やかん自動スイッチ。スキーム、説明

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ケトル自動スイッチ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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最近の電気ケトルは、水が沸騰すると自動的に主電源から切断されます。この記事で説明する簡単なデバイスを追加すれば、同様のサービスを従来の電気ケトルに導入できます。

水沸騰センサーとしては、フレキシブルチューブとその内側の片側に配置された感温素子で構成される単純なデバイスが使用されます（図1）。チューブの反対側はやかんの蓋の穴に挿入され、加熱された空気と蒸気が入ります。水が沸騰すると、チューブ内の流量が増加しますが、これは温度感知素子によって固定されます。

ケトル自動スイッチ

逆電流が加熱温度に大きく依存するゲルマニウムダイオード VD1 (図 2) を温度感受性素子として使用しました。ダイオードのケースが冷えているとき、その逆電流は小さく、トランジスタ VT1 ～ VT3 に組み込まれたトリガーは、トランジスタ VT1 が閉じ、VT2 と VT3 が開いた初期状態になります。トランジスタ VT3 のオープン状態はトライアック VS1 をトリガーし、その結果ケトルの発熱体がネットワークに接続されます。水が沸騰すると、チューブ内の温度が上昇し、ダイオード VD1 の逆電流が増加します。その結果、トランジスタ VT1 が開き、トリガーが逆の状態に切り替わります。トランジスタ VT1 は開き、VT2 は開きます。と VT3 は閉じられています。これにより、トライアック VS1 がロックされ、ケトルがネットワークから切断されます。

ケトル自動スイッチ

再度オンにするには、デバイスの電源を 5 ～ 10 秒間オフにしてから、再度オンにします。コンデンサ C1 は、温度センサー回路で発生する可能性のある干渉を抑制し、電源投入時にトリガーが正しく設定されるようにします。

センサーは絶縁材料の柔軟な厚肉チューブでできており、長さは 120 ～ 150 mm、内径は 6 ～ 8 mm です。チューブの片側はケトルの蓋にあるわずかに拡大された穴に挿入され、蒸気を放出するように設計されています。封止用のワイヤがあらかじめはんだ付けされた VD1 ダイオードをエポキシ樹脂に浸し、硬化後、反対側から 15 ～ 20 mm の距離でチューブ内に固定します (たとえば、壁に接着します)。ダイオードからの導体をツイストすることが望ましい。チューブの直径は、ダイオードがチューブ内に取り付けられたときに、蒸気がチューブを自由に通過できるようにする必要があります。センサーを取り付けるには他のオプションもありますが、水が完全に沸騰した後にのみセンサーが機能することを確認する必要があります（センサーはダイオードの逆電流の変化によって制御されます）。

ダイオード VD1 は、たとえば任意の文字インデックスを持つ D2 または D9 シリーズのゲルマニウムでなければなりません。許容負荷電力は、使用されるトライアック VS1 によって決まります。上図のデバイスの場合、トライアックがラジエーターに取り付けられている場合、それは 1100 ワットです。必要に応じて、より強力なトライアックを使用できますが、おそらくトライアック制御電流に従って抵抗 R4 を選択し、VT3 トランジスタをより強力なものに交換する必要があります。抵抗とコンデンサはどのようなタイプでも構いません。

装置は絶縁材でできた小さなケースに組み込まれています。調整するときは、抵抗器 R1 のスライダーを (図に従って) 最低位置からスムーズに移動して、負荷を作動させる必要があります。その後、抵抗スライダーを逆方向に少し動かします。また、ツェナーダイオード VD2 を流れる電流をチェックすることをお勧めします。トランジスタ VT3 がオープンの場合、電流は 25 ～ 35 mA になるはずです。最後に、応答しきい値は、水が沸騰して負荷がオフになる瞬間によって調整されます。

動作中の水位は、ケトルのメインタンクと注ぎ口を接続する開口部が確実に塞がれるようにする必要があります。

デバイスのすべての要素は主電源電圧下にあるため、センサー回路の要素とデバイス全体が信頼性の高い絶縁を備えている必要があることに注意してください。デバイスをセットアップする際には、安全上の注意事項を遵守する必要もあります。

著者: V.ザイツェフ、サンクトペテルブルク

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