Простой электронный термостат для холодильника на LM35. Схема и описание

Данный электронный термостат для холодильника поможет в тех случаях, когда собственный (заводской) термостат неисправен или его точность работы уже недостаточна. В старых холодильниках используется механический термостат температуры с использованием жидкости или газа, которыми заполнен капилляр.

При изменении температуры меняется и давление внутри капилляра, которое передается на мембрану (сильфона). В результате термостат включает и выключает компрессор холодильника. Конечно же, подобная система термостатирования имеет низкую точность, и детали ее со временем изнашиваются.

Описание работы термостата для холодильника

Как известно температура хранения пищевых продуктов в холодильной камере должна быть +2…8 градусов Цельсия. Рабочая температура холодильника +5 градусов.

Электронный терморегулятор для холодильника характеризуется двумя параметрами: температура запуска и остановки (либо средняя температура плюс значение гистерезиса) компрессора. Гистерезис необходим для предотвращения слишком частого включения компрессора холодильника.

В данной схеме предусмотрен гистерезис в 2 градуса при средней температуре в 5 градусов. Таким образом, компрессор холодильника включается, когда температура достигнет + 6 градусов и отключается при снижении ее до + 4 градусов.

схема простого термореле для холодильника

Этот температурный интервал достаточный для поддержания оптимальной температуры хранения продуктов, и при этом он обеспечивает комфортную работу компрессора, предотвращая его чрезмерный износ. Это особенно важно для уже старых холодильников, использующих термореле для запуска двигателя.

Электронный термостат является подходящей заменой оригинального термостата. Терморегулятор считывает температуру с помощью датчика, сопротивление которого меняется в зависимости от изменения температуры. Для этих целей довольно часто используют термистор (NTC), но проблема заключается в его низкой точности и необходимости в калибровке.

Для обеспечения точной установки контролируемой температуры и избавления от многочасовой калибровки, в данном варианте термостата для холодильника был выбран датчик температуры LM35. Он представляет собой интегральную схему, линейно откалиброванную в градусах Цельсия, с коэффициентом 10 мВ на 1 градус Цельсия. В связи с тем, что пороговая температура близка к нулю, относительное изменение выходного напряжения велико. Поэтому сигнал с выхода датчика можно контролировать с помощью простой схемы состоящей всего из двух транзисторов.

Так как выходное напряжение слишком мало, чтобы открыть транзистор VT1, датчик LM35  включен как источник тока. Его выход нагружен резистором R1 и поэтому сила тока на нем  изменяется пропорционально температуре. Этот ток влечет падение на резисторе R2. Падение напряжения управляет работой транзистора VT1. Если падение напряжения превышает пороговое напряжение перехода база-эмиттер, транзисторы VT1 и VT2 открываются, реле К1 включается, чьи контакты подключены вместо контактов старого термостата.

Резистор R3 создает положительно обратную связь. Это добавляет небольшой ток к сопротивлению R2, который сдвигает порог и тем самым обеспечивает гистерезис. Обмотка электромагнитного реле должна быть рассчитана на 5…6 вольт. Контактная пара реле должна выдерживать необходимый ток и напряжение.

Датчик LM35 расположен внутри холодильника в подходящем месте. Сопротивление R1 припаивается непосредственно к датчику температуры, что в свою очередь позволяет соединить LM35 с монтажной платой всего двумя проводами.

Провода соединяющие датчик могут внести в схему помехи, поэтому для подавления помех добавлен конденсатор С2. Схема работает от источника питания 5 вольт построенного на стабилизаторе 78L05. Потребление тока главным образом зависит от типа используемого реле. Блок питания должен быть надежно изолированы от сети.

Большим преимуществом этой схемы является то, что она начинает работать сразу при первом запуске и не нуждается в калибровке и настройке. Если возникнет необходимость немного изменить уровень температуры, то это можно сделать путем подбора сопротивлений R1 или R2. Сопротивление R3 определяет величину гистерезиса.

редактор

6 комментариев

  • 27.07.2015 в 17:25

    Кто проверял схему? напишите, я собрал у меня почему то не работает.

    Ответить
  • 06.01.2016 в 06:19

    Собрал схему. Буду использовать, как термостат погреба. Пришлось подбирать резисторы R2 и R3 для получения требуемых уставок срабатывания-отпускания реле и гистерезиса.
    Заметил одну особенность. После перерыва в питании схемы первое срабатыванме реле происходит со значительной (3 -4 градуса) просадкой температуры срабатывания в меньшю сторону. После первого цикла уставки возвращаются к первоначальным ( у меня +3 отпускание, +5 срабатывание). Кто знает почему так? Может уменьшить емкость С2?

    Ответить
  • 11.01.2016 в 14:36

    Собрал схему. Настроил пределы срабатывания +2 и +4 градусов. Предполагал использовать, как термостат для погреба. Поэтому использовать другую группу контактов реле. При +2 замыкание, при +4 размыкание нагрузки. Все хорошо.
    Только одна проблема, по которой не могу использовать устройство. При обесточивании схемы и последующем включении питания первое срабатывание происходит при -1,5 градусов, а отключение около +2 градусов. После прохождения одного цикла переключений работать начинает, как был настроен, то есть +2 и +4 градусов.
    А это значит, что после первого отключения электроэнергии погреб будет разморожен до -1,5 градусов.
    Может кто подскажет, в чем причина такого феномена?

    Ответить
  • 03.04.2016 в 16:05

    собрал.работает как часы.+4 в холодильнике стабильно!

    Ответить
  • 19.07.2016 в 21:58

    Схему собрал. Работает исправно. Возник вопрос: где закрепить датчик в холодильнике? В канал от старого капилляра датчик не пролазит…(( Есть два варианта: «расковырять» пену термоизоляции в месте соприкосновения капилляра с испарителем, закрепить на испарителе датчик и все это термоизолировать. Или не обязательно крепить датчик на испарителе, и можно провести эту процедуру а любом удобном месте на стенке холодильника? И чем лучше герметизировать образованные в процессе полости?

    Ответить
  • 11.11.2016 в 18:09

    Подскажите пожалуйста, можно ли в схеме, вместо lm35 использовать датчик lm335? Устройство очень нужно, но в наличии есть только 335-ый. Заранее благодарен!

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*