Простой термостат для холодильника

Своими руками

Make a Simple Refrigerator Thermostat Circuit

Хотите сделать точный электронный термостат для вашего холодильника? Схема твердотельного термостата, описанная в этой статье, удивит вас своей «крутой» производительностью.

Введение

Устройство, однажды построенное и интегрированное с любым соответствующим устройством, мгновенно начнет демонстрировать улучшенный контроль системы, экономя электроэнергию, а также увеличит срок службы прибора.Обычные холодильные термостаты являются дорогостоящими и не очень точными. Более того, они подвержены износу и поэтому не постоянны. Здесь обсуждается простой и эффективный электронный рефрижераторный термостат.
Термостат, как мы все знаем, - это устройство, которое способно воспринимать определенный заданный уровень температуры и отключать или переключать внешнюю нагрузку. Такие устройства могут быть электромеханическими типами или более сложными электронными типами.
Термостаты обычно связаны с устройствами кондиционирования, охлаждения и нагрева воды. Для таких применений устройство становится важной частью системы, без которой прибор может достичь и начать работать в экстремальных условиях и в конечном итоге получить повреждение.
Регулировка переключателя управления, предусмотренного в вышеуказанных устройствах, гарантирует, что термостат отключит питание прибора после того, как температура пересечет требуемый предел и переключится, как только температура вернется к нижнему порогу.
Таким образом, температура внутри холодильников или комнатная температура через кондиционер поддерживается в благоприятных диапазонах.
Идея схемы холодильного термостата, представленная здесь, может использоваться снаружи над холодильником или любым аналогичным устройством для управления его работой.
Управление их работой может быть выполнено путем присоединения чувствительного элемента термостата к внешней теплоотводящей решетке, обычно расположенной за большинством охлаждающих устройств, которые используют фреон.
Конструкция более гибкая и широкая по сравнению со встроенными термостатами и способна демонстрировать лучшую эффективность. Схема может легко заменить обычные низкотехнологичные конструкции, и, кроме того, она намного дешевле по сравнению с ними.
Давайте разобраться, как работает схема:

Описание схемы
Простая схема термостата холодильника

На диаграмме показана простая схема, построенная вокруг IC 741, которая в основном сконфигурирована как компаратор напряжения. Здесь используется трансформатор с меньшим потреблением энергии, чтобы сделать схему компактной и твердотельной.
Конфигурация моста, содержащая R3, R2, P1 и NTC R1 на входе, формирует основные чувствительные элементы схемы.
Инвертирующий вход IC зажимается на половину напряжения питания с использованием сети делителя напряжения R3 и R4.
Это устраняет необходимость обеспечения двойного питания ИС, и схема может обеспечить оптимальные результаты даже при однополюсном напряжении питания.
Опорное напряжение на неинвертирующий вход IC фиксируются через заданный P1 по отношению к NTC (отрицательному температурному коэффициенту).
В случае, если температура под контролем имеет тенденцию дрейфовать выше желаемых уровней, сопротивление NTC падает, а потенциал на неинвертирующем входе IC пересекает заданное значение.
Это мгновенно переключает выходной сигнал ИС, который, в свою очередь, переключает выходной каскад, содержащий транзистор, сеть с триаксом, отключая нагрузку (нагрев или систему охлаждения), пока температура не достигнет нижнего порога.
Сопротивление обратной связи R5 в некоторой степени помогает вызвать гистерезис в цепь, важный параметр, без которого схема может быстро вращаться в ответ на внезапные изменения температуры.

Как только сборка завершена, настройка схемы очень проста и выполняется со следующими пунктами:

ПОМНИТЕ ВНЕШНЮЮ ЦЕПЬ НА ОСНОВЕ ПОТЕНЦИАЛА ПОСТОЯННОГО ИСТОЧНИКА, ОСТОРОЖНО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНЫ, ЧТОБЫ ПРОТИВ ИСПЫТАНИЙ И ПРОЦЕДУР УСТАНОВКИ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕРЕВЯННОГО ПЛАНКА ИЛИ ЛЮБОГО ДРУГОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПО ВАШЕЙ НОГЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ СТРОГО; ТАКЖЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ИЗОЛИРОВАНЫ ВБЛИЗИ ВБЛИЗИ ПЛОЩАДКИ.

Как настроить этот электронный термостат холодильного контураВам понадобится образец источника тепла, точно отрегулированный до желаемого порогового уровня отсечки цепи термостата.
Включите схему и введите и прикрепите вышеуказанный источник тепла к NTC.
Теперь настройте предустановку так, чтобы выход просто переключился (загорается светодиод выхода).Удалите источник тепла от NTC, в зависимости от гистерезиса цепи выход должен отключиться в течение нескольких секунд.
Повторите процедуру много раз, чтобы подтвердить ее правильное функционирование.
Это завершает настройку этого холодильного термостата и готова к интеграции с любым холодильником или аналогичным устройством для точного и постоянного регулирования его работы.

Список деталей

R2 = Предустановка 10KR3,

R9 = 56 OHM / 1watt

С1 = 105 / 400В

С2 = 100uF / 25V

Z1 = 12 В, 1 Вт стабилитрон

*вариант через оптопару, добавлен выключатель и диодный мост в блок питанания

Как создать автоматическую цепь контроллера температуры холодильника

Идея этой схемы была предложена мне одним из острых читателей этого блога г-ном Густаво. Я опубликовал одну подобную схему автоматического термостата холодильника, однако схема была предназначена для определения более высокого уровня температуры, доступного в задней части решетки холодильников.

Введение

Г-н Густаво не совсем понял эту идею, и он попросил меня разработать схему термостата холодильника, которая могла бы ощущать холодные температуры внутри холодильника, а не горячие температуры в задней части холодильника.
Поэтому с некоторыми усилиями я мог бы найти настоящую ЦЕПНУЮ СХЕМУ контроллера температуры холодильника, давайте изучим эту идею со следующими моментами:
Как функции цепей
Концепция не очень новая, ни уникальная, это обычная концепция компаратора, которая была включена здесь.

IC 741 был сфальсифицирован в стандартном режиме компаратора, а также в качестве схемы без инвертирующего усилителя.
Термистор NTC становится основным чувствительным компонентом и специально отвечает за чувствительность к холодным температурам.
NTC означает отрицательный температурный коэффициент, что означает, что сопротивление термистора будет возрастать по мере того, как температура вокруг него падает.
Следует отметить, что NTC должен быть оценен в соответствии с данными спецификациями, иначе система не будет функционировать должным образом.
Предустановленный P1 используется для установки точки отключения IC.
Когда температура внутри холодильника падает ниже порогового уровня, сопротивление термистора становится достаточно высоким и уменьшает напряжение на инвертирующем штифте ниже уровня неинвертирующего пин-напряжения.
Это мгновенно делает вывод IC высоким, активируя реле и выключая компрессор холодильника.
P1 должен быть установлен таким образом, чтобы выход операционного усилителя становился высоким при нулевом градусе Цельсия.
Небольшой гистерезис, введенный схемой, приходит как благо или, скорее, замаскированное благословение, потому что из-за этого схема не переключается быстро на пороговых уровнях, а реагирует только после того, как температура поднялась примерно на пару градусов выше уровня отключения.
Например, предположим, что если уровень срабатывания установлен на нулевом уровне, IC отключит реле в этой точке, а компрессор холодильника также будет выключен, температура внутри холодильника теперь начнет расти, но ИС не переключится немедленно, но сохраняет свое положение до тех пор, пока температура не повысится, по крайней мере, до 3 градусов по Цельсию выше нуля.

Если у вас есть дополнительные вопросы относительно этой автоматической схемы регулятора температуры холодильника, вы можете выразить то же самое через свои комментарии

Регулирование RP1, RP2 может быть заданными точками контроля температуры, 555 временной схемой инвертирования схем Шмитта с использованием реле для достижения автоматического управления.

Обновлен 01 апр 2018 . Создан 29 мар 2018

Привет всем любителям электронных самоделок. Недавно я по быстрому смастерил электронный терморегулятор своими руками, схема устройства очень проста. В качестве исполнительного устройства используется электромагнитное реле с мощными контактами, которые могут выдержать ток до 30 ампер. Поэтому рассматриваемая самоделка может использоваться для разных бытовых нужд.

По нижеприведенной схеме, терморегулятор можно использовать, например, для аквариума или для хранения овощей. Кому то он может пригодиться при использовании совместно с электрическим котлом, а кто-то его может приспособить и для холодильника.

Электронный терморегулятор своими руками, схема устройства

Как я уже говорил, схема очень проста, содержит минимум недорогих и распространённых радиодеталей. Обычно терморегуляторы строятся на микросхеме компараторе. Из-за этого устройство усложняется. Данная самоделка построена на регулируемом стабилитроне TL431:

Теперь поговорим подробнее о тех деталях, которые я использовал.

Детали устройства:

Трансформатор понижающий на 12 вольт
Диоды; IN4007, или другие с похожими характеристиками 6 шт.
Конденсаторы электролитические; 1000 мк, 2000 мк, 47 мк
Микросхема стабилизатор; 7805 или другая на 5 вольт
Транзистор; КТ 814А, или другой p-n-p c током коллектора не меньше 0,3 А
Регулируемый стабилитрон; TL431 или советский КР142ЕН19А
Резисторы; 4,7 Ком, 160 Ком, 150 Ом, 910 Ом
Резистор переменный; 150 Ком
Терморезистор в качестве датчика; около 50 Ком с отрицательным ТКС
Светодиод; любой с наименьшим током потребления
Реле электромагнитное; любое на 12 вольт с током потребления 100 мА или меньше
Кнопка или тумблер; для ручного управления

Как сделать терморегулятор своими руками

В качестве корпуса был использован сгоревший электронный счётчик Гранит-1. Плата, на которой расположились все основные радиодетали также от счетчика. Внутри корпуса поместились трансформатор блока питания и электромагнитное реле:

В качестве реле я решил использовать автомобильное, которое можно приобрести в любом автомагазине. Рабочий ток катушки приблизительно 100 миллиампер:

Так как регулируемый стабилитрон маломощный, его максимальный ток не превышает 100 миллиампер, непосредственно включить реле в цепь стабилитрона не получится. Поэтому пришлось использовать более мощный транзистор КТ814. Конечно, схему можно упростить, если применить реле, у которого ток через катушку будет меньше 100 миллиампер, например или SRA-12VDC-AL. Такие реле можно включить непосредственно в цепь катода стабилитрона.

Немного расскажу о трансформаторе. В качестве, которого я решил использовать нестандартный. У меня завалялась катушка напряжения от старого индукционного счетчика электрической энергии:

Как видно на фотографии там имеется свободное место для вторичной обмотки, я решил попробовать намотать её и посмотреть что получится. Конечно площадь поперечного сечение сердечника у него маленькая, соответственно и мощность небольшая. Но для данного регулятора температуры этого трансформатора достаточно. По расчётам у меня получилось 45 витков на 1 вольт. Для получения 12 вольт на выходе нужно намотать 540 витков. Чтобы уместить их я использовал провод диаметром 0,4 миллиметра. Конечно, можно использовать готовый с выходным напряжением 12 вольт или адаптер.

Как вы заметили, в схеме стоит стабилизатор 7805 со стабилизированным выходным напряжением 5 вольт, который питает управляющий вывод стабилитрона. Благодаря этому регулятор температуры получился со стабильными характеристиками, которые не будут изменяться от изменения питающего напряжения.

В качестве датчика я использовал терморезистор, у которого при комнатной температуре сопротивление 50 Ком. При нагревании сопротивление данного резистора уменьшается:

Чтобы защитить его от механических воздействий я применил термоусаживающие трубочки:

Место для переменного резистора R1 нашлось с правой стороны терморегулятора. Так как ось резистора очень короткая пришлось напаять на неё флажок, за который удобно поворачивать. С левой стороны я поместил тумблер ручного управления. При помощи него легко проконтролировать рабочее состояние устройства, при этом, не изменяя выставленную температуру:

Несмотря на то, что клемник бывшего электросчетчика очень громоздкий, убирать его из корпуса я не стал. В него чётко входит вилка, от какого либо прибора, например электрообогревателя. Убрав перемычку (на фотографии желтая справа) и включив вместо перемычки амперметр можно померить силу тока, отдаваемую в нагрузку:

Теперь осталось проградуировать терморегулятор. Для этого нам понадобится . Нужно оба датчика устройства соединить вместе при помощи изоленты:

Термометром произвести замер температуры различных предметов горячих, холодных. При помощи маркера нанести шкалу и разметку на терморегуляторе, момент включения реле. У меня получилось от 8 до 60 градусов Цельсия. Если кому-то нужно сдвинуть рабочую температуру в ту или иную сторону, это легко сделать, изменив номиналы резисторов R1, R2, R3:

Вот мы и сделали электронный терморегулятор своими руками. Внешне выглядит вот так:

Чтобы не было видно внутренности устройства, через прозрачную крышку, я ее закрыл скотчем, оставив отверстие под светодиод HL1. Некоторые радиолюбители, кто решил повторить эту схему, жалуются на то, что реле включается, не очень чётко, как бы дребезжит. Я ничего этого не заметил, реле включается и отключается очень чётко. Даже при небольшом изменении температуры, никакого дребезга не происходит. Если все-таки он возникнет нужно подобрать более точно конденсатор C3 и резистор R5 в цепи базы транзистора КТ814.

Собранный терморегулятор по данной схеме включает нагрузку при понижении температуры. Если кому то наоборот понадобится включать нагрузку при повышении температуры, то нужно поменять местами датчик R2 с резисторами R1, R3.

Вот конструкция термостата для холодильника, который работает уже более 2 лет. А всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог - холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода - они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.

Схема термостата холодильника на МК

Фото оригинального термостата и самодельного

Для подключения потребовалось провести второй провод 220 В (взял от лампы освещения) для питания трансформатора.
Разъем, к которому подключен потенциометр - это одновременно разъем программирования ISP.

Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.

Термостат в настоящее время работает без проблем, и что главное - обошёлся по цене примерно в 10 раз меньше оригинального.

Трансформатор тут на 6 В. Был выбран такой, чтобы свести к минимуму потери на микросхеме 7805.

Реле здесь можно поставить и на 12 В. Если взять на него напряжение до стабилизатора. Чтобы снизить расходы, можно было бы создать блок питания бестрансформаторным, хотя найдутся сторонники и противники такого решения (электробезопастность). Еще одно сокращение расходов - это исключение микроконтроллера AVR. Есть термометры Даллас, которые могут работать тоже в режиме термостата.

Термостат для холодильника своими руками

Всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог - холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода - они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.

Схема устройства:

Для подключения потребовалось провести второй провод 220 В (взял от лампы освещения) для питания трансформатора.

Разъем, к которому подключен потенциометр - это одновременно разъем программирования ISP.

Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.

Трансформатор тут на 6 В. Был выбран такой, чтобы свести к минимуму потери на микросхеме 7805.

С технологической точки зрения, конструкция холодильника представляет собой совокупность таких узлов как система терморегуляции, пусковое реле и нагнетающий компрессор.

Неисправными могут оказаться все узлы, при этом разные причины могут иметь одинаковые симптомы. Очень часто, когда при ремонте подозревают пусковое реле, причина оказывается в поломке терморегулятора. Чтобы понять, как обычного холодильника.

Терморегулятор со спиральным датчиком

Что такое терморегулятор и зачем он нужен

Когда устройство перестает адекватно функционировать, признаки могут быть следующие:

мотор работает беспрерывно, холодильное устройство не выключается;
на стенах камеры обнаруживается «снежная шуба» (залежи льда и инея), нагнетание слишком активное, циркуляция фреона повышена и холодильник морозит слишком сильно;

Снежная шуба: верный признак неисправности

в холодильной камере тепло, чем больше внутрь загружаете предметов, тем хуже охлаждается пространство.
после отключения мотор не запускается сразу (долго держит температуру и не перезапускается).

Чтобы исправить ситуацию, следует выключить устройство от сети, произвести полную разморозку. Содержимое камер следует извлечь, затем включите холодильник и переключите в регуляторе температуру на полный максимум (минимум температуры). Внутрь холодильника следует положить термометр (не используйте жидкостные, лучше всего подходят электронные). Если терморегулятор функционирует, то, как только термометре появятся показания, которые вы выставили, холодильник выключится. Если после достижения температуры, мотор продолжает работать и охлаждать камеры, значит терморегулятор неисправен.

В условиях постоянных регулировок, температура внутри камеры постоянно меняется, темпы этих изменений зависят от уровня чувствительности терморегулятора.

Устройство терморегулятора

Регуляторы температуры всех холодильных систем (бытовых устройств в том числе) являются приборами манометрического типа. Они функционируют благодаря изменениям давления наполнителя. Давление меняется из-за разницы температур. Некоторые современные холодильники содержат электронный терморегулятор – намного более прогрессивное устройство, позволяющее более с большей точностью фиксировать изменение температуры и выключать/включать реле компрессора.

Терморегуляторы являются механизмами, содержащими рычажную систему и набор контактов через которые и осуществляется включение в общую электропроводку устройства.

В основе температурного регулятора лежит так называемый сильфон – чувствительный к изменению температур элемент, который при помощи пружины воздействует на общую электросхему. Таким образом, при изменении температуры сильфон передает сигнал пружине, пружина — рычагу, рычаг – главному механизму, механизм – воздействует на общую электронную систему. Безусловно, также, в составе регулятора имеется специальная прокладка, которая выполняет роль изолятора внутренних компонентов терморегулятора от внешней среды (в первую очередь, от влажности). Также регулятор внутри наполнен специальной жидкостью (хлорметил).

Самым основным, и с чего следует начать работу, является проверка терморегулятора. Признаком неисправности или грядущей поломки является чрезмерное перемораживание холодильника либо, наоборот, устройство и вовсе перестало нагревать. Это означает, что регулятор «плохо понимает» температуру, т.е. он может работать, но диапазон, в котором он детектирует температуру, изменились. Вы настраиваете холодильник на 4 градуса, а он выключается при + 15? Это означает, что терморегулятор «думает», что +15 – это 4 градуса и поэтому на рефрижераторе появляется ложный сигнал. Есть два способа произвести проверку:

Способ № 1 — напрямую

Термостат оставляете внутри холодильника. Находя два провода, которые в него входят, отсоединяете их осторожно (чтобы потом можно было легко вернуть их на место) и соединяете между собой. Будьте внимательны! По проводам идет высокое напряжение. Все операции с проводами следует делать только при выключенном моторе.

Два провода, идущие от регулятора

Этот метод хорош, если . Он полностью проверяет терморегулятор, так как все ограничения температур перестают быть актуальным.

Способ № 2: проверка сильфона

Этот способ позволяет проверить регулятор, не прибегая к его снятию и разборке. Однако требуются некоторые базовые знания в вопросах устройства компоненты. Возле маленькой оси, на котором крепится самая ручка регулировки следует найти пластину, ее нужно двигать и щелкать.

Демонтированный терморегулятор

Если пластина зафиксирована «намертво» и не поддается сдвигу (при этом отсутствуют щелчки), значит регулятор выведен из строя.

Способ №3 – проверка тестером

Главный способ, которым пользуется большинство мастеров, это – проверка тестером (мультиметром). Для этого терморегулятор следует снять (перед заменой, его в любом случае потребуется демонтировать). Мультиметр следует выстроить в режим «сопротивление»; настройка должна быть минимальной (выставлена на минимум).

Проверка при помощи мультиметра (тестера)

Бывают случаи (однако, крайне редко), что терморегулятор исправно функционирует в демонтированном состоянии, но отказывается функционировать внутри. Связано это с редкой неисправностью, которая может быть связана с температурным режимом – в холоде он перестает работать, а при комнатной температуре – не размыкает цепь. Для того чтобы протестировать его следует класть деталь в стакан с очень холодной водой. Несколько минут в воде, и он готов к диагностике. Если на экране тестера (в режиме прозванивания цепи) появляется цифра «1» (пробой), то регулятор неисправен, если «0», то деталь рабочая.

Правила безопасности, которые следует соблюдать при проверке

Холодильник – крупный бытовой прибор, для работы которого требуется высокое напряжение. Есть три основные угрозы, которые потенциально имеют место быть, если вы решили отремонтировать ваш холодильник:

удар электрическим током (высокое напряжение оказывается на контактах реле, терморегулятора, на обмотках компрессора);
удар электрическим током (короткое замыкание внутри электропроводки холодильного устройства, в следствии попадания открытых частей проводки на металлический корпус);
обморожения из-за попадания на кожу хладагента.

Любой, кто решил ремонтировать терморегулятор (или любой другой компонент холодильника) должен принимать серьезные меры предосторожности. Не следует проводить работы в то время, когда холодильник включен в сеть: обязательно обесточивайте устройство.

В результате (или в процессе) проведения ремонтных работ, образуются контакты проводки, которые следует соединить друг с другом. Все соединения должны быть должным образом изолированы. Необходимо непрерывно проверять наличие напряжения на всех поверхностях, способных проводить ток – корпус, внутренние элементы холодильной камеры и пр.).

Все инструменты (отвертки, пассатижи, клеммы мультиметров) должны иметь изолированные ручки.