Весьма часто среди домашней бытовой радиоэлектроники есть вещи, которые больше служат как украшения. Как превратить сувенирный таймер-термометр в регулятор температуры рассказывается в данной статье.

К автору статьи обратились с просьбой изготовить терморегулятор, причем в качестве основного узла конструкции предложили взять купленний в торговой сети таймер-термометр под торговым названием VICING АВ типа ВОХ 554S-631-07 (в название прибора возможно вкралась ошибка из-за низкого качества маркировочной наклейки). Прежде чем приступить к описанию разработанной схемы, следует несколько слов сказать об устройстве и возможностях самого таймера-термометра. И делается это не с целью рекламы, а чтобы легче было понять принцип работы всего устройства в целом.

Таймер-термометр выполняет две функции: обратный отсчет времени, в режиме таймера, с подачей звукового сигнала по окончании установленного ранее временного промежутка, а также измеряет температуру до 300° С, с помощью выносного датчика, выполненного в виде металлического заостренного стержня. В режиме измерения температуры звуковой сигнал подается также при достижении ранее установленного порога. Все манипуляции осуществляются переключателем и кнопками, расположенными на передней панели, и индицируются цифровым ЖКИ-индикатором. Источником питания таймера-термометра служит 1,5 В элемент типа R6.

К сожалению, термометр измеряет только положительные значения температур, что несколько сужает сферу его применения. Строго говоря, в быту трудно найти применение этому изделию, соответствующее его цене. Скорее, его можно рассматривать как небесполезний сувенир.

После выяснения возможностей измерителя температуры заказчику была предложена, а затем успешно реализована схема (рис.1).

(нажмите для увеличения)

Прежде всего о вопросах электробезопасности и заземления. На схеме не показаны элементы и цепи защитного заземления, хотя в реальной конструкции они были предусмотрены. Для использования терморегулятора в бытовых условиях необходимо применить трансформатор Т1 с отдельной секцией на каркасе для вторичной обмотки, это повысит безопасность конструкции. Корпус выполнен из пластмассы. Следует также обратить внимание на то, что корпус датчика температуры и экранирующую оплетку его кабеля нельзя заземлять или соединять с какими-либо металлическими конструкциями: термометр начинает коварно врать, или даже, вообще, отказывается работать.

Итак, о приведенной выше схеме. Как уже упоминалось, основную функцию измерения температуры выполняет VICING АВ. Используя же сигнал термометра, при достижении заданного порога температуры можно управлять нагревательным элементом, подключая или отключая его от сети 220 В. С этой задачей справляется симистор VS1, управляемый генератором на однопереходном транзисторе VT1, который включается, в свою очередь, транзисторами VТ2, VТ3. Транзистор VТ2 получает пакеты импульсов, генерируемые транзистором самого измерителя температуры.

Поскольку бипер термометра подключен к плате гибким проводом, то снять с него нужную информацию, как видно из схемы, не представляет особого труда.

Периодически открывающийся транзистор VТ2 заряжает конденсатор С4 до напряжения, достаточного для создания открывающего тока базы транзистора VТ3. Открывшийся транзистор VТ3 шунтирует эмиттер транзистора VТ1, прерывая тем самым работу генератора и выключая симистор VS1. В результате нагреватель отключается и начинается охлаждение подогреваемого объекта. При снижении температуры процесс включения происходит в обратном порядке.

Как и во всякой замкнутой системе автоматического регулирования, возможно возникновение автоколебаний, что приводит к перерегулированию температуры над заданным порогом. Для предотвращения отрицательных последствий такого явления следует размещать датчик температуры как можно ближе к нагревателю (не забывая об изоляции датчика!). Большая масса объекта термостатирования приводит к инерционности системы в целом и также ведет к превышению температуры. Свести к минимуму этот эффект можно разумным выбором мощности нагревателя. При проверке параметров рабочего образца (мощность подогревателя выбрана 60 Вт) превышение температуры над заданным порогом составило 2°С, а нестабильность температуры не превышала ±1°С.

В терморегуляторе предусмотрен источник питания для измерителя, выполненный на стабилитроне VD6 и диоде VD7. Для подстраховки можно параллельно им подключить стабистор VD8. При проверке необходимо подогнать напряжение этого источника как можно ближе к 1,55 В. В таком буферном режиме элемент питания прослужит долго, а в случае пропадания напряжения сети не будет утеряна информация об установленном пороге нагрева объекта. При эксплуатации следует особое внимание уделить манипуляции кнопкой STARТ/SТОР: Для нормальной работы терморегулятора на индикаторе должен присутствовать знак включения звуковой сигнализации. Проверить это можно, включив выключатель S1 (при достижении заданной температуры, естественно). Не лишним будет напоминание о том, что без основательной проверки в эксплуатации терморегулятор не следует оставлять на длительний период без присмотра во включенном состоянии.

Несколько слов о радиоэлементах. Трансформатор Т1 взят от блока питания ТОСНА, типоразмер ШЛ 8Х16. Самому изготавливать такой трансформатор нет смысла: затраты труда велики, а результаты могут оказаться плачевными, слишком тонкий провод первичной обмотки и слишком его много. Для замены подойдет трансформатор мощностью 1,5...2 ВА и с напряжением вторичной обмотки 8...10 В.А вот трансформатор Т2 придется сделать самому, причем от тщательности его изготовления зависит, насколько в дальнейшем безопасна будет эксплуатация терморегулятора.

Сердечник трансформатора составлен из двух ферритовых колец марки М2000НМ1 размером К12х8х3, можно взять и одно кольцо размером К16х10х4,5 из того же материала.

Острые края сердечников следует притупить наждачной бумагой и затем аккуратно обмотать двумя слоями лакоткани. При намотке провода необходимо обеспечить расстояние между крайними витками обмоток не менее 3 мм. Обмотки наматывают внавал проводом ПЭТВ939 диаметром 0,22 мм. Первичная обмотка содержит 50 витков, вторичная 70. После намотки трансформатор окунают в клей ПВА и тщательно просушивают.

Если в конструкции будет применен симистор ТС106-10, то выходной каскад следует собрать по схеме, приведенной на рис.2.

Согласующий трансформатор имеет те же данные, но фазировку вторичной обмотки следует поменять. Симистор КУ208Г при нагрузке до 200 В.А можно использовать без радиатора. Для удобства настройки VICING можно соединить с исполнительной частью малогабаритным разъемом.

При работе терморегулятора в сеть проникают возникающие в моменты коммутации помехи. Полностью ликвидировать их можно, лишь синхронизировав моменты включения и выключения симистора при переходе напряжения сети через нуль. В нашем случае уменьшить помехи можно установкой пассивного сетевого фильтра.

Автор: Л.Ф.Лясковский