Termostat ruang bawah tanah digunakan untuk memastikan kondisi yang paling nyaman untuk menyimpan sayuran dan buah-buahan. Ada banyak jenis struktur - beberapa dirancang untuk digunakan di ruang bawah tanah, yang lain - untuk pemasangan di balkon. Desain kotak balkon sangat sederhana - kotak dengan insulasi termal berkualitas tinggi, elemen pemanas dipasang di dalam, dengan bantuan yang mempertahankan suhu optimal. Ruang bawah tanah mini seperti itu akan sangat berguna jika balkon tidak dipanaskan, dan di luar sangat dingin di musim dingin.
Prinsip umum pengoperasian termostat
Termostat ruang bawah tanah buatan sendiri yang paling sederhana memungkinkan Anda mempertahankan suhu yang disetel menggunakan elemen pemanas. Tergantung pada perbedaan suhu, Anda dapat menggunakan elemen pemanas berikut:
- Resistor wirewound yang kuat.
- Spiral Nichrome.
- Lampu pijar.
- TENY.
Jika Anda perlu menyamakan suhu dalam kisaran kecil, cukup memasang beberapa lampu pijar - inilah yang dilakukan diinkubator buatan sendiri untuk menanam unggas. Tetapi jika Anda perlu menyamakan suhu dalam rentang yang luas, Anda perlu menggunakan cara yang lebih efektif - elemen pemanas atau resistor kawat.
Cara termudah untuk mempertahankan suhu yang diinginkan adalah dengan memasang sensor suhu bimetal. Ini akan mematikan elemen pemanas ketika suhu yang disetel tercapai. Tetapi Anda dapat menggunakan sensor suhu dan perangkat elektronik sederhana pada chip yang sama. Keuntungan dari desain ini adalah lebih andal - tidak memiliki pemutus mekanis. Semua pekerjaan switching dilakukan oleh sirkuit mikro.
Kalibrasi sensor
Untuk amatir radio pemula, hal yang paling sulit adalah menyiapkan perangkat, yaitu mengkalibrasi sensor dan sirkuit mikro. Untuk melakukan ini, beberapa tindakan dilakukan - pembaca pertama-tama direndam dalam air, yang suhunya 0 derajat, kemudian dalam air mendidih. Untuk mengkalibrasi regulator, Anda perlu mengukur nilai antara dan memberi tanda yang sesuai.
Ada kemungkinan bahwa sebelum menghubungkan termostat, Anda perlu melakukan prosedur pengaturan beberapa kali. Tetapi agar tidak repot dengan pembuatan dan konfigurasi perangkat yang independen, Anda dapat membeli perangkat yang sudah jadi dan meletakkannya di ruang bawah tanah tanpa masalah. Sebagian besar sensor dirancang untuk bekerja dengan mikrokontroler, mereka memiliki sinyal digital pada output, yang ditransmisikan melalui kabel tunggal dua arah.tipe antarmuka 1-WIRE. Ini memungkinkan Anda untuk merancang perangkat yang cukup kompleks, misalnya, termometer multi-titik - ini adalah perangkat yang memungkinkan Anda mengukur suhu di beberapa ruangan sekaligus.
Pengontrol suhu LM335
Di antara semua termostat, seseorang dapat memilih yang termurah dan paling sederhana - LM335. Ini memiliki beberapa modifikasi - dengan penunjukan 235, 135. Dalam penandaan, digit pertama menunjukkan ruang lingkup:
- Angka "1" berarti bahwa perangkat dirancang untuk bekerja di perangkat untuk kompleks industri militer.
- Angka "2" - elemen yang digunakan dalam industri.
- "3" - untuk pemasangan di peralatan rumah tangga.
Tampilan termostat adalah casing TO-92. Sirkuit internal berisi 16 transistor semikonduktor. Terkadang sensor dapat ditemukan dalam paket SO-8, tetapi perbedaannya hanya terlihat pada tampilannya - sirkuit internal tetap tidak berubah.
Prinsip operasinya agak mirip dengan dioda zener. Tegangan stabilisasi secara langsung tergantung pada suhu. Dengan peningkatan suhu sebesar 10 Kelvin, tegangan stabilisasi meningkat sebesar 10 mV. Dalam hal ini, arus operasi perangkat adalah 0,45-5,0 mA. Jika nilai arus maksimum terlampaui, sensor akan menjadi terlalu panas dan akan mengukur suhu casingnya.
Apa yang ditunjukkan pengukur?
Tetapi bagaimana perilaku perangkat ini di sirkuit termostat ruang bawah tanah? Kita perlu mencari tahu ini. Katakanlah nol mutlak di dalam ruangan adalah 273 derajat di bawahnol Celcius. Ini 0K, jadi Anda harus melakukan sedikit konversi. Pada kondisi suhu 0 K sensor tidak akan menghasilkan sinyal.
Begitu suhu naik 10 K, tegangan akan naik 0,01 volt. Dan ini akan terjadi dengan setiap kenaikan suhu. Tetapi Anda perlu memperhitungkan bahwa suhu seperti itu tidak ada, dan 0 derajat Celcius adalah 273 K. Kondisi normal, menurut semua buku teks, adalah 25 derajat Celcius, atau 298 K. Setelah beberapa langkah sederhana, Anda dapat menentukan bahwa di suhu 25 derajat Celcius, sinyal output dari sensor akan memiliki tegangan 2,9815 volt.
Kisaran suhu di mana perangkat beroperasi terletak pada kisaran -40..+100 derajat Celcius. Selain itu, karakteristik utamanya adalah linier dalam kisaran ini - ini memfasilitasi perhitungan tegangan dan suhu. Dan jangan lupa bahwa nol mutlak adalah 273,15 K. Dalam perhitungan yang tepat, bahkan seperseratus nilai tidak boleh diabaikan.
Sirkuit pengontrol suhu
Perangkat memiliki semacam instruksi. Termostat dapat dibuat sesuai dengan skema yang diberikan dalam lembar data. Ini adalah manual terperinci yang menjelaskan semua skema yang memungkinkan untuk menyalakan perangkat, karakteristik utamanya, dan fitur operasi. Dan tidak perlu menemukan sesuatu yang ekstra - semua desain telah diuji selama bertahun-tahun dan bekerja dengan stabil.
Semua sampel industri dari perangkat pengontrol suhu yang sudah jadi dibuatpersis sesuai dengan skema yang ditunjukkan dalam lembar data. Satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah Anda tidak dapat mengontrol elemen pemanas secara langsung, karena sinyalnya sangat lemah. Anda perlu menggunakan amplifier atau rakitan FET. Sinyal yang diperkuat dapat diterapkan ke starter atau relai magnetik.
Operasi komparator
Komparator adalah perangkat yang membandingkan suhu dengan nilai yang ditetapkan. Tanpa mengetahui dasar-dasar cara kerjanya, tidak mungkin membuat termostat untuk ruang bawah tanah di balkon. Inti dari rangkaian ini adalah komparator dari LM311 - ia memiliki dua input dan jumlah output yang sama. Masukan:
- Lurus - ditandai dengan tanda "+".
- Inverse - memiliki sebutan "-".
Algoritme kerjanya sangat sederhana:
- Jika input langsung menerima lebih banyak tegangan daripada input terbalik, maka output diatur ke level tinggi. Transistor terbuka dan pemanas dihidupkan.
- Jika tegangan pada input terbalik lebih tinggi, maka level rendah diatur.
- Ketika suhu respons tercapai (diatur oleh resistor variabel), transisi ke level rendah terjadi - transistor menutup dan pemanas dimatikan.
Cara menghubungkan perangkat ke pemanas
Elemen pemanas adalah beban seluruh perangkat. Diinginkan bahwa elemen switching memiliki margin keamanan - pasang relai dengan tingkat perlindungan yang sesuai dengan kamar basah, atau starter magnetik. Sinyal dari mikrokontroler harus diberikanke transistor efek medan dan diperkuat. Baru setelah itu dapat digunakan untuk mengontrol gulungan relai atau starter, yang termasuk dalam pemutusan sirkuit daya. Karena termostat ruang bawah tanah akan berada di lingkungan yang lembab, berhati-hatilah dengan keselamatan - pasang pemutus sirkuit dan RCD.
