Termostati

RELÈ TERMOSTATICO DIFFERENZIALE

Nell'impianto di riscaldamento dell'acqua mediante pannelli solari c'è bisogno di un circuito capace di avviare la pompa dell'acqua quando la temperatura dei pannelli è superiore di un certo delta T rispetto a quella del boiler dove avviene lo scambio di calore. Mediante un diodo al silicio è possibile leggere la temperatura misurando la caduta di tensione ai suoi capi che diminuisce di circa 2.5mV al grado centigrado. D2 funge da sonda per la temperatura dei pannelli solari mentre D1 quella del boiler. La tensione misurata su D2 entra sul pin 5 non invertente dell'operazionale mentre quella di D1 sul pin 4 invertente. Si osserva che per eccitare il relè deve il pin 11 andare a livello basso cioè pin 13 alto almeno a circa 6.5V. Mentre per tensioni inferiori i due transistori interni al 723 non possono condurre e Q1 rimarrà interdetto. Per avere pin 13 alto dovrà esserci una tensione differenza sugli ingressi dell'OP più positiva sul pin 5 rispetto al pin 4. Per avere un adeguato rendimento nello scambio di calore dovrà essere D2 ad una temperatura di almeno 4/5 gradi superiore a D1. Pertanto in queste condizioni si dovrà regolare, con R3 tutto verso R2, cioè deltaT minimo, R4 per eccitare il relè con D2>D1 ci circa 5 gradi. Si avrà così Vin+ appena > di Vin- tale, amplificata di circa R7/R8, da mandare pin 13 ad una tensione superiore a 6-7 V in modo che pin 11 va a circa 6 V sufficienti da polarizzare Q1 ed eccitare il relè. Quando D1, all'aumentare della temperatura del boiler, aumenta la sua tensione e Vin- sul pin 4 ed eguaglia quella di Vin+ sul pin 5, la tensione sul pin 13 torna sotto i 6.5V e pin 11 va alto e il Q1 si interdice diseccitando il relè e fermando la pompa.

DOPPIO TERMOSTATO CON DVM

Da una richiesta E-Mail che diceva: " ...un indicatore di temperatura, leggibile su apposito display e che vada da un minimo di -20...25°C ad un massimo di +25...30°C. Sullo stesso display (commutando)... dovrebbe essere possibile impostare una temperatura minima e una massima, al superamento di una o dell'altra ottenere pertanto l'eccitazione di un relè. .. " é nato il seguente progetto.

FUNZIONAMENTO:

La sonda LM35C (finale C, CA o A non D) é capace di fornire una tensione di 10 mV/°C per un range di temperatura da -40 °C a +110 °C, nel nostro caso si avrà a -30°C una tensione di -300 mV e a +30°C +300 mV.

Dopo l'operazionale U1, TL081 che amplifica 11 volte [1+(R4:R3)=1+(100:10)=11], si avrà tensioni tra -3,3 V e +3,3 V.

Questa tensione é misurabile con DVM (o millivolmentro - 100 mV f.s.) dopo averla attenuata di un fattore 110 così -3,3V verrà visualizzata come -30 mV e +3,3V come 30 mV; le cifre lette sul DVM esprimono i gradi centigradi misurati dalla sonda.

Mediante POT+ si può fissare una tensione positiva tra 0 e + 3 V sul pin 2 (ingresso invertente) di U2A mentre con POT- si può fissare una tensione negativa tra 0 e -3V sul pin 5 (non invertente) di U2B. Queste tensioni si misurano, posizionando il deviatore SEL. o su una o su l'altra, anch'esse attenuate di 110 volte, così +3,3V si legge 30 mV = 30°C e -3,3V si legge -30 mV = -30°C.

I due OP di U2 sono configurati come comparatori di livello con una piccola isteresi a trigger di Schimtt ottenuta con R7-R9 e R8-R11 per eliminare incertezze di commutazione.

U2A porta il pin 1 alto a circa +8V quando la tensione sul pin 3 raggiunge e supera quella fissata sul pin 2 con la regolazione del POT+, altrimenti il pin 1 é sempre negativo. Quando pin 1 é positivo il Q1 é polarizzato da R12 e va in saturazione eccitando RL1, cioé riconosce che la temperatura della sonda ha raggiunto quella fissata con POT+.

U2B porta il pin 7 alto a circa +8V quando la tensione sul pin 6 raggiunge e supera quella fissata sul pin 5 con la regolazione del POT-, altrimenti il pin 7 é sempre negativo. Quando pin 7 é positivo il Q2 é polarizzato da R13 e va in saturazione eccitando RL2, cioé riconosce che la temperatura della sonda é scesa al livello di quella fissata con POT-.

TARATURA:

Posizionare il commutatore sulla posizione centrale, portare la sonda nelle vicinanze di un termometro campione e regolare il trimmer multigiri T1 da 2K2 per leggere sul DVM il numero che esprime i gradi letti sul termometro campione. Sarebbe l'ideale eseguire questa taratura con termometro e sonda immersi nel ghiaccio fondente così da tarare il DVM sullo 0°C.

REALIZZAZIONE SONDA:

Da un E-Mail : "... dell'acqua di un acquario, superata la temp di 29°C deve attivare un ventilatore tramite il relè, che refrigeri l'acquario, e disecciti il relè reggiunti i 27 °C. ...."

POSSIBILE SOLUZIONE

Alimentatore

TARATURA: Commutare SEL sulla posizione A e regolare il trimmer T1 tutto verso la resistenza 100k, immergere la sonda LM35 (alloggiata in apposito contenitore stagno) nel ghiaccio fondente e regolare il trimmer AZZ. affinché sul multimetro digitale (DVM) in portata mV si legga 000. Immergere LM35 e un termometro campione nell'acquario e regolare T1 per leggere sul DVM un valore in mV corrispondente ai gradi letti sul termometro. Deviare SEL sulla posizione B e regolare il trimmer TEMP per leggere sul DVM la temperatura di 29 gradi. Spostare SEL su A e regolare il trimmer DELTA circa a metá, tenere la sonda LM35 in mano, si osserverá salire sul DVM la temperatura e scatterá il relé al raggiungimento della temperatura prefissata con TEMP. Raffreddare la sonda LM35 e controllare a che temperatura il relé si diseccita, spostare il trimmer DELTA verso il segno meno se si desidera diseccitare il relé prima o viceversa verso DELTA + se si vuole che il relé si disecciti dopo.

TERMOSTATO CONDIZIONATORE AUTO

Da un E-Mail : "...un automatismo che accenda e spenga il compressore dell'aria condizionata in base alla temperatura (ad esempio mantenendola intorno ai 20-22 gradi). ...."

POSSIBILE SOLUZIONE:

Mediante il trimmer T1 é possibile fissare la temperatura desiderata.

La sonda come sappiamo restituisce 10 mV per ogni grado di temperatura.

Cioè a 22 gradi sul terminale U (rispetto a massa) misuro circa 220 mV.

Questa tensione positiva giunge, al pin 3 non invertente dell'operazionale LM358, attraverso la resistenza da 10 K. Se il potenziale sul pin 2 é inferiore a quello del pin 3 l'uscita sul pin 1 va alta a circa 4 / 5 Volt sufficienti a polarizzare il BDX53 che ecciterà il relè RL abilitando il condizionatore dell'auto. Rinfrescando l'ambiente la sonda fornisce meno tensione sulla sua uscita e il pin 3 ad un certo punto scende sotto il potenziale del pin 2 così da ottenere una tensione nulla sul pin 1 e cioè il relè riapre il contatto e il condizionatore si arresta. Se giro il trimmer verso massa (= + freddo) il pin 2 scende di tensione rispetto al pin 3 e l'uscita torna alta e il condizionatore riparte rinfrescando di più. Viceversa se il trimmer sale verso +5V il pin 2 va a potenziale più alto del pin 3 (= + caldo) e ferma il condizionatore.

Se si desidera al posto del trimmer un potenziometro cosi da poter intervenire ed impostare (secondo una graduazione della manopola) temperature a piacere secondo le esigenze, si può modificare il circuito secondo la variante seguente.

Vedi anche qui