Le thermostat de cave est utilisé pour assurer les conditions les plus confortables pour le stockage des légumes et des fruits. Il existe de nombreux types de structures - certaines sont conçues pour être utilisées au sous-sol, d'autres - pour être installées sur des balcons. La conception des boîtes de balcon est très simple - une boîte avec une isolation thermique de haute qualité, des éléments chauffants sont installés à l'intérieur, à l'aide desquels la température optimale est maintenue. Une telle mini-cave sera très utile si le balcon n'est pas chauffé et qu'il fait très froid dehors en hiver.
Principe général de fonctionnement du thermostat
Le thermostat de cave fait maison le plus simple vous permet de maintenir la température réglée à l'aide d'éléments chauffants. En fonction de la différence de température, vous pouvez utiliser les éléments chauffants suivants:
- Puissantes résistances bobinées.
- Spirale nichrome.
- Lampes à incandescence.
- TENY.
Si vous avez besoin d'égaliser la température dans une petite plage, il suffit d'installer plusieurs lampes à incandescence - c'est exactement ce qui se fait dansincubateurs faits maison pour l'élevage de volailles. Mais si vous avez besoin d'égaliser la température dans une large plage, vous devrez utiliser des moyens plus efficaces - des éléments chauffants ou des résistances filaires.
Le moyen le plus simple de maintenir la température souhaitée consiste à installer un capteur de température bimétallique. Il éteindra les éléments chauffants lorsque la température réglée sera atteinte. Mais vous pouvez utiliser un capteur de température et un simple appareil électronique sur la même puce. L'avantage de cette conception est qu'elle est plus fiable - elle n'a pas de disjoncteurs mécaniques. Tous les travaux de commutation sont effectués par le microcircuit.
Étalonnage du capteur
Pour les radioamateurs débutants, le plus difficile sera la configuration de l'appareil, à savoir le calibrage du capteur et du microcircuit. Pour ce faire, plusieurs actions sont effectuées - le lecteur est d'abord immergé dans de l'eau dont la température est de 0 degré, puis dans de l'eau bouillante. Pour calibrer le régulateur, vous devez mesurer les valeurs intermédiaires et mettre les marques appropriées.
Il est possible qu'avant de connecter le thermostat, vous deviez effectuer plusieurs fois la procédure de configuration. Mais pour ne pas vous soucier de la fabrication et de la configuration indépendantes de l'appareil, vous pouvez acheter un appareil fini et le mettre dans la cave sans aucun problème. La plupart des capteurs sont conçus pour fonctionner avec des microcontrôleurs, ils ont un signal numérique en sortie, qui est transmis via un monofil bidirectionneltype d'interface 1-WIRE. Cela vous permet de concevoir des appareils assez complexes, par exemple des thermomètres multipoints - ce sont des appareils qui vous permettent de mesurer la température dans plusieurs pièces à la fois.
Régulateur de température LM335
Parmi tous les thermostats, on peut distinguer le moins cher et le plus simple - LM335. Il a plusieurs modifications - avec les désignations 235, 135. Dans le marquage, le tout premier chiffre indique la portée:
- Le chiffre "1" signifie que l'appareil est conçu pour fonctionner dans des appareils du complexe militaro-industriel.
- Le nombre "2" - l'élément est utilisé dans l'industrie.
- "3" - pour une installation dans les appareils électroménagers.
L'apparence du thermostat est le boîtier TO-92. Le circuit interne contient 16 transistors semi-conducteurs. Parfois, des capteurs peuvent être trouvés dans le boîtier SO-8, mais les différences ne sont observées qu'en apparence - le circuit interne reste inchangé.
Le principe de fonctionnement est quelque peu similaire à une diode Zener. La tension de stabilisation dépend directement de la température. Avec une augmentation de température de 10 Kelvin, la tension de stabilisation augmente de 10 mV. Dans ce cas, le courant de fonctionnement de l'appareil est de 0,45 à 5,0 mA. En cas de dépassement de la valeur maximale du courant, le capteur surchauffera et il mesurera la température de son boîtier.
Qu'indique la jauge ?
Mais comment va se comporter cet appareil dans le circuit du thermostat de cave ? Nous devons comprendre cela. Disons que le zéro absolu à l'intérieur est à 273 degrés en dessouszéro Celsius. C'est 0K, vous devrez donc faire une petite conversion. C'est dans des conditions où la température est de 0 K que le capteur ne générera pas de signal.
Dès que la température augmente de 10 K, la tension augmente de 0,01 volt. Et cela se produira à chaque augmentation de température. Mais vous devez tenir compte du fait que de telles températures n'existent pas et que 0 degré Celsius correspond à 273 K. Les conditions normales, selon tous les manuels, sont de 25 degrés Celsius ou 298 K. Après quelques étapes simples, vous pouvez déterminer qu'à une température de 25 degrés Celsius, la sortie du signal du capteur aura une tension de 2,9815 volts.
La plage de températures dans laquelle l'appareil fonctionne se situe entre -40 et +100 degrés Celsius. De plus, sa caractéristique principale est linéaire dans cette plage - cela facilite le calcul des contraintes et des températures. Et n'oubliez pas que le zéro absolu est de 273,15 K. Dans des calculs précis, même les centièmes de valeurs ne doivent pas être négligés.
Circuit régulateur de température
L'appareil a une sorte d'instruction. Le thermostat peut être fabriqué selon les schémas indiqués dans la fiche technique. Il s'agit d'un manuel détaillé qui décrit tous les schémas possibles pour allumer l'appareil, ses principales caractéristiques et ses caractéristiques de fonctionnement. Et il n'est pas nécessaire d'inventer quoi que ce soit de plus - tous les modèles ont été testés pendant des années et fonctionnent de manière stable.
Tous les échantillons industriels d'appareils finis de régulateurs de température sont fabriquésexactement selon les schémas indiqués dans la fiche technique. Une chose à considérer est que vous ne pouvez pas contrôler directement l'élément chauffant, car le signal est très faible. Vous devrez utiliser un amplificateur ou un assemblage FET. Un signal amplifié peut être appliqué à un démarreur magnétique ou à un relais.
Opération de comparaison
Un comparateur est un appareil qui compare la température avec une valeur de consigne. Sans connaître les bases de son fonctionnement, il ne sera pas possible de fabriquer un thermostat pour une cave sur un balcon. Au cœur du circuit se trouve un comparateur de LM311 - il a deux entrées et le même nombre de sorties. Entrées:
- Droit - marqué d'un signe "+".
- Inverse - a la désignation "-".
L'algorithme de travail est très simple:
- Si l'entrée directe reçoit plus de tension que l'inverse, alors la sortie est réglée sur un niveau haut. Le transistor s'ouvre et le chauffage est activé.
- Si la tension à l'entrée inversée est plus élevée, alors un niveau bas est défini.
- Lorsque la température de réponse est atteinte (elle est réglée par une résistance variable), une transition vers un niveau bas se produit - le transistor se ferme et le chauffage est désactivé.
Comment connecter l'appareil au radiateur
L'élément chauffant est la charge de l'ensemble de l'appareil. Il est souhaitable que les éléments de commutation aient une marge de sécurité - installez des relais avec un degré de protection correspondant aux pièces humides ou des démarreurs magnétiques. Le signal du microcontrôleur doit être donnéà un transistor à effet de champ et amplifié. Ce n'est qu'après cela qu'il peut être utilisé pour contrôler les bobines d'un relais ou d'un démarreur, qui sont incluses dans la coupure du circuit de puissance. Étant donné que le thermostat de la cave sera dans un environnement humide, veillez à la sécurité - installez des disjoncteurs et des disjoncteurs différentiels.
