Автомат управления вентиляцией на кухне. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Предлагаемый вниманию читателей автомат поддерживает на кухне комфортный температурный режим, включая и выключая вентилятор. Однако это не термостабилизатор в привычном смысле этого слова. В основу его работы положен несколько иной принцип...

Отправной точкой для создания автомата послужил тот факт, что при работающей кухонной плите горячий воздух распределяется по помещению далеко не равномерно. Нагревшийся поднимается вверх, а поступающий извне холодный остается внизу. Так, разность показаний установленных у пола и у потолка помещения термометров достигает 8°С даже во время работы электроплиты на четверть мощности. Средняя температура воздуха в зависимости от сезона и времени суток находилась в интервале 16...32°С.

Граница между слоями воздуха выражена довольно резко и явно ощущается человеком. В этой ситуации благоприятно сказывается наличие на кухне вентилятора, перемешивающего воздух. С его включением температура внизу повышается, а наверху - снижается. Такой вентилятор желательно снабдить таймером, автоматически через определенное время отключающим его. Это убережет от последствий забывчивости. Еще лучше - сделать устройство, реагирующее на неравномерность распределения температуры и включающее вентилятор, только когда это действительно необходимо.

В автомате, схема которого показана на рисунке, совмещены обе функции. Основные узлы таймера - RS-триггер DD4.1, генератор тактовых импульсов на микросхеме DD1 и двоичный счетчик DD3. В исходном состоянии таймера, которое устанавливают нажатием кнопки SB1, на выходе триггера DD4.1 (вывод 2) и соединенном с ним входе 1 элемента DD1.1 - низкий логический уровень. В результате работа тактового генератора на элементах DD1.1 и DD1.2 запрещена. Высоким уровнем на входе R счетчика DD3 во всех его разрядах установлены лог. 0. Транзисторы VT2 и VT3 закрыты (предполагается, что выключатель SA2 разомкнут), светодиод HL2 не горит, двигатель вентилятора М1 отключен от сети разомкнутыми контактами реле К1.

(нажмите для увеличения)

Нажатием кнопки SB2 включают вентилятор и запускают таймер. В результате изменения состояния триггера DD4.1 напряжение высокого логического уровня с его выхода поступает в базовые цепи транзисторов VT2 и VT3. Светодиод HL2 зажигается, а сработавшее реле К1 подает сетевое напряжение на вентилятор. Одновременно разрешается работа тактового генератора DD1.1, DD1.2 и счетчика DD3. Спустя определенное, зависящее от положения переключателя SA1 число периодов колебаний тактового генератора, низкий логический уровень на входе 9 элемента DD2.2 сменится высоким, что приведет к возврату триггера DD4.1 и всего таймера в исходное состояние и выключению вентилятора.

Вентилятор еще до истечения выдержки можно выключить кнопкой SB1 и вновь включить кнопкой SB2, причем отсчет времени начнется с начала. Продлит работу вентилятора и простое нажатие на кнопку SB2.

Датчик разности температур собран на компараторе DA1. Его чувствительные элементы - два терморезистора. Первый из них (RK1) размещают на высоте 2,2 м и на удалении не более 0,8 м от кухонной плиты по горизонтали. Второй терморезистор (RK2) устанавливают под первым на высоте приблизительно 0,6 м.

Если температура терморезисторов одинакова, равны и их сопротивления. Однако, благодаря резистору R2, напряжение на инвертирующем входе (вывод 4) компаратора DA1 выше, чем на неинвертирующем (вывод 3), в результате на его выходе (вывод 9) - низкий логический уровень. Транзистор VT1 закрыт, светодиод HL1 погашен. Вентилятор, если он не включен с помощью кнопки SA2, не работает.

Допустим, температура обоих терморезисторов увеличивается или уменьшается одинаковым образом. Вместе с ней изменяются, оставаясь равными, их сопротивления. Поэтому состояние компаратора сохраняется прежним. Однако, если терморезистор RK1 нагреть сильнее, чем RK2, напряжение на инвертирующем входе компаратора DA1 станет ниже, чем на неинвертирующем, что приведет к переключению компаратора. Напряжением высокого логического уровня с его выхода будет открыт транзистор VT1, а если выключатель SA2 замкнут, то и VT3. Светодиод HL1 зажжется, реле К1 сработает, вентилятор будет включен независимо от состояния таймера. После выравнивания температуры терморезисторов компаратор DA1 возвратится в исходное состояние, отключив вентилятор.

Конденсаторы С2 - С4 служат для подавления помех и наводок на длинные провода, соединяющие терморезисторы с прибором. Номинал конденсатора С4 преднамеренно выбран меньшим, чем C3. Это позволило устранить кратковременное включение вентилятора в момент подачи на автомат напряжения питания.

Напряжение 12 В для питания автомата берут от любого стабилизированного источника. Потребляемый ток (не считая реле К1) не превышает 30 мА. Автором применено реле КУЦ-1 (паспорт РА3629000). Пригодны и другие, например, РЭС22 (паспорт РФ4.523.023-05.01).

В прибор можно устанавливать постоянные резисторы любых типов. Конденсатор С1 - пленочный серии К73, С6 - керамический, остальные - оксидные К50-6 или К50-35. Светодиоды HL1 и HL2 - любые соответствующего цвета свечения, например, КИПД05А (красный) и КИПД05Б (зеленый). Можно заменить оба одним двуцветным с общим катодом, например, L-117EOW фирмы Kingbright. Транзисторы VT1 - VT3 - с любым буквенным индексом.

Компаратор К554САЗ заменяют на 521САЗ с учетом отличий в нумерации выводов. При отсутствии микросхемы К561ТР2 RS-триггер (DD4.1) собирают по известной схеме из двух элементов микросхемы К561ЛЕ5 или других ИЛИ-НЕ. Понизив напряжение питания до 9 В, вместо микросхем серии К561 можно установить их функциональные аналоги из серии К176.

Терморезисторы RK1 и RK2 - ММТ-4. Их номинал (сопротивление при температуре +25 °С) некритичен и может достигать 82 кОм, однако терморезисторы должны быть oдинаковыми, лучше всего - "из одной коробки". Если есть сомнения в идентичности характеристик терморезисторов, равенство их сопротивления полезно проверить при различной температуре. При монтаже в автомат выводы терморезисторов, соединенные с их металлическими корпусами, подключают к общему проводу.

Включив питание автомата, разомкнув выключатель SA2 и нажав кнопку SB1 "Пуск", необходимо убедиться, что тактовый генератор на элементах DD1.1, DD1.2 действует, светодиод HL2 светится, а реле К1 сработало, запустив вентилятор. В противном случае придется проверить правильность монтажа, исправность микросхем, транзисторов и других элементов. Если переключатель SA1 находится в указанном на схеме положении, через 15...20 мин вентилятор должен быть автоматически выключен, а светодиод HL2 - погаснуть. Перевод переключателя SA1 в другое положение удвоит это время. Устанавливать продолжительность работы вентилятора с высокой точностью в данном случае не требуется, но при необходимости ее можно "подогнать" подборкой номиналов конденсатора С1 и резистора R5.

Убедившись в работоспособности таймера, приступают к налаживанию датчика перепада температуры. Терморезисторы RK1 и RK2 заблаговременно размещают таким образом, чтобы они прогрелись до одной и той же температуры. В этом состоянии убеждаются, что логический уровень на выводе 9 компаратора DA1 - низкий, а светодиод HL1 не горит. Если нагреть терморезистор RK1 на несколько градусов, поднеся к нему горячий предмет, светодиод должен зажечься, а через некоторое время после удаления предмета - погаснуть. Требуемой чувствительности датчика добиваются подборкой номинала резистора R2.

Необходимо учитывать, что во время пайки элементы автомата нагреваются до высокой температуры, изменяющей их характеристики. Поэтому после каждого вмешательства в устройство с паяльником необходимо выждать несколько минут, давая элементам возможность остыть.

В заключение опытным путем подбирают наилучшее место расположения терморезисторов RK1 и RK2.

Автор: Н.Латченков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Грядет эра графена 09.10.2013 В 2015 году начнется массовое производство графена - в этом уверены ученые и инженеры из стартапа Graphene Frontiers. В сентябре Национальный научный фонд США выделил Университету Пенсильвании $744 600 на развитие стартапа под названием Graphene Frontiers. Подобную щедрость можно объяснить перспективностью работы стартапа, который должен организовать массовое производства графена. Доступность графена имеет большое значение для развития множества перспективных технологий, которые основаны на данном материале, обладающем уникальными свойствами. В Graphene Frontiers планируют внедрить новую технологию крупномасштабного производства высококачественного рулонного графена. Компания надеется первой адаптировать под промышленные нужды метод химического осаждения из паровой фазы, который часто используется в лабораториях и небольших производствах для создания поликристаллического графена. Хотя поликристаллический графен нашел применение в устройствах вроде передовых композиционных материалов и высокочастотных транзисторов, но монокристаллический графен обладает гораздо более привлекательными свойствами. К сожалению, современные технологии производства монокристаллического графена мягко говоря далеки от промышленного применения, например метод отделения монослоя графена от графита с помощью скотча. Другие методы, например выделение углеродных слоев с помощью плазмы,или различные химические методы, дают на выходе графен не очень хорошего качества. Для массового внедрения графеновой электроники нового поколения необходима новая технология массового производства монокристаллического графена. Метод химического осаждения из паровой фазы позволяет производить синтетический графен очень высокого качества и может применяться для производства электроники, солнечных панелей и других устройств, где требуются прозрачные проводники. Специалисты компании Graphene Frontiers планируют использовать для производства графена непрерывный прокат (roll-to-roll). Это метод изготовления гибких схем, при котором микросхемы печатаются на непрерывной ленте-подложке, перематываемой с одного ролика на другой. Сочетание технологии химического осаждения из паровой фазы и непрерывного проката позволят производить высококачественные графеновые электронные компоненты, что откроет рынок электроники нового поколения.

Другие интересные новости:

▪ Химический коктейль морских черепах

▪ Семена клена удвоят время полета дронов

▪ Смартфон Sony Xperia Z Ultra

▪ Побит рекорд по длине линии квантовой связи

▪ Телевизор без проводов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Антикризисное управление. Шпаргалка

▪ статья Почему не все облака дождевые? Подробный ответ

▪ статья Документация по охране труда на рабочих местах

▪ статья Экономная люстра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания с защитой от короткого замыкания, 0-12 вольт 400 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025