Это устройство предназначено для поддержания заданной постоянной температуры в различных объектах сельскохозяйственного и декоративного назначения — в инкубаторах, овощехранилищах, аквариумах, террариумах. Электроника термостата выполнена на современной широкодоступной элементной базе, и позволяет с высокой точностью поддерживать заданную температуру.
При этом можно использовать нагреватель мощностью до 2000 Вт. В состав устройства входит система аварийного отключения нагревателя и звуковая сигнализация аварийного состояния. Максимальная поддерживаемая температура +60°С.
Погрешность поддержания температуры не более ±0,1°С. Питается маломощная часть устройства от стабилизированного источника напряжением 14 В, мощная часть (выходной каскад) гальванически развязана от маломощной и от термодатчика.
Роль датчика выполняет транзистор VT2 (КТ3102 в металлическом корпусе). На транзисторе VT1 и стабилитроне VD1 собран источник опорного напряжения. Он питает датчик и формирователь опорного напряжения на R3, R4, R5, R7. Фильтр R6, С1, R7 служит для подавления наводок на кабель, соединяющий датчик с устройством.
Подбором номинала резистора R1 устанавливают оптимальный ток через датчик (VT2). Резисторы R4 и R5 служат для плавной и грубой установки необходимой температуры. Резистором R4 можно менять температуру в пределах ±4-5°С, резистором R5 в пределах нескольких десятков градусов.
Напряжения от датчика и от формирователя опорного напряжения поступают на входы компаратора, собранного на ОУ А1. Он сравнивает опорное напряжение с напряжением на датчике. Практически полное отсутствие гистерезиса компаратора позволяет поддерживать температуру с высокой точностью.
При понижении температуры ниже требуемого значения на выходе А1 появляется высокий логический уровень. Цепь R8 С4 образует фильтр нижних частот, который подавляет помехи с частотой сети и устраняет "дребезжание" уровня на выходе компаратора вблизи пороговой температуры.
Как только напряжение на С4 становится равным логической единице, на выходе элемента D1.1 устанавливается логический нуль, что приводит к активизации мультивибратора на элементах D1.2 и D1.3, вырабатывающего импульсы частотой около 11 кГц. Эти импульсы через инвертор D1.4 поступают на базу транзистора VT3, в коллекторной цепи которого включена первичная обмотка трансформатора Т1.
Наведенное переменное магнитное поле индуцирует во вторичных обмотках трансформатора переменную ЭДС, которая поддерживает тиристоры VS1 и VS2 в открытом состоянии. В результате встречно-параллельного включения тиристоров относительно сети, образуемый ими ключ, пропускает обе полуволны сетевого напряжения обеспечивая работу нагревателя на полную мощность.
При достижении температуры необходимого значения, и незначительном его превышении, уровень на выходе А1 меняется на нулевой. Это приводит к блокировке мультивибратора на элементах D1.2 и D1.3 и закрыванию обоих тиристоров, — выключению нагревателя.
Система аварийного отключения выключает нагреватель, если он работает непрерывно в течении времени более получаса. Это значит, что либо резервуар, в котором нужно поддерживать температуру сильно охлаждается в результате повреждения, или по другим причинам, либо необходимо использовать более мощный нагреватель.
Контрольный временной интервал в полчаса задает RC-цепь, состоящая из обратного сопротивления диода VD2 и емкости С5. Время зарядки С5 через обратно-включенный VD2 должно быть около 20-35 мин. Если время больше, нужно параллельно VD2 включить резистор на 5-20 мОм или еще один-два диода, либо понизить емкость С5. Если временной интервал недостаточен нужно увеличить емкость С5 или включить последовательно с VD2 еще 1-3 диода. Таким же образом можно установить любой другой интервал.
Если единица держится на выходе А1 более контрольного интервала времени, то С5 успевает заиядиться до уровня логической единицы и элемент D1.4 закрывается. Поступление импульсов на VT3 прекращается и тиристоры закрываются, отключая нагреватель.
