Často vyhledávaná teplotní regulace otáček ventilátoru tentokráte s OZ a třikrát jinak.
Ať již v elektronických konstrukcích jako jsou zdroje, zesilovače a podobně, nebo v počítačové oblasti jsou často vyhledávanou konstrukcí jednoduché regulátory otáček ventilátoru v závislosti na teplotě. Následující tři zapojení jsou téměř shodná. Všechny tři jsou postavena na libovolném operačním zesilovači a liší se pouze způsobem zavedení zpětné vazby. Tím je možné snadno zhotovit regulátor teploty skokový, lineární, nebo s hysterezí.
1) Skokový regulátor
Je tvořen operačním zesilovačem bez zpětné vazby. Jeho funkce je taková, že stoupne-li teplota například nad 50°C, dojde k sepnutí výstupního tranzistoru a tím i zapnutí zátěže (například ventilátoru). Jakmile teplota opět klesne pod 50°C, regulátor výstup opět vypne. Jde tedy o skokovou regulaci bez hystereze.
Jako teplotní čidlo je zde zapojen termistor typu NTC (R2), kterému při zvyšování teploty odpor klesá. Spínací teplota je nastavována trimrem R3. Operační zesilovač IO1 poté porovnává na svých vstupech č.2 a 3 napětí na teplotním čidle a nastavovacím trimru. Dojde-li k nárůstu teploty, odpor teplotního čidla se zmenší a tím dojde k poklesu napětí na invertujícím vstupu OZ (pin č.2) pod úroveň nastavenou trimrem R3 na neinvertujícím vstupu (pin č.3). V tu chvíli se výstupní pin č.6 překlopí z 0V na kladnou hodnotu a sepne tranzistor T1.
Při následném poklesu teploty napětí na vstupu č.2 opět stoupne nad úroveň napětí druhého vstupu a výstup se vypne (0V na pinu č.6).
Rozsah nastavení teploty trimrem R3 je v celém provozním pásmu obvodu a použitých součástek. Minimálně tedy 0°C až 70°C.
Zapojení je možné sestavit například na následující jednostranné desce s plošnými spoji.
 Obr. 2: Rozmístění součástek |
 Obr. 3: Plošný spoj (originál 600dpi) |
Pro otestování bylo zapojení sestaveno na kontaktním poli i s ventilátorem.
Seznam součástek:
| R1 | 10k |
| R2 | K164NK010 (NTC 10k) |
| R3 | PK50HK010 (10k) |
| R4 | 10k |
| IO1 | TL071CN |
| T1 | BC337 |
2) Lineární regulátor
Zavedením záporné zpětné vazby je možné operačnímu zesilovači libovolně snížit zesílení. Tím docílíme funkce, kdy při vzrůstající teplotě začne při nastavené hodnotě pomalu stoupat výstupní napětí a tím například plynule zvyšovat otáčky ventilátoru.
Princip zapojení je totožný se skokovým regulátorem v předchozím zapojení. Pouze zde přibyl zpětnovazební rezistor R6 a pomocný rezistor R5. Tím je docíleno snížení zesílení obvodu IO1 a při nárůstu teploty je klesající napětí na rezistoru R2 částečně vyrovnáváno přivedeným napětím z výstupu. Tím dojde k efektu, že při vzrůstající teplotě není výstup sepnut skokově jako v předchozím případě, ale plynule.
Úpravou hodnoty rezistoru R6 je možné upravit lineární pásmo. Tedy teplotu při které začne být regulátor roztáčen až do teploty při které je sepnut maximálně.
Zapojení je možné sestavit například na následující jednostranné desce s plošnými spoji.
 Obr. 6: Rozmístění součástek |
 Obr. 7: Plošný spoj (originál 600dpi) |
Pro otestování bylo zapojení sestaveno na kontaktním poli i s ventilátorem.
Seznam součástek:
| R1 | 10k |
| R2 | K164NK010 (NTC 10k) |
| R3 | PK50HK010 (10k) |
| R4 | 10k |
| R5 | 10k |
| R6 | 10k |
| IO1 | TL071CN |
| T1 | BC337 |
3) Hysterezní regulátor
Zavedením kladné zpětné vazby je možné na operačním zesilovači docílit libovolné hystereze. Tím docílíme funkce, že při vzrůstající teplotě dojde například při 50°C k sepnutí výstupu, ovšem při následném poklesu teploty zůstane výstup sepnut například až do 40°C. Tomuto rozdílu teplot pro zapnutí a vypnutí říkáme hystereze a její velikost je možné libovolně nastavit.
Princip zapojení je totožný se skokovým regulátorem v prvním zapojení. Pouze zde přibyl zpětnovazební rezistor R6 a pomocný rezistor R5. Tím je zavedena kladná zpětná vazba a je tak v regulaci docílena hystereze. Funkce je nyní taková, že při nárůstu teploty nad nastavenou mez dojde k překlopení a sepnutí výstupu. Tím je však automaticky přes rezistor R6 posunuta nastavená teplota a k opětovného vypnutí při poklesu teploty dojde až při mnohem nižší teplotě. Tím je možné zajistit například dostatečné ochlazení ventilátorem a ten není spínán samovolným nárůstem teploty ihned po jeho vypnutí.
Úpravou hodnoty rezistoru R6 je možné nastavit požadovanou velikost hystereze.
Zapojení je možné sestavit například na následující jednostranné desce s plošnými spoji.
 Obr. 10: Rozmístění součástek |
 Obr. 11: Plošný spoj (originál 600dpi) |
Pro otestování bylo zapojení sestaveno na kontaktním poli i s ventilátorem.
Seznam součástek:
| R1 | 10k |
| R2 | K164NK010 (NTC 10k) |
| R3 | PK50HK010 (10k) |
| R4 | 10k |
| R5 | 10k |
| R6 | 10k |
| IO1 | TL071CN |
| T1 | BC337 |
Závěr
Tím samozřejmě použitelnost těchto tří zapojení nekončí. Zapojení je možné libovolně modifikovat. Například prohozením rezistoru R1 a termistoru R2 (platí pro všechny tři zapojení) dojde k opačné funkci. Tedy výstup bude spínán při poklesu teploty. Takové zapojení je možné použít například pro spínání topného tělesa a podobně.
Další možností úprav je nahrazení termistoru R2 libovolným jiným čidlem. Je tak možné použít například světlo citlivé prvky jako jsou fototranzistory, fotodiody, fotorezistory, různá vlhkostní čidla a vlastně vše co mění svůj odpor.
Původní odkaz: http://pandatron.cz/?538&teplotni_regulace_ventilatoru_3x_jinak
Přidejte odpověď