Interessado em fazer um termostato eletrônico preciso para sua geladeira? Os três designs exclusivos de termostato de estado sólido descritos neste artigo irão surpreendê-lo com seus desempenhos “fantásticos”.
Design # 1: Introdução
A unidade, uma vez construída e integrada com qualquer aparelho relevante, começará a exibir instantaneamente um controle aprimorado do sistema, economizando eletricidade e também aumentando a vida útil do aparelho.
Os termostatos convencionais de refrigeradores são caros e não muito precisos. Além disso, eles estão sujeitos ao desgaste e, portanto, não são permanentes. Um dispositivo termostato de refrigerador eletrônico simples e muito eficiente é discutido aqui.
O que é um termostato
Um termostato, como todos sabemos, é um dispositivo capaz de detectar um determinado nível de temperatura definido e desarmar ou ligar uma carga externa. Esses dispositivos podem ser do tipo eletromecânico ou do tipo eletrônico mais sofisticado.
Os termostatos normalmente estão associados a aparelhos de ar condicionado, refrigeração e aquecimento de água. Para tais aplicações, o dispositivo se torna uma parte crítica do sistema, sem a qual o aparelho pode chegar e começar a operar sob condições extremas e, por fim, ser danificado.
Ajustar o interruptor de controle fornecido nos aparelhos acima garante que o termostato desligue a energia do aparelho assim que a temperatura ultrapassar o limite desejado e retorne assim que a temperatura retornar ao limite inferior.
Assim, a temperatura dentro dos refrigeradores ou a temperatura ambiente através de um condicionador de ar é mantida em intervalos favoráveis.
A ideia de circuito de um termostato de geladeira apresentada aqui pode ser usada externamente sobre uma geladeira ou qualquer aparelho semelhante para controlar seu funcionamento.
O controle de sua operação pode ser feito conectando-se o elemento sensor do termostato à grade de dissipação de calor externa normalmente situada atrás da maioria dos dispositivos de resfriamento que usam Freon.
O design é mais flexível e amplo em comparação com os termostatos embutidos e é capaz de exibir melhor eficiência. O circuito pode facilmente substituir os projetos convencionais de baixa tecnologia e, além disso, é muito mais barato em comparação com eles.
Vamos entender como o circuito funciona:
Operação de Circuito
O diagrama ao lado mostra um circuito simples construído em torno do IC 741, que é basicamente configurado como um comparador de tensão. Uma fonte de alimentação sem transformador é incorporada aqui para tornar o circuito compacto e de estado sólido.
Uma configuração de ponte compreendendo R3, R2, P1 e o NTC R1 na entrada forma os principais elementos de detecção do circuito.
A entrada inversora do IC é fixada na metade da tensão de alimentação usando uma rede divisora de tensão de R3 e R4.
Isso elimina a necessidade de fornecer uma alimentação dupla para o IC e o circuito é capaz de produzir resultados ótimos, mesmo com alimentação de tensão de pólo único.
A tensão de referência para a entrada não inversora do IC é fixada através do pré-ajuste P1 em relação ao NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo).
No caso de a temperatura sob verificação tender a flutuar acima dos níveis desejados, a resistência NTC cai e o potencial na entrada não inversora do IC cruza a referência definida.
Isso alterna instantaneamente a saída do IC, que por sua vez comuta o estágio de saída composto pelo transistor, rede triac, desligando a carga (aquecimento ou sistema de resfriamento) até que a temperatura atinja o limite inferior.
O resistor de feedback R5, até certo ponto, ajuda a induzir histerese no circuito, um parâmetro importante sem o qual o circuito pode continuar girando rapidamente em resposta às mudanças repentinas de temperatura.
Depois de concluída a montagem, a configuração do circuito é muito simples e é feita com os seguintes pontos:
LEMBRE-SE QUE TODO O CIRCUITO ESTÁ NO POTENCIAL AC PRINCIPAL, PORTANTO EXTREMO CUIDADO É ACONSELHADO DURANTE OS PROCEDIMENTOS DE TESTE E DE CONFIGURAÇÃO. O USO DE UMA PRANCHA DE MADEIRA OU QUALQUER OUTRO MATERIAL ISOLANTE SOB OS PÉS É ESTRITAMENTE RECOMENDADO TAMBÉM USE FERRAMENTAS ELÉTRICAS QUE ESTÃO COMPLETAMENTE ISOLADAS PRÓXIMO E EM TORNO DA ÁREA DE SEGURANÇA.
Como configurar este circuito eletrônico de termostato de refrigerador
Você precisará de uma fonte de calor de amostra ajustada com precisão para o nível de limite de corte desejado do circuito do termostato.
Ligue o circuito e introduza e fixe a fonte de calor acima com o NTC.
Agora ajuste a predefinição para que a saída apenas alterne (o LED de saída acende).
Remova a fonte de calor do NTC, dependendo da histerese do circuito, a saída deve desligar em alguns segundos.
Repita o procedimento várias vezes para confirmar seu correto funcionamento.
Isso conclui a configuração deste termostato refrigerador e está pronto para ser integrado a qualquer refrigerador ou dispositivo similar para uma regulação precisa e permanente de seu funcionamento.
Lista de Peças
- R1 = 10k NTC,
- R2 = Predefinição 10K
- R3, R4 = 10K
- R5 = 100K
- R6 = 510E
- R7 = 1K
- R8 = 1M
- R9 = 56 OHM / 1watt
- C1 = 105 / 400V
- C2 = 100uF / 25V
- D2 = 1N4007
- Z1 = 12V, diodo zener de 1 watt
Design # 2: Introdução
2) Outro circuito de termostato eletrônico simples, mas eficaz, é explicado a seguir. A postagem é baseada no pedido enviado a mim pelo Sr.Andy. A ideia proposta incorpora apenas um único IC LM 324 como o principal componente ativo. Vamos aprender mais. O e-mail que recebi do Sr.Andy:
Objetivo do circuito
- Eu sou Andy, de Caracas. Percebi que você tem experiência com termostatos e outros designs eletrônicos, então espero que possa me ajudar. Preciso substituir o termostato mecânico da geladeira que não está mais funcionando. Me desculpe por não ter escrito diretamente no blog. Acho que é muito texto.
- Decidi construir um esquema diferente.
- Está funcionando bem, mas apenas para temperaturas positivas. Preciso que o esquema funcione de -5 Celsius a +4 Celsius (para usar VR1 para definir a temperatura dentro da geladeira na faixa de -5 Celsius +4 Celsius como o botão do termostato antigo costumava fazer).
- O esquema está usando LM35DZ (0 Celsius a 100 Celsius). Estou usando o LM35CZ (-55 Celsius a +150 Celsius). Para fazer o LM35CZ enviar tensão negativa, coloquei um resistor de 18k entre o pino 2 do LM35 e o negativo da fonte de alimentação (pino 4 do LM358). (como na página 1 ou 7 (figura 7) na folha de dados).
- https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
- Como estou usando uma fonte de alimentação estabilizada de 5,2 V, operei as seguintes modificações: 1.ZD1, R6 estão fora. R5 é 550 ohms.
- 2.VR1 é 5K em vez de 2,2K (não consegui encontrar um pote de 2,2K) O design não está funcionando em temperaturas abaixo de 0 Celsius. O que mais devo modificar? Fiz algumas medições.
- A 24 Celsius, LM35CZ está dando 244mVAt -2 Celsius, LM35CZ está dando -112mV (a -3 Celsius é -113mV) A -2 Celsius a tensão entre TP1 e GND pode ser ajustada de VR1 entre 0 e 2,07v Obrigado !
Avaliação de circuito:
A solução é provavelmente muito mais simples do que pode parecer.
Basicamente, o circuito está respondendo apenas a temperaturas positivas porque incorpora uma única fonte. Para fazê-lo responder a temperaturas negativas. o circuito ou melhor, os opamps precisam ser alimentados com tensões de alimentação dupla.
Isso certamente resolverá o problema sem a necessidade de modificar nada no circuito.
Embora o circuito acima pareça excelente, novos amadores podem achar os ICs LM35 e TL431 bastante estranhos e difíceis de configurar. Um tipo semelhante de circuito de um termostato de geladeira eletrônico pode ser construído usando apenas um único IC LM324 e por um diodo 1N4148 comum como o sensor.
A figura abaixo mostra a fiação simples feita em torno de um quad opamp IC LM324 .
A1 produz um aterramento virtual para os opamps do circuito de detecção, criando, assim, uma fonte de voltagem dupla de forma muito simples, evitando fiação complicada e volumosa. A2 forma o estágio de detecção que utiliza o 'diodo de jardim' 1N4148 para fazer toda a detecção de temperatura.
A2 amplifica as diferenças geradas através do diodo e o alimenta para o próximo estágio onde A3 é configurado como um comparador.
O resultado final obtido da saída de A4 é finalmente alimentado para outro estágio de comparação consistindo em A4 e o estágio de acionamento de relé subsequente. O relé controla a chave liga / desliga do compressor do refrigerador de acordo com as configurações do P1 predefinido.
P1 deve ser definido de forma que o LED verde apague apenas a -5 graus ou qualquer outra temperatura mais baixa, conforme a demanda do usuário. O próximo P2 deve ser ajustado de forma que o relé apenas acione na condição acima.
R13 deve ser substituído por um preset de 1M. Esta predefinição deve ser ajustada de forma que o relé desative em cerca de 4 graus Celsius ou qualquer outro valor mais próximo, dependendo das preferências do usuário.
Design # 3
3) A ideia do terceiro circuito explicada abaixo foi solicitada a mim por um dos leitores entusiastas deste blog, Sr. Gustavo. Eu tinha publicado um circuito semelhante de um termostato automático para refrigeradores, no entanto, o circuito foi projetado para detectar o nível de temperatura mais alto disponível na grade lateral traseira dos refrigeradores.
A ideia não foi muito apreciada pelo Sr. Gustavo e ele me pediu para projetar um circuito de termostato da geladeira que pudesse sentir as temperaturas frias dentro da geladeira, ao invés das temperaturas quentes na parte traseira da geladeira.
Então, com algum esforço, pude descobrir o presente DIAGRAMA DO CIRCUITO de uma geladeira controlador de temperatura , vamos aprender a ideia com os seguintes pontos:
Como funciona o circuito
O conceito não é muito novo, nem único, é o conceito de comparador usual que foi incorporado aqui.
O IC 741 foi equipado em seu modo comparador padrão e também como um circuito amplificador não inversor.
O termistor NTC se torna o principal componente de detecção e é especificamente responsável por detectar temperaturas frias.
NTC significa coeficiente de temperatura negativo, o que significa que a resistência do termistor aumentará conforme a temperatura ao redor dele cair.
Deve-se observar que o NTC deve ser classificado de acordo com as especificações fornecidas, caso contrário, o sistema não funcionará conforme planejado.
O pré-ajuste P1 é usado para definir o ponto de trip do IC.
Quando a temperatura dentro do refrigerador cai abaixo do nível limite, a resistência do termistor torna-se alta o suficiente e reduz a tensão no pino inversor abaixo do nível de tensão do pino não inversor.
Isso faz com que a saída do IC fique alta instantaneamente, ativando o relé e desligando o compressor da geladeira.
P1 deve ser definido de forma que a saída do opamp se torne alta em torno de zero grau Celsius.
Uma pequena histerese introduzida pelo circuito vem como um benefício ou melhor, uma bênção disfarçada, porque, devido a isso, o circuito não muda rapidamente nos níveis de limite, ao invés disso, responde apenas depois que a temperatura subiu para cerca de alguns graus acima do nível de desligamento.
Por exemplo, suponha que se o nível de disparo for definido em zero graus, o IC irá desligar o relé neste ponto e o compressor do refrigerador também será desligado, a temperatura dentro do refrigerador agora começa a subir, mas o IC não volta imediatamente, mas mantém sua posição até que a temperatura suba pelo menos até 3 graus Celsius acima de zero.
Estes foram 3 designs de termostato precisos e confiáveis que podem ser construídos e instalados em sua geladeira para o controle de temperatura necessário.
Se você tiver alguma dúvida, pode expressar o mesmo por meio de seus comentários
Anterior: Circuito de Lastro Eletrônico de 40 watts Próximo: Faça um multímetro de bancada com o IC 741
