Схема сигнализатора температуры со звуковой сигнализацией (КР1436АП1)

В сельской бане или в сауне приятно париться после рабочего дня. Сауна — нерусское изобретение, этот вид отдыха и лечения впервые появился в Финляндии в позапрошлом веке.

В сауне греются сухим воздухом, в отличие от русской традиционной бани, где поддерживается высокая влажность. В современных саунах работает мощный электрический обогреватель — ТЭН.

Оптимальная температура в сауне от +80 до +110 °С (на любителя). Те, кто хоть раз бывал в сауне, поймут и оценят разработку, описанную ниже и иллюстрирующую преобразование тепловой энергии в электрическую.

Различные устройства подобного назначения описаны в литературе для радиолюбителей, однако предлагаемая ниже конструкция превосходит их по простоте и функциональности.

Принципиальная схема

На рис. 1 представлена электрическая схема термодатчика со звуковой индикацией. Устройство выполняет функцию преобразователя «сопротивление-напряжение».

Рис. 1. Электрическая схема термодатчика со звуковой индикацией.

Повышение температуры воздуха в сауне воздействует на терморезистор. Терморезистор ММТ-1 (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления) при нагреве уменьшает свое сопротивление.

Маркировка таких терморезисторов предполагает, что указанное на его корпусе значение сопротивления справедливо при температуре окружающей среды +25 °С, График изменения относительного сопротивления терморезисторов типа ММТ-1 показан на рис. 2.

Электронный блок подключается через трансформаторный стабилизированный источник питания параллельно нагревательному элементу — ТЭНу.

Пока ТЭН нагревается, сопротивление термистора велико, чувствительный транзисторный каскад на VT1 и VT2 находится в закрытом состоянии. На вход управления микросхемы DA1 через ограничительный резистор R3 поступает почти полное напряжение источника питания.

Рис. 2. График изменения сопротивления терморезисторов ММТ-1

Внутренний узел управления включает генераторы микросхемы. На выходе микросхемы (вывод 8) вырабатываются импульсы двухтонального сигнала звуковой частоты (на слух такая последовательность звуков воспринимается как «вау-вау»).

Пьезоэлектрический излучатель В1 воспроизводит этот сигнал. В такт работе первого генератора вспыхивает светодиод HL1. Выход R1 микросхемы DA1 не обладает достаточной мощностью для непосредственного подключения светодиода, и поэтому последний включается через транзисторный усилитель.

Когда температура в сауне достигнет +80 °С, сопротивление терморезистора уменьшится, и ток в цепи базы транзистора VT1 возрастет настолько, что окажется достаточным для его открывания. Такое включение транзисторов (как показано на схеме) обеспечивает большую чувствительность устройства.

Транзисторы открываются, и тогда на выводе 2 микросхемы напряжение стремится к нулю. В таком состоянии входа ВС микросхемы DA1 внутренний узел микросхемы запрещает работу генераторов, и пьезоизлучатель замолкает.

Одновременно светодиод HL1 перестает мигать. Теперь можно заходить в нагретое помещение и с удовольствием принимать процедуры.

При падении температуры в сауне вновь раздается звуковой сигнал. При выключении ТЭНа узел звуковой сигнализации не подает сигналов, т. к. обесточен.

Терморезистор ММТ-1 имеет металлостеклянный корпус и на практике выдерживает даже кратковременное воздействие открытого огня. Поэтому его применение в данной конструкции оправдано.

Терморезистор крепится в самом дальнем верхнем углу помещения сауны (или сельской бани) относительно места расположения нагревательного ТЭНа. ТЭН располагают в дальнем нижнем углу (относительно входной двери в сауну), т. к. по законам физики теплый воздух поднимается вверх.

Детали

В качестве резистора R2 необходимо применить многооборотный переменный резистор типа СП5-1ВБ (или аналогичный) с линейной характеристикой для точности настройки.

Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,25. Пьезоизлучатель В1 можно использовать любой из ряда ЗП. Все элементы узла монтируются методом пайки на перфорированную плату, которая помещается в герметичный пластмассовый корпус. Между крышкой корпуса и его стенками следует проложить слой автомобильного герметика.

Длина соединительных проводов от терморезистора до элементов схемы и источника питания должна быть минимальна. Вместо указанных на схеме транзисторов VT1—ѴТЗ можно применить приборы КТ315Б, КТ503А—КТ503В.

Для точности порога включения сигнализатора необходима хорошая стабилизация напряжения и помехозащищенность источника питания. Оксидный конденсатор C1 (К50-20) сглаживает низкочастотные помехи. С2 (КМ-5) сглаживает помехи по высокой частоте.

Налаживание

Налаживание устройства заключается w установке переменным резистором R2 («чувствительность») порога открывания транзисторов— значения окружающей температуры, при преодолении которого в сторону уменьшения открываются транзисторы VT1, VT2 и выключается генерация импульсов микросхемы DA1.

Напряжение источника питания находится в пределах 12—29 В. Всю электронику,кроме датчика, желательно монтировать в соседнем с сауной помещении.

Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.