ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Controle automático de temperatura na estufa. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor Para um crescimento confortável das plantas em uma estufa, é necessária uma certa temperatura ambiente. Para mantê-lo dentro dos limites especificados, a máquina proposta foi desenvolvida.
A base do dispositivo é um sensor de temperatura integrado especializado LM56 [1, 2], destinado ao uso em termostatos. Um diagrama funcional e gráficos explicando as características de seu funcionamento são apresentados na Figura 1, respectivamente. 2 e 1. O microcircuito contém dois comparadores (A2, A1,25), uma fonte de tensão de referência Uref = 3 V (A4), um sensor de temperatura A1 e dois estágios de saída nos transistores VT2, VT1 com coletor aberto. Usando resistores externos R3-R3 e a fonte de tensão de referência integrada A3 nos pinos 2 e 1, são definidos os valores limite da tensão de comutação dos comparadores UT2 e UT1, que correspondem aos valores de temperatura especificados. Como resultado, uma tensão de baixo nível aparece na saída OUT7 (pino 1) se a temperatura exceder o valor T1 e, consequentemente, uma tensão de alto nível se cair abaixo do valor T5 -Tgist (histerese de temperatura igual a aproximadamente 2ºC). Da mesma forma, em relação à temperatura T2, é gerado um sinal na saída OUT6 (pino 5). A tensão UTEMP na saída do microcircuito (pino 6,2) é proporcional à temperatura em graus Celsius com coeficiente k = 395 mV/oC e é compensada em +XNUMX mV. O erro de medição de temperatura na faixa de -40...+125 °C não excede ±3 °C para a modificação LM56BIM e ±4 °C para o LM56CIM. A resistência total R dos resistores divisores de tensão R1-R3 recomendada pelo desenvolvedor é de 27 kOhm. A resistência de cada um deles separadamente é calculada com base nas seguintes relações: UT1 = Uref R3/(R1+R2+R3) = Uref R3/R; UT2 = Uref (R3+R2)/(R1 +R2+R3) = = Uref (R3+R2)/R. Ao mesmo tempo, UT1(T2) = kT + 395 mV, onde k = 6,2 mV/°C, e T é o valor da temperatura correspondente ao limite inferior (T1) ou superior (T2) do intervalo especificado. Igualando os lados direitos das expressões para UT1 e UT2, obtemos R3 = RUT1/Uref = R(kT1 + 395)/Uref; R2 = RUT2/Uref - R3 = R(kT2 + 395)/Uref-- R3; R1 \u2d R - (R3 + RXNUMX).
Um diagrama esquemático de um dispositivo para manter uma determinada temperatura em uma estufa é mostrado na Fig. 3. Além do sensor de temperatura integrado DA1, contém três interruptores eletrônicos nos transistores de efeito de campo VT1 - VT3, carregados com optossimistores U1, U2, dois potentes triacs (VS1, VS2) que controlam os sistemas de aquecimento e ventilação da estufa , e uma fonte de alimentação no chip DA2 PPM5 A-05ELF [3], que é um conversor de tensão alternada de rede para 5 V direto estabilizado. O uso de transistores de efeito de campo como chaves se deve à baixa capacidade de carga do saídas do microcircuito DA1 (a corrente máxima do coletor de seus transistores de saída é de apenas 50 μA), o que requer uma carga de resistência bastante alta. Os valores dos resistores divisores de tensão R1-R3 definem os limites de operação dos comparadores do chip DA1, correspondendo a valores de temperatura de aproximadamente 18 (T1) e 26 °C (T2). O algoritmo operacional do dispositivo é o seguinte. Se a temperatura na estufa estiver abaixo de 18 °C, depois de ligar a energia, um nível lógico alto aparece em ambas as saídas do sensor integrado DA1. Neste caso, os transistores VT1 e VT2 abrem. O primeiro deles contorna a seção porta-fonte do transistor VT3 e fecha, e o segundo, através do resistor limitador de corrente R7, conecta o diodo emissor do optoacoplador U1 à fonte de alimentação. Como resultado, o optoacoplador triac abre e uma queda de tensão é criada no resistor R9, suficiente para abrir o poderoso triac VS1, cuja carga são os aquecedores do sistema de aquecimento da estufa. Quando a temperatura na estufa subir acima de 18 °C, o nível alto na saída OUT1 (pino 7) mudará para baixo, o transistor VT2 fechará e o sistema de aquecimento será desligado. Porém, via de regra, os elementos de aquecimento são inerciais, ou seja, após serem desconectados da rede, retêm calor por algum tempo. Portanto, o ar da estufa continuará esquentando, e se a temperatura ultrapassar 26°C, aparecerá um nível lógico baixo na saída OUT2 (pino 6 do DA1), o transistor VT1 fechará, e o VT3 abrirá, girando no optossimistor DA4 e no potente triac VS2, através do qual o sistema de ventilação ligará as estufas. Os ventiladores funcionarão até que a temperatura do ar na estufa desça para 21°C (levando em consideração uma histerese de aproximadamente 5°C). Quando isso acontecer, a saída OUT2 aumentará novamente e a ventilação será desligada. Quando a temperatura cair para 13 °C (considerando a histerese), os aquecedores serão ligados novamente. A faixa de temperatura pode ser diferente, depende do tipo de planta que você vai cultivar na estufa. Você também pode usar vários divisores comutáveis ou usar resistores variáveis para definir diferentes faixas de temperatura na estufa. Se as peças estiverem em bom estado de funcionamento e não houver erros de instalação, o dispositivo em questão não necessita de ajuste. Basta usar resistores R1-R3 com desvio de resistência permitido do valor nominal de ±1%. No entanto, o cumprimento deste requisito não é necessário, uma vez que a faixa normal de temperatura na estufa para a maioria das plantas cultivadas é de 15 a 30 °C, o que permite definir os limites de resposta dos comparadores com menos precisão. O dispositivo pode usar qualquer transistor de efeito de campo de baixa potência com porta isolada e canal n, cuja corrente de drenagem máxima é superior a 20 mA. Os optossimistores MOC3063M (U1, U2) são substituíveis por outros semelhantes com tensão operacional de pelo menos 400 V. Um substituto para triacs potentes BTA12-600 (VS1, VS2) é selecionado com base na potência total dos atuadores que eles ligam - aquecedores, ventiladores de admissão e exaustão e abridores de fanlight.
Na ausência do microcircuito LM56 (DA1), você pode montar seu análogo com base em microcircuitos amplamente utilizados - o sensor analógico de temperatura LM35 e o comparador duplo LM393 (Fig. 4). Os resistores divisores R1-R3, que determinam os limites de resposta dos comparadores, são calculados usando as fórmulas acima, mas para LM35 o coeficiente de conversão k = 10 mV/°C, e o deslocamento é 0. A tensão de alimentação +5 V pode ser usado como referência (Uref). O conversor de tensão PPM5-A-05ELF pode ser substituído por qualquer fonte de alimentação baseada em elementos discretos que forneça uma tensão de saída estabilizada de +5 V a uma corrente de carga de 50...100 mA. Literatura
Autor: A. Kornev Veja outros artigos seção Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Couro artificial para emulação de toque
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