E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/99

42

Na łamach różnych czasopism elektro−

nicznych opisano wiele termostatów
elektronicznych, których zadaniem było
utrzymanie temperatury na określonym
poziomie. W przeciwieństwie do zwy−
kłych termostatów opisany układ ma
dwa wyjścia sterująca zamiast jednego.
Istnieje więc możliwość ustawienia mini−
malnej i maksymalnej temperatury. Oba
ustawienia dokonywane są niezależnie
za pomocą dwóch potencjometrów obro−
towych. Zadaniem tego układu jest utrzy−
manie w pomieszczeniu temperatury
w ustawionym przedziale. Jeżeli więc
temperatura spadnie poniżej ustawionej
minimalnej temperatury to sterownik za−
łączy grzejnik. Jeżeli natomiast tempera−
tura wzrośnie powyżej ustawionej ma−
ksymalnej temperatury, włączony zosta−
nie wentylator. Dodatkowo na wyświe−
tlaczu pokazywana jest aktualna tempe−
ratura w danym obiekcie. Układ może
znaleźć wiele zastosowań począwszy od
utrzymywania określonej temperatury
wody w akwarium po sterowanie central−
nym ogrzewaniem i klimatyzacją.

Schemat ideowy układu przedstawio−

ny został na rry

ys

su

un

nk

ku

u 1

1. Na pierwszy rzut

oka układ może wydawać się skompliko−
wany, jednak zasada jego działania jest
bardzo prosta. W układzie zastosowano
popularną i wielokrotnie opisywaną kost−
kę ICL7106, która pełni rolę woltomierza
o zakresie 2,000V. Wskazania tego wol−
tomierza przedstawiane są na wyświetla−
czu LCD. Jako czujnik temperatury wyko−
rzystano układ LM35DZ mierzący tempe−
raturę w zakresie od 0 do 100 stopni Cel−

sjusza. Do poszerzenia tego zakresu zo−
stały zastosowane dwie czerwone diody
LED (D1,D2) , które podniosły potencjał
masy dla układu U1 do wartości około
3,6V. Z wyjścia tego układu napięcie
(zmieniające się o 10mV/°C) zostało do−
prowadzone przez klucze U2A i U2B do
wejść

pomiarowych

woltomierza.

W układzie rolę regulatora temperatury

spełniają dwa komparatory zbudowane
na

wzmacniaczach

operacyjnych

U4A i U4B. Do wejścia odwracającego
wzmacniacza U4A doprowadzone jest
napięcie z wyjścia czujnika temperatury.
Jeżeli napięcie to (temperatura) będzie
większe od ustawionego za pomocą po−
tencjometru VR3 napięcia odniesienia na
wejściu nieodwracającym, to napięcie na

F

ORUM

C

ZYTELNIKÓW

Forum Czytelników ma służyć celom edukacyjnym, wymianie doświadczeń i pomysłów.
Zasady są następujące:
– publikujemy wyłącznie projekty opracowane samodzielnie i nigdzie dotychczas nie publikowane

(należy dołączyć stosowne oświadczenie z własnoręcznym podpisem);

– oprócz tekstu i rysunków, prosimy przysłać działający model lub jego fotografie (model odeśle−

my);

– publikacja projektu nie oznacza jego pozytywnej oceny przez redakcję EdW, lecz stanowi punkt

wyjścia do publicznej dyskusji nad proponowanym rozwiązaniem. Etap dyskusji nazywany
„Dogrywką”, trwa dwa miesiące. W tym czasie oczekujemy nie tylko listów z uwagami krytycz−
nymi, ale przede wszystkim propozycji innych, lepszych rozwiązań (tym razem wystarczy sche−
mat z opisem działania układu);

Prosimy też o załączenie do projektu fotografii paszportowej i kilku zdań życiorysu.
Prosimy nie przysyłać opisów urządzeń, które powstały tylko na papierze, a nie zostały zrealizowa−
ne w praktyce. Znamy się trochę na elektronice i wiemy, że większość takich układów nie będzie
działać. Stąd nasza prośba o model lub przynajmniej fotografię modelu.

Sterownik temperatury z wyświetlaczem LCD

R

Ry

ys

s.. 1

1 S

Sc

ch

he

em

ma

att iid

de

eo

ow

wy

y

F

Fo

or

ru

um

m C

Cz

zy

yt

te

elln

niik

kó

ów

w

43

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/99

wyjściu wzmacniacza spadnie do warto−
ści bliskiej potencjałowi masy. Na wyj−
ściu bramki U5D pojawi się zatem stan
wysoki, który spowoduje załączenie tran−
zystora T5. W konsekwencji tego zapali
się dioda D11 sygnalizująca wzrost tem−
peratury powyżej temperatury ustawio−
nej i za pośrednictwem transoptora U7
i triaka Q1 zostanie włączony wentylator.
Odwrotnie działa komparator zbudowany
na wzmacniaczu U4B. Jeżeli napięcie
z czujnika temperatury (doprowadzone
do wejścia nieodwracającego) będzie
mniejsze od napięcia na wejściu odwra−
cającym ustawionego za pomocą poten−
cjometru VR4, to na wyjściu wzmacnia−
cza napięcie spadnie do potencjału bli−
skiego potencjałowi masy. Na wyjściu
bramki U5C pojawi się stan wysoki,
wskutek czego zostanie włączony grzej−
nik, co będzie sygnalizowane zaświece−
niem się diody D12.

Ustawienia maksymalnej temperatu−

ry, po przekroczeniu której zostanie włą−
czony wentylator, dokonujemy po naci−
śnięciu mikrostyku SW2. Przerzutnik
U3A pracuje w układzie dzielnika przez
dwa, tak więc po każdym dodatnim im−
pulsie podanym na jego wejście zegaro−
we jego wyjście zmienia swój stan na
przeciwny. Po naciśnięciu przycisku SW2
na wyjściu Q przerzutnika pojawi się stan
wysoki, który załączy klucz U2C, a stan
niski z wyjścia Q\ rozłączy klucz U2A. Bę−
dzie to zasygnalizowane świeceniem dio−
dy D10. Wskutek tego na wejście pomia−
rowe woltomierza nie będzie podawane
napięcie z czujnika lecz z wejścia nieod−
wracającego komparatora U4A. Tak więc
wyświetlacz będzie wskazywał tempera−
turę, którą chcemy ustawić. Po ustawie−

niu żądanej tempe−
ratury i ponownym
naciśnięciu przyci−
sku SW2 układ po−
wróci do poprze−
dniego stanu i bę−
dzie

wskazywał

temperaturę otocze−
nia.

Analogicznie

działa układ ustawia−
nia temperatury mi−
nimalnej z przerzut−
nikiem U3B i kom−
paratorem U4B. Po−
tencjometry

VR3

i VR4 połączono do
masy przez diody
D12,D13,D14,D2,
dzięki czemu uzy−
skano zakres usta−
wianych temperatur
od −30

O

C do 150

O

C,

co jest w zupełności
wystarczające

do

większości zastoso−

wań. Wyświetlacz został wyposażony
w podświetlenie, które włączane jest
przyciskiem SW1 na czas wyznaczony
przez stałą czasową C1, VR1.

Układ został zmontowany na dwóch

jednostronnych płytkach, które przedsta−
wione są na rry

ys

su

un

nk

ku

u 2

2. Montaż urządze−

nia rozpoczynamy od wlutowania kilku
zwór, później przechodzimy do wlutowa−
nia rezystorów, kondensatorów i podsta−
wek pod układy scalone. Na samym koń−
cu należy wlutować diody LED D3−D8.
Szpilki złącza goldpin należy przylutować
do płytki wyświetlacza od strony druku.
W roli komparatorów najlepiej użyć
wzmacniacza operacyjnego o wejścio−
wym napięciu niezrównoważenia około
1mV lub mniejszym. Sterownik musi być
zasilany stabilizowanym napięciem 9V.
Po zmontowaniu obu płytek i sprawdze−
niu

po−

prawności
m o n t a ż u
m o ż e m y
przystąpić
do urucho−
m i e n i a
u r z ą d z e −
nia. Za po−
mocą po−
tencjome−
tru

VR2

u s t a w i a −
my napię−
cie odnie−
sienia na
końcówce
36 układu
U6, które

powinno wynosić 1V względem anody
diody D1. Po tej czynności miernik powi−
nien wskazywać prawidłową temperatu−
rę otoczenia. Następnie przystępujemy
do sprawdzenia poprawności działania
sterownika temperatury. W tym celu na−
ciskamy przycisk SW2 (dioda D10 powin−
na się zaświecić) i pokręcając potencjo−
metrem VR3 ustawiamy maksymalną
temperaturę np. 30

O

C. Naciskamy przy−

cisk SW2 jeszcze raz, tak aby dioda D10
zgasła. Teraz podgrzewamy czujnik tem−
peratury. Po przekroczeniu 30

O

C powinna

zapalić się dioda D11. Identycznie postę−
pujemy ustawiając minimalną temperatu−
rę np. 20

O

C. Jeżeli temperatura spadnie

poniżej 20

O

C powinna zaświecić się dio−

da D12. Jeżeli wszystko przebiegło zgo−
dnie z opisywanymi wskazówkami, uru−
chomienie urządzenia możemy uznać za
zakończone.

M

Ma

arriiu

us

szz N

No

ow

wa

ak

k

Wykaz elementów:

R

Re

ezzy

ys

stto

orry

y::

R1:

18k

Ω

R2,R13,R14,R20: 100k

Ω

R3,R6:

5,6k

Ω

R4,R7,R9,R11,
R17,R21,R22:

10k

Ω

R5,R8:

20k

Ω

R10,R12:

560

Ω

R15,R25:

1M

Ω

R16:

47k

Ω

R18:

100

Ω

R19:

470k

Ω

R23,R24:

220

Ω

VR1,VR2:

50k

Ω

helitrim

VR3,VR4:

47k

Ω

/A

potencjometr obrotowy

K

Ko

on

nd

de

en

ns

sa

atto

orry

y::

C1:

470

µ

F/16V

C2,C4,C7:

47nF

C3,C5:

1nF

C6:

220nF

C8:

10nF

C9:

100nF

C10:

100pF

C11:

22

µ

F/16V

P

Pó

ółłp

prrzze

ew

wo

od

dn

niik

kii::

D1,D2,D11:

LED czerwona

D3−D8,D13−D15: 1N4148
D9,D10,D11:

LED zielona

U1:

LM35DZ

U2:

4066

U3:

4013

U4:

LM358

U5:

4001

U6:

ICL7106

U7,U8:

MOC3041

Q1,Q2:

BT137

DL1:

wyświetlacz
LCD 3,5 cyfry

R

Ró

óżżn

ne

e::

SW1−SW3:

mikrostyk

Z1,Z2:

złącze goldpin

Z3−Z5:

złącze ARK2

R

Ry

ys

s.. 3

3 S

Sc

ch

he

em

ma

att m

mo

on

ntta

ażżo

ow

wy

y s

sk

ka

alla

a 1

1::2

2