Терморегулятор на две температуры

Терморегулятор на две температуры

ГРАДУС-2
Цифровой термометр-термостат с двумя выносными термодатчиками
1222 руб.

Цифровой термометр — термостат ГРАДУС-2 предназначен предназначен для отображения температуры, а также для управления нагрузкой в зависимости от величины измеряемой температуры. Устройство позволяет установить нижний и верхний пороги температуры, которые определяют момент переключения выхода для управления нагрузкой. Использование двух значений (верхнего и нижнего) позволяет устранить "дребезг" (многократное переключение) выхода при изменении температуры. ГРАДУС-2 может работать в режиме НАГРЕВАЮ, т.е. при уменьшении температуры менее нижнего порога — выход активен (светит соответствующий индикатор слева), а при увеличении температуры более верхнего порога — выход неактивен. Также ГРАДУС-2 может работать в режиме ОХЛАЖДАЮ, т.е. при увеличении температуры более верхнего порога — выход активен (светит соответствующий индикатор слева), а при уменьшении температуры менее нижнего порога — выход неактивен. Установленные значения порогов записываются в энергонезависимую FLASH память устройства и поэтому сохраняются при выключении питания.

Технические характеристики цифрового термометра ГРАДУС-2

Параметр Значение
Uпит. постоянное, В +11. 15
Uпит. ном. постоянное, В +12
Iпотр. макс. при Uпит. ном., мА . 50
Рекомендуемый источник питания,
в комплект не входит
Родник-12В/2А,
PW1215B, ES18E12-P1J,
GS15E-3P1J, GS25E12-P1J
Общее количество выходов 2
В том числе выходов ТТЛ 2
В том числе выходов реле 1
Нагрузочная способность выхода реле 10 А / +24 В
10 А /

220 В

Тип используемого реле BS-115C-12A-12VDC Режимы работы НАГРЕВАЮ / ОХЛАЖДАЮ Тип используемых термодатчиков DS18B20 Подходит для DS18B20 в корпусе (в комплект не входит) Количество подключаемых термодатчиков 2 Расстояние до термодатчика, м . 100 Диапазон измеряемой температуры, °С -55. +125 Точность измерения температуры, °С ± 0,5 Точность термостатирования, °С 0,1 Подходит для Цифровой термометр
Цифровой термостат
Термостат на микроконтроллере Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 80 х 47 х 19 Рекомендуемый корпус, в комплект не входит BOX-KC01 Корпус
пласт. 86 х 54 х 19 мм Температура эксплуатации, °С 0. +55 Относительная влажность эксплуатации, % . 55 Производство Контрактное производство
в России Гарантийный срок эксплуатации 12 месяцев с даты покупки Вес, г 100

Комплект поставки цифрового термостата ГРАДУС-2

Наименование Количество
ГРАДУС-2 в сборе 1
Цифровой термодатчик DS18B20
(соединительный провод в комплект не входит)
2
Инструкция пользователя 1

Вид платы термостата на микроконтроллере ГРАДУС-2 со стороны дорожек

Описание цифрового термометра ГРАДУС-2

Основным элементом термостата является микроконтроллер STM32F100RBT6B, который принимает цифровые данные от термодатчиков и переключает выходы в соответствии с установленными значениями нижнего и верхнего порогов температуры, а также отображает текущее значение температуры на семисегментном светодиодном индикаторе. Выбор канала производится с помощью кнопки ВЫБОР справа, при каждом нажатии которой номер канала увеличивается на единицу. При этом светит зеленый индикатор справа, который соответствует каналу, отображаемому в данный момент. Установка значений порогов производится с помощью кнопок МЕНЬШЕ и БОЛЬШЕ слева.
С помощью перемычки над дисплеем выбирается режим работы:
— Перемычка снята — ГРАДУС-2 измеряет, управляет и отображает только канал_1.
— Перемычка установлена — ГРАДУС-2 измеряет, управляет и отображает каналы 1, 2.

Вариант установки ГРАДУС-2 в корпус BOX-KC01 (в комплект не входит)

Режимы индикации термометра ГРАДУС-2

Термостат ГРАДУС-2 отображает температуру датчиков в трех вариантах:
-ОЧ- (очередь) Поочередное отображение значений температуры каждого канала с настраиваем временем отображения.
1-СН Отображение значения температуры датчика 1.
2-СН Отображение значения температуры датчика 2.
При включении термометр начинает работу в режиме -ОЧ- (очередь), при котором на индикаторе поочередно отображаются значения температуры каждого датчика.

Установка порогов управления ГРАДУС-2

Читайте также:  Современный козырек над входом

Установите значения порогов управления каналов 1, 2 для чего:
— Войдите в режим отображения канала_2, для чего нажмите кнопку ВЫБОР несколько раз до свечения второго индикатора слева (выбран канал_2).
— Нажмите и удерживайте кнопку МЕНЬШЕ. При этом на дисплее не происходит никаких изменений.
Нажмите кнопку ВЫБОР при нажатой кнопке МЕНЬШЕ. При этом на дисплее кратковременно отображается "1-LO", что соответствует режиму установки нижнего порога управления канала_1 и светит индикатор "Канал_1".
— Установите требуемое значение с помощью кнопок МЕНЬШЕ и БОЛЬШЕ.
— Нажмите кнопку ВЫБОР для перехода к установке верхнего порога управления канала_1. При этом на дисплее кратковременно отображается "1-HI", что соответствует режиму установки верхнего порога управления канала_1.
— Установите требуемое значение с помощью кнопок МЕНЬШЕ и БОЛЬШЕ.

— Нажмите кнопку ВЫБОР для перехода к установке нижнего порога управления канала_2. При этом на дисплее кратковременно отображается "2-LO", что соответствует режиму установки нижнего порога управления канала_2 и светит индикатор "Канал_2".
— Установите требуемое значение с помощью кнопок МЕНЬШЕ и БОЛЬШЕ.
— Нажмите кнопку ВЫБОР для перехода к установке верхнего порога управления канала_2. При этом на дисплее кратковременно отображается "2-HI", что соответствует режиму установки верхнего порога управления канала_2.
— Установите требуемое значение с помощью кнопок МЕНЬШЕ и БОЛЬШЕ.

— Нажмите кнопку ВЫБОР для перехода к установке времени поочередного отображения значений температуры каждого канала. При этом на дисплее кратковременно отображается "-ОЧ-", что соответствует режиму установки времени поочередного отображения значений температуры каждого канала.
— Установите требуемое значение времени отображения с помощью кнопок МЕНЬШЕ и БОЛЬШЕ.

— Нажмите кнопку ВЫБОР для выхода из режима установки. При этом на дисплее кратковременно отображается "SAFE", (если какое-либо из значений было изменено) и происходит запись установленных значений во внутреннюю энергонезависимую FLASH память устройства. Затем на дисплее отображается текущее значение канала_1.
— Установка порогов управления завершена.

Схема подключений цифрового термостата ГРАДУС-2

Схема электрическая принципиальная термометра ГРАДУС-2

Демонстрация возможностей ГРАДУС-2

Часто задаваемые вопросы по ГРАДУС-2

— Меня интересует возможность настройки Градус-2 по двум входам , в частности — можно ли задать что бы выходное реле включалось при достижении первого датчика температуры допустим 12 гр.цельсия и выключалось при достижении на этом же датчике 23 гр.цельсия. при этом если в заданном диапазоне для первого датчика температура на втором датчике достигла 85 гр.цельсия или выше выходное реле отключилось до снижения на нем(2-ом датчике) температуры скажем в 40-45 гр.цельсия, т.е реле вновь включилось и продолжало ожидать достижения для первого датчика 23 гр.цельсия или для второго 85 гр. цель этой задачи управлять газовым котлом — первый датчик задает температуру к которой необходимо стремиться нагревателю для создания в помещении комфортной температуры , а второй является предохранителем перегрева самого котла.
— Для Вашей задачи потребуется два реле, подключенные последовательно. Для первого реле установим режим НАГРЕВ, нижний порог (включение) 12 градусов, верхний порог (отключение) 23 градуса. Для второго реле установим режим НАГРЕВ, нижний порог (включение) 83 градуса, верхний порог (отключение) 85 градуса. При этом второе реле включено всегда, когда котел в норме. Для этой задачи вполне подойдет, например, ГРАДУС-2 с двумя реле

Вашему вниманию предлагаются схемы двух термостатов: первый — для жидкостных сред на диапазон температур от 00 С до +125 0С (хотя не возбраняется и для воздушной среды),

второй — для мощных электронагревателей, например — муфельной печи на диапазон температур +200С. +10000С.

Читайте также:  Как сделать торшер своими руками в домашних

На схемах сделана разбивка на функциональные узлы (или блоки). У обоих термостатов есть одинаковые узлы:
Цифровой индикатор температуры, по которому производится отсчёт показаний и установка заданной температуры (схема находится на нашем сайте);
Узел сравнения измеренной температуры с заданной;
Узел пропорционального управления нагревателем;
Исполнительный узел включения нагревателя;
Источники питания и задания образцовых напряжений.
Схема цифрового индикатора подробно описана в статье "Цифровой индикатор", а узел измерения температуры для жидкостного термостата рассмотрен в статье "Превращение цифрового индикатора в цифровой термометр". Обе статьи расположены на нашем сайте.

Рассмотрим теперь работу узла пропорционального управления нагревателем.
Большинство простых схем регулировки температуры реализуют так называемый "релейный" способ управления нагревателем — пока температура ниже заданной, нагреватель включён, когда выше заданной — выключен. Этому способу присущ недостаток — нагреватель шурует на всю катушку, даже когда температура близка к заданной. В результате, после отключения нагревателя, температура по инерции выскакивает за заданный предел, потом опускается до температуры включения, потом снова выскакивает за пределы — то есть не поддерживается на заданном уровне, а колеблется около него вверх вниз. Хорошо, если этот процесс — затухающий. Но всё равно выход температуры свыше заданного предела не желателен. Вот для борьбы с этим явлением и применён узел пропорционального управления. Пока температура ниже порога срабатывания узла, нагреватель включён постоянно. По мере приближения к заданной температуре узел начинает выключать нагреватель на некоторые периоды времени, которые тем больше, чем ближе измеренная температура к заданной. Таким образом, при подстройке порога включения узла, на жидкостном термостате достигалась точность поддержания температуры 0,1 0С. На термостате для муфеля дело обстоит хуже, там из-за очень большой температурной инерции камеры наблюдается "выбег" температуры до 10 0С, но при температурах несколько сот градусов это не существенно. Соглашусь с возражениями, что подобный узел можно реализовать на генераторе линейно меняющегося напряжения и компараторе, но предложенная схема проста, и вполне повторяема. Выход узла нагружен на оптронный тиристор типа МОС3061, который, в свою очередь, включает мощный тиристор, управляющий нагревателем. Тиристорный оптрон МОС3061 примечателен тем, что включается при переходе коммутируемого напряжения через ноль, и потому практически исключены коммутационные помехи. ( Ранее Сэр Мурр городил целую схему для реализации этого принципа работы — на трёх транзисторах и маломощном тиристоре — примечание кота Сэра Мурра). И ещё одна особенность предложенного узла — управление мощностью осуществляется целым числом периодов сетевого напряжения, а не углом отсечки, что тоже способствует уменьшению помех. Ну, узел питания в описании не нуждается. Образцовое напряжение 1,000 вольт- эквивалент температуры +10000С для муфеля или +100,00С для жидкости. Можно выбрать и другие значения.

Теперь об узле измерения температуры для муфеля. Измерение температуры — термопарой. Для компенсации температуры холодного спая (специалисты знают, что это такое) используются две одинаковые термопары- одна, верхняя по схеме, — измерительная и находится внутри печи; вторая, -нижняя по схеме, находится на входных клеммах . Термопары изготовлены самостоятельно , путём сварки в пламени газовой горелки двух кусков термопарных проводов типа ТХА длиной 2 метра- сварены оба конца. Потом отрезается одна термопара длиной несколько сантиметров — это будет компенсационная термопара. А всё остальное — измерительная термопара. АХТУНГ! Не забывайте про полярность включения термопар на схеме — они включены встречно!
На выходе усилителя сигнала термопары установлен резистор, которым производится калибровка измеряемой температуры. С одной стороны, если известна температурная характеристика термопары, то можно сразу пересчитать термо-ЭДС в температуру. Но если характеристика неизвестна? Или термопара изготовлена неизвестно из чего? ( Можно в качестве одного из проводов взять провод из лампочки накаливания, на котором держится нить, а в качестве другого провода — стальной, или нихромовый — пробуйте! — примечание кота Сэра Мурра). Вот здесь подстроечный резистор и пригодится.

Читайте также:  Маленькие куколки своими руками легкие

Сразу же расскажу о процессе калибровки.
Подстроечник Р1 устанавливаем в верхнее положение, опускаем измерительную термопару в смесь воды со льдом, и подстроечником Р5 устанавливаем на индикаторе 0 градусов. Затем на газовой горелке расплавляем много — много свинца ( чем больше, тем лучше) и помещаем туда измерительную термопару, предварительно извлекя. извлеча! (Грамотей! Загляни на сайт "GRAMOTA.RU" — примечание кота Сэра Мурра) термопару из холодной ванны и просушив её. Начинаем наблюдать по цифровому индикатору за процессом остывания предварительно расплавленного свинца. В процессе остывания будет проходиться точка кристаллизации расплава. В этой точке температура будет оставаться постоянной, и мы успеем её зафиксировать. Теперь понятно, зачем свинца чем больше, тем лучше? Правильно, чтобы чётче зафиксировать нашу контрольную точку- +327,50С. Но! Это — температура плавления и кристаллизации чистого свинца, без примесей! Температура кристаллизации свинцового сплава будет другой! (Температура плавления или кристаллизации олова +2320 С, цинка+ 419,60С- примечание кота Сэра Мурра) Процесс кристаллизации мы фиксируем по неизменности показаний измерителя, и визуально — по прекращению блеска жидкого металла. И вот теперь мы подстроечником Р5 устанавливаем заветную точку 327 на термометре.

А теперь немного о "подводных камнях" этого метода калибровки и измерения.
Наш измеритель — с линейной шкалой во всём диапазоне измерений. На самом деле характеристика любой термопары отличается от линейной, хотя и достаточно близка к ней. Притом, чем чувствительнее термопара, тем нелинейнее. Промышленные микроконтроллерные измерители учитывают эту нелинейность, и вносят соответствующие поправки. А мы с вами игнорируем эту неизвестную нелинейность. Шут с ней — нам и так хватает точности!
А теперь наш термометр можно проверить по температуре кипения воды +100 С, если вы живёте на высоте не более 500 метров над уровнем моря. Иначе придётся вносить поправку на понижение температуры кипения при уменьшении атмосферного давления. Или наоборот — на повышение, если вы — гном на собственной подземной фабрике.

Теперь немного рекомендаций о конструктивном исполнении. Вводы- выводы силовых цепей лучше делать на винтовых клеммных соединителях- разъёмы от компьютерных сетевых кабелей не выдерживают ток более 10 ампер. Например, на муфельной печи они расплавились. Правда, и муфель- 3-х киловаттный.

Для жидкостного термостата надо обязательно организовать циркуляцию воды — любым способом — насосом, аэрационным компрессором от аквариума, или перемешиванием ложкой. Иначе температура на дне и на поверхности может отличаться на несколько градусов. А мы претендуем на точность 0,1 градуса.. Для принудительного включения охлаждения жидкостного термостата используется компаратор на МС А4. Конечно, этот узел не обязателен, но может быть полезен, если вам понадобится регистрировать процесс охлаждения от заданной температуры.
Установка требуемой температуры осуществляется нажатием кнопочки, которая исходно зафиксирована на измерение температуры. А как нажал на кнопочку — пожалуйста, задавай температуру, накручивая установочный резистор (желательно многооборотный).
Ну, вроде всё.
Автор благодарен своему коту за высказанные ценные замечания во время написания статьи.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector