Термореле для вентилятора. Как собрать терморегулятор в домашних условиях. Схема работы простого терморегулятора

Сегодня рассмотрим принцип действия системы охлаждения радиатора, а точнее систему управления вентилятором. Вентилятор в автомобиле служит для охлаждения двигателя при его нагреве, однако постоянная работа вентилятора совсем не требуется, во-первых, она бессмысленна, когда радиатор не требует дополнительного охлаждения, во-вторых постоянная работа вентилятора сильно нагружает бортовую сеть, что также ни есть хорошо.

Поэтому нам необходимо обеспечить включение вентилятора при определенном нагреве радиатора (или жидкости в нем). Сама схема представлена на чертеже ниже, помимо включения при определенном нагреве схема обеспечивает плавное включение вентилятора и уменьшает звуковые шумы, что хорошо скажется на сроке службы вентилятора.

Основным элементом в схеме является терморезистор с отрицательным коэффициентом температурной зависимости. Рабочее сопротивление 5-50 кОм все зависит от марки терморезистора. Терморезистор приваривается непосредственно к радиатору. Операция очень ответственная, терморезистор обязательно должен касаться радиатора, при плохой сварке потом придется все переделывать, поэтому этому моменту уделяем особое внимание.

Все номиналы или их определение расписано в схеме, для подбора R1 замеряем мультиметром значение сопротивления терморезистора делим на 5. Полученный результат даст вам понять примерный диапазон значения переменного резистора. Устанавливаем необходимые значения резистора, распаиваем схему и начинаем отладку работы прибора.

Показанная на схеме RC цепочка указана штрихпунктирной линией, потому что не всегда требуется. В случае если при отладке схема будет «хондрить» ее надо будет довесить. Вращая переменный резистор и измеряя сторонним прибором температуру радиатора выставляем необходимую нам температуру включения вентилятора.

Вентилятор достаточно мощный прибор поэтому транзистор, коммутирующий ток через него, обязательно устанавливаем на теплоотвод или на корпус автомобиля, однако в этом случае необходимо обеспечить изоляцию корпуса транзистора от кузова, это обычно делается с помощью слюдяной прокладки. В качестве замены КТ815, можно взять КТ819 или иностранный аналог.

Любому владельцу персонального компьютера известно, что без кулера работа системного блока невозможна. Чтобы убедиться в этом, достаточно приложить руку к проработавшему пару часов компьютеру и почувствовать, насколько он горячий. И ведь это при работающей системе охлаждения! Страшно подумать, до какой отметки могла бы подниматься температура процессора, если бы его не охлаждали кулеры для компьютера.

Нельзя забывать о том, что правильная температура чрезвычайно важна для системного блока - он не должен ни переохлаждаться, ни перегреваться. И если переохладиться в комнатных условиях процессор вряд ли сможет, то перегрев весьма вероятен. Чтобы убедиться в этом, достаточно подольше поработать в летнюю жару на старом устройстве с не вполне исправным вентилятором. Скорее всего, оно просто не выдержит нагрузки и выключится само.

Но вернемся к тому, каким должен быть вентилятор для процессора. Разумеется, чем мощнее устройство и чем больше на нем работают, тем более мощной должна быть и

Однако, к сожалению, многие кулеры издают слишком много шума, который порой очень раздражает. Причиной тому - их непрерывная работа. Кстати, она является не только источником шума, но и причиной быстрого износа охлаждающего механизма.

Выход из данной ситуации предельно прост - нужно лишь приобрести вентилятор с термодатчиком. Также можно сделать датчик самостоятельно и установить его в уже имеющееся устройство.

Как можно понять по названию, термодатчик представляет собой устройство, и поставляющее на кулер сведения о ней. Таким образом, вентилятор с термодатчиком может работать не постоянно, а в полную силу включаться лишь после нагрева процессора до определенной температуры.

Однако, как и любое другое, данное устройство имеет и плюсы, и минусы. К плюсам можно отнести снижение шума при работе, а также увеличение срока службы устройства за счет уменьшения его износа.

Из минусов же указывается невозможность подстроить вентилятор с термодатчиком под конкретное устройство - в нем устанавливается автоматически, в то время как она может иметь различное оптимальное значение у двух системных блоков различных фирм.

Также не считается преимуществом и труднодоступность подобных устройств - их можно найти далеко не в каждом городе, что уж говорить об отдельных магазинах. Да и цена на такой кулер может быть неприлично высокой.

Именно поэтому в большинстве случаев вентилятор с термодатчиком проще сделать самостоятельно. Все, что для этого нужно - сделать термодатчик и прикрепить его к уже имеющемуся вентилятору.

Делается же датчик абсолютно просто. Для него необходимо всего лишь три элемента - сенсор температуры, силовой транзистор и потенциометр. И, конечно же, немного времени, усидчивости и умения паять.

Схему сборки данного датчика можно легко найти в интернете, а все необходимые детали можно купить в любом радиомагазине. Полученный же термодатчик будет иметь немалый диапазон регулировки температуры и возможность отключения при отсутствии нагрузки.

Раньше я использовал программу SpeedFan , но вот недавно сменил материнскую плату и speedfan отказался управлять скоростью вентиляторов, они буквально взвыли, я привык уже, что самая громкая часть в моём компе - это HDD (Seagate Barracuda - на данный момент самые тихие винты), а тут такое горе, телевизор на компе перед сном не посмотришь, гудение и так на работе целый день утомляет, а тут дома - продолжение... Вобщем пришлось, как и на самых моих первых компьютерах идти по пути железа, а не софта. \

Не смотря на то, что этот терморегулятор настолько прост, что собирается за довольно короткое время, он достаточно надёжен, стабилен и чувствителен, вместо терморезистора используется транзистор КТ315, он плоский и хорошо входит между рёбер практически любого радиатора, и избавляет от необходимости поиска подходящего терморезистора, его можно заменить на практически любой низковольтный маломощный кремниевый транзистор. Транзистор КТ816 так же можете заменить на что-нибудь аналогичное, желательно ставить помощнее, но без встроенных резисторов и составных. Резистор 100 Ом можно увеличить до 200, если вдруг вы увидите, что он перегревается, хотя не должен, но это зависит от применяемых транзисторов.

Вентиляция" href="/text/category/ventilyatciya/" rel="bookmark">вентиляции корпуса вентилятор на процессоре вынужден гонять и так уже горячий воздух, и смысл в терморегуляторе теряется, вы просто соберёте его зря. Собирать его целесообразно только в том случае, если при полных оборотах кулера температура радиатора не превышает 35-40 градусов.

Я не помню источника данной схемы, она просто всплыла в памяти, как первая попавшаяся, и велосипед изобретать я не стал, хотя это даже не велосипед:-) Но она исправно обслуживает все 3 вентилятора в моём компе (блок питания , видеокарта и процессор), сейчас вентиляторы практически так же не слышно, как и раньше, стало чуть громче, за счёт того, что больше стал нагреваться процессор, и выдувая более горячий воздух вынужден больше раскручиваться вентилятор в БП, но что поделать, более быстрая система требует большую мощность выделяет больше тепла, тут никуда не денешься, тем более зима прошла...

Терморегуляторы широко используются в современных бытовых приборах, автомобилях, системах отопления и кондиционирования, на производстве, в холодильном оборудовании и при работе печей. Принцип действия любого терморегулятора основан на включении или выключении различных приборов после достижения определенных значений температуры.

Современные цифровые терморегуляторы управляются при помощи кнопок: сенсорных или обычных. Многие модели также оснащены цифровой панелью, на которой отображается заданная температура. Группа программируемых терморегуляторов является самой дорогостоящей. С помощью прибора можно предусмотреть изменение температуры по часам или задать необходимый режим на неделю вперед. Управлять прибором можно дистанционно: через смартфон или компьютер.

Для сложного технологического процесса, например, сталеплавильной печи, сделать терморегулятор своими руками – задача довольно непростая, которая требует серьезных знаний. Но собрать небольшое устройство для кулера или инкубатора под силу любому домашнему мастеру.

Для того, чтобы понять, как работает регулятор температуры, рассмотрим простое устройство, которое используется для открывания и закрывания заслонки шахтового котла и срабатывает при нагреве воздуха.

Для работы устройства были использованы 2 алюминиевые трубы, 2 рычага, пружина для возврата, цепочка, которая идет к котлу, и регулировочный узел в виде кран-буксы. Все комплектующие были смонтированы на котел.

Как известно, коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22х10-6 0С. При нагревании алюминиевой трубы длиной полтора метра, шириной 0,02 м и толщиной 0,01 м до 130 градусов Цельсия происходит удлинение на 4,29 мм. При нагреве трубы расширяются, за счет этого происходит смещение рычагов, и заслонка закрывается. При остывании трубы уменьшаются в длине, а рычаги открывают заслонку. Основной проблемой при использовании данной схемы является то, что точно определить порог срабатывания терморегулятора очень сложно. Сегодня предпочтение отдается устройствам на основе электронных элементов.

Схема работы простого терморегулятора

Обычно для поддержания заданной температуры используются схемы на основе реле. Основными элементами, входящими в данное оборудование, являются:

температурный датчик;
пороговая схема;
исполнительное или индикаторное устройство.

В качестве датчика можно использовать полупроводниковые элементы, термисторы, термометры сопротивления, термопары и биметаллические термореле.

Схема терморегулятор реагирует на превышения параметра над заданным уровнем и включает исполнительное устройство. Самым простым вариантом такого прибора является элемент на биполярных транзисторах. Термореле выполнено на основе триггера Шмидта. В роли датчика температуры выступает терморезистор – элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от повышения или понижения градусов.

R1 – это потенциометр, который устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. За счет регулировки происходит срабатывание исполнительного устройства и коммутации реле K1, когда сопротивление терморезистора изменяется. При этом рабочее напряжение реле должно соответствовать рабочему питанию оборудования. Чтобы защитить выходной транзистор от импульсов напряжения, параллельно подсоединен полупроводниковый диод. Величина нагрузки подключаемого элемента зависит от максимального тока электромагнитного реле.

Внимание! В интернете можно увидеть картинки с чертежами термостата для разного оборудования. Но довольно часто изображение и описание не соответствуют друг другу. Иногда на рисунках могут быть представлены просто другие устройства. Поэтому изготовление можно начинать только после тщательного изучения всей информации.

Перед началом работ следует определиться с мощностью будущего терморегулятора и температурным диапазоном, в котором предстоит ему работать. Для холодильника потребуются одни элементы, а для отопления –другие.

Терморегулятор на трех элементах

Одним из элементарных устройств, на примере которого можно собрать и понять принцип работы, является простой терморегулятор своими руками, предназначенный для вентилятора в ПК. Все работы производятся на макетной плате. Если же существуют проблемы с пальником, то можно взять беспаечную плату.

Схема терморегулятор в этом случае состоит всего лишь из трех элементов:

силового транзистора MOSFET (N канальный), можно использовать IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А или IFR510 Power MOSFET;
потенциометра 10 кОм;
NTC термистора в 10 кОм, который будет выполнять роль сенсора температуры.

Термодатчик реагирует на повышение градусов, за счет чего срабатывает вся схема, и вентилятор включается.

Теперь переходим к настройке. Для этого включаем компьютер и регулируем потенциометр, задавая значение для выключенного вентилятора. В тот момент, когда температура приближается к критической, максимально уменьшаем сопротивление до того, как лопасти будут вращаться очень медленно. Лучше сделать настройку несколько раз, чтобы убедиться в эффективности работы оборудования.

Современная электронная промышленность предлагает элементы и микросхемы, значительно отличающиеся по виду и техническим характеристикам. У каждого сопротивления или реле есть несколько аналогов. Необязательно использовать только те элементы, которые указаны в схеме, можно брать и другие, совпадающие по параметрам с образцами.

Терморегуляторы для котлов отопления

При регулировке отопительных систем важно точно откалибровать прибор. Для этого потребуется измеритель напряжения и тока. Для создания работающей системы можно воспользоваться следующей схемой.

С помощью этой схемы можно создать наружное оборудование для контроля за твердотопливным котлом. Роль стабилитрона здесь выполняет микросхема К561ЛА7. Работа устройства основана на способности терморезистора уменьшать сопротивление при нагреве. Резистор подключается в сеть делителя напряжения электричества. Необходимую температуру можно задать с помощью переменного резистора R2. Напряжение поступает на инвертор 2И-НЕ. Полученный ток подается на конденсатор С1. К 2И-НЕ, который контролирует работу одного триггера, подключен конденсатор. Последний соединен со вторым триггером.

Контроль температуры идет по следующей схеме:

при понижении градусов напряжение в реле растет;
при достижении определенного значения вентилятор, который соединен с реле, выключается.

Напайку лучше производить на слепыше. В качестве элемента питания можно взять любое устройство, работающее в пределах 3-15 В.

Осторожно! Установка самодельных приборов любого назначения на системы отопления может привести к выходу из строя оборудования. Более того, использование подобных устройств может быть запрещено на уровне служб, осуществляющих подвод коммуникаций в вашем доме.

Цифровой терморегулятор

Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.

Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.

При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.

При создании любого из устройств важно не только правильно спаять саму схему, но и продумать, как лучше разместить оборудование. Необходимо, чтобы сама плата была защищена от влаги и пыли, иначе не избежать короткого замыкания и выхода из строя отдельных элементов. Также следует позаботиться об изоляции всех контактов.

Видео

Tillmann Steinbrecher

Основная проблема воздушного охлаждения ПК- шум. При увеличении скорости вентиляторов увеличивается и шум. Шум раздражает, отрицательно влияет на наше здоровье и производительность.

Так почему бы не начать бороться с ним? Решение - терморегулятор. В большинстве ПК вентиляторы вращаются с максимальной скоростью, вне зависимости от загруженности процессора и внешней температуры. Современные вентиляторы ПК имеют встроенные терморегуляторы, впрочем как и некоторые материнские платы.

Идея использования терморегулятора сама по себе не нова, сейчас вентиляторы с функцией терморегуляции довольно распространены. К сожалению, большинство из них имеют свои недостатки:

Температура процессора устанавливается автоматически. Недостатком такого подхода является отсутствие возможности подстройки вентилятора под конкретную модель процессора (рабочие температуры разных процессоров отличаются). Очевидно, что такие вентиляторы совершенно не подходят для overclocking"a.
Большинство вентиляторов регулируют скорость вращения лопастей, однако не могут отключиться полностью. Это особо актуально для вентиляторов, используемых в корпусах ПК. К тому же существуют процессоры, которые при отсутствии загрузки вообще не требуют охлаждения.
Каждый вентилятор требует отдельный сенсор. Поэтому наилучшим решением будет создать терморегулятор для вентилятора самостоятельно.

За смешную цену в 4$, терморегулятор будет иметь следующие особенности:

Возможность подстройки температуры пользователем.Настройка температуры сможет производиться в большом диапазоне, поэтому терморегулятор можно будет применять как для вентиляторов, используемых в корпусе ПК, так и для вентиляторов, используемых с процессором.
Вентилятор отключается, если температура достигает определенного минимума.
Возможность одновременного использования одного сенсора с несколькими вентиляторами. Итак, теперь, покончив с теорией, можно приступать непосредственно к сборке устройства.

Нам понадобиться всего лишь три (!) элемента:

Силовой MOSFET транзистор (N канальный)
Потенциометр 10 кОм
Сенсор температуры NTC с сопротивление в 10 кОм (термистор)

Достать любой элемент не составит никакого труда. Особых требований к MOSFET"у нет - напряжение более 12 В. Собирая устройство, был использован IRFZ24N MOSFET 12 В и 10 А. Для жителей США - IFR510 Power MOSFET.

Потенциометр - любой. И наконец, NTC термистор. Вы можете использовать любой термистор, единственные параметры - сопротивление (10 кОм) и цена (минимальная).

Возможно, вам понадобятся:

Макетная плата. Необязательна, но для удобства все же стоит воспользоваться.
Радиатор для транзистора. В нормальных условиях необязателен, однако при использовании более трех вентиляторов, все - же придется установить.

Предупреждения!!!
Убедитесь, что вы хорошо изолировали устройство. Не допускайте контакта устройства с корпусом и др. элементами ПК. Измерение скорости вентилятора не будет работать. Не пытайтесь подключить провод сигнала к материнской плате - это может повредить ее. Теперь необходимо настроить терморегулятор. Для этого включаем «холодный» компьютер.

Регулируем сопротивление потенциометра и устанавливаем его на значении, при котором лопасти вентилятора не вращаются. Когда температура начинает приближаться к максимальной уменьшаем сопротивление до того как вентилятор начинает слабо вращаться. Не жалейте времени настраивая нужное сопротивление, т.к. от этого зависит эффективность всего устройства. Если настройки неправильны компьютер перегреется или же вентилятора будут работать на максимальной мощности все время. Если вы добавили дополнительный вентилятор необходимо настроить терморегулятор заново.

Внимание!
Вы собираете это устройство на свой страх и риск, автор не несет никакой ответственности за последствия использования этого устройства.