Термодатчик своими руками: как сделать термодатчик с минимумом затрат

Содержание

Как сделать датчик температуры своими руками: схема термостат

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:

В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

  1. Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
  2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
  3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Это полезно: распределительный коллектор в системе отопления.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор, регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:

Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1, который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Терморегулятор своими руками для погреба

Рассмотрена простая конструкция терморегулятора изготовленого своими руками для поддержания требуемой температуры внутри погреба при хранении овощей в зимнее время года. Питание схемы осуществляется от стандартного сетевого напряжения 220 вольт.

Простой терморегулятор на Arduino

Эту конструкцию проще всего собрать своими руками, в роли температурного датчика используется цифровой модуль DS18B20 с диапазоном измерения от -55 до 125 °С. Самодельное устройство имеет всего две кнопки управления «+» и «-» для настройки требуемых градусов, шаг настройки 0,5 °С. Arduino управляет работой модуля DS18B20 c гистерезисом в 0,5 °С. Если в течении трех секунд не будет регулирования градусов, дисплей покажет текущую температуру. Значение которой сохраняется в энергонезависимой памяти.

Скетч для программирования платы Arduino можно взять , схема соединения показана на рисунке ниже. Печатка не изготавливалась, т.к использовал для сборки макетную плату.

Терморегулятор на MAX6675 и контроллере Arduino

С помощью микросхемы MAX6675 можно измерить ТЭДС (термоэлектродвижущую силу) термопары типа К, результат измерения выводится в градусах Фаренгейта и Цельсия

Терморегулятор своими руками

Рассмотрим две самодельных конструкции, одна прототип (верхняя на рисунке), подсмотрена в журнале моделист конструктор и ее модернизированный вариант, чуть ниже

Терморегулятор своими руками схема

В модернизированном варианте, на сопротивлениях R1- RЗ выполнен делитель напряжения, Вольты идущие через него стабилизируется с помощью стабилитрона Д814Б. Сопротивление R3 это 10-килоомный терморезистор КМТ-12, его можно заменить на ММТ-1, ММТ-9, ММТ-12 или аналогичные. В верхнем плече делителя — два сопротивления: переменный номиналом 1,5-2,2 кОм с линейной характеристикой, его ручка настройки выносится на лицевую панель с градуировкой коррекция и подстроечный R2 сопротивлением 1,5-47 кОм, для грубой настройки.

Четкая зависимость сопротивления терморезистора от температуры позволяет применить его в качестве датчика, изменяющего уровень напряжение на входах 1 и 2 DD1.1 К561ЛА7. Ручками настройки сопротивлений R1 и R2 выставляется уровень срабатывания цифровой логики. Емкость С1 ликвидирует дребезг DD1 в момент переключения. Благодаря сопротивлениям R5 и R6 выход К561ЛА7 гальванически увязывается с транзисторным ключом на КТ972, в коллекторную цепь которого включено реле К1. Оно, через свои фронтовые контакты, запускает магнитный пускатель К2, включающий нагрузку обычный бытовой нагреватель с встроенным вентилятором мощностью от 1,5 кВт и более.

Самодельный блок питания можно использовать любой. Главное, подать на диодный мост необходимые 12 В.

Терморегулятор своими руками конструкция печатной платы

Печатная плата изготавливается из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 70x70x2 мм и вместе с магнитным пускателем размещается в корпусе подходящих размеров. Терморезистор сделан выносным.

Печатную плату проще всего сделать по радиолюбительской технологии методом ЛУТ.

Настройка, осуществляется с помощью сопротивлений R1 и R2 которыми задают температуру, требуемую для поддержания в погребе или овоще-хранилище. Первоначально, установив их ручки в среднее положение и поместив датчик в среду с необходимой температурой, при медленном вращении ручки определяют такой угол поворота R2, при котором срабатывает реле.

Терморегулятор на основе стабилитрона TL431

Принцип работы схемы предельно прост: если на управляющем электроде TL431 напряжение вые 2,5 В (задается внутренним опорным напряжением) микросборка, открыта и через нагрузку течет ток. Если же уровень опорного напряжения чуть снижается TL431 закрывается и отсоединяет нагрузку.

При этом микросхема-стабилитрон применяется в роли компаратора, но с одним входом. Такое применение микросборки позволяет максимально упростить конструкцию и уменьшить количество радиокомпонентов.

Напряжение на управляющем электроде формируется с помощью делителя на резисторах R1, R2 и R4. В качестве сопротивления R4 взят терморезистор с отрицательным ТКС, т.е с повышением температуры его сопротивление снижается. Если напряжение на первом пине стабилитрона более 2,5В он открыт, реле включено, симистор D2 включает нагрузку. С повышением температуры номинал сопротивления терморезистора снижается, напряжение падает ниже 2,5В – реле отключается вместе с нагрузкой. С помощью сопротивления R1 осуществляется настройка температуры срабатывания терморегулятора. Реле можно взять любое на 12 вольт, например РЭС-55А.

Терморегулятор своими руками для погреба

Конструкция небольшая и состоит всего из двух блоков- измерительного на базе компаратора на ОУ 554СА3 и коммутатора нагрузки до 1000 Вт построенного на регуляторе мощности КР1182ПМ1.

На третий прямой вход ОУ поступает постоянное напряжение с делителя напряжения состоящего из сопротивлений R3 и R4. На четвертый инверсный вход подается напряжение с другого делителя на сопротивлении R1 и терморезистор ММТ-4 R2.

Терморегулятор своими руками схема на КР1182ПМ1

Устройство должно быть настроена так, что при понижение температуры в погребе до трех градусов Цельсия то из-за уменьшения сопротивления терморезистора ММТ-4 произойдет разбалансировка напряжения на выходе компаратора и установится логический ноль и сработает реле, которое своими контактами коммутирует фазовый регулятор на микросхеме КР1182ПМ1.

Подстроечное сопротивление R4 используется для точной настройки требуемых значений температурного режима. Откалибровать терморегулятор для погреба можно используя обычный ртутный термометр.

Реле обязательно должно быть герконовым с небольшим током потребления. Более мощное реле применять нельзя, т.к реле подключено напрямую к выходу ОУ ток нагрузки должен быть не более 50 мА.

Терморегулятор своими руками для погреба схема на микроконтроллере

Главное достоинство данной схемы это приемлемая точность, без какой либо калибровки, при максимальной упращенной конструкции.

Главным компонентом схемы терморегулятора является микроконтроллер PIC12F629 фирмы Microchip и датчика температуры DS18B20 фирмы Dallas. Эти вполне себе современные компоненты способны принимать и передавать информацию в цифровом коде по одной шине, используя 1-Wire интерфейс.

Температурный диапазон хранится в EEPROM микроконтроллера PIC12F629. Его можно задавать с разрешением в 1 градус, от — 55 до +125.

После включения устройства, микроконтроллер включает реле, и начинает светиться светодиод HL1, говоря о работоспособности устройства. Затем сравнивается значение текущей температуры с датчика DS18B20 и установленной, и если текущая температура будетниже нижнего порога, то реле остается включенным, как и нагреватель подсоединенный через фронтовые контакты.

Далее микроконтроллер сравнивает температуру в погребе с заданным верхним значением. Как только этот предел достигнут, микроконтроллер формирует код и отключает реле, до тех пор, пока микроконтроллер не обнаружит понижение температуры ниже нижнего установленного предела.

При программировании микроконтроллера PIC потребуется установить значение верхнего (адрес 0×01) и нижнего (0×00) порога температуры. Саму прошивку можно скачать по зеленой ссылочке, чуть выше.

Датчик температуры своими руками | Датчики температуры

Самодельная термопара? (датчик температуры)

Здравствуйте!

Нужна небольшая консультация тех кто этим занимался.

В нете нашел это

Кто нибудь имеет конкретные наработки по выбору материалов, и нахождению их «под рукой»?

Необходимые температуры примерно от 90 до 500 Град.цельсия.

Погрешность линейности — 5-10 градусов.

Со схемой тоже пока не определился, но думаю это не проблема.

ingenegr. Вспомнил, их еще «задорого» «металлисты» покупали.

Вобщем получилось, сделал вроде.

Размотал ПП3 резистор — 10 ом.

И с проводом 0.6 с углем и аккумулятором «сварил».

Правда сварщик с меня никудышный, и акк старый — от радиостанции.

Держится не плохо. но хотелось-бы аккуратную красивую каплю поиметь.

Если бы были материалы покруче, может и разброс был больше.

По мере «танцев с бубном» буду отписываться

Простейший датчик температуры на LM35

Начнём с того, что мне как-то понадобился для одного проекта электронный термометр — ртутный казался громоздким и неудобным. Сходу придумалась схема, использовавшая терморезистор (а то и просто резистор, а в одном случае использовалась вообще галогенная лампочка), с усилителем, компаратором и ещё рядом хитростей, чтобы повысить точность. Получалась всё более и более навороченная схема, которая, конечно, после n-ного по счёту изменения не заработала, и разбираться желания уже не было, да и китайский термометр появился в процессе, и разработка заглохла за ненадобностью.

Но одной функции всё-таки не хватало. Термометр бывает полезен, когда надо не перегреть что-нибудь (например, воду в чайнике — для некоторых целей она не должна кипеть). Готового решения нет, значит надо что-то сделать.

Но только наученный горьким опытом (с электроникой всегда не везло, и до сих пор мне всегда удавались только очень простые конструкции), решил, что сделаю так, чтобы было просто и надёжно. И с неба свалилась микросхема LM35! Благодаря этому чуду задача упрощается до смешного.

Давайте покажу вам схему, которая обрадует любого новичка:

Оказалось, что к микросхеме не нужен даже компаратор.

Помню, когда сам читаешь чужую статью, вечно хочется спросить: а это зачем? а это? Теперь сам попытаюсь сделать так, чтобы никаких вопросов не возникало. Обо всё по порядку:

1. Микросхема LM35 (у неё есть несколько аналогов) специально создана для измерения температуры. Всё, что нужно — это подключить 1 и 3 ногу к плюсу и минусу питания соответственно, и измерить напряжение на среднем выводе. Оно составляет 10 милливольт на каждый градус Цельсия температуры корпуса микросхемы (она сама выглядит как транзистор, кстати). Значит, если там напряжение 230мВ, то температура 23°С.

В даташите про неё расписано ещё много хорошего: и потребляет она 130мкА, и выход у неё низкоомный, и точность в полградуса, и собственный перегрев порядка 0,1°С. В общем, круче некуда. Единственное — страдает она от слишком высоких температур — 150°С максимум.

2. Казалось бы, дальше должна идти микросхема компаратора, которая сравнит это напряжение с тем, которое мы выставим, например, потенциометром? Да, но можно обойтись и без компаратора. Напряжение открывания полупроводниковых приборов — 0,6В, надо это использовать.

3. Лезем в даташит на самый дешёвый транзистор — BC847 и видим, что в очень узком диапазоне напряжения база-эмиттер коллекторный ток сильно меняется. В качестве нагрузки, которая и будет сигнализировать об открытии транзистора, возьмём пьезоэлемент — зуммер. Приятным сюрпризом оказывается то, что от батарейки 9В от потребляет около 5мА, а при небольшом понижении тока перестаёт звучать. То есть включается достаточно резко.

4. Нужно как-то настраивать температуру срабатывания. Поставим переменный резистор, который будет делить напряжение. Движок вверх (по схеме) — напряжение передаётся напрямую, то есть срабатывание будет чуть выше 60 градусов. Движок вниз — коэффициент передачи 0,5, для срабатывания при максимально допустимой температуре в 150 градусов. Постоянный резистор на 10К нужен как раз для того, чтобы при полностью опущенном движке срабатывание всё-таки происходило.

5. Собираем на макетной плате — работает. Можно померить ток базы, необходимый для срабатывания, померить рабочий ток зуммера и обнаружить, что сделать его тише, включив последовательно ему резистор, не получится — он просто перестаёт звучать. Возникает другой вопрос: а что, если при коэффициенте передачи, равном 1, датчик нагреется до 150 градусов и выдаст, соответственно, 1,5В прямо на базу транзистора? Оказалось, что ничего страшного в этом нет — ток базы транзистора может с лёгкостью превышать 10мА, а LM35 выдаёт ток короткого замыкания в 2-3мА. Значит, даже при самом лютом перегреве транзистору ничего не будет.

Значит пора делать печатную плату. Файл формата Sprint-layout есть в приложениях. Вот так оно выглядит на этапе запайки smd-компонентов: (внимание, SMD резистор на фото — 1кОм, под имевшийся у меня подстроечник. Если следовать схеме, то маркировка должна быть 103, то есть 10кОм. В принципе, номиналы можно менять в широких пределах, чем меньше сопротивления — тем больше потребляемый ток в «спящем» режиме, но тем точнее температура срабатывания к расчётной

Верхние три отверстия — под разъём подключения датчика. Три здоровых — под переменный резистор. Ещё две — под питание. А что за три оставшихся, в ряд выстроившихся? Я, честно говоря, не знаю, как это назвать. Это то ли аналоговый выход, то ли отладочный порт, оба названия в такой схеме звучат одинаково смешно. Но факт в том, что сюда можно подпаять разъём и смотреть напряжение на выходе и напряжение на базе транзистора. Всё-таки, втыкать провода в разъём удобнее, чем подпаиваться каждый раз, если что-то понадобится посмотреть.

Вот такой резистор будет использоваться. Обратите внимание, что ножки у него немного подточены и загнуты так, чтобы проходить в нужные отверстия. Есть, правда, проблема, что они слишком короткие для таких извращений и не достают до обратной поверхности платы. Пришлось потом тонкой проволочкой наращивать.

После запайки остальных компонентов выглядит примерно так:

Вот и всё. Разъём для термометра таков, что в него можно напрямую вставить 3 ноги микросхемы (Vcc, то есть плюс питания, то есть левая нога, если смотреть на маркировку, должна быть со стороны зумера), погреть её на свечке (осторожно!), да посмотреть, как меняется выходное напряжение и в какую сторону крутить резистор. Для этого второй разъём как раз и нужен. Температура срабатывания получается немного выше ожидаемой из-за ненулевого тока базы транзистора, но это не страшно.

Для полного счастья датчик надо сделать выводным. Припаиваем 3 провода к датчику и штекер на другой конец. Я ещё залил ноги датчика термоклеем и загнал всё в термоусадку. Получилось вот так:

В таком виде его можно прямо окунать в воду. Если переменный резистор выставить так, чтобы зуммер срабатывал при температуре 90°С, то можно больше никогда не бояться садиться за компьютер, грея что-то на плите. А если на 110, то он будет срабатывать на полное выкипание воды.

Температурные датчики своими руками

Если у вас нет возможности купить готовые температурные датчики, например, Hardcano, сделайте их сами!

В программу установки большинства мамок включены какие-нибудь приложения по мониторингу железа. Эти приложения позволяют контролировать температуру твоей материнской платы и процессора, а иногда и температуру внутри корпуса, в том случае, если в комплект входит сенсор, как, например, у Abit. В других мамках используются другие программы, как, например, известная Motherboard Monitor. Даже некоторые производители видео карт предусматривают программы по их мониторингу. Ну а тем, кто, как и я, лишен такого удовольствия, но все же хочет наблюдать за температурой различных девайсов своего компа, вот более простой способ. Для начала тебе нужен температурный жидкокристаллический дисплей. Мы будем крепить его к лицевой заглушке корпуса, поэтому тебе понадобится что-то вроде температурного датчика Senfu LCD Temp. Ты можешь приобрести его у их сингапурского дистрибьютера MultiplayCity. Один дисплей стоит S$20. У него частота опроса составляет 3 секунды, в качестве щупа используется терморезистор. (***прим. перевод. – у нас температурные датчики можно приобрести, например, в магазине Чип и Дип ) Также можно взять температурные датчики для аквариумов, но в их комплект входит 4мм-вый металлический щуп, и частота опроса очень велика, что не очень подходит для наблюдения за температурой процессора или видео карты.

Щуп-терморезистор

Характеристики

Click to enlargeТебе также понадобится лицевая заглушка корпуса для крепления жидкокристаллического дисплея. Я на своей заглушке установлю два дисплея.

Лицевая заглушка

Проводим линию по центру

Click to enlargeВ набор Senfu LCD входит панель для крепления дисплея, что немного облегчает разметку отверстий на заглушке. Просто приложи панель к заглушке и обведи ее отверстие. Для этого можно использовать карандаш или, еще лучше, тонкий маркер.

Используем панель крепления в качестве шаблона

Click to enlargeЯ буду вырезать отверстия дремелем. Если у тебя его нет, то можно просверлить отверстие внутри намеченного контура и воспользоваться лучковой пилой. Я установлю на дремель маленькие режущие круги, которые в свое время уменьшились в результате серьезного «корпусного хакинга». Благодаря тому, что насадки маленькие, будет легче прорезать прямоугольные отверстия короткими участками. Затем надо довести отверстие до точных размеров мелкозернистым напильником.

Вырезаем прямоугольное отверстие

Сначала прорезаем длинную сторону

Click to enlargeЗакрепи заглушку в небольших тисках и начинай вырезать отверстия. Этот процесс займет у тебя не больше 5 минут. Как видишь, часть пластмассы расплавилась из-за трения круга. Удали ее мелкозернистым напильником и обработай им все отверстие до необходимого размера.

Затем проверь, хорошо ли устанавливаются дисплеи в отверстия. Они должны входить не слишком туго и не слишком свободно, а именно так, чтобы зажимы сзади дисплеев могли закрепить их на заглушке. Щуп имеет длину 1 м, что вполне достаточно, чтобы дотянуться до любой точки в корпусе full tower.

типы регуляторов и способы электронного управления

Обустраивая свой загородный дом, наверное, каждый уважающий себя человек подумывал о том, как сделать термодатчик своими руками для бойлера или для котла отопления.

Ведь не всегда удобно вставать с нагретой постели и идти в котельную, чтобы отрегулировать температуру воды в системе или горячем водоснабжении для более комфортного мытья.

Тем более, что делать, если придется отъехать зимой на некоторое время, а оставлять котел без присмотра совсем не хочется.

Регулятор температуры вполне можно изготовить и самостоятельно, тем более, что вариантов схем предостаточно.

Типы термодатчиков и терморегуляторов для бойлеров и для котлов отопления

По своему конструктивному устройству и принципу действия термодатчики или, более подходяще, терморегуляторы для воды в бойлере или в системе отопления могут использоваться два основных типа устройств:

  • механические
  • электронные

Также имеют место и комбинированные системы, но они довольно сложны в изготовлении, поэтому речь о них в дальнейшем не пойдет. Рассмотрим именно более ходовые устройства, которые встречаются чаще и привычнее рядовым пользователям.

Механические в свою очередь также можно подразделить на несколько разновидностей:

  • капельного типа
  • стержневые

Принцип действия у обоих типов одинаков и заключается в температурном расширении газа, который находится во внутреннем контуре термостата.

Терморегулятор механический для котла

Активная часть, погруженная в воду или находящаяся в контролируемой среде, имеет увеличенный объем, чтобы в нем газ мог компенсаторно расширяться.

По специальному каналу он поступает в регулировочный механизм и давит на мембрану, которая в свою очередь давит на клапан регулирования потока воды.

Это в том случае, если речь идет о термостате.

Если речь идет о датчике температуры, то ответный механизм воздействует на стрелку, которая указывает показания на цилиндрическом циферблате.

Термостат включает механический индикатор, по которому можно видеть текущую температуру и прочие механизмы управления клапаном.

Терморегулятор механического типа в зависимости от предустановленных значений автоматически открывает и закрывает клапан подачи воды или подмеса холодной в контур, за счет чего и регулируется температура теплоносителя.

В бойлерах обычно стоят стержневого типа датчики и интегрированы вместе с ТЭНом, что удобно при выполнении ремонта. В системах отопления измерительная часть устанавливается на обратном патрубке и в любом другом месте, а термостат непосредственно перед насосом, что обеспечивает наиболее эффективную циркуляцию уже смешанной воды.

Благодаря гибкой медной трубке расстояние между активной частью и регулятором может быть до 1 м.

Электронный термодатчик

Электронные терморегуляторы имеют немного иной принцип регулирования температуры воды в системе отопления или в бойлере. Для контроля используется термодачтик, который может быть полупроводниковым, проволочным или платиновым.

Показания с него считываются контроллером или сформированный сигнал с него поступает на схему, которая в зависимости от температуры воды включает или отключает нагревательный элемент или циркуляционный насос.         

Установка такого термормодатчика своими руками для воды может быть осуществлена в любом удобном месте, но недалеко от бойлера или котла, а точнее их активных компонентов. Для контроля температуры воды в нагревателе лучше применять датчики стержневого типа и устанавливать его на место бывшего реостата.

Если нагреватель воды самодельный, то место установки датчика выбирается исходя из удобства и корректности показаний. Лучшим вариантом будет размещение в центральной части емкости.

Что касается размещения термодатчика в системе отопления, то его следует монтировать на обратном контуре и крепить прямо к металлической трубе. Преимуществом электронных устройств является то, что можно размещать несколько датчиков и управлять температурой в разных помещениях и делать это более гибко, чем при использовании механических треморегуляторов.

Принцип работы бойлера накопительного типа

Горизонтальный накопительный водонагреватель

Существует несколько типов устройств бойлеров накопительного типа.

Но в любом случае они имеют похожий принцип работы.

В конструкции водонагревателя имеется преимущественно стальной бак, встречаются пластиковые и медные, в котором установлен нагревательный элемент – ТЭН, клапан забора воды, датчик температуры, выпускной клапан и прочее.

Вода попадает через впускной кран в емкость, где при достижении определенного уровня включается ТЭН и нагревает ее.

Нагревательный элемент запитывается через коммутатор, управляемый контроллером или электрической аналоговой схемой.

При включении ТЭНа на панели управления бойлером загорается сигнальная лампа. Кроме этого может присутствовать и дополнительная индикация, сигнализирующая об аварии, которая отключит нагреватель от сети при возникновении аварийной ситуации.

Но, как правило, это предусмотрено в более дорогих моделях нагревателей, в бюджетных кроме сигнальной лампы индикации нагрева и предохранителя ничего больше нет.

Установив электронный регулятор температуры воды в бойлере, можно не только осуществлять гибкое регулирование, но и обеспечить ряд защит и дополнительных функций.

Способы регулирования температуры воды в бойлере

Сегодня в продаже имеется большое количество готовых электронных устройств, позволяющих регулировать и контролировать температуру воды в бойлере. Их грубо можно разделить на два типа:

  • контроллерные
  • аналоговые

Первый тип может использоваться в системе умный дом, позволяя регулировать температуру воды в любом удобном месте и комнате. Благодаря их наличию вам не придется идти в котельную.

Контроллер может работать как по проводной, так и по радиочастотной связи, передавая команды управления на управляющий блок, а от туда принимать данные о текущем состоянии системы управления.

Такие устройства имеют пульт управления, дисплей, удобный дизайн исполнения и прочее. Но можно покупать и более дешевые терморегуляторы, изготовленные в корпусе для DIN-рейки и устанавливаемые в электрическом шкафу.

Изготовить термодатчик своими руками для воды контроллерного типа не составит особого труда. Существует достаточно большое количество готовых схем с исходниками программ управления для микропроцессоров, которые будут обеспечить заданную температуру воды, управлять ее набором в емкость, контролировать давление, течи и прочее.

Кроме этого, при помощи таких систем можно устанавливать график подогрева воды, что значительно упростит вашу жизнь. Но мы рассмотрим боле простые автоматы управления процессом нагрева воды, зарекомендовавшие себя с лучшей стороны годами активной эксплуатации.  

Вариант схемы терморегулятора на аналоговой микросхеме LM235H

Рассматривая большое множество схем, в каждой можно найти некоторые недоработки и даже возможно ошибки. Представленное устройство лишено таких нюансов, как пробой по высокому напряжению через датчик вследствие чего, выгорание схемы и повреждение электрическим током хозяина бойлера.

Это реализовано путем гальванической развязки. Кроме этого схема лишена таких проблем, как искрение и дребезг контактов, потому что их вовсе в схеме нет.

Для построения действительно надежной и долговечной системы подогрева воды лучше выбирать схемы без механических контакторов.

Используя представленную схему, изготовить термодатчик своими руками для воды не так то и сложно, тем более, что все используемые компоненты в ней всегда имеются на радиорынке. А возможно, найдутся и у вас дома с каких-нибудь других бытовых приборов и техники.

Активным элементом, контролируемым температуры воды, является готовый термодатчик интегрального типа LM235Н. Преимуществом этой детали является то, что точность измерения составляет не менее 0,01В при изменении температуры воды всего на 1 градус Цельсия.

При осуществлении монтажа датчика на бойлере его рекомендуется соединять через экранированный кабель.

Температура воды в нагревателе устанавливается потенциометром R5, а аналоговая микросхема А1 управляет оптроном. Когда температура жидкости начнет падать после нагрева, на 3 выводе начнет расти напряжение, и когда оно будет равно предустановленному резистором R5, включится светодиод оптрона, тем самым открыв симмистор VS1, через который будет подано напряжение на ТЭН.

При достижении температуры воды заданного порога, а напряжения на 3 выводе А1 станет равным опорному, нагревательный элемент перестанет греть и так далее.

Для первого пуска схемы потребуется осуществить наладку автомата путем подстройки диапазона изменения напряжения регулирования с термодатчика, которое должно составлять не более 1,65В. Это осуществляется при помощи резистора R2. В качестве сетевого трансформатора может быть использован любой с вторичной обмоткой минимум на 12 В и мощностью не менее 20 Вт.

Возможные проблемы при регулировании температуры воды в бойлере

Регулировка температуры в бойлере

При регулировании температуры воды в бойлере могут происходить различного рода аварийные и даже опасные для жизни человека ситуации.

Например, важно не допустить включения ТЭНа, когда внутри емкости недостаточно жидкости.

Это может привести к выходу из строя нагревательного элемента и перегрева его изолятора на монтажном креплении.

Чтобы это избежать, необходимо предусмотреть дополнительную защиту.

Сделать это можно при помощи датчика уровня или давления воды в бойлере.

В первом случае лучше всего применить поплавковый тип с постоянным магнитом и герконом.

Но в тогда возникнут трудности с местом установки устройства. При монтаже датчика давления проблем с выбором места намного меньше, при желании его можно поместить непосредственно на выходе из емкости или на ее входе.

Второй проблемой при регулировании температуры воды в бойлере может стать возможный перегрев на случай выхода из строя симмистора. Контролировать перегрузку можно опять-таки с помощью второго датчика давления, настроенного на больший предел.

Или еще одного модуля контроля температуры, собранного по той же схеме, но настроенного на перегрев. Только в данном случае микросхемой К554СА3А можно управлять транзистором и промежуточным реле или вторым оптроном, который разомкнет цепь питания оптопары А3.

Принцип работы твердотопливного котла

Чтобы изготовить термодатчик своими руками для котла, необходимо разобраться с его принципом действия. Но учитывая то, что в таком нагревателе управлять интенсивностью пламени будет очень сложно, что сравнимо с системой управления двигателем внутреннего сгорания, лучшим вариантом будет именно управление потоком воды в контуре отопления.

Тем более, что для более интенсивного прогрева всей системы, как правило, уже имеется насос.

В данном случае управление температурой обеспечивается за счет включения и выключения двигателя, который прокачивает систему, что и обеспечивает ее нагрев. Вода нагревается в системе за счет водяной рубашки, которая охватывает всю топку и часть дымохода. 

Способы регулирования температуры воды в системе отопления

Для управления насосом можно использовать ту же схему, что и при регулировании температуры воды в бойлере, потому как в ней уже предусмотрено управление малоомной нагрузкой. Так как двигатель имеет куда меньшую мощность, то управлять его циклами включения и выключения можно при помощи обычного реле с контактами на 220 В и током 0,5 А. Обычно потребляемая мощность бытовых помп составляет на более 100 Вт.

Для увеличения надежности и долговечности работы системы отопления можно дополнительно установить термодатчик своими руками на двигатель, чтобы контролировать его температуру и не допустить перегрев обмоток.

Также для обеспечения стабильности температуры внутри помещения при использовании твердотопливных котлов хорошей идеей будет использование в контуре отопления трехходовых клапанов с термостатами. Насос будет прокачивать систему, а термостат при необходимости добавлять в горячий контур холодной воды с целью достижения заданных температурных режимов на радиаторах.   

Как управлять потоком воды в системе отопления понятно, но вот как самостоятельно изготовить термостат для управления температурой на каждом из радиаторов, то здесь не стоит мудрить. Легче и дешевле использовать готовые устройства, монтируемые прямо на отопители.

Конечно, можно пойти другим путем, например, если в доме обустроена система подогрева пола. Управлять потоком воды можно путем электромагнитных клапанов, которые будут коммутироваться контроллером или автоматическим устройством.

Механические устройства для регулирования температуры котла отопления

Механический термостат представляет собой универсальный прибор, который позволяет достаточно гибко регулировать температуру на конкретном отопительном приборе. Поэтому установка термодатчика своими руками осуществляется непосредственно на входе радиатора или целого контура.

Современные модели термостатов имеют достаточно большие пределы регулирования температуры воды в системе вплоть до 820С. Но такие режимы обычно не используются и самым оптимальным в наших широтах является порог на пределе 650С.

Механические таймеры для котла отопления

Имея в своем распоряжении котел отопления, будет вселенским грехом не оснастить его автоматическими регулирующими устройствами. Если нет желания и умения делать электронные аппараты, можно приобрести готовый механический таймер.

С его помощью можно контролировать и устанавливать нужную температуру, но в данном случае речь идет об электрическом котле с ТЭНом или нагревателем индукционного типа.

Установка электронного термодатчика для котла отопления

Для управления системой отопления в частном доме можно использовать не только стационарные устройства, устанавливаемые непосредственно на отопителях. Сегодня в продаже имеется большое количество готовых электронных контроллерных систем с выносным пультом управления, который можно установить в любом удобном месте.

Сигнал с ПУ посредством проводной связи или радиочастотного канала передается на командный пункт, который, в свою очередь, управляет каждым контуром, общим насосом и другими устройствами в системе отопления.

Вопрос отопления и создания наиболее благоприятного микроклимата внутри помещения всегда стоял на первом месте, поэтому стоит отнестись к нему с высокой серьезностью и ответственностью.

Но при этом нет причины для расстройства, если не хватает денег для покупки готовых терморегулирующих устройств, потому что термодатчик для воды в бойлере можно изготовить своими руками. 

О том, как подключить термостат к газовому котлу, представлено на видео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.


Терморегулятор своими руками: схема и пошаговая инструкция по изготовлению самодельного устройства

Многие из полезных вещей, которые помогут увеличить комфорт в нашей жизни, можно без особого труда собрать своими руками. Это же касается и термостата (его еще называют терморегулятором).

Данный прибор позволяет включать или выключать нужное оборудование по охлаждению или нагреванию, осуществляя регулировку, когда происходит определенные изменения температуры там, где он установлен.

К примеру, он может в случае сильных холодов самостоятельно включить расположенный в подвале обогреватель. Поэтому стоит рассмотреть, как можно самостоятельно сделать подобное устройство.

Как работает


Схема работы терморегулятора на примере теплого пола. (Для увеличения нажмите)

Принцип функционирования термостата достаточно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания своего мастерства делают самодельные аппараты.

При этом можно использовать множество различных схем, хотя наиболее популярной является микросхема-компаратор.

Данный элемент имеет несколько входов, но всего один выход. Так, на первый выход поступает так называемое «Эталонное напряжение», имеющее значение установленной температуры. На второй же поступает напряжение уже непосредственно от термодатчика.

После этого, компаратор сравнивает эти оба значения. В случае, если напряжение с термодатчика имеет определенное отклонение от «эталонного», на выход посылается сигнал, который должен будет включить реле. После этого, подается напряжение на соответствующий нагревающий или охлаждающий аппарат.

Процесс изготовления


Важно помнить, что в цепи сила тока не должна быть больше 5 мА, именно поэтому, чтобы подключить термореле, используется транзистор большой мощнос

Итак, рассмотрим процесс самостоятельного изготовления простого терморегулятора на 12 В, имеющего датчик температуры воздуха.

Все должно происходить следующим образом:

  1. Сначала необходимо подготовить корпус. Лучше всего в этом качестве использовать старый электрический счетчик, такой, как «Гранит-1»;
  2. На базе этого же счетчика более оптимально собирать и схему. Для этого, к входу компаратора (он обычно помечен «+») нужно подключить потенциометр, который дает возможность задавать температуру. К знаку «-», обозначающему инверсный вход, нужно присоединить термодатчик LM335. В этом случае, когда напряжение на «плюсе» будет больше, чем на «минусе», на выход компаратора будет отправлено значение 1 (то есть высокое). После этого регулятор отправит питание на реле, которое в свою очередь включит уже, например, котел отопления. Когда напряжение, поступающее на «минус» будет больше, чем на «плюсе», на выходе компаратора снова будет 0, после чего отключится и реле;
  3. Для обеспечения перепада температур, иными словами для работы терморегулятора, допустим при 22 включение, а при 25 отключение, нужно, используя терморезистор, создать между «плюсом» компаратора и его выходом, обратную связь;
  4. Чтобы обеспечить питание, рекомендуется делать трансформатор из катушки. Её можно взять, к примеру, из старого электросчетчика (он должен быть индуктивного типа). Дело в том, что на катушке можно сделать вторичную обмотку. Для получения желанного напряжения в 12 В, будет достаточно намотать 540 витков. При этом, чтобы они уместились, диаметр провода должен составлять не более 0.4 мм.

Совет мастера: чтобы включить нагреватель, лучше всего применять клеммник счетчика.

Мощность нагревателя и установка терморегулятора

В зависимости от уровня выдерживаемой мощности контактами используемого реле, будет зависеть и мощность самого нагревателя.

В случаях, когда значение составляет приблизительно 30 А (это тот уровень, на который рассчитаны автомобильные реле), возможно применение обогревателя мощностью 6.6 кВт (исходя из расчета 30х220).

Но прежде, желательно убедится в том, что вся проводка, а также автомат смогут выдержать нужную нагрузку.

Стоит отметить: любители самоделок могут смастерить электронный терморегулятор своими руками на основе электромагнитного реле с мощными контактами, выдерживающими ток до 30 ампер. Такое самодельное устройство может использоваться для различных бытовых нужд.

Установку терморегулятора необходимо осуществлять практически в самой нижней части стены комнаты, так как именно там скапливается холодный воздух. Также важным моментом является отсутствие тепловых помех, которые могут воздействовать на прибор и тем самым сбивать его с толку.

К примеру, он не будет функционировать должным образом, если будет установлен на сквозняке или рядом с каким-то электроприбором, интенсивно излучающим тепло.

Настройка


Для измерения температуры лучше использовать терморезистор, у которого при изменении температуры меняется электрическое сопротивление

Нужно отметить, что указанный в нашей статье вариант терморегулятора, созданного из датчика LM335, нет необходимости настраивать.

Достаточно лишь знать точное напряжение, которое будет подаваться на «плюс» компаратора. Узнать его можно с помощью вольтметра.

Нужные в конкретных случаях значения можно высчитать используя для этого формулу, такую как: V = (273 + T) x 0.01. В этом случае Т будет обозначать нужную температуру, указываемую в Цельсии. Поэтому для температуры в 20 градусов, значение будет равняться 2,93 В.

Во всех остальных случаях напряжение будет необходимо проверять уже непосредственно опытным путем. Чтобы это сделать, используется цифровой термометр такой, как ТМ-902С. Чтобы обеспечить максимальную точность настройки, датчики обоих устройств (имеется ввиду термометра и терморегулятора) желательно закрепить друг к другу, после чего можно проводить замеры.

Смотрите видео, в котором популярно разъясняется, как сделать терморегулятор своими руками:

Регулятор температуры до 300 градусов своими руками. Датчик температуры. Самодельный терморегулятор: пошаговая инструкция

В быту и подсобном хозяйстве часто требуется поддерживать температурный режим какого-либо помещения. Ранее для этого требовалась достаточно огромная схема, выполненная на аналоговых элементах, одну такую мы рассмотрим для общего развития. Сегодня все намного проще, если возникает необходимо поддерживать температуру в диапазоне от -55 до +125°C, то с поставленной целью может отлично справиться программируемый термометр и термостат DS1821.


Схема терморегулятора на специализированном температурном датчике. Этот термодатчик DS1821 можно дешево купить в АЛИ Экспресс (для заказа кликните на рисунок чуть выше)

Порог температуры включения и отключения термостата задается значениями TH и TL в памяти датчика, которые требуется запрограммировать в DS1821. В случае превышения температуры выше значения записанного в ячейку TH на выходе датчика появится уровень логической единицы. Для защиты от возможных помех, схема управления нагрузкой реализована так, что первый транзистор запирается в ту полуволну сетевого напряжения, когда оно равно нулю, подавая тем самым напряжение смещения на затвор второго полевого транзистора, который включает оптосимистор, а тот уже открывает смистор VS1 управляющий нагрузкой. В качестве нагрузки может быть любое устройство, например электродвигатель или обогреватель. Надежность запирания первого транзистора нужно настроить путем подбора нужного номинала резистора R5.

Датчик температуры DS1820 способен фиксировать температуру от -55 до 125 градусов и работать в режиме термостата.


Схема терморегулятора на датчике DS1820

Если температуры превысит верхний порог TH, то на выходе DS1820 будет логическая единица, нагрузка отключится сети. Если температура опустится ниже нижнего запрограммированного уровня TL то на выходе температурного датчика появится логический ноль и нагрузка будет включена. Если остались непонятные моменты, самодельная конструкция была позаимствована из №2 за 2006 год.

Сигнал с датчика проходит на прямой вывод компаратора на операционном усилителе CA3130. На инвертирующий вход этого же ОУ, поступает опорное напряжение с делителя. Переменным сопротивлением R4 задают требуемый температурный режим.


Схема терморегулятора на датчике LM35

Если на прямом входе потенциал ниже установленного на выводе 2, то на выходе компаратора будем иметь уровень, около 0,65 вольта, а если наоборот, то на выходе компаратора получим высокий уровень около 2,2 вольта. Сигнал с выхода ОУ через транзисторы управляет работой электромагнитного реле. При высоком уровне оно включается, а при низком выключается, коммутируя своими контактами нагрузку.

TL431 — это программируемый стабилитрон. Используется в роли источника опорного напряжения и источника питания для схем с малым потреблением. Требуемый уровень напряжения, на управляющем выводе микросборки TL431, задается с помощью делителя на резисторах Rl, R2 и терморезисторе с отрицательным ТКС R3.

Если на управляющем выводе TL431 напряжение выше 2,5В, микросхема пропускает ток и включает электромагнитное реле. Реле коммутирует управляющий вывод симистора и подключает нагрузку. С увеличением температуры, сопротивление термистора и потенциал на управляющем контакте TL431 снижается ниже 2,5В, реле отпускает свои фронтовые контакты и отключает обогреватель.

С помощью сопротивления R1 регулируем уровень нужной температуры, для включения обогревателя. Данная схема способна управлять нагревательным элементом до 1500 Вт. Реле подойдет РЭС55А с рабочим напряжением 10…12 В или его аналог.

Конструкция аналогового терморегулятора используется для поддержания заданной температуры внутри инкубатора, или в ящике на балконе для хранения овощей зимой. Питание организовано от автомобильного аккумулятора на 12 вольт.

Конструкция состоит из реле в случае падения температуры и отключает при повышении заложенного порога.


Температура, срабатывания реле термостата задается уровнем напряжения на контактах 5 и 6 микросхемы К561ЛЕ5, а температура отключения реле — потенциалом на выводах 1 и 21. Разницу температур контролируется падением напряжения на резисторе R3. В роли температурного датчика R4 используется терморезистор с отрицательным ТКС, т.е .

Конструкция небольшая и состоит всего из двух блоков- измерительного на базе компаратора на ОУ 554СА3 и коммутатора нагрузки до 1000 Вт построенного на регуляторе мощности КР1182ПМ1.

На третий прямой вход ОУ поступает постоянное напряжение с делителя напряжения состоящего из сопротивлений R3 и R4. На четвертый инверсный вход подается напряжение с другого делителя на сопротивлении R1 и терморезистор ММТ-4 R2.


Датчиком температуры является терморезистор находящейся в стеклянной колбе с песком, которую располагают в аквариуме. Главным узлом конструкции является м/с К554САЗ — компаратор напряжения.

От делителя напряжений в состав которого входит и терморезистор, управляющее напряжение идет на прямой вход компаратора. Другой вход компаратора используется для регулировки требуемой температуры. Из сопротивлений R3, R4, R5 выполнен делитель напряжения, который образуют чувствительный к изменениям температуры мост. При изменяется температуры воды в аквариуме, сопротивление терморезистора тоже меняется. Это создает дисбаланс напряжений на входах компаратора.

В зависимости от разности напряжений на входах будет изменяться выходное состояние компаратора. Нагреватель сделан так, что при снижении температуры воды терморегулятор аквариума автоматически запускался, а при повышении, наоборот выключался. Компаратор имеет два выхода, коллекторный и эмиттерный. Для управления полевым транзистором требуется положительное напряжение, поэтому, именно коллекторный выход компаратора подключен к плюсовой линии схемы. Управляющий сигнал получается с эмиттерного вывода. Сопротивления R6 и R7 являются выходной нагрузки компаратора.

Для включения и выключения нагревательного элемента в терморегуляторе использован полевой транзистор IRF840. Для разряда затвора транзистора присутствует диод VD1.

В схеме терморегулятора использован бестрансформаторный блок питания. Лишнее переменное напряжение уменьшается за счет реактивного сопротивления емкости С4.

Основа первой конструкции терморегулятора — микроконтроллер PIC16F84A с датчик температуры DS1621 обладающим интерфейс l2C. В момент включения питания, микроконтроллер сначала инициализирует внутренние регистры температурного датчика, а затем проводит его настройку. Терморегулятор на микроконтроллере во втором случае выполнен уже на PIC16F628 с датчиком DS1820 и управляет подключенной нагрузкой с помощью контактов реле.


Датчик температуры своими руками

Зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников от температуры, как нельзя лучше подходит для создания нашего самодельного датчика.

Поводом для сборки этой схемы послужила поломка терморегулятора в электрическом духовом шкафу на кухне. Поискав в интернете, особого изобилия вариантов на микроконтроллерах не нашел, конечно есть кое-что, но все в основном рассчитаны на работу с термодатчиком типа DS18B20, а он очень ограничен в температурном диапазоне верхних значений и для духовки не подходит. Задача ставилась измерять температуры до 300°C, поэтому выбор пал на термопары К-типа. Анализ схемных решений привел к паре вариантов.

Схема терморегулятора — первый вариант

Термостат собраный по этой схеме имеет заявленный предел верхней границы 999°C. Вот что получилось после его сборки:

Испытания показали, что сам по себе термостат работает достаточно надежно, но не понравилось в данном варианте отсутствие гибкой памяти. Пошивка микроконтроллера для обеих вариантов — в архиве .

Схема терморегулятора — второй вариант

Немного поразмыслив пришел к выводу, что возможно сюда присоединить тот же контроллер, что и на паяльной станции, но с небольшой доработкой. В процессе эксплуатации паяльной станции были выявлены незначительные неудобства: необходимость перевода таймеров в 0, и иногда проскакивает помеха которая переводит станцию в режим SLEEP . Учитывая то, что женщинам ни к чему запоминать алгоритм перевода таймера в режим 0 или 1 была повторена схема той же станции, но только канал фен. А небольшие доработки привели к устойчивой и «помехонекапризной» работе терморегулятора в части управления. При прошивке AtMega8 следует обратить внимание на новые фьюзы. На следующем фото показана термопара К-типа, которую удобно монтировать в духовке.

Работа регулятора температуры на макетной плате понравилась — приступил к окончательной сборке на печатной плате.

Закончил сборку, работа тоже стабильная, показания в сравнении с лабораторным градусником отличаются порядка на 1,5°C, что в принципе отлично. На печатной плате при настройке стоит выводной резистор, пока что не нашел в наличии SMD такого номинала.

Светодиод моделирует ТЭНы духовки. Единственное замечание: необходимость создания надежной общей земли, что в свою очередь сказывается на конечный результат измерений. В схеме необходим именно многооборотный подстроечный резистор, а во-вторых обратите внимание на R16, его возможно тоже необходимо будет подобрать, в моём случае стоит номинал 18 кОм. Итак, вот что имеем:

В процессе экспериментов с последним терморегулятором появились ещё незначительные доработки, качественно влияющие на конечный результат, смотрим на фото с надписью 543 — это означает датчик отключен или обрыв.

И наконец переходим от экспериментов до готовой конструкции терморегулятора. Внедрил схему в электроплиту и пригласил авторитетную комиссию принимать работу:) Единственное что жена забраковала — маленькие кнопки на управлении конвекцией, общее питание и обдув, но это решаемо со временем, а пока выглядит вот так.

Регулятор заданную температуру держит с точностью до 2-х градусов. Происходит это в момент нагрева, из-за инертности всей конструкции (ТЭНы остывают, внутренний каркас выравнивается температурно), в общем в работе схема мне очень понравилась, а потому рекомендуется для самостоятельного повторения. Автор — ГУБЕРНАТОР .

Обсудить статью СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Соблюдение температурного режима является очень важным технологическим условием не только на производстве, но и в повседневной жизни. Имея столь большое значение, этот параметр должен чем-то регулироваться и контролироваться. Производят огромное количество таких приборов, имеющих множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой куда выгоднее, нежели покупать готовый заводской аналог.

Создайте терморегулятор своими руками

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:


В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

  1. Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
  2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
  3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Принцип работы

Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему блока управления, решающего, что нужно сделать в конкретном случае.

Если делать термореле, то наиболее простой вариант будет иметь механическую схему управления. Здесь с помощью резистора устанавливается определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.

Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы с более широким диапазоном температур, придётся встраивать контроллер. Это же поможет увеличить срок эксплуатации прибора.

На данном видео вы можете посмотреть как самостоятельно изготовить терморегулятор для электрического отопления:

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.

Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор , регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:


Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1 , который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Необходимые материалы и инструменты

Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры не занимает много времени и сил. Но чтобы сделать термостат, необходимы минимальные знания в электронике, набор деталей согласно схеме и инструмент:

  1. Импульсный паяльник. Можно использовать и обычный, но с тонким жалом.
  2. Припой и флюс.
  3. Печатная плата.
  4. Кислота, чтобы вытравить дорожки.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

  1. Поддерживать комфортную температуру.
  2. Экономить энергоресурсы.
  3. Не привлекать к процессу человека.
  4. Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

Автономный обогрев частного дома позволяет выбирать индивидуальные температурные режимы, что очень комфортно и экономно для жильцов. Чтобы каждый раз не при смене погоды на улице не задавать другой режим в помещении, можно использовать терморегулятор или термореле для отопления, который можно установить и на радиаторы и на котёл.

Автоматическая регулировка тепла в помещении

Для чего это нужно

  • Самым распространённым на территории Российской Федерации является , на газовых котлах. Но такая, с позволения сказать, роскошь, доступна далеко не во всех районах и местностях. Причины тому самые банальные – отсутствие ТЭЦ или центральных котельных, а так же газовых магистралей поблизости.
  • Приходилось ли вам когда-либо побывать отдалённом от густонаселённых районов жилом доме, насосной или метеостанции в зимнюю пору, когда единственным средством сообщения являются сани с дизельным двигателем? В таких ситуациях очень часто устраивают отопление своими руками при помощи электричества.


  • Для небольших помещений, например, одна комната дежурного на насосной станции, достаточно – его хватит для самой суровой зимы, но для большей площади уже потребуется отопительный котёл и система радиаторов. Чтобы сохранить нужную температуру в котле, предлагаем вашему вниманию самодельное регулирующее устройство.

Температурный датчик

  • В этой конструкции не нужны терморезисторы или различные датчики типа ТСМ , здесь вместо них задействован биполярный обыкновенный транзистор. Как и всех полупроводниковых приборов, его работа в большой степени зависит от окружающей среды, точнее, от её температуры. С повышением температуры ток коллектора возрастает, а это негативно сказывается на работе усилительного каскада – рабочая точка смещается вплоть до искажения сигнала и транзистор попросту не реагирует на входной сигнал, то есть, перестает работать.

  • Диоды тоже относятся к полупроводникам , и повышение температуры отрицательно сказывается и на них. При t25⁰C «прозвонка» свободного кремниевого диода покажет 700мВ, а у перманентного – около 300мВ, но если температура повышается, то соответственно будет понижаться прямое напряжение прибора. Так, при повышении температуры на 1⁰C напряжение будет понижаться на 2мВ, то есть, -2мВ/1⁰C.


  • Такая зависимость полупроводниковых приборов позволяет использовать их в качестве температурных датчиков. На таком отрицательном каскадном свойстве с фиксированным базовым током и основана вся схема работы терморегулятора (схема на фото вверху).
  • Температурный датчик смонтирован на транзисторе VT1 типа КТ835Б , нагрузка каскада – резистор R1, а режим работы по постоянному току транзистора задают резисторы R2 и R3. Чтобы напряжение на транзисторном эмиттере при комнатной температуре было 6,8В, фиксированное смещение задаётся резистором R3.

Совет. По этой причине на схеме R 3 помечен знаком * и особой точности здесь добиваться не следует, только бы не было больших перепадов. Эти измерения можно провести относительно транзисторного коллектора, соединённым источником питания с общим приводом.

  • Транзистор p-n-p КТ835Б подобран специально, его коллектор соединяется с металлической корпусной пластинкой, имеющей отверстие для крепления полупроводника на радиатор. Именно за это отверстие прибор крепится к пластине, к которой ещё прикреплён подводной провод.
  • Собранный датчик крепиться к трубе отопления при помощи металлических хомутов , и конструкцию не нужно изолировать какой-либо прокладкой от трубы отопления. Дело в том, что коллектор соединён одним проводом с источником питания – это значительно упрощает весь датчик и делает контакт лучше.

Компаратор


  • Компаратор, смонтированный на операционный усилитель ОР1 типа К140УД608, задаёт температуру. На инвертируемый вход R5 подаётся напряжение с эмиттера VT1, а через R6 – на неинвертируемый вход поступает напряжение с движка R7.
  • Такое напряжение определяет температуру для отключения нагрузки. Верхний и нижний диапазон для установки порога на срабатывание компаратора задаются при помощи R8 и R9. Нужный постерезис срабатывания компаратора обеспечивает R4.

Управление нагрузкой

  • На VT2 и Rel1 сделано устройство управления нагрузкой и индикатор режима работы терморегулятора находится здесь же – красный цвет при нагреве, а зелёный – достижение необходимой температуры. Параллельно обмотке Rel1 включен диод VD1 для защиты VT2 от напряжения, вызванного самоиндукцией на катушке Rel1 при отключении.

Совет. На рисунке выше видно, что допустимая коммутация тока реле 16A, значит, допускает управление нагрузкой до 3кВт. Используйте прибор для мощности 2-2,5кВт, чтобы облегчить нагрузку.

Блок питания


  • Произвольная инструкция позволяет для настоящего терморегулятора в виду его небольшой мощности задействовать в качестве блока питания дешёвый китайский адаптер. Также можно самому собрать выпрямитель на 12В, с током потребления схемы не более 200мА. Для этой цели сгодится трансформатор мощностью до 5Вт и выходом от 15 до 17В.
  • Диодный мостик сделан на диодах 1N4007, а стабилизатор на напряжения на интегральном типа 7812. В виду небольшой мощности устанавливать стабилизатор на батарею не требуется.

Наладка терморегулятора


  • Для проверки датчика можно использовать самую обыкновенную настольную лампу с абажуром из металла. Как было отмечено выше, комнатная температура позволяет выдерживать напряжение на эмиттере VT1 около 6,8В, но если повысить её до 90⁰C, то напряжение упадёт до 5,99В. Для замеров можно использовать обычный китайский мультиметр с термопарой типа DT838.
  • Компаратор работает следующим образом: если напряжение термодатчика на инвертирующем входе выше напряжения на неинвертирущем, то на выходе оно будет равнозначным с напряжением источника питания – это будет логическая единица. Поэтому VT2 открывается и реле включается, перемещая релейные контакты в режим нагрева.
  • Температурный датчик VT1 греется по мере нагревания отопительного контура и с повышением температуры понижается напряжение на эмиттере. В тот момент, когда оно опускается немного ниже напряжения, которое задано на движке R7, получается логический ноль, что приводит к запиранию транзистора и отключению реле.
  • В это время напряжение на котёл не поступает и система начинает остывать, что также влечёт за собой остывание датчика VT1. Значит, напряжение на эмиттере повышается и как только оно переходит границу, установленную R7, реле запускается заново. Такой процесс будет повторяться постоянно.
  • Как вы понимаете, цена такого устройства невысока, зато позволяет выдерживать нужную температуру при любых погодных условиях. Это очень удобно в тех случаях, когда в помещении нет постоянных жителей, следящих за температурным режимом, или когда люди постоянно сменяют друг друга и к тому же заняты работой.

Работу газового или электрического котла можно оптимизировать, если задействовать внешнее управление агрегатом. Для этой цели предназначены выносные терморегуляторы, имеющиеся в продаже. Понять, что это за приборы и разобраться в их разновидностях поможет данная статья. Также в ней будет рассмотрен вопрос, как собрать термореле своими руками.

Назначение терморегуляторов

Любой электрический или газовый котел оборудован комплектом автоматики, отслеживающей нагрев теплоносителя на выходе из агрегата и отключающей основную горелку при достижении заданной температуры. Снабжены подобными средствами и твердотопливные котлы . Они позволяют поддерживать температуру воды в определенных пределах, но не более того.

При этом климатические условия в помещениях или на улице не учитываются. Это не слишком удобно, домовладельцу приходится постоянно подбирать подходящий режим работы котла самостоятельно. Погода может изменяться в течении дня, тогда в комнатах становится жарко либо прохладно. Было бы гораздо удобнее, если автоматика котла ориентировалась на температуру воздуха в помещениях.

Чтобы управлять работой котлав зависимости от фактической температуры, используются различные термореле для отопления. Будучи подключенным к электронике котла, такое реле отключает и запускает нагрев, поддерживая необходимую температуру воздуха, а не теплоносителя.

Виды термореле

Обычный терморегулятор представляют собой небольшой электронный блок, устанавливаемый на стене в подходящем месте и присоединенный к источнику тепла проводами. На передней панели есть только регулятор температуры, это самая дешевая разновидность прибора.


Кроме нее, существуют и другие виды термореле:

  • программируемые: ммеют жидкокристаллический дисплей, подключаются с помощью проводов либо используют беспроводную связь с котлом. Программа позволяет задать изменение температуры в определенные часы суток и по дням в течение недели;
  • такой же прибор, только снабженный модулем GSM;
  • автономный регулятор с питанием от собственной батареи;
  • беспроводное термореле с выносным датчиком для управления процессом нагрева в зависимости от температуры окружающей среды.

Примечание. Модель, где датчик расположен снаружи здания, обеспечивает погодозависимое регулирование работой котельной установки. Способ считается наиболее эффективным, так как источник тепла реагирует на изменение погодных условий еще до того, как они повлияют на температуру внутри здания.

Многофункциональные термореле, которые можно программировать, существенно экономят энергоносители. В те часы суток, когда дома никого нет, поддерживать высокую температуру в комнатах нет смысла. Зная рабочее расписание своей семьи, домовладелец всегда может запрограммировать реле температуры так, чтобы в определенные часы температура воздуха снижалась, а за час до прихода людей включался нагрев.


Бытовые терморегуляторы, укомплектованные GSM – модулем, способны обеспечить дистанционное управление котельной установкой посредством сотовой связи. Бюджетный вариант – отправка уведомлений и команд в виде SMS – сообщений с мобильного телефона. Продвинутые версии приборов имеют собственные приложения, устанавливаемые на смартфон.

Как собрать термореле самостоятельно?

Приборы для регулирования отопления, имеющиеся в продаже, достаточно надежны и нареканий не вызывают. Но при этом они стоят денег, а это не устраивает тех домовладельцев, кто хоть немного разбирается в электротехнике или электронике. Ведь понимая, как должно функционировать такое термореле, можно собрать и подключить его к теплогенератору своими руками.

Конечно, сделать сложный программируемый прибор под силу далеко не каждому. Кроме того, для сборки подобной модели необходимо закупить комплектующие, тот же микроконтроллер, цифровой дисплей и прочие детали. Если вы в этом деле человек новый и разбираетесь в вопросе поверхностно, то стоит начать с какой-нибудь простой схемы, собрать и запустить ее в работу. Достигнув положительного результата, можно замахнуться на что-то более серьезное.


Для начала надо иметь представление, из каких элементов должно состоять термореле с регулировкой температуры. Ответ на вопрос дает принципиальная схема, представленная выше и отражающая алгоритм действия прибора. Согласно схеме, любой терморегулятор должен иметь элемент, измеряющий температуру и отправляющий электрический импульс в блок обработки. Задача последнего – усилить либо преобразовать этот сигнал таким образом, чтобы он послужил командой исполнительному элементу – реле. Дальше мы представим 2 простые схемы и поясним их работу в соответствии с этим алгоритмом, не прибегая к специфическим терминам.

Схема со стабилитроном

Стабилитрон – это тот же полупроводниковый диод, пропускающий ток лишь в одну сторону. Отличие от диода заключается в том, что у стабилитрона имеется управляющий контакт. Пока к нему подводится установленное напряжение, элемент открыт и ток идет по цепи. Когда его величина становится ниже предельной, цепь разрывается. Первый вариант – это схема термореле, где стабилитрон играет роль логического управляющего блока:


Как видите, схема разделена на две части. С левой стороны изображена часть, предшествующая управляющим контактам реле (обозначение К1). Здесь измерительным блоком является термический резистор (R4), его сопротивление уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Ручной регулятор температуры – это переменный резистор R1, питание схемы – напряжение 12 В. В обычном режиме на управляющем контакте стабилитрона присутствует напряжение более 2.5 В, цепь замкнута, реле включено.

Совет. Блоком питания 12 В может служить любой прибор из недорогих, имеющихся в продаже. Реле – герконовое марки РЭС55А или РЭС47, термический резистор – КМТ, ММТ или им подобный.

Как только температура возрастет выше установленного предела, сопротивление R4 упадет, напряжение станет меньше, чем 2.5 В, стабилитрон разорвет цепь. Следом то же самое сделает и реле, отключив силовую часть, чья схема показана справа. Тут простое термореле для котла снабжено симистором D2, что вместе с замыкающими контактами реле служит исполнительным блоком. Через него проходит напряжение питания котла 220 В.

Схема с логической микросхемой

Эта схема отличается от предыдущей тем, что вместо стабилитрона в ней задействована логическая микросхема К561ЛА7. Датчиком температуры по-прежнему служит терморезистор (обозначение – VDR1), только теперь решение о замыкании цепи принимает логический блок микросхемы. Кстати, марка К561ЛА7 производится еще с советских времен и стоит сущие копейки.


Для промежуточного усиления импульсов задействован транзистор КТ315, с той же целью в конечном каскаде установлен второй транзистор – КТ815. Данная схема соответствует левой части предыдущей, силовой блок здесь не показан. Как нетрудно догадаться, он может быть аналогичным – с симистором КУ208Г. Работа такого самодельного термореле проверена на котлах ARISTON, BAXI, Дон.

Заключение

Самостоятельно подключить термореле к котлу – дело несложное, на эту тему в интернете имеется масса материалов. А вот изготовить его своими руками с нуля не так и просто, кроме того, нужен измеритель напряжения и тока, чтобы произвести настройку. Покупать готовое изделие или браться за его изготовление самому – решение принимать вам.

Представляю электронную разработку — самодельный терморегулятор для электрического отопления. Температура для системы отопления, устанавливается автоматически исходя из изменения уличной температуры. Терморегулятору не нужно в ручную, вносить и менять показания для поддержания температуры в отопительной системе.

В теплосети, есть подобные приборы. Для них четко прописаны соотношение средне суточной температур и диаметра стояка отопления. На основании этих данных, задается температура для системы отопления. Данную таблицу теплосети взял за основу. Конечно, некоторые факторы мне неизвестны, здание может оказаться к примеру, не утепленным. Теплопотери такого здания будут большими, нагрева может оказаться недостаточным для нормального отопления помещений. В терморегуляторе есть возможность вносить корректировки для табличных данных. (дополнительно можно прочитать материале по этой ссылке).

Я планировал показать видео в работе терморегулятора, с эклектическим котлом (25Кв), подключенным в систему отопления. Но как оказалось, здание, для которого все это делалось, долгое время было не жилое, при проверке, отопительная система практически вся пришла в негодность. Когда все восстановят, не известно, возможно это будет и не в этом году. Так как в реальных условиях я не могу настраивать терморегулятор и наблюдать динамику изменяя температурных процессов, как в отоплении, так и на улице, то я пошел другим путем. Для этих целей соорудил макет отопительной системы.


Роль электрокотла, выполняет стеклянная пол литровая банка, роль нагревательного элемента для воды- пятьсот ватный кипятильник. Но при таком объема воды, данной мощности было в избытке. Поэтому кипятильник подключил через диод, понизив мощность нагревателя.

Соединенные последовательно, два алюминиевых проточных радиатора, выполняют отбор тепла из отопительной системы, образуя подобие батареи. При помощи кулера создаю динамику остывания отопительной системы, так как программа в терморегуляторе отслеживает скорость нарастание и спад температуры в отопительной системе. На обратке, расположен цифровой датчик температуры T1, на основании показаний которого поддерживается заданная температура в отопительной системе.

Чтобы система отопления начала работать, нужно чтобы датчик T2 (уличный) зафиксировал понижение температуры, ниже +10С. Для имитации изменения уличной температуры, сконструировал мини холодильник на элементе пельтье.

Описывать работу всей самодельной установки нет смысла, все заснял на видео.


Некоторые моменты о сборке электронного устройства:

Электроника терморегулятора, размещается на двух печатных платах, для просмотра и распечатки понадобится программа SprintLaut, не ниже версии 6.0. Терморегулятор для отопления крепится на дин рейку, благодаря корпусу серии Z101, но нечто не мешает расположить всю электронику в другой корпус подходящий по размерам, главное чтобы вас устраивало. В корпусе Z101 не предусмотрено окно для индикатора, так что придется самостоятельно разметить и вырезать. Номиналы радиодеталей указаны на схеме, кроме клеммников. Для подключения проводов я применил клеммники серии WJ950-9.5-02P (9шт.) но их можно заменить на другие, при выборе учитывайте чтобы шаг между ножками совпадал, также высота клеммника не мешала закрываться корпусу. В терморегуляторе применяется микроконтроллер, который нужно запрограммировать, конечно, прошивку я также предоставляю в свободном доступе (возможно в процессе работы придется дорабатывать). Прошивая микроконтроллер, установите работу внутреннего тактового генератора микроконтроллера на 8Мгц.

Простой электронный терморегулятор своими руками. Предлагаю способ изготовления самодельного терморегулятора для поддержания комфортной температуры в помещении в холодное время. Термостат позволяет коммутировать мощность до 3,6 кВт. Самая важная часть любой радиолюбительской конструкции это корпус. Красивый и надежный корпус позволит обеспечить длительную жизнь любому самодельному устройству. В показанном ниже варианте терморегулятора применен удобный малогабаритный корпус и вся силовая электроника от продаваемого в магазинах электронного таймера. Самодельная электронная часть построена на микросхеме компараторе LM311.

Описание работы схемы

Датчиком температуры является терморезистор R1 номиналом 150к типа ММТ-1. Датчик R1 вместе с резисторами R2,R3,R4 и R5 образуют измерительный мост. Конденсаторы С1-С3 установлены для подавления помех. Переменный резистор R3 осуществляет балансировку моста, то есть задает температуру.

Если температура термодатчика R1 снизится ниже заданной, то его сопротивление повысится. Напряжение на входе 2 микросхемы LM311 станет больше чем на входе 3. Компаратор сработает и на его выходе 4 установится высокий уровень, поданное напряжение на электронную схему таймера через светодиод HL1 приведет к срабатываю реле и включению устройства обогрева. Одновременно загорится светодиод HL1, показывая включение нагрева. Сопротивление R6 создает отрицательную обратную связь между выходом 7 и входом 2 . Это позволяет установить гистерезис, то есть нагрев включается при температуре меньшей, чем выключается.Питание на плату подается от электронной схемы таймера. Резистор R1 помещаемый снанужи требует тщательной изоляции, так как питание терморегулятора безтрансформаторное и не имеет гальванической развязки от сети, то есть опасное сетевое напряжение присутствует на элементах устройства . Порядок изготовления терморегулятора и как осуществлена изоляция терморезистора показано ниже.

Как сделать терморегулятор своими руками

1. Вскрывается донор корпуса и силовой схемы — электронный таймер CDT-1G. На сером трехжильном шлейфе установлен микроконтроллер таймера. Отпаиваем шлейф от платы. Отверстия для проводов шлейфа имеют маркировку (+) — питание +5 Вольт, (О) — подача управляющего сигнала, (-) — минус питания. Коммутировать нагрузку будет электромагнитное реле.

2. Так как питание схемы от силового блока не имеет гальванической развязки от сети, то все работы по проверки и настройке схемы проводим от безопасного источника питания 5 вольт. Сначала на стенде проверяем работоспособность элементов схемы.

3. После проверки элементов схемы конструкция собирается на плате. Плата для устройства не разрабатывалась и собрана на куске макетной платы. После сборки также проводится проверка работоспособности на стенде.

4. Термодатчик R1 установлен снаружи на боковой поверхности корпуса блок- розетки, проводники изолированы термоусадочной трубкой. Для недопущения контакта с датчиком, но и сохранения доступа наружного воздуха к датчику сверху установлена защитная трубка. Трубка изготовлена из средней части шариковой авторучки. В трубке вырезано отверстие для установки на датчик. Трубка приклеена к корпусу.

5. Переменный резистор R3 установлен на верхней крышке корпуса, там же сделано отверстие для светодиода. Корпус резистора полезно для безопасности покрыть слоем изоленты.

6. Ручка регулировки для резистора R3 самодельная и изготовлена своими руками из старой зубной щетки подходящей формы:).

Терморегулятор своими руками: схема, видео, фото

Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью такого типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы делителя напряжения, а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки.  Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Также дополнительно рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если же у вас все еще остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

Будет интересно прочитать:

Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35

Для изготовления этого простого цифрового термометра необходим температурный датчик LM35, цифровой вольтметр (любой недорогой китайский цифровой мультиметр), два маломощных диода, один резистор и несколько батареек (либо элемент типа «Крона»). Из этих компонентов можно быстро собрать простой цифровой многофункциональный термометр с диапазоном температур от -40 до +150 градусов Цельсия. Для измерения только положительных температур диоды и резистор не нужны.

Точность измерения температуры 0,1 градуса Цельсия, т.е. термодатчик для многих применений можно назвать прецизионным. Для этого универсального цифрового термометра использованы полупроводниковые датчики температуры LM35DZ/NOPB для температуры от 0 до +100°C и LM35CZ/NOPB для температуры от -40 до +110°С в корпусах TO-92. В datasheets некоторых производителей LM35 указана верхняя измеряемая температура +150 градусов Цельсия.

Термометр для измерения положительных температур

Такой электронный измеритель температуры можно быстро сделать своими руками. Достаточно подключить Крону (или три пальчиковые батарейки, соединенные последовательно) к датчику, а датчик к вольтметру, как показано на рисунке – и термометр готов. Датчик потребляет от источника питания ток не более 10 мкА, поэтому батарейку можно не отключать длительное время.

Схема подключения LM35 для измерения плюсовой температуры и «распиновка» датчика

Диапазон использования такого цифрового датчика очень широк:
— термометр комнатный
— термометр уличный
— термометр для воды и других жидкостей
— термометр для инкубатора
— термометр для бани и сауны
— термометр для аквариума
-термометр для холодильника
— термометр для автомобиля
— цифровой многоканальный термометр и т.д.

Термометр уличный электронный

Схема цифрового термометра для измерения температуры от минус 40 до плюс 110 градусов Цельсия с однополярным источником питания. Диоды маломощные кремниевые – КД509, КД521 и т.д. Диапазон измерения тестера надо устанавливать на 2 вольта (2000 мВ), последняя цифра будет показывать десятые доли градуса, ее следует отделить точкой.

Для воды и других жидкостей датчик термометра следует сделать герметичным, для этого его можно залить силиконовым герметиком, либо поместить в медную трубку с внутренним диаметром 6 мм со сплющенным и запаянным концом. Запаянный конец трубки надо заполнить термопастой. Затем припаять к датчику провода, изолировать контакты и вставить датчик в трубку – протолкнуть до упора, чтобы он находился в теплопроводящей пасте. Таким образом получаем щуп-термометр. Если инерционность термометра не является критичной, датчик можно вставить в пластиковую трубку и загерметизировать ее концы.

Схема электронного термометра с двумя датчиками

Термометр легко сделать многоканальным. Для этого можно использовать как механические, так и электронные аналоговые переключатели. Ниже, для примера приведена схема двухканального термометра для плюсовых температур с использованием «перекидного» тумблера.

Этот прибор показывает уличную температуру, датчик висит за закрытой форточкой. Время на сборку заняло 30-40 минут.

Так выглядит прибор сзади. Собран градусник по схеме с одним источником питания, двумя диодами и резистором. Поскольку отрицательное смещение на диодах составляет порядка 2-х вольт, а минимальное напряжение питания датчика 4 вольта, в качестве БП использованы спаянные последовательно 5 батареек ААА. Датчики припаяны к неэкранированным проводам длиной 2,5 метра.

На этом фото показаны два термометра. Датчик первого размещен в холодильной камере, а второго — в морозильной камере этого же холодильника. Точка на индикаторе мультиметра нарисована черным маркером.

Измерил температуру своего тела – полный порядок. Подключил точно такой же другой прибор (без точки на индикаторе) к этому же датчику и огорчился, прибор «врет» в большую сторону на 0,2 градуса. В кипящей воде не пробовал: не готовы герметичные щупы. Перед замерами батарейки в обоих приборах заменил на одинаковые новые.

На основе этого термодатчика можно сделать простой регулятор температуры, добавив компаратор с регулируемым или фиксированным порогом срабатывания и силовой ключ (оптосимистор, реле …), который будет включать нагреватель. Для построения термостата (инкубатора, например) такая схема не пойдет, LM35 необходимо подключать к устройству с функцией ПИД-регулятора, например, ТРМ210.

  • Напряжение на светодиоде
  • Схема светодиодной лампы на 220в
  • Лампа ЭРА А65 13Вт
  • Как паять светодиодную ленту
  • Светодиодная лента на 220 в
  • Простое зарядное устройство
  • Разрядное устройство для автомобильного аккумулятора
  • Схема драйвера светодиодов на 220
  • Подсветка для кухни из ленты
  • Подсветка рабочей зоны кухни
  • LED лампа Selecta g9 220v 5w
  • Светодиодная лампа ASD LED-A60
  • Общедомовой учет тепла
  • Схема диодной лампы 5 Вт 220в
  • Лучшие учебники с руководствами по тепловизионным камерам «Сделай сам» — блог инфракрасных камер

    Самостоятельное создание тепловизора сегодня не является сложной задачей. Все компоненты, которые вам понадобятся для сборки камеры, широко доступны в Интернете. Результатом ваших усилий может стать инфракрасная камера, которая по всем параметрам от температурной чувствительности до точности измерения превосходит системы от 60 лет, которые стоят сотни тысяч долларов.

    Это, конечно, связано с тем, что полностью изменилась компонентная база, от блока дисплея к датчику.

    Многие решения уже доступны в Интернете. Я взялся за работу и нахожу самые интересные .

    № 1: diy-thermocam.net с FLIR Lepton

    • Веб-сайт : www.diy-thermocam.net
    • Датчик : FLIR Lepton2.x ( 80 x 60 ) и FLIR Lepton3.x (160 x 120 )
    • Доска : нестандартная

    DIY-Thermocam — это недорогой самодельный тепловизор , основанный на популярном матричном длинноволновом инфракрасном датчике FLIR Lepton . Все , от программного обеспечения до оборудования , полностью с открытым исходным кодом в этом проекте. Также доступна научная статья , дающая обзор всего проекта и его возможностей .

    DIY-Thermocam работает с датчиками FLIR Lepton2.x ( 80 x 60 ) и FLIR Lepton3.x ( 160 x 120 ) LWIR, включая радиометрические версии .Версия оборудования автоматически определяется микропрограммой при запуске. Для хранения данных используется карта памяти SanDisk 8GB microSD .

    Приложив небольшие усилия, можно создать инфракрасную камеру, которая по параметрам будет аналогична коммерческой инфракрасной камере FLIR C5.

    No. 2: Тепловизор своими руками на базе Raspberry Pi

    Простой тепловизор на основе термодатчика очень низкого разрешения и легкодоступной и доступной платы Raspberry Pi.

    Самодельная тепловизионная камера на основе Rasbery PI

    Все, что мне нужно было сделать, это вставить плату в порт Raspberry. Плата имеет встроенный преобразователь 5В-3В, поэтому чувствительные выходы Rx и Tx Pi не подвергаются опасности.

    No. 3: Простая тепловизионная камера на базе Arduino

    ИК-датчик тепловизора : Adafruit AMG8833 прорыв оснащен ИК-датчиком тепловизора от Panasonic. В нем используется матрица инфракрасных термодатчиков 8 × 8. Датчики тепловизора AMG8833 проще найти и использовать с Arduino с библиотекой Adafruit и демонстрационным кодом.

    Маленький 2,4-дюймовый TFT-дисплей, аккумулятор на 500 мАч и Feather HUZZAh42. В этом проекте также использовался демонстрационный код, включенный в библиотеку Adafruit AMG8833 для Arduino.

    Простой тепловизор с разрешением 8х8 пикселей.

    №4: Тепловизор на базе термобатареи

    Это очень интересный проект, поскольку он показывает, как создавались тепловизоры в прошлом, то есть в то время, когда датчики FPA еще не существовали.

    Эта тепловизионная камера , ИК-пистолет считывает температуру каждого пикселя и отправляет ее в Arduino, затем Arduino отправляет эти данные на ПК, и каждый пиксель заполняется некоторым цветом в соответствии с температурой этого пикселя для рисования. Тепловизионное изображение объекта.ИК-пушка привязана к сервоприводам панорамирования / наклона пластиковыми кабельными стяжками, так что инфракрасная пушка может сканировать «область» с помощью сервоприводов.

    Тепловизионная камера на базе термобатареи

    № 5: Используйте тепловизор FLIR TAU2 для создания тепловизионной камеры DIY

    FLIR TAU2 — это не настоящая тепловизионная камера, это то, что мы называем тепловым ядром. Он не позволяет сохранять отсканированные данные, передавать данные на компьютер, устанавливать параметры измерения (такие как коэффициент излучения или видимая отраженная температура) и т. Д.Но возможно сделать тепловизор из FLIR TAU2 с помощью адаптеров GigE или USB от компании Workswell. Программное обеспечение, совместимое с этими модулями, — это Workswell CorePlayer. Конечно, это неплохое решение, но оно намного дороже любого из вышеперечисленных. С другой стороны, получается действительно хорошая тепловизионная камера с высоким разрешением (640 × 512 или 336 × 256 пикселей).

    Самая высокая стоимость системы — это, конечно, термоядер FLIR TAU2. Все, что лучше FLIR Lepton, действительно довольно дорого :(.

    Изготовление тепловизора своими руками на базе Raspberry Pi / Habr

    Всем привет!

    Пришла зима, и мне пришлось проверить теплоизоляцию своей загородной дачи . И только что выяснилось, что на известном китайском рынке начали продавать дешевые модули тепловизоров. Поэтому я решил собрать его своими руками и соорудить довольно экзотическую и полезную вещь — тепловой козырек для дома. Почему нет? Тем более, что у меня все равно валялся Raspberry Pi… Результат ниже.

    MLX

    . Что это?

    Это матрица тепловизионной камеры со встроенным микроконтроллером производства неизвестной (мне) компании Melexis. Матрица 32х24 точки, это немного, но после интерполяции достаточно, чтобы заметить общие тенденции.

    Датчик поставляется в двух версиях, единственная разница заключается в корпусе и поле зрения камеры. Более приземленная модель А наблюдает за миром под углом 110 градусов по горизонтали и 75 по вертикали. В модели B их 55 и 37.5 градусов соответственно. Корпус имеет четыре выхода — два для питания и два для разговора с контроллером через I2C. Техническое описание можно найти здесь.

    Что же такое GY-MCU

    ?

    Наши китайские товарищи также поставляют микросхему MLX с другим микроконтроллером на борту (STM32F103), вероятно, для облегчения управления матрицей. Весь блок называется GY-MCU, и в декабре 2018 года он обошелся мне примерно в 5000 рублей (примерно 80 долларов). Выглядит это так:

    Как мы видим, есть также две версии этой модели с разными датчиками.

    Какой из них подойдет лучше всего? К сожалению, я задал себе этот вопрос только после того, как модуль был заказан, отправлен и получен.При выборе не задумывалась.

    Версия с более широким углом обзора лучше всего подходит для автономных роботов или систем видеонаблюдения (поскольку ее поле зрения лучше). В таблице данных указано, что он менее шумный и более точный.

    Но для визуализации я бы порекомендовал более «зоркую» модель B по одной очень важной причине. Его можно повернуть на месте (вручную или с помощью привода), чтобы сделать комбинированные изображения более детальными, чем его разрешение 32×24. Но у меня его нет, поэтому позже я буду говорить о более широкоугольной модели A.

    Подключение к Raspberry Pi

    Мы можем управлять тепловизором двумя способами:

    • Замкнуть контакты «SET» на плате и использовать протокол I2C для непосредственного управления микроконтроллером MLX
    • Оставьте контакты в покое и используйте контроллер STM32F103 через RS-232 или аналогичный интерфейс.

    Если вы пишете код на C ++, вам, вероятно, лучше не обращать внимания на дополнительный контроллер, закоротить контакты и использовать API производителя, найденный здесь

    здесь

    .

    Скромные питонисты также могут использовать первый вариант. Кажется, есть пара библиотек Python (здесь и здесь), но ни одна из них не работает для меня из коробки.

    Продвинутые питонисты теоретически могли бы написать собственный драйвер контроллера. В таблице данных объясняется, как извлечь из него фрейм. Но вам придется описывать все процедуры калибровки вручную, что я считаю чрезмерно сложным. Поэтому я использовал вариант 2. Он оказался немного запутанным, но все же управляемым.

    Благодаря китайской изобретательности (или удаче) конфигурация вывода на плате оказалась очень удобной:

    Все, что мне нужно было сделать, это вставить плату в порт Raspberry.Плата имеет встроенный преобразователь 5В-3В, поэтому чувствительные выходы Rx и Tx Pi не подвергаются опасности.

    Я бы также добавил, что вы можете подключить его аналогичным образом при использовании варианта 1, но вам придется быть предельно осторожным и опытным в пайке. Плата должна быть установлена ​​с другой стороны Pi (пример на фото заголовка).

    Программное обеспечение

    Знаменитый китайский рынок предлагает это великолепное программное обеспечение для доступа к GY-MCU:

    . Очевидно, также должно быть какое-то описание протокола связи, используемого для доступа к микроконтроллеру, и после короткого разговора с продавцом (большое уважение к нему), я сказал протокол в свои руки.В формате PDF и на чистом, дистиллированном китайском языке.

    Благодаря Google Translate и хорошей дозе копирования, примерно через 90 минут протокол был декодирован. Я загрузил его на GitHub. Оказалось, что плата понимает 6 основных команд, в том числе одну для запроса текущего кадра через COM-порт.

    Каждый пиксель матрицы, по сути, является показателем температуры объекта. Значение температуры в градусах Цельсия, умноженное на 100 (2-байтовое число). Есть даже специальный режим, когда плата автоматически отправляет кадры на Pi 4 раза в секунду.

    Полный скрипт для получения тепловизионных изображений:
      "" "Лицензия MIT
    
    Авторские права (c) 2019
    
    Разрешение предоставляется бесплатно любому лицу, получившему копию.
    этого программного обеспечения и связанных файлов документации («Программное обеспечение») для работы с
    в Программном обеспечении без ограничений, включая, помимо прочего, права
    использовать, копировать, изменять, объединять, публиковать, распространять, сублицензировать и / или продавать
    копий Программного обеспечения и разрешить лицам, которым Программное обеспечение
    предоставлены для этого при соблюдении следующих условий:
    
    Вышеупомянутое уведомление об авторских правах и это уведомление о разрешении должны быть включены во все
    копии или существенные части Программного обеспечения.ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ЯВНЫХ.
    ПОДРАЗУМЕВАЕМЫЕ, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧЕННАЯ, ГАРАНТИИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ,
    ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ЦЕЛИ И ЗАЩИТА ОТ ПРАВ. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ
    АВТОРЫ ИЛИ ДЕРЖАТЕЛИ АВТОРСКИХ ПРАВ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ЛЮБЫЕ ПРЕТЕНЗИИ, УБЫТКИ ИЛИ ДРУГИЕ
    ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, ВЫЯВЛЯЮЩАЯСЯ ЛИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДОГОВОРА, ПРАКТИКИ ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ,
    БЕЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЛИ В СВЯЗИ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ, ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЛИ ДРУГИМИ ДЕЛАМИ
    ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ."""
    
    импортный серийник, время
    импортировать дату и время как dt
    импортировать numpy как np
    импорт cv2
    
    # функция для получения коэффициента излучения от MCU
    def get_emisstivity ():
    сер.написать (serial.to_bytes ([0xA5,0x55,0x01,0xFB]))
    читать = ser.read (4)
    вернуться читать [2] / 100
    
    # функция для получения температуры от MCU (градусы Цельсия x 100)
    def get_temp_array (d):
    
    # получение температуры окружающей среды
    T_a = (int (d [1540]) + int (d [1541]) * 256) / 100
    
    # получение необработанного массива температуры пикселей
    raw_data = d [4: 1540]
    T_array = np.frombuffer (raw_data, dtype = np.int16)
    
    вернуть T_a, T_array
    
    # функция для преобразования температуры в пиксели на изображении
    def td_to_image (f):
    norm = np.uint8 ((f / 100 - Tmin) * 255 / (Tmax-Tmin))
    норма.shape = (24,32)
    норма возврата
    
    ########################## Главный цикл #################### ############
    # Диапазон цветовой карты
    Tmax = 40
    Тмин = 20
    
    print ('Настройка последовательного порта')
    ser = serial.Serial ('/ dev / serial0')
    ser.baudrate = 115200
    
    # установить частоту модуля на 4 Гц
    ser.write (serial.to_bytes ([0xA5,0x25,0x01,0xCB]))
    time.sleep (0,1)
    
    # Запуск автоматического сбора данных
    ser.write (serial.to_bytes ([0xA5,0x35,0x02,0xDC]))
    t0 = время. время ()
    
    пытаться:
    в то время как True:
    # ждем фрейма данных
    data = ser.read (1544)
    
    # Данные готовы, давайте разберемся!
    Ta, temp_array = get_temp_array (данные)
    ta_img = td_to_image (temp_array)
    
    # Обработка изображений
    img = cv2.applyColorMap (ta_img, cv2.COLORMAP_JET)
    img = cv2.resize (img, (320,240), интерполяция = cv2.INTER_CUBIC)
    img = cv2.flip (img, 1)
    
    text = 'Tmin = {: +. 1f} Tmax = {: +. 1f} FPS = {: .2f}'. format (temp_array.min () / 100, temp_array.max () / 100, 1 / (time .time () - t0))
    cv2.putText (img, текст, (5, 15), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.45, (0, 0, 0), 1)
    cv2.imshow ('Вывод', img)
    
    # если нажата 's' - сохранение картинки
    ключ = cv2.waitKey (1) & 0xFF
    если ключ == ord ("s"):
    fname = 'pic_' + dt.datetime.now (). strftime ('% Y-% m-% d_% H-% M-% S') + '.jpg'
    cv2.imwrite (имя файла, img)
    print ('Сохранение изображения', имя_файлы)
    
    t0 = время. время ()
    
    кроме KeyboardInterrupt:
    # завершить цикл
    ser.write (serial.to_bytes ([0xA5,0x35,0x01,0xDB]))
    ser.close ()
    cv2.destroyAllWindows ()
    print ('Остановлен')
    
    # на всякий случай
    ser.close ()
    cv2.destroyAllWindows ()  


    Результаты

    Скрипт опрашивает тепловую матрицу и выводит кадры на консоль подключенного монитора 4 раза в секунду, чего достаточно, чтобы не испытывать слишком большого дискомфорта.Для визуализации используется пакет OpenCV. Когда вы нажимаете S, тепловые карты с камеры загружаются в виде файлов JPG в папку сценария.

    Для лучшей видимости я также заставил приложение отображать минимальную и максимальную температуру в кадре. Таким образом, глядя на тепловую карту, мы можем оценить температуру самых холодных и самых горячих объектов (в пределах одного градуса, обычно на более высокой стороне) в диапазоне 20-40 градусов. Ctrl + C закрывает скрипт.

    Скрипт работает одинаково на Raspberry Pi Zero W и Pi 3 B +.Я установил сервер VNC на свой смартфон, поэтому, имея Pi, подключенный к блоку питания со смартфоном с поддержкой VNC, мы можем получить карманную тепловизионную камеру, которая сохраняет изображения. Может быть, это не слишком удобно, но работает.

    После первой загрузки максимальная температура может отображаться некорректно, и в этом случае просто перезагрузка скрипта должна выполнить свою работу.

    На сегодня все. Эксперимент можно было считать успешным. Вы определенно можете сделать тепловое сканирование дома с помощью этого устройства.Если кто-то может придумать для этого другие варианты использования, напишите, пожалуйста, в комментариях.

    Удачной рабочей недели и до скорых встреч!

    UPD: Меня в комментариях просили сделать снимок дома снаружи. Вот. Снимки получились не очень информативными из-за меньшей контрастности температур. Две верхние фотографии представляют собой весь дом с двух сторон. Две нижние фотографии — разные окна.

    Единственное изменение, которое я внес в код, это диапазон температур: от +20… + 40 до -10… + 5.

    Эта тепловизионная камера своими руками построена на базе Raspberry Pi и модуля камеры за 60 долларов

    Raspberry Pi — замечательная вещь, и мы видели много интересных фото- и видеопроектов, основанных на ней. Но благодаря модулю тепловизора MLX вы можете превратить Pi в полноценную тепловизионную камеру с программным обеспечением, которое вы можете настроить в соответствии со своими потребностями. Именно это и сделал Том Шаффнер.

    Он построил тепловизионную камеру, используя этот модуль и Raspberry Pi, и даже написал для нее собственное программное обеспечение.К счастью, Том сделал программное обеспечение полностью открытым и разместил код на GitHub, чтобы вы могли попробовать создать свое собственное программное обеспечение и даже адаптировать его под свои нужды.

    При общей цене чуть более 100 долларов это может показаться немного большим по сравнению с некоторыми проектами, сделанными своими руками, но все же это намного дешевле, чем пойти и купить коммерческую тепловизионную камеру — стоимость которой варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов. Разрешение этого модуля не очень высокое, всего 24 x 32 пикселя, но разрешение тепловизионных камер редко бывает очень высоким, часто накладывая изображение поверх снимка в видимом свете, чтобы указать детали.Но с некоторой интерполяцией вы увидите все детали, которые вам обычно нужны.

    Горячая и холодная вода в раковине на тепловизоре Тома

    Сам модуль камеры стоит около 60 долларов (когда он есть в наличии), а с чем-то вроде Pi 3B +, небольшой картой microSD и источником питания, это принесет вам около 100 долларов (или чуть больше). А если у вас уже валяется старый Пи, который ничего не делает, теперь вы можете дать ему цель в жизни! Вы также можете разориться и использовать Raspberry Pi 4, если хотите, предлагая больше вычислительной мощности и оперативной памяти, чтобы ускорить процесс и предложить вашей системе больше возможностей по сравнению с Pi 3B +, но Том говорит, что он должен нормально работать даже на Pi 3 с небольшим регулировка (конечно, 5Ghz WiFi на Pi 3 нет).

    Очень крутой проект. Заставляет меня пожалеть, что мне действительно нужна тепловизионная камера!

    Вся документация по созданию собственного ПО, установке программного обеспечения и запуску всего этого находится на Github Тома (код здесь). У него также есть куча картинок и анимаций, показывающих, какие результаты вы можете получить с его помощью.

    [через Raspberry Pi]

    Сделай сам термокамеру — Марка:

    Фото любезно предоставлено Максом Риттером. Прочтите статьи из журнала прямо здесь: Марка: .Еще нет подписки? Получите сегодня.

    Основная идея моего недорогого тепловизора началась с моего урока физики в 2010 году. Наш учитель купил одноточечный инфракрасный термометр, также называемый пирометром, и спросил, не хочет ли кто-нибудь использовать его на научном конкурсе позже в том же году. Нам с другом пришла в голову идея создать тепловизионный сканер изображений, использующий серводвигатели для перемещения инфракрасного датчика по большой площади.

    Наш первый прототип был не чем иным, как подтверждением концепции; мы использовали Lego Mindstorms вместе с интерфейсом данных для датчика на ПК и автоматизированным скриптом для мыши / клавиатуры для Adobe Photoshop для создания тепловых изображений с низким разрешением.Я улучшил нашу конструкцию для конкурса следующего года (рис. A), который назвал «Cheap-Thermocam V1». Он состоял из микроконтроллера Arduino, двух серводвигателей и компьютерного программного обеспечения, написанного на Java; общая стоимость материалов составила всего около 100 долларов.

    Рисунок A. Фото Макса Риттера

    Первые комплекты

    Фигуры B1 – B4

    В 2011 году я выиграл специальный приз и опубликовал концепции программного и аппаратного обеспечения в Интернете. Отзывы были положительными — многие люди создали свою собственную адаптацию устройства (рис. B), а другие выразили заинтересованность в его покупке.Это привело меня к второй версии устройства (рис. C) в середине 2013 года, которую я продавал через Интернет людям со всего мира. Мне тогда было 20, так что это был огромный шаг для меня. «Cheap-Thermocam V2» имел небольшой ЖК-дисплей, которым можно было управлять с помощью поворотного энкодера, и имел возможность сохранять данные на SD-карту.

    Рисунок C

    Год спустя я закончил свою работу над «Cheap-Thermocam V3 (Рисунок D)», в котором был интегрирован большой сенсорный экран, тонкий дизайн и гораздо более быстрый микроконтроллер.Версии с первой по третью использовали оригинальный принцип подвижного одноточечного ИК-датчика, который сканирует область. Несмотря на то, что это было очень дешево, для создания одного полного теплового изображения также потребовалось несколько минут. Для многих приложений, включая движущиеся объекты, этот подход не подходил, поэтому я искал альтернативу.

    Рисунок D

    Новый датчик

    Рисунок E

    В 2014 году FLIR выпустила датчик лептона (рисунок E), который стал первым недорогим тепловым матричным датчиком на рынке.Я включил его в следующую версию своего устройства, которую назвал «DIY-Thermocam V1». Это был большой шаг вперед от принципа сканирования к тепловизионным изображениям с высоким разрешением в реальном времени и отправной точкой для создания серьезной альтернативы имеющимся на рынке решениям от таких крупных компаний, как FLIR или FLUKE.

    Версия 2 DIY-Thermocam обеспечивает множество улучшений, включая поддержку датчика Lepton 3.0 с четырехкратным увеличением разрешения, более мощный микропроцессор, улучшенную и быструю визуальную камеру и съемное хранилище.Новый модуль вывода видео предлагает возможность потоковой передачи выходного видеосигнала данных с камеры Thermocam.

    Большим преимуществом Thermocam является программное и аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом, поэтому вы можете модифицировать его в соответствии с вашими потребностями или использовать в качестве отправной точки для ваших собственных разработок в области тепловидения. Встроенное ПО на устройстве можно контролировать с помощью простого в использовании сенсорного меню и предлагает множество функций, таких как различные цветовые схемы, анализ или методы сохранения. Необработанные файлы для анализа тепловизионных изображений и видео на ПК полностью совместимы с мощным приложением под названием ThermoVision, разработанным немецким программистом из Берлина.Существует также приложение Python, которое предлагает потоковую передачу тепловых данных на компьютер в режиме реального времени и имеет некоторые функции анализа.

    Извлеченные уроки

    На пути было так много проблем. В большинстве случаев мне удавалось их решить, в других я решил попробовать более нестандартные решения. Например, при разработке корпуса я сначала хотел использовать для его изготовления 3D-принтер. Однако оказалось, что даже более дорогие принтеры требуют большой ручной обработки после печати.Это заняло слишком много времени, чтобы быть продуктивным. Литье под давлением также не было реальной альтернативой, поскольку создание пресс-формы было слишком дорогим для изготовления небольшого количества единиц. В конце концов, я решил вырезать корпус лазером — это относительно дешевый метод, не требующий постобработки. Я нашел компанию в Германии, которая вырезала для меня детали из черного акрила.

    Одна вещь, которую я усвоил, — это не устанавливать слишком жесткий график выпуска, потому что неизбежно возникнет много неожиданных проблем.Хорошее практическое правило, которое я нашел для себя, — составить расписание, а затем удвоить его. Если вы закончили работу раньше, это часто не проблема, потому что вы всегда найдете что-то, что можно улучшить.

    Я узнал все, что мне нужно для этого проекта, из источников в Интернете и из книг. Мне почти никто не помогал. Это был крутой путь, но я многому из него научился! Проект требовал многих шагов: создание прототипа, выбор компонентов и материалов, упрощение сборки устройства, проверка качества, доставка по всему миру, маркетинг и контакты с клиентами — это лишь некоторые из них.Многое из того, что я делал, было методом проб и ошибок, и за эти годы я действительно сделал много ошибок. Тем не менее, все они внесли свой вклад в то сокровище, которое я получил сегодня, поэтому стоило сделать все. Я бы даже сказал, что работая над проектом Thermocam, я узнал больше, чем за пять лет обучения. На мой взгляд, наибольший прогресс — как в личном, так и в техническом плане — достигается тогда, когда вы действительно работаете над проблемами самостоятельно.

    Фото Макса Риттера

    Build It!

    Если вы получите комплект, сборка будет довольно простой — около 2–4 часов в зависимости от того, как быстро вы сможете паять.Вы можете найти все шаги с изображениями на странице GitHub. Обязательно поделитесь с нами готовым творением!

    Как я разработал недорогой тепловизор в течение 12 лет

    В этом посте я хочу рассказать о моем стороннем проекте , над которым я работаю более 12 лет в свободное время: DIY-Thermocam . Это недорогой самодельный тепловизор, цель которого — предоставить частных лиц, , учебных заведений, и компаний, доступа к портативной портативной , доступной и настраиваемой тепловизионной платформе . который основан на программном обеспечении с открытым исходным кодом и аппаратном обеспечении .

    Все началось еще в 2009 , когда я еще учился в средней школе. Мы с моим хорошим другом искали тему для участия в научном конкурсе Jugend forscht в Германии. Наш учитель физики купил инфракрасный термометр и спросил, не хочет ли кто-нибудь с ним работать. Мы провели небольшое исследование и пришли к выводу, что можно создавать тепловые изображения с помощью одного датчика, перемещая его по поверхности с помощью двигателей. Сказано и сделано, родилась идея первого прототипа Cheap-Thermocam : тяжелая стальная машина, которую мы строим в нашем родном городе вместе с промышленной компанией:

    С немного улучшенной и уже уменьшенной версией этого устройства мы выиграли награду Jugend forscht ambassador Bavaria :

    Вскоре после конкурса я выложил в Интернет инструкцию по сборке прототипа под названием Cheap-Thermocam V1 , потому что подумал, что будет жаль, если это больше не используется.Тогда устройство выглядело довольно дико:

    Но пара производителей по всему миру подхватила идею и создала свои собственные версии:

    Вдохновленный положительными отзывами , я выбрал следующий step в 2013 и создал обновление под названием Cheap-Thermocam V2 , которое уже выглядело более профессионально и имело небольшой сенсорный экран для ввода данных пользователем:

    В середине 2014 я выпустил еще одно обновление под названием Cheap- Thermocam V3 , который отличался большим экраном и улучшенным дизайном, больше похожим на обычную фотокамеру:

    Это привлекло внимание прессы:

    И я создал пару таких устройств для людей, которые хотели иметь it:

    Одним большим ограничением устройства всегда был единственный ИК-датчик, который допускал только ограниченное тепловое разрешение.Ситуация изменилась с появлением тепловизионного датчика FLIR Lepton в 2014 , который я быстро интегрировал в устройство:

    Термокамера DIY-Thermocam V1 появилась на свет в начале 2017 года , и журналы, такие как Makezine и Golem сообщил об этом:

    Он превратился в DIY-Thermocam V2 в конце 2017 года , и впервые это действительно было устройство, которое было продано по всему миру через партнерскую компанию в США под названием GroupGets:

    В период с 2017 по начало 2021 года я прекратил работу над проектом, потому что все свое время я провел в мире стартапов , где я работал на разных должностях и ролях: первый сотрудник, ведущий разработчик, руководитель группы и соучредитель.Но во время третьей волны пандемии в начале 2021 года , я наконец нашел время снова поработать над проектом и выпустил последнюю его версию, DIY-Thermocam V3 :

    Версия 3 имеет был переработан, чтобы предложить в 3 раза большую производительность по сравнению с предшественником, что сделало тепловизор намного более доступным и увлекательным. Устройство, как и его предыдущие версии, предлагается в виде набора для самостоятельного изготовления , который состоит примерно из 100 деталей и может быть собран дома с помощью простых инструментов за 2-3 часа :

    I Я с нетерпением жду отправки этой последней версии устройства производителям по всему миру , и надеюсь, что оно будет полезно в таких сценариях, как , обнаружение утечек тепла в изоляции зданий, анализ электрических или механических компонентов , обнаружение людей / животных или даже , установка его на дрон и запись непрерывных или покадровых изображений.

    В течение 12 лет этот проект сопровождал меня на протяжении всей моей карьеры, и я многому научился на нем , особенно на всех тех (дорогостоящих) ошибках, которые я сделал. Начните с малого и быстро повторяйте , выйдите и покажите реальным людям как можно раньше. Даже если это не увенчается успехом, вы превратите свое обучение в , и один из следующих проектов наверняка будет успешным, потому что вы можете стать лучше, только если потерпят неудачу и снова встанут на путь .Или, как гласит известная цитата из Рида Хоффмана : «Если вас не смущает первая версия вашего продукта, вы запустили слишком поздно».

    Проверьте себя на лихорадку с помощью тепловизора, сделанного своими руками.

    Многие люди во всем мире не имеют немедленного и легкого доступа к медицинской помощи. Для некоторых это означает обдумывание творческих способов внести свой вклад в улучшение заботы о себе и улучшение времени реакции на потенциальную болезнь, например, с помощью этого портативного персонального датчика температуры тела.

    Пользователь GitHub Гилберт Франсуа создал устройство на базе Raspberry Pi, способное определять температуру кожи человека. Это полезно как быстрый способ помочь вам интересным образом измерить собственную температуру. Если вы чувствуете приближение температуры, это устройство может помочь вам проверить это с помощью данных о температуре и изображений.

    Прочтите пошаговое руководство о том, как построить его для себя.

    Перед тем, как начать

    Введение

    Кожа человека имеет среднюю температуру от 32 ° C до 34 ° C (то есть от 89 ° F до 93 ° F), значения ниже или выше этого диапазона не считаются здоровыми и могут указывать на возможные проблемы со здоровьем.

    Этот проект объединяет тепловизионную камеру с небольшим экраном для отображения показаний температуры в режиме реального времени и отображения предупреждения, если вы находитесь за пределами допустимого диапазона.

    ПРИМЕЧАНИЕ: Это НЕ одобренное медицинское устройство. Этот проект представляет собой исследование мониторинга температуры тела и не подразумевает какого-либо лечения или терапии. Свяжитесь с медицинскими работниками, если у вас есть опасения по поводу вашего здоровья в связи с COVID-19 или любым другим заболеванием или заболеванием.

    Необходимое оборудование

    Для сборки этого проекта вам понадобится:

    • Raspberry Pi 3A + / 3B / 3B + / 4B
    • SD-карта (мы рекомендуем SD-карты SanDisk Extreme Pro)
    • Блок питания
    • MLX тепловизор (pimoroni, sparkfun)
    • Экран DSI для Raspberry Pi (пример 7-дюймового сенсорного экрана Raspberry Pi)
    • (опционально) Корпус и аккумулятор

    Требуется программное обеспечение

    Учебник

    Настройте Raspberry Pi и оборудование

    Для начала нам нужно подключить экран к Raspberry Pi.

    Подключите ленточный кабель дисплея, используя его две черные защелки. Прикрепите один конец к Raspberry Pi, а затем прикрепите другой к контроллеру экрана. Перед тем как сделать это, убедитесь, что кабель плотно прилегает к нему. Если вам нужно подробное пошаговое руководство по сборке экрана, обязательно ознакомьтесь с нашим руководством по нему.

    Затем подключите контакты заголовка контроллера к Raspberry Pi GPIO. Поскольку мы не будем использовать сенсорные возможности экрана, есть два кабеля, которые нам не нужно подключать.Единственные соединения, которые нам нужны, это следующие:

    Вывод ЖК-дисплея Вывод платы Pi GPIO Цвет выводов
    Питание (Vcc, 5 В) 2 Красный
    Заземление (GND) Земля (GND)

    Примечание: мы включили маркировку выводов для порта Raspberry Pi GPIO ниже, но проявили особую осторожность, чтобы не повредить любую из плат.

    Наконец, нам нужно подключить модуль тепловизионной камеры к GPIO на Raspberry Pi.Подключения следующие:

    Вывод MLX Вывод платы Pi GPIO
    Питание 1
    Заземление (GND) 9
    SDA 9049 3 9049 3 9049 4 9049

    Модуль камеры имеет дополнительный контакт (INT), который мы не будем использовать. Вы можете либо оставить его отключенным, либо подключить к GPIO # 7, как показано ниже:

    Разверните код проекта

    Нажмите эту кнопку, чтобы создать приложение и развернуть его:

    Затем нажмите Создать и развернуть .

    Будет создано приложение со всем уже развернутым кодом проекта и предустановленными всеми параметрами конфигурации.

    Добавьте приложение, следуя инструкциям в интерфейсе, выбрав правильный тип устройства, которое вы используете. Для большинства новых пользователей приложение Starter предоставляет вам все функции приложения микросервисов и является бесплатным до вашего десятого устройства включительно.

    После добавления приложения вы увидите, что новое созданное приложение появится на панели управления.При желании вы можете переименовать свое приложение.

    Добавьте устройство и загрузите образ диска balenaOS с приборной панели

    После создания приложения вы можете настроить и добавить устройство в это приложение, нажав зеленую кнопку «Добавить устройство». При добавлении устройства вы указываете тип своего устройства, что важно, чтобы оно соответствовало используемому вами устройству, и если вы подключаетесь к беспроводной сети, вы также можете установить здесь свой SSID WiFI и кодовую фразу.

    Примечание: мы использовали Raspberry Pi 3 на изображении ниже, но обязательно выберите правильный тип устройства для устройства, которое вы используете!

    Этот процесс создает индивидуальный образ, настроенный для вашего приложения и типа устройства, и включает ваши сетевые настройки, если вы их указали.

    Примечание. Когда вы впервые приступите к работе, образ для разработки будет наиболее полезным, поскольку он позволяет выполнять ряд функций тестирования и устранения неполадок. Более подробную информацию о различиях между образцами для разработки и производством можно найти здесь. Если вы уверены, что можете сразу же развернуть рабочий образ.
    Запишите на SD-карту образ диска balenaOS и загрузите устройство

    После загрузки образа ОС самое время прошить SD-карту. Вы можете использовать для этого balenaEtcher.

    После завершения процесса прошивки вставьте SD-карту в Raspberry Pi и подключите источник питания.

    Когда устройство загружается в первый раз, оно подключается к панели управления balenaCloud, после чего вы сможете увидеть его в списке как онлайн и перейти к следующему шагу.

    Устранение неполадок: Должно пройти всего несколько минут, чтобы новое устройство появилось на вашей панели управления. Если ваше устройство все еще не появилось на панели инструментов через несколько минут, что-то пошло не так.В документации есть подробное руководство по устранению неполадок с большим количеством информации о том, почему это может быть, но если вы все еще не можете подключить свое устройство к сети, зайдите на форумы, где мы сможем вам помочь.

    Если все сработало правильно, через несколько минут экран информации об устройстве на панели управления должен выглядеть примерно так, показывая, что служба запущена.

    На этом этапе вы готовы двигаться дальше, подключать вещи и попробовать!

    Используя проект

    Попробуй

    После того, как ваше устройство загрузится и приложение запустится, вы увидите выходные данные тепловизионной камеры, отображаемые на экране вместе с индикатором того, находится ли обнаруженная температура в пределах безопасного диапазона или нет.

    Есть два заметных улучшения, которые можно сделать, чтобы сделать устройство более плавным.

    Прежде всего нам нужно исправить ориентацию экрана. По умолчанию он отображается в ландшафтном режиме, но при этом не используется наш экран. Давайте исправим это, добавив в панель управления balenaCloud переменную конфигурации устройства под названием BALENA_HOST_CONFIG_display_rotate и установив значение 1 (поворот на 90 °) или 3 (поворот на 270 °).

    Еще вы могли заметить, что тепловые данные обновляются довольно медленно. Чтобы увеличить это, нам нужно увеличить скорость, с которой тепловизионная камера обменивается данными с Raspberry Pi по шине I2C. Это можно сделать, добавив "i2c1_baudrate = 1000000" в список параметров DT в разделе Device Configuration :

    Станьте пользователем Balena Poweruser

    Хотите узнать больше о том, почему балена работает? Попробуйте один из наших мастер-классов.Каждый урок представляет собой самостоятельное подробное описание основных навыков, необходимых для успешного выполнения следующего пограничного проекта. Ознакомьтесь с ними в нашей документации. Кроме того, обращайтесь к нам на форумах, если вам нужна помощь.

    До следующего раза…

    Спасибо за ознакомление с этим руководством! Если у вас возникнут проблемы с запуском проекта или у вас есть другие отзывы, мы будем рады их услышать; все помогает улучшить наши проекты и обучающие программы в следующий раз.

    В заключение, не забудьте отметить репозиторий Гилберта на GitHub и оставить ему комментарий, чтобы поблагодарить его за отличную работу.Как упоминалось ранее, он задумал и создал этот проект, и с его разрешения мы превратили его в полноценное учебное пособие.

    Датчик температуры своими руками

    Недавно мне пришлось работать с системой BMS в моем офисном здании и изучать, как модернизировать ее с помощью новых веб-технологий. Я ни в коем случае не разбираюсь в этих системах, но это дало мне несколько идей для изучения.

    Например, я хотел измерить температуру и влажность в своей квартире, чтобы понять температурные условия и оптимизировать комфорт в моем собственном доме.

    Сначала я изучил интегрированные системы домашнего мониторинга, но они дороже, чем я хотел бы потратить на этот небольшой эксперимент. Кроме того, они в основном работают с проприетарными программными решениями и предлагают мало возможностей для переделки.

    Вместо этого я заказал два Raspberry Pi Zero W вместе с двумя датчиками влажности и температуры DHT22, чтобы построить свой собственный комнатный термометр и монитор влажности с поддержкой Wi-Fi. Поскольку мне нужно будет использовать интерфейс GPIO Raspberry Pi, я заказал H-версию Raspberry Pi Zero W с предварительно припаянными заголовками.Это позволяет мне подключать DHT22 к интерфейсу GPIO Raspberry Pi без необходимости паять его на плате. Следуя инструкциям из этого сообщения в сообществе Home Automation Community, я быстро подключаю датчик к интерфейсу GPIO Raspberry.

    Для чтения значений, поступающих с датчиков DHT22, я использую связанную библиотеку Python Adafruit. Просто запустите эти команды, чтобы установить pip, менеджер пакетов python и добавить библиотеку Adafruit_DHT:

      sudo apt-get update
    sudo apt-get -y установить python3-pip
    sudo pip3 установить Adafruit_DHT
      

    Для хранения значений, поступающих от этих датчиков, я использую базу данных Azure Cosmos DB.Это решение поставляется с красивой библиотекой Python, которую я также буду использовать в своем проекте:

      sudo pip3 установить лазурный космос
      

    Используя образец, предоставленный Adafruit, я написал небольшой скрипт на Python для чтения значений, поступающих с датчиков DHT, и загрузки результата в мою онлайн-базу данных. Вы можете найти получившийся скрипт в этом Gist.

    Для запуска этого сценария я использую crontab, планировщик заданий Linux. Не забудьте запустить crontab с помощью sudo, поскольку для доступа к GPIO требуется разрешение sudo:

    Чтобы запускать команду каждые 5 минут, я использую следующую команду crontab:

      * / 5 * * * * cd / home / smoreau / sources / && / usr / bin / python3 / home / smoreau / sources / readings.ру
      

    Это будет в моем домашнем каталоге (cd / home / smoreau / sources /) , используйте python3 (/ usr / bin / python3) в файле python (/home/smoreau/sources/readings.py) .

    Поскольку у меня есть два Raspberry Zero с датчиком DTh32, подключенным к каждому, я добавляю свойство sensorId, чтобы иметь возможность различать значения, исходящие от них.

    Теперь, когда у меня есть значения температуры и влажности, хорошо сохраненные в базе данных, мне нужно отобразить их. Я начал с простого линейного графика, чтобы получить представление об изменении температуры и влажности:

    Как видите, здесь мы можем увидеть закономерности.Например, вы можете видеть резкий скачок температуры около 18:00 каждый день, когда солнце попадает в датчик. Мы также можем видеть, что влажность обратно пропорциональна температуре.

    Но я хотел что-нибудь посложнее для отображения значений датчиков.

    Мне очень интересна работа Кина Уолмсли над Project Dasher, и я часто использовал ее, чтобы продемонстрировать возможности связи между IOT и BIM. Вдохновленный этим, я создал свой собственный инструмент визуализации этих данных.

    Для создания этого инструмента визуализации я использую программу просмотра Forge с отличной оболочкой для Angular, опубликованной Аланом Смитом.С помощью нескольких строк кода я смог создать хороший инструмент визуализации, хотя и не очень полезный:

    Вы можете навести указатель мыши на красные точки, чтобы отобразить значения, поступающие от датчиков температуры и влажности.

    Вы можете найти полный проект здесь.

    Как обычно, весь исходный код доступен на Github.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.