Нерідко буває необхідно підтримувати цілком певну температуру в заданому обсязі, наприклад в акваріумі, тераріумі і т. п. На рис. 5.43 наведена схема, яка дозволяє виконати це завдання з досить високою точністю (до 0,1 ° С при стабілізації напруги живлення). В якості датчиків температури (RK1, RK2) можуть використовуватися два однакових терморезистора з негативним коефіцієнтом зміни опору (NTC будь-якого типу), тобто зменшує свій опір при нагріванні (розташовуються в зоні нагріву). Так як термодатчики підключені по бруківці схемою, найменша зміна у них опору призводить до перемикання компараторів. Завдяки високій точності спрацьовування компараторів мається возможмость встановити незалежно верхній (регулятором R1) і нижній | R4) пороги перемикання виконавчого пристрою. Керуюча напруга з’являється на виході мікросхеми при підвищенні температури вище встановленого верхнього рівня, а пропадає при її зниженні нижче нижнього порогу.

Рис. 5.43. Схема для підтримки температури в заданих межах

Другий варіант схеми для підтримки заданої температури наведено на рис. 5.44 [Л28, стр. 133]. У ній використовується тільки один термодатчик RK1, який розташовується в зоні, де необхідно забезпечити термостабілізація. У пристрої, як і в першому варіанті, термодатчик включений по бруківці схемою (входи компараторів знаходяться в діагоналі моста, утвореного зовнішніми і знаходяться всередині мікросхеми резисторами).

Рис. 5.44. Варіант регулятора температури, що працює з одним термодатчиком

З ростом температури буде збільшуватися напруга на пороговому вході (2), поки воно не досягне 0,66 Un. Тоді стан вихідного каскаду таймера (висновок 3) зміниться з високого на низький рівень, і це послужить сигналом для включення охолоджуючого блоку або ж просто для відключення наявного в термостаті підігрівача (залежить від призначення пристрою). Після цього температура почне падати, і коли напруга на вході запускаючого компаратора досягне 0,33 Un, вихідний каскад повернеться в первинний стан, що послужить сигналом для вимикання охолоджуючої блоку або включення підігрівача.

Терморезистор RK1 – підійде будь з негативним ТКС (NTC). Але щоб межі температури, на які встановлено термостабілізатор, дотримувалися досить точно, необхідно розсіювати на термодатчик як можна меншу електричну потужність (знизити саморозігрів за рахунок протікає через нього струму). Цього легко можна домогтися, збільшивши номінал термодатчика, а також знизивши живляча напруга схеми, що зменшить і струм в ланцюзі.

При регулюванні схеми спочатку за допомогою резистора R1 встановлюють верхню, а потім підстроюванням R3 – нижня межа регульованої температури.

Якщо в цій схемі встановити стандартний терморезистор, для якого залежність опору від температури відома, розрахунок схеми досить простий. Методика розрахунку всіх номіналів резисторів в залежності від діапазону зміни опору у терморезистора наступна [Л38].

Використовуємо постійний коефіцієнт К, який визначається як К = Rmc / Rmн, де Rmc – опір терморезистора (RK1) в нижній точці інтервалу температур, a Rmн – опір в верхній точці. Коли Rmc більше Rmн в два або більше разів, щоб в дільнику дотримувалися правильні співвідношення між опорами, потрібно, щоб:

Якщо в системі діють значні перешкоди або ж терморезистор підключається до схеми за допомогою провідників великої довжини, щоб запобігти помилкові спрацьовування від перешкод і наведень, необхідно зашунтувати входи компаратора ємностями, як показано (С2, СЗ). Це особливо важливо, коли встановлені великі номінали опору в дільнику.

Для поліпшення відводу тепла від радіаторів в радіоапаратурі іноді використовують примусове охолодження за допомогою вентилятора. На рис. 5.45 наведена схема керування швидкістю обертання вентилятора залежно від температури. При цьому електромотор харчується імпульсами, у яких шпаруватість змінюється от0, 33 до 1 (33 … 100%), в залежності від опору терморезистора, встановленого на охолоджуваному об’єкті. Чим більше температура, тим швидше буде обертатися вентилятор М1.

Ще один варіант виконання схеми для керування швидкістю обертання електромотора вентилятора показаний на рис. 5.46. Вона в пояснень не потребує.

Рис. 5.45. Автоматичний регулятор робочої швидкості вентилятора залежно від температури

Рис. 5.46. Автоматичний регулятор швидкості обертання вентилятора, використовуваного в комп’ютері

Література:
Радіоаматорам: корисні схеми, Книга 5. Шелестов І.П.