¿Está interesado en hacer un termostato electrónico preciso para su refrigerador? Los 3 diseños exclusivos de termostato de estado sólido descritos en este artículo lo sorprenderán con su desempeño “genial”.
Diseño # 1: Introducción
Una vez construida e integrada la unidad con cualquier aparato relevante, instantáneamente comenzará a exhibir un control mejorado del sistema ahorrando electricidad y también aumentando la vida útil del aparato.
Los termostatos de refrigerador convencionales son caros y no muy precisos. Además, estos son propensos al desgaste y, por lo tanto, no son permanentes. Aquí se analiza un dispositivo termostato de refrigerador electrónico simple y muy eficiente.
¿Qué es un termostato?
Un termostato, como todos sabemos, es un dispositivo que es capaz de detectar un nivel de temperatura determinado en particular y disparar o cambiar una carga externa. Dichos dispositivos pueden ser de tipo electromecánico o de tipos electrónicos más sofisticados.
Los termostatos suelen estar asociados con aparatos de aire acondicionado, refrigeración y calentamiento de agua. Para tales aplicaciones, el dispositivo se convierte en una parte crítica del sistema sin la cual el aparato puede llegar y comenzar a funcionar en condiciones extremas y finalmente dañarse.
El ajuste del interruptor de control provisto en los electrodomésticos anteriores asegura que el termostato corta la energía al electrodoméstico una vez que la temperatura cruza el límite deseado y vuelve a encender tan pronto como la temperatura regresa al umbral inferior.
Por lo tanto, la temperatura dentro de los refrigeradores o la temperatura ambiente a través de un acondicionador de aire se mantiene en rangos favorables.
La idea de circuito de un termostato de refrigerador que se presenta aquí se puede usar externamente sobre un refrigerador o cualquier aparato similar para controlar su funcionamiento.
Se puede controlar su funcionamiento conectando el elemento sensor del termostato a la rejilla de disipación de calor externa que normalmente se encuentra detrás de la mayoría de los dispositivos de refrigeración que utilizan freón.
El diseño es más flexible y de mayor alcance en comparación con los termostatos incorporados y puede exhibir una mejor eficiencia. El circuito puede reemplazar fácilmente los diseños convencionales de baja tecnología y, además, es mucho más económico en comparación con ellos.
Entendamos cómo funciona el circuito:
Operación del circuito
El diagrama adjunto muestra un circuito simple construido alrededor del IC 741, que básicamente está configurado como un comparador de voltaje. Aquí se incorpora una fuente de alimentación sin transformador para hacer que el circuito sea compacto y de estado sólido.
Una configuración de puente que comprende R3, R2, P1 y el NTC R1 en la entrada forma los principales elementos de detección del circuito.
La entrada inversora del IC se fija a la mitad de la tensión de alimentación mediante una red divisoria de tensión de R3 y R4.
Esto elimina la necesidad de proporcionar un suministro doble al IC y el circuito puede producir resultados óptimos incluso a través del suministro de voltaje de un solo polo.
El voltaje de referencia a la entrada no inversora del IC se fija a través del preajuste P1 con respecto al NTC (Coeficiente de temperatura negativo).
En caso de que la temperatura bajo control tienda a desviarse por encima de los niveles deseados, la resistencia NTC cae y el potencial en la entrada no inversora del IC cruza la referencia establecida.
Esto cambia instantáneamente la salida del IC, que a su vez cambia la etapa de salida que comprende el transistor, la red triac, apagando la carga (calefacción o sistema de refrigeración) hasta que la temperatura alcanza el umbral más bajo.
La resistencia de retroalimentación R5 ayuda hasta cierto punto a inducir la histéresis en el circuito, un parámetro importante sin el cual el circuito puede seguir cambiando rápidamente en respuesta a los cambios repentinos de temperatura.
Una vez finalizado el montaje, la puesta en marcha del circuito es muy sencilla y se realiza con los siguientes puntos:
RECUERDE QUE TODO EL CIRCUITO SE ENCUENTRA EN EL POTENCIAL DE LA RED DE CA, POR LO QUE SE RECOMIENDA EXTREMA PRECAUCIÓN MIENTRAS SE REALIZA LAS PRUEBAS Y LOS PROCEDIMIENTOS DE CONFIGURACIÓN. SE RECOMIENDA ESTRICTAMENTE EL USO DE UNA PLANCHA DE MADERA O CUALQUIER OTRO MATERIAL AISLANTE DEBAJO DE LOS PIES. UTILICE TAMBIÉN HERRAMIENTAS ELÉCTRICAS QUE ESTÁN AISLADAS COMPLETAMENTE CERCA Y ALREDEDOR DEL ÁREA DE ASIENTO.
Cómo configurar este circuito de termostato de refrigerador electrónico
Necesitará una fuente de calor de muestra ajustada con precisión al nivel de umbral de corte deseado del circuito del termostato.
Encienda el circuito e introduzca y conecte la fuente de calor anterior con el NTC.
Ahora ajuste el preajuste para que la salida simplemente cambie (el LED de salida se enciende).
Retire la fuente de calor del NTC, dependiendo de la histéresis del circuito, la salida debe apagarse en unos segundos.
Repita el procedimiento muchas veces para confirmar su correcto funcionamiento.
Con esto concluye la instalación de este termostato frigorífico y está listo para integrarse con cualquier frigorífico o aparato similar para una regulación precisa y permanente de su funcionamiento.
Lista de partes
- R1 = 10k NTC,
- R2 = Preestablecido 10K
- R3, R4 = 10 K
- R5 = 100 K
- R6 = 510E
- R7 = 1 K
- R8 = 1 M
- R9 = 56 OHM / 1 vatio
- C1 = 105 / 400V
- C2 = 100 uF / 25 V
- D2 = 1N4007
- Z1 = 12V, diodo zener de 1 vatio
Diseño # 2: Introducción
2) A continuación se explica otro circuito termostato de frigorífico electrónico sencillo pero eficaz. La publicación se basa en la solicitud que me envió el señor Andy. La idea propuesta incorpora un solo IC LM 324 como principal componente activo. Aprendamos más El correo electrónico que recibí del señor Andy:
Objetivo del circuito
- Soy Andy de Caracas. He visto que tienes experiencia con termostatos y otros diseños electrónicos, así que espero que puedas ayudarme. Necesito reemplazar el termostato mecánico del refrigerador que ya no funciona. Lamento no haber escrito directamente en el blog. Creo que es demasiado texto.
- Decidí construir un esquema diferente.
- Funciona bien, pero solo para temperaturas positivas. Necesito que el esquema funcione de -5 Celsius a +4 Celsius (para usar VR1 para establecer la temperatura dentro del refrigerador en el rango de -5 Celsius +4 Celsius como solía hacer la vieja perilla del termostato).
- El esquema usa LM35DZ (0 Celsius a 100 Celsius). Estoy usando LM35CZ (-55 Celsius a +150 Celsius). Para hacer que el LM35CZ envíe voltaje negativo, coloco una resistencia de 18k entre el pin2 del LM35 y el negativo de la fuente de alimentación (pin4 del LM358). (como en la página 1 o 7 (figura 7) en la hoja de datos).
- https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
- Como estoy usando una fuente de alimentación estabilizada de 5,2v, realicé las siguientes modificaciones: 1.ZD1, R6 están fuera. R5 es 550 ohmios.
- 2.VR1 es 5K en lugar de 2,2K (no pude encontrar una olla de 2,2K) El diseño no funciona a temperaturas por debajo de 0 grados Celsius. ¿Qué más debo modificar? Hice algunas mediciones.
- A 24 Celsius, LM35CZ está dando 244mVAt -2 Celsius, LM35CZ está dando -112mV (a -3 Celsius es -113mV) A -2 Celsius, el voltaje entre TP1 y GND puede establecerse desde VR1 entre 0 y 2,07v Gracias !
Evaluación del circuito:
Probablemente la solución sea mucho más simple de lo que parece.
Básicamente, el circuito responde solo a temperaturas positivas porque incorpora un solo suministro. Por hacerlo responder a temperaturas negativas. el circuito o más bien los amplificadores operacionales deben alimentarse con voltajes de alimentación dobles.
Eso ciertamente resolverá el problema sin la necesidad de modificar nada en el circuito.
Aunque el circuito anterior se ve excelente, los nuevos aficionados pueden encontrar los circuitos integrados LM35 y TL431 bastante desconocidos y difíciles de configurar.Un tipo de circuito similar de un termostato de frigorífico electrónico se puede construir utilizando un solo circuito integrado LM324 y un diodo 1N4148 ordinario como el sensor.
La siguiente figura muestra el cableado simple realizado alrededor de un amplificador cuádruple IC LM324 .
A1 produce una tierra virtual para los amplificadores operacionales del circuito de detección, por lo que crea un suministro de voltaje dual de manera muy simple, evitando un cableado complicado y voluminoso. A2 forma la etapa de detección que utiliza el 'diodo de jardín' 1N4148 para realizar toda la detección de temperatura.
A2 amplifica las diferencias generadas a través del diodo y lo alimenta a la siguiente etapa donde A3 se configura como comparador.
El resultado final obtenido de la salida de A4 se alimenta finalmente a otra etapa de comparación que consta de A4, y la etapa de controlador de relé posterior. El relé controla el encendido / apagado del compresor del frigorífico según la configuración del preajuste P1.
P1 debe configurarse de manera que el LED verde simplemente se apague a -5 grados o cualquier otra temperatura más baja, según las demandas del usuario. A continuación, P2 debe ajustarse para que el relé simplemente se dispare en la condición anterior.
R13 debería ser reemplazado con un ajuste preestablecido de 1M. Este ajuste preestablecido debe ajustarse de manera que el relé simplemente se desactive a alrededor de 4 grados Celsius o cualquier otro valor más cercano nuevamente dependiendo de las preferencias de los usuarios.
Diseño # 3
3) La idea del tercer circuito que se explica a continuación me la solicitó uno de los entusiastas lectores de este blog, el señor Gustavo. Había publicado un circuito similar de un termostato de refrigerador automático, sin embargo, el circuito estaba destinado a detectar un nivel de temperatura más alto disponible en la rejilla lateral trasera de los refrigeradores.
El Sr. Gustavo no apreció la idea del todo y me pidió que diseñara un circuito de termostato de refrigerador que pudiera detectar las temperaturas frías dentro del refrigerador, en lugar de las altas temperaturas en la parte trasera del refrigerador.
Así con un poco de esfuerzo pude descubrir el actual DIAGRAMA DE CIRCUITO de un frigorífico controlador de temperatura , aprendamos la idea con los siguientes puntos:
Cómo funciona el circuito
El concepto no es muy nuevo, ni único, es el concepto de comparación habitual que se ha incorporado aquí.
El IC 741 ha sido manipulado en su modo de comparación estándar y también como un circuito amplificador no inversor.
El termistor NTC se convierte en el principal componente de detección y es específicamente responsable de detectar temperaturas frías.
NTC significa coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que la resistencia del termistor aumentará a medida que disminuya la temperatura a su alrededor.
Debe tenerse en cuenta que el NTC debe estar clasificado según las especificaciones dadas, de lo contrario, el sistema no funcionará como se esperaba.
El preajuste P1 se utiliza para establecer el punto de disparo del IC.
Cuando la temperatura dentro del refrigerador cae por debajo del nivel de umbral, la resistencia del termistor se vuelve lo suficientemente alta y reduce el voltaje en el pin inversor por debajo del nivel de voltaje del pin no inversor.
Esto hace que la salida del IC suba instantáneamente, activando el relé y apagando el compresor del frigorífico.
P1 debe configurarse de manera que la salida del amplificador operacional sea alta alrededor de cero grados Celsius.
Una pequeña histéresis introducida por el circuito es una bendición o más bien una bendición disfrazada, porque debido a esto, el circuito no cambia rápidamente en los niveles de umbral, sino que responde solo después de que la temperatura ha aumentado a aproximadamente un par de grados por encima del nivel de disparo.
Por ejemplo, supongamos que si el nivel de disparo se establece en cero grados, el IC disparará el relé en este punto y el compresor del frigorífico también se apagará, la temperatura dentro del frigorífico ahora comienza a subir, pero el IC no vuelve a cambiar inmediatamente, pero conserva su posición hasta que la temperatura haya subido al menos hasta 3 grados Celsius por encima de cero.
Estos fueron 3 diseños de termostato precisos y confiables que se pueden construir e instalar en su refrigerador para el control de temperatura requerido.
Si tiene más consultas, puede expresarlas a través de sus comentarios.
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