温室内の自動温度制御。スキーム、説明

無料のテクニカルライブラリ

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

温室内の自動温度制御。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

無線電子工学と電気工学の百科事典 / パワーレギュレーター、温度計、熱安定剤

記事へのコメント

温室内で植物が快適に生育するには、一定の周囲温度が必要です。それを指定された制限内に維持するために、提案された機械が開発されました。

温室内の自動温度制御
図。 1

温室内の自動温度制御
図。 2

このデバイスの基礎は、サーモスタットで使用するために設計された特殊な統合温度センサー LM56 [1、2] です。その動作の特徴を説明する機能図とグラフをそれぞれ図に示します。このマイクロ回路には、1 つのコンパレータ (A2、A1)、基準電圧源 Uref = 2 V (A1,25)、温度センサー A3、およびオープンコレクタを備えたトランジスタ VT4、VT1 の 2 つの出力段が含まれています。外部抵抗R1〜R3と端子3および3の内蔵基準電圧源A2の助けを借りて、指定された温度値に対応するコンパレータUT1およびUT2のスイッチング電圧の閾値が設定されます。その結果、温度が T1 値を超えると OUT7 出力 (ピン 1) にローレベルの電圧が表示され、T1 -Thyst 値を下回るとハイレベルの電圧が表示されます (温度ヒステリシスはに等しい)。約5℃）。同様に、温度 T2 に関連して、出力 OUT2 (ピン 6) に信号が生成されます。マイクロ回路の出力 (ピン 5) の電圧 UTEMP は、係数 k = 6,2 mV/®С で摂氏温度に比例し、+395 mV オフセットされます。

-40 ～ +125 °С の範囲の温度測定誤差は、改良版 LM3BIM の場合は ±56 °С、LM4CIM の場合は ±56 °С を超えません。

開発者が推奨する分圧抵抗器 R1 ～ R3 の合計抵抗値 R は 27 kOhm です。それぞれの抵抗は次の比率に基づいて個別に計算されます。

UT1 = Uref R3 /（R1 + R2 + R3）= Uref R3 / R;

UT2 = Uref（R3 + R2）/（R1 + R2 + R3）= = Uref（R3 + R2）/R。

同時に、UT1(T2) = kT + 395 mV、ここで k = 6,2 mV/°C、T は指定された間隔の下限 (T1) または上限 (T2) に対応する温度値です。 UT1 と UT2 の式の右側の部分を等しくすると、次のようになります。

R3 = RUT1 / Uref = R（kT1 + 395）/ Uref;

R2 = RUT2 / Uref-R3 = R（kT2 + 395）/ Uref-- R3;

R1 \ u2d R-（R3 + RXNUMX）。

米。 3（クリックで拡大）

温室内を所定の温度に維持するための装置の概略図を図3に示します。 1. 統合温度センサー DA1 に加えて、オプトトライアック U3、U1、温室の暖房および換気システムを制御する 2 つの強力なトライアック (VS1、VS2) を搭載した電界効果トランジスタ VT2 ～ VT5 上の 05 つの電子キーが含まれています。 DA3 PPM5-A-1ELF [50] の電源は、交流主電源電圧を安定した定数 XNUMX V に変換するコンバータです。キーとして電界効果トランジスタを使用するのは、出力の負荷容量が低いためです。 DAXNUMXマイクロ回路（出力トランジスタの最大コレクタ電流はわずかXNUMXμA）であり、十分に高い抵抗負荷が必要です。

分圧器R1〜R3の抵抗値は、約1℃（T18）および1℃（T26）の温度に対応する、DA2チップのコンパレータ動作の閾値を設定します。デバイスの動作アルゴリズムは以下のとおりです。温室内の温度が 18 °C 未満の場合、電源がオンになった後、内蔵センサー DA1 の両方の出力に High 論理レベルが表示されます。これにより、トランジスタ VT1 と VT2 が開きます。そのうちの 3 つ目は、トランジスタ VT7 のゲート - ソース間を分路して閉じます。1 つ目は、電流制限抵抗 R9 を介して、フォトカプラ U1 の発光ダイオードを電源に接続します。その結果、フォトカプラのトライアックが開き、抵抗器 RXNUMX の両端に電圧降下が発生します。これは、温室暖房システムのヒーターを負荷とする強力なトライアック VSXNUMX を開くのに十分な電圧降下です。

温室内の温度が 18 °C を超えると、出力 OUT1 (ピン 7) のハイレベルがローレベルに変化し、トランジスタ VT2 が閉じ、暖房システムがオフになります。ただし、原則として、発熱体は慣性です。つまり、ネットワークから切断された後もしばらく熱を保ちます。したがって、温室内の空気は加熱され続け、温度が 26 °C を超えると、OUT2 出力 (DA6 のピン 1) に低論理レベルが表示され、トランジスタ VT1 が閉じ、VT3 が開きます。オプトトライアック DA4 と強力なトライアック VS2 をオンにし、換気システムが温室をオンにします。

ファンは、温室内の温度が 21°C に低下するまで動作します (約 5°C のヒステリシスを考慮)。これが起こると、OUT2 は再び High になり、換気はオフになります。温度が 13 °C に下がると (ヒステリシスを考慮して)、ヒーターが再びオンになります。温度間隔は温室で栽培する植物の種類によって異なる場合があります。複数の切り替え可能な分周器を使用したり、可変抵抗器を使用して温室内の異なる温度範囲を設定したりすることもできます。

保守可能な部品があり、取り付けに誤りがないため、問題のデバイスは調整する必要がありません。公称値からの許容抵抗偏差が ±1% の抵抗 R3 ～ R1 を使用するだけで十分です。ただし、ほとんどの栽培植物の温室内の通常の温度範囲は 15 ～ 30 °C であり、コンパレータのしきい値をあまり正確に設定できない可能性があるため、この要件に従う必要はありません。

このデバイスは、最大ドレイン電流が 20 mA を超える、絶縁ゲートと n チャネルを備えた低電力電界効果トランジスタを使用できます。オプトトライアック MOC3063M (U1、U2) は、動作電圧が少なくとも 400 V の他の同様のものと置き換えることができます。強力なトライアック BTA12-600 (VS1、VS2) は、オンになるアクチュエーター (ヒーター、インテーク) の合計電力に基づいて置き換えられます。そして排気ファンとファンライトオープナー。

温室内の自動温度制御
図。 4

LM56 (DA1) マイクロ回路がない場合は、広く使用されているマイクロ回路、つまり LM35 アナログ温度センサーと LM393 デュアルコンパレータに基づいてそのアナログを組み立てることができます (図 4)。コンパレータのしきい値を決定する分圧抵抗 R1 ～ R3 は上記の式を使用して計算されますが、LM35 の場合、変換係数 k = 10 mV / °C、オフセットは 0 です。電源電圧 +5 V は、コンパレータのしきい値として使用できます。参照 (Uref)。

PPM5-A-05ELF 電圧コンバータは、負荷電流 5 ～ 50 mA で +100 V の安定化出力電圧を提供するディスクリート素子をベースとした任意の電源に置き換えることができます。

文学

Ivanov E. National Semiconductor の統合温度センサー。 - エレクトロニクスニュース、2007、No.10、p. 13.
LM56 - デュアル出力低電力サーモスタット - National Semiconductor - alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8981/NSC/LM56.html。
PPMxx-x-xxELF。 5 ～ 25W AC/DC コンバーターの単一出力。 -peak-electronics.de/DATA/acdc/PPMxx-x-ELF-Sep09.pdf。

著者: A. コルネフ

他の記事も見る セクションパワーレギュレーター、温度計、熱安定剤.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

光信号を制御および操作する新しい方法 05.05.2024

現代の科学技術は急速に発展しており、日々新しい手法や技術が登場し、さまざまな分野で新たな可能性を切り開いています。そのような革新の 1 つは、ドイツの科学者による光信号を制御する新しい方法の開発であり、これはフォトニクス分野での大きな進歩につながる可能性があります。最近の研究により、ドイツの科学者は石英ガラス導波管内に調整可能な波長板を作成することができました。液晶層の使用に基づくこの方法により、導波路を通過する光の偏光を効果的に変化させることができる。この技術的進歩により、大量のデータを処理できるコンパクトで効率的なフォトニックデバイスの開発に新たな展望が開かれます。新しい方法によって提供される偏光の電気光学制御は、新しいクラスの集積フォトニックデバイスの基礎を提供する可能性があります。これにより、次のような大きな機会が開かれます ... >>

プレミアムセネカキーボード 05.05.2024

キーボードは、私たちの毎日のコンピューター作業に不可欠な部分です。ただし、ユーザーが直面する主な問題の 1 つは、特にプレミアムモデルの場合、騒音です。しかし、Norbauer & Co の新しい Seneca キーボードでは、状況が変わるかもしれません。 Seneca は単なるキーボードではなく、完璧なデバイスを作成するための 5 年間の開発作業の成果です。このキーボードは、音響特性から機械的特性に至るまで、あらゆる側面が慎重に考慮され、バランスがとられています。 Seneca の重要な機能の 1 つは、多くのキーボードに共通するノイズの問題を解決するサイレントスタビライザーです。さらに、キーボードはさまざまなキー幅をサポートしているため、あらゆるユーザーにとって便利です。 Seneca はまだ購入できませんが、夏の終わりにリリースされる予定です。 Norbauer & Co の Seneca は、キーボード設計の新しい標準を表します。彼女 ... >>

世界一高い天文台がオープン 04.05.2024

宇宙とその謎の探索は、世界中の天文学者の注目を集める課題です。都会の光害から遠く離れた高山の新鮮な空気の中で、星や惑星はその秘密をより鮮明に明らかにします。世界最高峰の天文台、東京大学アタカマ天文台の開設により、天文学の歴史に新たなページが開かれています。アタカマ天文台は海抜 5640 メートルに位置し、天文学者に宇宙研究の新たな機会をもたらします。この場所は地上望遠鏡の最高地点となり、研究者に宇宙の赤外線を研究するためのユニークなツールを提供します。高地にあるため空はより澄み、大気からの干渉も少なくなりますが、高山に天文台を建設することは多大な困難と課題を伴います。しかし、困難にもかかわらず、新しい天文台は天文学者に研究のための広い展望をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

バイオニックロボットカンガルー 10.04.2014

ドイツのFesto社が開発したBionicKangarooロボットは、高さ1m(立位)、重さ約7kgのメカです。彼の卓越した能力の中には、40 cm ジャンプし、80 cm の長さで押し出す能力があります。

ドイツのエンジニアは、いくつかの理由からカンガルーをベースにすることにしました。まず第一に、本物のカンガルーの体の構造を基にしたデザインのおかげで、ロボットはあるジャンプの運動エネルギーを別のジャンプに変換することができます。このために、弾性アキレス腱の機械的アナログである特別なスプリングが使用されます。着地とその後のスプリングの圧縮は、車の回生ブレーキシステムのように機能し、着地時に受け取ったエネルギーを次のプッシュに使用することができます。

動物の習性を模倣するロボット機構を作るというアイデアは、他社によって力強く応用されています。有名なロボット工学会社ボストンダイナミクスによって作成されたチーターロボットのプロジェクトを思い出す価値があります。機械的な猫のモデルは、時速 45,5 km のテストベンチ速度記録を達成しただけでなく、電源ケーブルのないスタンドアロンバージョンにもアップグレードされました。ワイルドキャットと名付けられたガソリンの改造は、同じ速度性能を達成することはできませんでしたが、フィールドでのテストに成功しました。

Festo のカンガルーロボットは、小型の空気圧縮機を動力源としています。電子システムの制御は、ロボット設計に組み込まれたバッテリーのおかげで実行されます。デバイスの動きの簡略化されたモデルは次のとおりです。最初の位置では、「鉄のカンガルー」は XNUMX 本の手足で支えられており、XNUMX 番目の支持点としての機械的な尾によって追加の安定性が与えられます。ジャンプする必要があるときは、圧縮空気の供給に依存するスプリングが機能します。次に、動物の腰にある小さなモーターによって作業が行われ、ロボットは次のジャンプのために前かがみになります。押すのに必要な角度に達するとすぐに、蓄積されたエネルギーが解放され、機械的な動きに変わります。

機械動物の体のすべての部分がその動きに関与しています。「動物」の尻尾は、安静時に追加のサポートとして機能するだけでなく、機械化された構造を水平面でバランスさせる機能も果たします。その結果、BionicKangaroo の後続の各ジャンプは、ロボットがその設計の弾力性のために着陸時に受け取るエネルギーに基づいています。

独自の技術ソリューションのリストはそれだけではありません。カンガルーは、最大 50 m の距離で動作する Thalmic Labs Myo Bluetooth ブレスレットのおかげで実行できるジェスチャーコントロールを受け取りました.オペレーターは必要なコマンドを手で示すだけで、ロボットは間違いなくそれを実行します.ガジェットの所有者に急いでください。

その他の興味深いニュース:

▪ 新しい言葉の喜び

▪ 石油やガスの代わりに温水

▪ 12WネットパワーワイヤレスパワーIC

▪ 小型光量子スイッチ

▪ 極小電子機器を冷却して低温を記録

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトのセクション家庭用電化製品。記事の選択

▪ 記事圧延機。発明と生産の歴史

▪ 記事地球上で最大の哺乳類は何ですか? 詳細な回答

▪ 記事 Amkol TV の機能構成。ディレクトリ

▪ 記事 LM317 チップ上の送信機。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事水晶発振器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー