнутрь сломанного устройства. Нужен именно эфир, поскольку этот элемент обладает летучими характеристиками. Залейте эфир вовнутрь, после чего тщательно протрите корпус термостата, а затем запаяйте его. Таким образом вы получаете устройство, которое будет чувствительно к окружающей температуре. Если температура будет низкой, то емкость будет сужаться, если высокой – то расширяться. Как вы понимаете, это получается в результате химических свойств эфира.
Затем возьмите пластины и прикрепите их к термостату при помощи винтиков. Когда температура в инкубаторе будет меняться, термостат начнет действовать на контакты.

Собственно, на этом процедура создания терморегулятора на 12 вольт завершена. Его функционирование зависит от правильности собранной электроцепи. Когда цепь будет замыкаться, в вашем инкубаторе будет включаться обогрев, разумеется, если цепочка правильно собрана. Поддержание необходимой температуры обеспечивается благодаря механическим воздействиям.

Принцип работы

Датчик температуры подает электрические импульсы, величина тока которых зависит от уровня температуры. Заложенное соотношение этих величин позволяет устройству очень точно определить температурный порог и принять решение, например, на сколько градусов должна быть открыта заслонка подачи воздуха в твердотопливный котел, либо открыта задвижка подачи горячей воды. Суть работы терморегулятора заключается в преобразовании одной величины в другую и соотнесении результата с уровнем силы тока.

Простые самодельные регуляторы, как правило, имеют механическое управление в виде резистора, передвигая который, пользователь устанавливает необходимый температурный порог срабатывания, то есть, указывая, при какой наружной температуре необходимо будет увеличить подачу. Имеющие более расширенный функционал, промышленные приборы, могут программироваться на более широкие пределы, при помощи контроллера, в зависимости от различных диапазонов температуры. У них отсутствуют механические элементы управления, что способствует долгой работе.

Как выбрать

Прежде, чем приобретать терморегулятор, следует ознакомиться с рядом критериев, которые необходимо учесть, чтобы выбор был правильным. Итак, среди основных моментов выделяют:

Предназначение помещения, в котором он будет устанавливаться, например, ванная комната требует регулярного поддержания тепла, как правило, туда не устанавливают модели со сложным управлением. Для других комнат потребуется более конкретное управление, соответственно там устанавливают устройства с более точным и расширенным функционалом.
Мощность, этот критерий можно назвать наиболее важным, она должна соответствовать квадратуре помещения. Для больших комнат рекомендуют использовать программируемые устройства, таким образом возможно в короткие сроки менять температурный режим

Для небольших подойдут электронные имеющие простое управление и невысокую цену.
Также следует уделить внимание способу монтажа, производители выпускают встраиваемые и накладные модели, первые помещают в специальные углубления, а для вторых подойдет любая стена или иная поверхность.
Функциональные возможности, они зависят от того, какое устройство, программируемое или нет. Для первых производители предусмотрели гораздо больше возможностей, благодаря которым пользователи могут задавать режим работы на определенный период времени, устанавливать автоматическое время включения и выключения

У некоторых предусмотрена возможность самодиагностики и защиты агрегата от неисправностей, блокировки от детей. Вторые просты в использовании, у них есть функция включения и выключения, у некоторых имеется таймер обратного отсчета, но он срабатывает только раз, после настройки сбрасываются и требуется повторная установка.
Дизайн, на рынке товаров представлен широкий выбор продукции, разнообразной по цветовой гамме, размерам и форме. Все это дает возможность покупателю подобрать товар, подходящий к домашней обстановке.
Цена, не стоит выбирать дешевые малознакомые китайские бренды, лучше отдать предпочтение более известным производителям. Стоимость на них будет не слишком высока, но они более надежны и безопасны.

Помимо этих критериев следует уделить внимание комплектации, гарантийным обязательствам производителя, а также целостности корпуса последнее необходимо проверить перед покупкой

Принцип работы терморегулятора

Терморегулятор — это устройство, способное реагировать на изменения температурного режима. По типу действия различают терморегуляторы триггерного типа, отключающие или включающие нагрев при достижении заданного предела, или устройства плавного действия с возможностью тонкой и точной настройки, способные контролировать изменения температуры в диапазоне долей градуса.

Существуют две разновидности терморегуляторов:

Механический. Представляет собой устройство, использующее принцип расширения газов при изменении температуры, или биметаллические пластины, изменяющие свою форму от нагревания или охлаждения.
Электронный. Состоит из основного блока и датчика температуры, подающего сигналы об увеличении или понижении заданной температуры в системе. Используется в системах, требующих высокой чувствительности и тонкой регулировки.

Механические устройства не позволяют обеспечить высокой точности настройки. Они являются одновременно и датчиком температуры, и исполнительным органом, объединёнными в единый узел. Биметаллическая пластина, используемая в нагревательных устройствах, представляет собой термопару из двух металлов с разным коэффициентом теплового расширения.

Главное предназначение терморегулятора — автоматическое поддержание необходимой температуры

Нагреваясь, один из них становится больше другого, отчего пластина изгибается. Контакты, установленные на ней, размыкаются и прекращают нагрев. При охлаждении пластина возвращается в изначальную форму, контакты вновь замыкаются и нагрев возобновляется.

Камера с газовой смесью — чувствительный элемент термостата холодильника или отопительного терморегулятора. При изменениях температуры меняется объём газа, что вызывает перемещение поверхности мембраны, соединённой с рычагом контактной группы.

В терморегуляторе для отопления используется камера с газовой смесью, работающая по закону Гей-Люссака — при изменении температуры меняется объём газа

Механические термостаты надёжны и обеспечивают устойчивую работу, но настройка режима работы происходит с большой погрешностью, практически «на глазок». При необходимости тонкой настройки, обеспечивающей регулировку в пределах нескольких градусов (или ещё тоньше), используются электронные схемы. Датчиком температуры для них служит терморезистор, способный различить мельчайшие изменения режима нагрева в системе. Для электронных схем ситуация обратная — чувствительность датчика слишком высока и её искусственно загрубляют, доводя до пределов разумного. Принцип действия состоит в изменении сопротивления датчика, вызванном колебаниями температуры контролируемой среды. Схема реагирует на смену параметров сигнала и повышает/понижает нагрев в системе до получения другого сигнала. Возможности электронных блоков контроля намного выше и позволяют получить настройку температуры любой точности. Чувствительность таких термостатов даже избыточна, поскольку нагрев и охлаждение — процессы, обладающие высокой инерционностью, которые замедляют время реакции на смену команд.

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Принцип работы

Терморегулятор фиксирует и регулирует температуру. Прибор чаще всего используется на производстве, но в быту они монтируются в устройства, в которых сушатся овощи, в отопительные и водные системы, теплые полы и так далее. В основе работы устройства находится принцип измерения температуры.

Рекомендуем вашему вниманию — доставка полуторных и двуспальных евро семейных пледов и покрывал из флиса

Данные о физической величине передаются на блок управления. В зависимости от замера, осуществляется соответствующий сценарий.

Если это термореле, задействуется простая механическая схема управления. Она заключается в установлении определенного температурного порога, при котором и передается сигнал.

Дополнительные функциональные возможности требуют установки контроллера.

Пошаговая инструкция

Сборка самодельного регулятора температуры предполагает выполнение следующей последовательности действий:

Подбор соответствующей микросхемы. Подойдет CD4011 или К561ЛА7.
Выбор терморезисторов. Их мощность варьируется от 1 и до 15 kOm.
Подготовка платы к вытравливанию дорожек.
Включение нагревающего элемента в цепь резистора. Это делают по причине того, что изменение мощности, которая происходит в результате понижения градусов, воздействует на транзисторы.
Настройка датчиков, поскольку температурные перепады в системе приводят к необходимости контролировать степень нагрева.

Нагревающий прибор, подключенный к цепи резисторов, согревают систему до восстановления мощности в термодатчике к исходному значению.

Общее понятие о температурных регуляторах

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

https://youtube.com/watch?v=bXNiBuC6LSM

Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.