Пропонований увазі читачів автомат підтримує на кухні комфортний температурний режим, включаючи і вимикаючи вентилятор. Однак це не термостабілізатори в звичному сенсі цього слова. В основу роботи покладено дещо інший принцип...
Відправною точкою для створення автомата послужив той факт, що при працюючій кухонній плиті гаряче повітря розподіляється по приміщенню далеко не рівномірно. Нагревшийся піднімається вгору, а надходить ззовні холодний залишається внизу. Так, різниця показань встановлених у підлоги і стелі приміщення термометрів досягає 8°С навіть під час роботи електроплити на чверть потужності. Середня температура повітря в залежності від сезону і часу доби перебувала в інтервалі 16...32°С.
Межа між шарами повітря виражена досить різко і явно відчувається людиною. У цій ситуації сприятливо позначається наявність на кухні вентилятора, перемішують повітря. З його включенням підвищується температура внизу, а нагорі - знижується. Такий вентилятор бажано забезпечити таймером, автоматично через певний час відключає його. Це вбереже від наслідків забудькуватості. Ще краще - зробити пристрій, що реагує на нерівномірність розподілу температури і включає вентилятор, тільки коли це дійсно необхідно.
В автоматі, схема якого показана на малюнку, поєднані обидві функції. Основні вузли таймера - RS-тригер DD4.1, генератор тактових імпульсів на мікросхемі DD1 і двійковий лічильник DD3. У вихідному стані таймера, що встановлюють натисканням кнопки SB1, на виході тригера DD4.1 (висновок 2) та сполученому з ним вході 1 елемента DD1.1 - низький логічний рівень. В результаті робота тактового генератора на елементах DD1.1 і DD1.2 заборонена. Високим рівнем на вході R лічильника DD3 у всіх її розрядах встановлені лог. 0. Транзистори VT2 і VT3 закриті (передбачається, що вимикач SA2 розімкнений), світлодіод HL2 не горить, двигун вентилятора М1 відключений від мережі розімкнутими контактами реле К1.
(натисніть для збільшення)
Натисканням кнопки SB2 включають вентилятор і запускають таймер. В результаті зміни стану тригера DD4.1 напруга високого логічного рівня з його виходу надходить в базові ланцюга транзисторів VT2 і VT3. Світлодіод HL2 запалюється, а спрацювало реле К1 подає мережеве напруга на вентилятор. Одночасно дозволяється робота тактового генератора DD1.1, DD1.2 і лічильника DD3. Через певний, що залежить від положення перемикача SA1 число періодів коливань тактового генератора, низький логічний рівень на вході 9 елемента DD2.2 зміниться високим, що призведе до повернення тригера DD4.1 і всього таймера в початковий стан і вимикання вентилятора.
Вентилятор ще до закінчення витримки можна вимкнути кнопкою SB1 і знову включити кнопкою SB2, при цьому відлік часу почнеться з початку. Продовжить роботу вентилятора і просте натискання на кнопку SB2.
Датчик різниці температур зібраний на компараторі DA1. Його чутливі елементи - два терморезистора. Перший з них (RK1) розміщують на висоті 2,2 м і на відстані не більше 0,8 м від кухонної плити по горизонталі. Другий терморезистор (RK2) встановлюють під першим на висоті приблизно 0,6 м.
Якщо температура терморезисторів однакова, рівні і їх опору. Однак, завдяки резистору R2, напруга на інвертуючому вході (висновок 4) компаратора DA1 вище, ніж на неінвертуючому (висновок 3), у результаті на його виході (вивід 9) - низький логічний рівень. Транзистор VT1 закритий, світлодіод HL1 погашений. Вентилятор, якщо він не включений за допомогою кнопки SA2, не працює.
Припустимо, температура обох терморезисторів збільшується або зменшується однаковим чином. Разом з нею змінюються, залишаючись рівними, їх опору. Тому стан компаратора зберігається незмінним. Однак, якщо терморезистор RK1 нагріти сильніше, ніж RK2, напруга на інвертуючому вході компаратора DA1 стане нижче, ніж на неінвертуючому, що переключає компаратора. Напругою високого логічного рівня з його виходу буде відкрито транзистор VT1, а якщо вимикач SA2 замкнутий, то і VT3. Світлодіод HL1 запалиться, спрацює реле К1, вентилятор буде включений незалежно від стану таймера. Після вирівнювання температури терморезисторів компаратор DA1 повернеться в початковий стан, відключивши вентилятор.
Конденсатори С2 - С4 служать для придушення перешкод і наведень на довгі дроти, з'єднують терморезистори з приладом. Номінал конденсатора С4 навмисно обраний меншим, ніж C3. Це дозволило усунути короткочасне включення вентилятора в момент подачі на автомат напруги живлення.
Напруга 12 В для живлення автомата беруть від будь-якого стабілізованого джерела. Споживаний струм (не рахуючи реле К1) не перевищує 30 мА. Автором застосовано реле КУЦ-1 (паспорт РА3629000). Придатні і інші, наприклад, РЭС22 (паспорт РФ4.523.023-05.01).
У прилад можна встановлювати постійні резистори будь-яких типів. Конденсатор С1 - плівковий серії К73, С6 - керамічний, інші - оксидні К50-6 або К50-35. Світлодіоди HL1 і HL2 - будь відповідного кольору світіння, наприклад, КИПД05А (червоний) і КИПД05Б (зелений). Можна замінити обидва одним із загальним двокольоровий катодом, наприклад, L-117EOW фірми Kingbright. Транзистори VT1 - VT3 - з будь-яким буквеним індексом.
Компаратор К554САЗ замінюють на 521САЗ з урахуванням відмінностей у нумерації висновків. При відсутність мікросхеми К561ТР2 RS-тригер (DD4.1) збирають за відомою схемою з двох елементів мікросхеми К561ЛЕ5 або інших АБО-НЕ. Знизивши напруга живлення до 9 В, замість мікросхем серії К561 можна встановити їх функціональні аналоги із серії К176.
Терморезистори RK1 і RK2 - ММТ-4. Їх номінал (опір при температурі +25 °З) некритичний і може досягати 82 кОм, однак терморезистори повинні бути однаковими, найкраще - "з однієї коробки". Якщо є сумніви в ідентичності характеристик терморезисторів, рівність їх опору корисно перевірити при різній температурі. При монтажі в автомат висновки терморезисторів, сполучені з їх металевими корпусами, підключають до загального проводу.
Включивши харчування автомата, разомкнув вимикач SA2 і натиснувши кнопку SB1 "Пуск", необхідно переконатися, що тактовий генератор на елементах DD1.1, DD1.2 діє, світлодіод HL2 світиться, а реле К1 спрацювало, запустивши вентилятор. В інакше доведеться перевірити правильність монтажу, справність мікросхем, транзисторів та інших елементів. Якщо перемикач SA1 знаходиться у вказаному на схемою положенні, через 15...20 хв вентилятор повинен бути автоматично вимкнений, а світлодіод HL2 - згаснути. Переведення перемикача SA1 в інше положення подвоїть це час. Встановлювати тривалість роботи вентилятора з високою точністю в даному випадку не потрібно, але при необхідності її можна "підігнати" підбіркою номіналів конденсатора С1 і резистора R5.
Переконавшись в працездатності таймера, приступають до налагодження датчика перепад температури. Терморезистори RK1 і RK2 завчасно розміщують таким чином, щоб вони прогрілися до однієї і тієї ж температури. У цьому стані переконуються, що логічний рівень на виводі 9 компаратора DA1 - низький, а світлодіод HL1 не горить. Якщо нагріти терморезистор RK1 на кілька градусів, піднісши до нього гарячий предмет, світлодіод повинен запалитися, а через деякий час після вилучення предмета - згаснути. Необхідної чутливості датчика домагаються підбіркою номіналу резистора R2.
Необхідно враховувати, що під час пайки елементи нагріваються до автомата високої температури, змінює їх характеристики. Тому після кожного втручання в пристрій з паяльником потрібно почекати кілька хвилин, даючи елементам можливість охолонути.
На закінчення досвідченим шляхом підбирають найкраще місце розташування терморезисторів RK1 і RK2.
Автор: Н.Латченков, р. Москва