Termostato para tanque de água. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O autor utiliza este dispositivo para controlar o aquecimento da água do tanque de uma ducha de verão. O aquecedor é desligado automaticamente se não houver água suficiente no tanque. Este regulador pode ser utilizado em casa e noutros casos quando for necessário manter uma determinada temperatura da água.

Arroz. 1 (clique para ampliar)

O dispositivo cujo diagrama é mostrado na Fig. 1, mantém uma determinada temperatura da água em um tanque ou outro reservatório. A água é aquecida por meio de um elemento de aquecimento, cuja proteção contra seu nível insuficiente é implementada nos transistores VT1 e VT2. Os eletrodos E1, E2 formam um sensor de nível. Quando é suficiente, a resistência elétrica do espaço entre os eletrodos é pequena devido à presença de água no mesmo. Neste caso, o transistor VT1 está fechado e o transistor VT2 está aberto, a corrente flui através do enrolamento do relé K1, conectado ao seu circuito coletor. O circuito de alimentação da unidade de controle de temperatura e controle do aquecedor, construído em um estabilizador de tensão integrado em paralelo DA2, é fechado pelos contatos K1.1.

Um divisor de tensão composto pelos resistores R1, R7 e o termistor RK8 é conectado ao eletrodo de controle (pino 1) do estabilizador, e o enrolamento do relé K3 é conectado ao circuito catódico (pino 2). À medida que a temperatura da água diminui, a resistência do termistor RK1 aumenta e a tensão entre o eletrodo de controle e o ânodo (pino 2) do estabilizador aumenta. Assim que ultrapassa 2,5 V, a corrente catódica do estabilizador aumenta acentuadamente e torna-se suficiente para acionar o relé K2. Seus contatos K2.1 ligam o aquecedor. A temperatura na qual isso ocorre é controlada pelo resistor variável R7.

À medida que a água no tanque aquece, a resistência do termistor RK1 diminui, a tensão entre o eletrodo de controle e o ânodo do estabilizador cai abaixo de 2,5 V e sua corrente catódica diminui para 0,3...0,4 mA, o que não é suficiente para mantenha o relé K2 no estado ativado. Os contatos K2.1 abertos interrompem o circuito de alimentação do aquecedor.

O resistor R6 fornece feedback positivo, garantindo comutação tipo avalanche dos transistores VT1 e VT2, o que reduz o salto dos contatos do relé K1. Os diodos VD2 e VD3 protegem o transistor VT2 e o estabilizador DA2 contra surtos de tensão de autoindução nos enrolamentos do relé K1 e K2.

A fonte de alimentação do termostato da rede elétrica de 220 V CA é construída de acordo com o circuito usual em um transformador abaixador T1 com uma potência total de vários watts. O LED HL1 sinaliza que o aparelho está ligado em rede 220 V. O LED HL2 aceso indica que há água suficiente no tanque e HL3 indica que o aquecedor está funcionando.

O eletrodo E1 é uma placa de 30x50 mm feita de chapa de aço inoxidável com espessura de 3 mm, e E2 é o corpo metálico do tanque. A placa está ajustada em 3...4 cm

acima do aquecedor, a um nível correspondente ao nível mínimo de água permitido, garantindo um funcionamento à prova de fogo. O isolamento da placa do corpo deve ser à prova d'água. O termistor RK1 é fixado no tanque próximo à placa E1. É colocado em um tubo de vidro para protegê-lo do contato direto com a água.

Fig. 2

O termostato é montado em duas placas de circuito impresso de um só lado. O primeiro deles, o principal, é mostrado na Fig. 2, e o segundo, no qual são colocados três LEDs com resistores limitadores de corrente, é mostrado na Fig. 3.

Figura.3

As placas são projetadas para instalar resistores MLT permanentes e similares. Resistor trimmer R3 - PV-36W (POT3106W), resistor variável R7 - R-24N1. Termistor RK1 - MMT-1, pode ser substituído por MMT-4, KM7-1, KMT-4 e outros com TCR negativo e resistência Yu...22 kOhm a uma temperatura de 25 °C. Capacitores de óxido - K50-35 ou seus análogos importados. Os demais capacitores são de cerâmica ou filme.

Em vez de transistores KT315A, você pode usar KT315V, KT315G ou outras estruturas de silício npn de baixa potência. Os análogos do estabilizador de tensão integrado 7812 são KR142EN8B, KR142EN8D e o estabilizador paralelo TL431A é KR142EN19. A ponte de diodo VD1 pode ser qualquer coisa com corrente contínua de 0,5... 1 A. Os LEDs podem ser de produção nacional ou estrangeira com corrente contínua permitida de cerca de 20 mA, HL1 - verde, HL2 - amarelo, HL3 - vermelho. Relé K1, K2 - JZC-412 com tensão nominal de 12 V. Se o elemento de aquecimento tiver potência superior a 500 W, deve ser conectado ao termostato através de um relé intermediário de potência adequada. Qualquer transformador de rede de baixa potência com tensão de enrolamento secundário de 1 V é adequado como T12.

Fig. 4

As placas do termostato são colocadas em uma caixa plástica (Fig. 4). Os LEDs HL1 - HL3 são exibidos no painel frontal. Possui ainda resistor variável R7 (regulador de temperatura), bloco de contato para conexão de sensor de nível de água e termistor e tomada para aquecedor. O cabo de alimentação com plugue está localizado no painel traseiro.

A configuração do regulador se resume a definir o nível de disparo do gatilho Schmitt nos transistores VT3 e VT1 usando o resistor de corte R2. garantindo operação confiável do relé K1 na presença de água entre os eletrodos E1 e E2. A temperatura desejada da água no tanque é ajustada experimentalmente usando um resistor variável R7.

Autor: A.Titarenko

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