Вариант №13 "Терморегулятор (Термореле)". Простая, практичная и надёжная схема на основе регулируемого стабилитрона TL431. При минимальном наборе деталей обеспечивает довольно точные показатели в регулировании заданной температуры методом переключения контактов реле и управления подключённой нагрузкой напряжением до 220В и током до 10А. Переключающаяся группа контактов позволяет как включать нагрузку, так и отключать. Питание схемы 12 В. Источник питания может быть любым (в комплект не входит), но крайне желательно для точности работы схемы, стабилизированным или от аккумулятора.
В этом наборе вашему вниманию предоставляется простая и практичная схема терморегулятора (термореле). Собранное устройство позволяет регулировать температуру включением или отключением нагревательных или охлаждающих устройств в широком диапазоне температур, который определяется рабочим диапазоном терморезистора (термистора) R3. Для ММТ-1 этот диапазон составляет от минус 600С до плюс 1250С. Ключевым элементом схемы является управляемый стабилитрон VD2 TL431. Как только напряжение на управляющем электроде 1 достигает 2,5В, стабилитрон открывается и ток проходит от плюса источника питания через катушку реле К1, катод-анод VD2, минус источника питания. Напряжение на управляющем электроде задаётся делителем напряжения (R1+R2)/R3. В качестве R3 используется терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Что происходит, если наше устройство управляет нагревательным прибором и в настоящий момент TL431 открыт, реле включено, общий (О) контакт соединён с нормально разомкнутым (НР)?
Нагревательный прибор включен и повышает температуру окружающего терморезистор воздуха, нагревая его. Сопротивление резисторов R1 и R2 остаётся постоянным, а сопротивление терморезистора R3 падает.
Соответственно, с падением сопротивления R3 падает на нём и напряжение. Как только это напряжение становится меньше 2,5 вольт, управляемый стабилитрон VD2 TL431 закрывается, тем самым обесточивая катушку реле К1. Контакты реле переходят в исходное состояние (общий контакт соединён с нормально замкнутым (НЗ)). Нагревательный прибор отключается, окружающий воздух начинает постепенно остывать. Вместе с ним начинает падать температура терморезистора, что приводит к увеличению его сопротивления. Как только заданное переменным резистором R1 соотношение суммарного сопротивления R1+R2 к увеличивающемуся в результате охлаждения сопротивлению терморезистора R3 обеспечит соответствующий баланс напряжений, при котором на терморезисторе R3 напряжение достигнет 2,5 вольт, VD2 снова откроется, включит реле, которое своими контактами включит нагревательный прибор. Цикл повторится. Резистором R1 задаётся температура включения и отключения нашего устройства. Ввиду того, что терморезистор обладает определённой тепловой инерционностью из-за своей массы, защитного покрытия, температура включения будет немного отличаться от температуры отключения. Изменение сопротивления терморезистора при изменении температуры окружающей среды имеет нелинейный характер, поэтому шкала установки заданной температуры движка переменного резистора R1 будет тоже нелинейной. Диод VD1 шунтирует возникающую в катушке реле ЭДС (электродвижущую силу), вызываемую резким закрытием стабилитрона и прекращением тока. Напряжение, возникающее на выводах катушки, в этот момент может превысить напряжение питания в несколько раз и вывести из строя стабилитрон. Светодиод HL1 с ограничительным резистором R4 предназначен для контроля состояния реле (включено/выключено). Терморезисторы ММТ-1 предназначены для работы в сухих помещениях. При работе с жидкостями необходимо установить влагозащищённый терморезистор. Датчик температуры R3 должен находиться в зоне измерения. Если провод, соединяющий терморезистор с платой, длиннее 2 метров, его желательно экранировать во избежание ложных срабатываний.
Расположение элементов на плате
