3正確な冷蔵庫サーモスタット回路–電子ソリッドステート

あなたの冷蔵庫のための正確な電子サーモスタットを作ることに興味がありますか？この記事で説明されている3つのユニークなソリッドステートサーモスタットの設計は、その「クールな」パフォーマンスであなたを驚かせるでしょう。

デザイン＃1：はじめに

ユニットが構築され、関連するアプライアンスと統合されると、システムの制御が改善され、電力が節約され、アプライアンスの寿命が延びます。

従来の冷蔵庫のサーモスタットは高価で、あまり正確ではありません。さらに、これらは摩耗しやすく、したがって永続的ではありません。ここでは、シンプルで非常に効率的な電子冷蔵庫サーモスタットデバイスについて説明します。

サーモスタットとは

ご存知のように、サーモスタットは、特定の設定温度レベルを検知し、外部負荷をトリップまたは切り替えることができるデバイスです。そのような装置は、電気機械式またはより洗練された電子式であり得る。

サーモスタットは通常、空調、冷蔵、給湯器に関連付けられています。このようなアプリケーションの場合、デバイスはシステムの重要な部分になります。これがないと、アプライアンスは極端な条件下で到達して動作を開始し、最終的に損傷する可能性があります。

上記のアプライアンスで提供される制御スイッチを調整すると、温度が目的の制限を超えるとサーモスタットがアプライアンスへの電力を遮断し、温度が下限しきい値に戻るとすぐに元に戻ります。

したがって、冷蔵庫内の温度またはエアコンを介した室温は、好ましい範囲に維持されます。

ここで紹介する冷蔵庫のサーモスタットの回路のアイデアは、冷蔵庫または同様の機器の外部で使用して、その動作を制御できます。

それらの動作を制御するには、サーモスタットの検知要素を、フロンを使用するほとんどの冷却装置の背後に通常配置されている外部の熱放散グリッドに取り付けます。

内蔵のサーモスタットと比較して、設計はより柔軟で広範囲であり、より優れた効率を発揮することができます。この回路は、従来のローテク設計を簡単に置き換えることができ、さらにそれらに比べてはるかに安価です。

回路がどのように機能するかを理解しましょう。

回路動作

横の図は、基本的に電圧コンパレータとして構成されているIC 741を中心に構築された単純な回路を示しています。回路をコンパクトでソリッドステートにするために、トランスレス電源がここに組み込まれています。

入力にR3、R2、P1、およびNTC R1を含むブリッジ構成は、回路の主要な検出要素を形成します。

ICの反転入力は、R3とR4の分圧器ネットワークを使用して電源電圧の半分にクランプされます。

これにより、ICに二重電源を供給する必要がなくなり、回路は単極電圧供給でも最適な結果を生成できます。

ICの非反転入力への基準電圧は、NTC（負の温度係数）に関してプリセットP1を介して固定されています。

チェック中の温度が目的のレベルを超えてドリフトする傾向がある場合、NTC抵抗が低下し、ICの非反転入力の電位が設定された基準を超えます。

これにより、ICの出力が瞬時に切り替わり、トランジスタ、トライアックネットワークで構成される出力段が切り替わり、温度が下限しきい値に達するまで負荷（加熱または冷却システム）がオフになります。

フィードバック抵抗R5は、回路にヒステリシスを誘導するのにある程度役立ちます。これがないと、回路が突然の温度変化に応答して非常に高速にフリップフロップを維持する可能性があります。

組み立てが完了すると、回路のセットアップは非常に簡単になり、次の点で完了します。

回路全体がAC電源の可能性があることを忘れないでください。そのため、テストおよび設定手順を実行する際は、細心の注意を払うことをお勧めします。あなたの足の下での木製の板または他の絶縁材料の使用は、グリップ領域の近くおよび周囲で完全に絶縁されている電動工具も使用することを強くお勧めします。

この電子冷蔵庫サーモスタット回路のセットアップ方法

サーモスタット回路の目的のカットオフしきい値レベルに正確に調整されたサンプル熱源が必要になります。

回路のスイッチを入れ、上記の熱源を導入してNTCに取り付けます。

次に、出力がちょうど切り替わるようにプリセットを調整します（出力LEDが点灯します）。
回路のヒステリシスに応じて、NTCから熱源を取り除きます。出力は数秒以内にオフになります。

手順を何度も繰り返して、正しく機能していることを確認します。

これで、この冷蔵庫のサーモスタットのセットアップが完了し、冷蔵庫または同様のガジェットと統合して、その動作を正確かつ永続的に調整する準備が整いました。

パーツリスト

• R1 = 10k NTC、
• R2 =プリセット10K
• R3、R4 = 10K
• R5 = 100K
• R6 = 510E
• R7 = 1K
• R8 = 1M
• R9 = 56 OHM / 1ワット
• C1 = 105 / 400V
• C2 = 100uF / 25V
• D2 = 1N4007
• Z1 = 12V、1ワットツェナーダイオード

デザイン＃2：はじめに

2）もう1つのシンプルで効果的な電子冷蔵庫サーモスタット回路を以下に説明します。この投稿は、アンディ氏から送られてきたリクエストに基づいています。提案されたアイデアは、主要なアクティブコンポーネントとして単一のIC LM324のみを組み込んでいます。詳細を学びましょう。アンディさんから受け取ったメール：

回路の目的

1. カラカスのアンディです。サーモスタットなどの電子設計の経験があるので、助けていただければ幸いです。動作しなくなった機械式冷蔵庫サーモスタットを交換する必要があります。ブログに直接書いてなくてごめんなさい。テキストが多すぎると思います。
2. 別の回路図を作成することにしました。
3. それはうまく機能していますが、正の温度に対してのみです。 -5℃から+ 4℃で動作する回路図が必要です（VR1を使用して、以前のサーモスタットノブのように冷蔵庫内の温度を-5℃+ 4℃の範囲に設定します）。
4. 回路図はLM35DZ（0℃から100℃）を使用しています。 LM35CZ（-55℃から+ 150℃）を使用しています。 LM35CZに負の電圧を送信させるために、LM35のピン2と電源の負のピン（LM358のピン4）の間に18kの抵抗を配置しました。 （データシートの1ページまたは7ページ（図7）のように）。
5. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
6. 5,2vの安定化電源を使用しているため、次の変更を行いました：1.ZD1、R6が出ています。 R5は550オームです。
7. 2.VR1は2,2Kではなく5Kです（2,2Kポットが見つかりませんでした）設計は摂氏0度未満の温度では機能しません。他に何を変更する必要がありますか？測定を行いました。
8. 摂氏24度で、LM35CZは244mVを与えます-2摂氏で、LM35CZは-112mVを与えます（-3摂氏で-113mV）-2摂氏で、TP1とGNDの間の電圧は0から2,07vの間でVR1から設定できます！！

回路評価：

解決策は、見た目よりもはるかに簡単です。

基本的に、回路は単一電源を組み込んでいるため、正の温度にのみ応答します。負の温度に反応させるため。回路またはむしろオペアンプには、二重電源電圧を供給する必要があります。

これにより、回路内の何も変更することなく、問題を確実に解決できます。

上記の回路は見事に見えますが、新しい愛好家はIC LM35とTL431が非常に馴染みがなく、構成が難しいと感じるかもしれません。電子冷蔵庫サーモスタットの同様のタイプの回路は、単一のICLM324と通常の1N4148ダイオードを使用して構築できます。センサー。

下の図は、周りに行われた簡単な配線を示しています クワッドオペアンプICLM324 。

A1は、検出回路オペアンプへの仮想接地を生成するため、複雑でかさばる配線を非常に簡単に回避してデュアル電圧供給を作成します。A2は、すべての温度検出を行うために「ガーデンダイオード」1N4148を利用する検出ステージを形成します。

A2は、ダイオードの両端で生成された差を増幅し、A3がコンパレータとして構成されている次のステージに送ります。

A4の出力から得られた最終結果は、最終的にA4で構成される別のコンパレータステージとそれに続くリレードライバステージに送られます。リレーは、プリセットP1の設定に従って、冷蔵庫のコンプレッサーのオン/オフ切り替えを制御します。

P1は、ユーザーの要求に応じて、緑色のLEDが-5度以下の温度で停止するように設定する必要があります。次のP2は、リレーが上記の条件でトリガーされるように調整する必要があります。

R13は実際には1Mプリセットに置き換える必要があります。このプリセットは、ユーザーの好みに応じて、リレーが摂氏約4度またはその他のより近い値で非アクティブになるように調整する必要があります。

デザイン＃3

3）以下に説明する3番目の回路のアイデアは、このブログの熱心な読者の1人であるGustavo氏から私に要求されました。自動冷蔵庫サーモスタットの同様の回路を1つ公開しましたが、この回路は、冷蔵庫の背面グリッドで利用可能なより高い温度レベルを検出することを目的としていました。

グスタボ氏はこのアイデアをあまり評価していなかったので、冷蔵庫の後部の高温ではなく、冷蔵庫内の低温を感知できる冷蔵庫のサーモスタット回路を設計するように依頼されました。

それで、少しの努力で、私は冷蔵庫の現在の回路図を発見することができました 温度コントローラー 、次の点でアイデアを学びましょう。

回路の機能

この概念はそれほど新しいものではなく、ユニークでもありません。ここに組み込まれているのは通常のコンパレータの概念です。

IC 741は、標準のコンパレータモードで、また非反転増幅器回路として装備されています。

NTCサーミスタは主要な検知コンポーネントになり、特に低温の検知を担当します。

NTCは負の温度係数を意味し、サーミスタの周囲の温度が下がるとサーミスタの抵抗が上がることを意味します。

NTCは、指定された仕様に従って評価する必要があることに注意する必要があります。そうしないと、システムが意図したとおりに機能しません。

プリセットP1は、ICのトリップポイントを設定するために使用されます。

冷蔵庫内の温度がしきい値レベルを下回ると、サーミスタ抵抗が十分に高くなり、反転ピンの電圧が非反転ピンの電圧レベルを下回ります。

これにより、ICの出力が即座にハイになり、リレーがアクティブになり、冷蔵庫のコンプレッサーがオフになります。

P1は、オペアンプの出力が摂氏0度付近で高くなるように設定する必要があります。

回路によって導入されるわずかなヒステリシスは、ブーンまたは偽装の祝福としてもたらされます。これにより、回路はしきい値レベルで急速に切り替わらず、温度がトリップレベルより約数度高くなった後にのみ応答するためです。

たとえば、トリップレベルが0度に設定されている場合、この時点でICがリレーをトリップし、冷蔵庫のコンプレッサーもオフになり、冷蔵庫内の温度が上昇し始めますが、ICはすぐには戻りませんが温度がゼロより少なくとも摂氏3度上昇するまでその位置を保持します。

これらは、必要な温度制御のために冷蔵庫に構築して設置できる3つの正確で信頼性の高いサーモスタット設計でした。

さらに質問がある場合は、コメントを通じて同じことを表現できます