Термодатчик для сауны

Сауна — не русское изобретение. Этот вид отдыха и лечения впервые появился в Финляндии в позапрошлом веке. В сауне греются сухим воздухом, в отличие от русской традиционной парилки, где поддерживается высокая влажность и присутствует пар. В современных саунах работает мощный электрический обогреватель -ТЭН. Оптимальная температура в сауне составляет +80…110°С (на любителя).

Термодатчик для сауныТе, кто хоть раз бывал в сауне, поймут и оценят разработку, описанную ниже и иллюстрирующую преобразование тепловой и световой энергии в электрическую. На рис. 1 представлена электрическая схема термодатчика со звуковой индикацией. Устройство выполняет функцию преобразователя сопротивление — напряжение.

Индикатор изменения температуры работает следующим образом.

Повышение температуры воздуха в сауне воздействует на терморезистор. Терморезистор ММТ-1 (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления) при нагреве уменьшает свое сопротивление. Маркировка таких терморезисторов предполагает, что указанное на его корпусе значение сопротивления справедливо при (комнатной) температуре окружающей среды +25°С. График изменения относительного сопротивления терморезисторов типа ММТ-1 показан на рис.2.

Электронный узел подключается через трансформаторный стабилизированный источник питания (на схеме не показан) параллельно нагревательному элементу — ТЭНу. Пока ТЭН нагревается — сопротивление термистора велико, чувствительный транзисторный каскад на VT1 и VT2 находится в закрытом состоянии. На вход управления микросхемы DA1 через ограничительный резистор R3 поступает почти полное напряжение источника питания.

temperature-sensor-for-the-saunaВнутренний узел управления включает генераторы микросхемы DA1. На выходе микросхемы (вывод 8) вырабатываются импульсы двухтонального сигнала звуковой частоты (на слух такая последовательность звуков воспринимается как "вау-вау"). Пьезоэлектрический излучатель В1 озвучивает этот сигнал. В такт работе первого генератора вспыхивает светодиод HL1. Выход R микросхемы DA1 не обладает достаточной мощностью для непосредственного подключения светодиода, и поэтому последний включается через транзисторный усилитель.

Когда температура в сауне достигнет величины +80°С, сопротивление терморезистора уменьшится и ток в цепи базы транзистора VT1 возрастет настолько, что-окажется достаточным для его открывания. Такое включение транзисторов (как показано на схеме) обеспечивает большую чувствительность узла и усиление слабого тока в несколько сотен раз. Транзисторы открываются, и тогда на выводе 2 DA1 напряжение стремится к нулю.

В таком состоянии входа ВС DA1 внутренний узел микросхемы запрещает работу генераторов и пьезоэлектрический излучатель замолкает. Одновременно светодиод HL1 перестает мигать. Теперь можно заходить в нагретое помещение и начинать процедуры с удовольствием. При падении температуры в сауне вновь раздается звуковой сигнал. При выключении ТЭНа узел звуковой сигнализации не подает сигналов, т.к. обесточен.

Терморезистор ММТ-1 имеет металлостеклянный корпус и на практике выдерживает даже кратковременное воздействие открытого огня. Поэтому его применение в данной конструкции оправдано. Терморезистор крепится в самом дальнем верхнем углу помещения сауны (или сельской бани) относительно места расположения нагревательного ТЭКа. ТЭН располагают в нижнем дальнем углу относительно входной двери в сауну, т.к. по законам физики тепло поднимается вверх.

Налаживание устройства заключается в установке переменным резистором R2 "Чувствительность" порога открывания транзисторов -того порогового значения окружающей температуры, при преодолении которого в сторону уменьшения открываются транзисторы VT1, VT2 и выключается генерация импульсов микросхемой DA1. В качестве резистора R2 необходимо применить многооборотный переменный резистор типа СП5-1ВБ (или аналогичный) с линейной характеристикой для точности настройки. Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,25. Пьезоэлектрический излучатель В1 можно использовать любой из ряда ЗП-х.

Все элементы узла монтируются методом пайки на перфорированную плату, которая помещается в герметичный пластмассовый корпус. Между крышкой корпуса и его стенками следует проложить слой автомобильного герметика. Длина соединительных проводов от терморезистора до элементов схемы и источника питания должна быть минимальна. Вместо указанных на схеме транзисторов VT1…VT3 можно применить КТ315Б, КТ503А…В. Для точности порога включения сигнализатора необходима хорошая стабилизация напряжения и помехозащищенность источника питания. Оксидный конденсатор С1 (К50-20) сглаживает низкочастотные, а С2 (КМ-5) — высокочастотные помехи.

Напряжение источника питания находится в пределах 12…29 В. Всю электронику, кроме датчика, желательно монтировать в соседнем с сауной помещении.


Еще интересно почитать:




Добавить комментарий