Hővédelem hűtőbordára

 

Sok hőkapcsoló áramkör (termosztát) lelhető fel az interneten. Azonban amikkel én eddig találkoztam, azok jelentős részében a hőmérséklet figyelésére termisztort, vagy valamilyen hő-szenzort alkalmaznak. Ez utóbbi nagyon jó, ha mondjuk 0,05 fokos pontossággal szeretnénk hőmérsékletet mérni. Na de! Mindez nem sokat ér, hogyha a mérendő közeg és a hőmérő eszköz közt nem biztosított a jó termikus kapcsolat. A termisztorok és a hő-szenzorok tokozása (pl. TO-92) nem olyan, hogy azt könnyen és jó termikus kapcsolatot biztosítva felszerelhető legyen például egy hűtőbordára.

 

Az itt szereplő áramkör hőmérsékletet figyelő alkatrésze egy MBR10100-as típusú TO-220-as tokozású schottky dióda. Az áramkört célzottan hűtőborda hőmérsékletének figyelésére terveztem. A TO-220-as tokozásnak hála a dióda könnyen szerelhető a hűtőbordához és a fém jó termikus kapcsolatot biztosít.

 

Az áramkör működése:

 

A "TAP" csatlakozón kerül az egyenfeszültség az áramkörre. IC2 (7812) előállítja a stabil 12V-os tápfeszültséget. Ebből a VR1 (TL431) előállítja a 2,5V-os referencia-feszültséget. Erről a feszültségről van táplálva az R2, P1 és R4 alkatrészekből álló osztó, illetve ez a referencia-feszültség nyitja ki R5 áramkorlátozó ellenálláson keresztül a D1 hőmérséklet-figyelő diódát, ami a figyelendő felületre szerelendő (hűtőborda). A P1 helitrimmer segítségével azt a hőmérséklet értéket tudjuk meghatározni, aminél az áramkörnek kapcsolnia kell. A trimmerről a feszültség az IC1A nem invertáló lábára kerül, a D1-en mérhető feszültség pedig az invertáló lábra. A szilícium félvezetők P-N átmeneteinek a nyitófeszültsége Celsius fokonként kb. 2,2mV-ot csökken. A hőmérséklet figyelése az áramkörben ezen az elven alapszik. Azért használtam az áramkörben 'normál' dióda helyett shottky-t, mert ezeken a hőmérséklet-változásra arányaiban sokkal dinamikusabban változik a nyitófeszültség és ezért könnyebb komparálni. A D1 schottky diódán mérhető feszültség (nyitófeszültség) a hőmérséklet emelkedésével csökkenni kezd. IC1A komparátorként működik; amint a D1 diódán lévő feszültség a helitrimmerrel beállított érték alá csökken, a kimenete H szintű lesz, amit LED jelez. Emellett T1 kinyit és J1 relé meghúz. Ez az állapot mindaddig fennáll, amíg a hűtőborda hőmérséklete nagyobb mint amit a P1 helitrimmerrel beállítottunk. Ha a borda lehűl, akkor a LED elalszik és a J1 relé elenged. A relé érintkezőit sokféle célra felhasználhatjuk. Például bekapcsolhatunk vele egy hűtőventillátort, vagy egy erősítő esetén lekapcsolhatjuk a hangszórókat vagy a tápot, vagy mondjuk egy tápegység esetén ha túl forró borda, akkor lekapcsolhatjuk a táp kimenetét.

Szimulátorban az alábbi feszültség-értékek mérhetőek az MBR10100-as diódán a hőmérséklet függvényében:

 

Hőmérséklet MBR10100-on mérhető feszültség
25C° 265,7mV
30C° 244,77mV
40C° 202,92mV
50C° 161,22mV
60C° 120,19mV
70C° 81,33mV
80C° 47,89mV
90C° 23,99mV

 

Az áramkörben lévő értékekkel a helitrimmerrel 33,91mV-tól 188,04mV-ig lehet állítani a komparátor nem invertáló lábán lévő feszültséget. Így elvileg kb. 42C°-tól 85C°-ig állítható a kapcsolási hőmérséklet. A gyakorlatban az alkatrészek szórása miatt természetesen kis eltérés van, de méréseim alapján a szimulátorban kapott eredmények elég reálisak.

 


 

Az áramkör megépítése:

 

A nyáktervet készítsük el, ha vasalásos technikát választjuk akkor arról ITT bővebben olvashatunk. A nyákterv mérethelyes kinyomtatásában segít EZ a kis leírás. A nyákot ez utána fúrjuk ki, ügyelve arra hogy a sorkapcsoknak, a relének, a D1, D2-nek és az IC2-nek nagyobb furatra van szüksége. Ha a furatokkal megvagyunk, akkor ültessük be az alkatrészeket, méret szerinti sorrendben az ellenállásokkal és D2-vel kezdve. Utána következnek a kondenzátorok, a TL431, az LM358 és a BC546. Végül ültessük be a "TAP" csatlakozót, a két sorkapcsot, a helitrimmert, a 7812-t, a ledet, az MBR10100-at és legvégül a relét.

 

A nyák elkészítéséhez szükséges képek (nagyobb felbontásért katt a képekre!):

 


 

Az áramkör élesztése:

 

Az áramkört egyenlőre ne szereljük fel a hűtőbordára. A tápfeszültséget ez előtt kapcsoljuk az áramkörre. A tápfeszültség ráadása után a lednek nem szabad világítania és a relének elengedve kell maradnia. (A helitrimmer osztásarányát úgy állítottam be, hogy kb. 42 és 85 fok közti kapcsolási hőmérsékletet lehessen beállítani. Feltételezem, hogy ekkora hőmérséklet nincs a helyiségben az élesztés során.) Az áramkör különösebb élesztési folyamatot nem igényel, de ha netán mégsem működne, akkor a következőket ellenőrizzük:

A helitrimmert eltekergetve ellenőrizzük, hogy az LM358 3-as lábán a feszültség változik. Ez után tekerjük el abba a végállásába, ahol a 3-as lábon a legnagyobb feszültséget mérjük. Ez után mérjük meg, hogy mekkora feszültség van az LM358 2-es lábán! Majd a D1 diódát kezdjük el melegíteni például úgy, hogy hozzáérünk a forrasztópáka hegyével. Közben figyeljük, hogy a 2-es lábon a feszültség csökken-e. Ha csökken, akkor a melegítés hatására kis idő múlva a lednek ki kell gyulladnia és a relének meg kell húznia. Ez után hagyjuk hűlni az MBR10100-at és figyeljük meg hogy a LED elalszik-e és a relé elenged-e.

Ha megbizonyosodtunk az áramkör helyes működéséről, akkor szereljük azt a figyelendő felületre. A D1 diódát a nyáklap szélére terveztem így nem szükséges azt a paneltól elvezetni, de ha a konstrukció úgy kívánja akkor bátran elvezethetjük. Igyekezzünk, hogy (termikusan!) a lehető legközelebb szereljük a D1 diódát a melegedő alkatrészhez (végtranzisztor, teljesítmény-erősítő IC...). D1 dióda és a hűtőborda közé tegyünk csillám szigetelőt és hővezető pasztát. Ha úgy tartja kedvünk, akkor a hővédelem ledjét kivezethetjük a készülékünk előlapjára is, hogy lássuk ha leold/bekapcsol a hővédelem.

 


 

Végezetül pár kép és egy videó az áramkörről:


Hozzászólások   

 
#1 vandorbot 2012-06-28 12:40
Kicsit módosítottam az ötleten. Mivel nálam ventillátort kapcsolgat, a relé helyett Nmosfet-et hajt az IC. (a BC tranyót kihagytam). Az OPA másik felét egyenfeszültség figyelésére használom. Pl.erősítő kimenetének figyelése. Tápegység előszabályzás. (táptrafó szekunder kb. középen megcsapolt).
 

Nincs jogosultságod hozzászólást írni!

Keresés

Saját menü

Szavazás

Melyik kapcsolást szeretnéd hogy mihamarabb elkészüljön?


Forrasztóállomás III. - 26.7%
PIC-es panelmérő III. - 3.2%
PIC-es panelmérő IV. - 1%
PIC-es panelmérő V. - 3.6%
Labortápegység II. - 46.4%
PIC-es vezérlőmodul - 4.1%
Precíziós árammérő - 3.9%

Összes szavazat: 1365
The voting for this poll has ended on: 02 júl. 2015 - 00:00

Szavazás

Hogy tetszik az új oldal?


Fantasztikus! - 50%
Tetszik - 47.5%
Elmegy - 0%
Lehetne jobb is - 2.5%
Pocsék - 0%

Összes szavazat: 40
The voting for this poll has ended on: 09 márc. 2015 - 00:00

Olvasók az oldalon

Oldalainkat 53 vendég és 0 tag böngészi

Online felhasználók

None