|
|
|
Нагреватель с терморегулятором для хлорного железа
| |
| | Пн, 24.12.2018, 18:57 | Сообщение # 1
|
globusvrn1974
Постов: 92
Друзья |
Многим известно, что хлорное железо рекомендуют подогревать до 40 град для обеспечения оптимального процесса. Просто нагреть в тазике с горячей водой и травить - не вариант. Остынет. Значит, надо поддерживать температуру раствора. Из аквариумистики нам знакомы такие устройства.
Но мы добавим безопасности и оптимальности.
Во-первых, мы снизим напряжение питания нагревателя до 18В. Во-вторых, мы изготовим его самостоятельно, ибо ванна для травления располагается вертикально. Значит, нагреватель НЕ должен располагаться около боковой стенки, его надо буквально положить на дно и под углом к горизонту. Это позволит появиться перемешиванию раствора при нагревании по всей ширине ванны. Так же дополнительно следует укрепить у нагревателя аэратор от аквариума.
И по мере продвижения проекта я буду добавлять фото. А пока в рекламной фирме заказываем оргстекло (именно ОРГСТЕКЛО),клей (или делаем его самостоятельно из того же оргстекла и дихлорэтана), порезанное лазером. Примерно так (размеры произвольно, фантазия вам в помощь)
Обязательно проверяем герметичность!
|
|
| | Пн, 24.12.2018, 19:30 | Сообщение # 2
|
globusvrn1974
Постов: 92
Друзья |
Далее - схема
Со вторичной обмотки силового трансформатора (на схеме не показан) переменное напряжение подается на выпрямитель Br1 и симисторный ключ. После выпрямителя установлен RC фильтр R11C4 и стабилизатор на LM317. Напряжение 12В подбирается резисторами R7R9R10. Сам терморегулятор собран на LM311. Сопротивления резисторов на входах операционника подобраны так, что температура стабилизации (40 град.) находится примерно по середине движка резистора R1.
Управляющее напряжение далее подается на оптопару VS1 через светодиод LED1. Когда температура регистрации падает ниже пороговой, напряжение на выходе компаратора, собранного на U1, приблизится к нулю, что зажгет светодиод и через оптопару замкнет симистор VS2. Нагреватель включится. А спустя какое-то время компаратор переключится, светодиод погаснет и отключит нагреватель от линии питания. При настройке на нужную температуру имейте в виду наличие гистерезиса.
|
|
| | Пн, 24.12.2018, 19:42 | Сообщение # 3
|
globusvrn1974
Постов: 92
Друзья |
Далее - плата.
Монтаж выполнен на SMD компонентах. Файлы прилагаются. Все детали (в том числе корпус, разъемы) куплены в одном всем известном магазине. Это был мой выбор, а вы можете сделать конструкцию как вы ее понимаете. Схема повторяема. И при отсутствии косяков при пайке, разводке работает сразу.
|
|
| | Чт, 27.12.2018, 18:58 | Сообщение # 4
|
globusvrn1974
Постов: 92
Друзья |
Нагревательный элемент выполнен из нефольгированного текстолита 1,5мм и нихромовой проволоки 0,3мм диаметром от спирали электроплитки. Я сделал так, что суммарное сопротивление двух нитей, соединенных параллельно, составляет 5-5,3 Ома. Это дает возможностьь получить нагреватель мощностью 60Вт при питании ее переменным напряжением 18В, при этом потребление тока составит 2,7-3А.
Проволока предварительно выпрямляется, наматывается на текстолитовый каркас и в двух точках соединяется с медным проводом винтами М3.Места соединения нихрома и меди покрывается автомобильным герметиком. Затем весь нагреватель покрывается в 2 тонких слоя двухкомпонентным силиконом К-68. На самом деле это может быть и модельный силикон, он прекрасно справляется с высокими температурами. Но из-за того, что слой силикона тонкий, тепло эффективно отводится. А стоимость такого нагревателя копеечная. Поэтому даже если поверхность нагревателя повредится каким-то образом, в этом месте следует все как следует почистить и снова покрыть силиконом в два тонких слоя.
Вывод провода необходимо накрыть термоусадкой, ибо ПВХ изоляция проводов съедается реактивом достаточно быстро. На фото это видно.
PS из-за того, что в процессе работы симистор прилично нагревается и требует теплоотвод, прорабатывается вариант на MOSFET полевых транзисторах, исключающий этот эффект. |
|
| | Чт, 27.12.2018, 22:27 | Сообщение # 5
|
Витала
Постов: 339
Друзья |
Еще БульБашки как аквариуме пустить для ускорения и полный фарш... 
|
|
| | Пт, 28.12.2018, 10:15 | Сообщение # 6
|
globusvrn1974
Постов: 92
Друзья |
Не для ускорения, а для перемешивания раствоа
|
|
| | Пт, 28.12.2018, 12:11 | Сообщение # 7
|
Tygra
Постов: 2165
Друзья |
Клево ... где оргстелко только взять ? И как его потом мыть от хлорного ?
|
|
| | Пт, 28.12.2018, 12:19 | Сообщение # 8
|
globusvrn1974
Постов: 92
Друзья |
В рекламных фирмах.
Если волнуют проблемы мытья, сделайте из обычного стекла.
|
|
| | Чт, 24.01.2019, 21:59 | Сообщение # 9
|
globusvrn1974
Постов: 92
Друзья |
Предлагаю новый вариант терморегулятора. Предыдущий содержал симистор, который нормально справлялся со своей задачей, но сильно грелся на небольших напряжениях (18В), ибо на нем падает немногим более 1В. Это не есть оптимально. В настоящее время существуют т.н. твердотельные реле. Именно его аналог я и выношу на Ваш суд.
Основу измерителя температуры составляет компаратор LM393. В качестве датчика температуры применен достаточно точный прибор - LM335. По сути это стабилитрон с напряжением стабилизации, соответствующим температуре кристалла (в Кельвинах), выраженной в милливольтах. Так, напряжение 2,73В соответствует температуре 0С. Регулировка срабатывания компаратора осуществляется при помощи изменения напряжения на TL431. Питание измерительного и управляющего узла стабилизировано стабилитроном BZX84. Стабилитрон лучше стабилизатора тем, что не пропускает короткие импульсы. А схема, которая применена тут, не любит импульсные помехи.
Обратная связь через R7 создает достаточный гистерезис около 2град. Переходные процессы имеют место быть, но на качестве работы не сказываются.
Цифровая часть выполнена на обоих половинах микросхемы 74HC74.Сигнал с компаратора температуры подается на вход данных первого триггера, а на тактовый вход подается сигнал с компаратора, регистрирующего переход питающего переменного напряжения через 0, который выполнен на второй половине LM393. На выводе 5 U2.2 устанавливается опорное напряжение около 0,5В. С сумматора на резисторах R21R24R23 на компаратор подается пульсирующее напряжение, полученное из переменного. Стабилитрон убирает излишек. Такое решение позволяет получить более крутые фронты сигнала на 6 выв. в зоне минимума. А это заметно уменьшает переходные процессы и исключает появление ложных тактовых импульсов.
С выхода первого триггера сигнал подается на транзистор, который управляет работой оптопары и светодиода, индицирующего включение нагревателя. Так же сигнал подается на второй триггер, на котором собран одновибратор с длительностью импульса около 2мС.
Что мы имеем в итоге?
В какой-то момент первый компаратор подает лог. 1 на вход данных первого триггера. И когда приходит сигнал о переходе сетевого напряжения через 0 от второго компаратора, триггер защелкивается, открывая первый транзистор и запуская одновибратор на втором триггере. Через транзистор протекает суммарный ток: 5мА оптопары + 5мА светодиода. Через второй триггер и второй транзистор излучателю оптопары добавляется еще 25мА (при этом мы не выходим за допустимый предел по току). Он, как-бы, вспыхивает на полную мощность. А чарез 2мС ток через оптопару падает до 5мА. Но эта вспышка позволяет фотодиодам оптопары создать достаточную по силе и времени действия ЭДС, которая заряжает емкость (около 800пФ) затвора ключевых транзисторов. И получается, что они открываются в момент перехода сети через 0. Это решение позволяет открывать ключи с минимальным их нагревом. А через 2мС свечение излучателя оптопары снижается, но поскольку транзисторы уже открыты, это никак не сказывается на работе схемы. Такое решение позволяет значительно продлить срок службы оптопары. Как вы знаете, при работе на всю катушку, кристаллы светодиодов деградируют. Элементы оптопары не работают на высоких скоростях, но включаются на продолжительное время.
Когда жидкость нагреется и компаратор переключится в нуль, первый триггер дождется тактового импульса от регистратора нуля питающего переменного напряжения и выключит нагреватель.
Учитывая, что применены транзисторы с небольшим сопротивлением в открытом состоянии 0,04 Ом, греются они меньше, чем симистор, примененный ранее. Можно применить и более дорогие Мосфеты. Но их емкости затворов значительно больше и я не уверен, что получится их уверенно открывать. По моим прикидкам, на открытие IRLR2705 требуется 1мС при токе оптопары 30мА. Мы даем 2мС для уверенности. Что будет если применить транзистор с емкостью затвора около 2000пФ? Не знаю. Но такой риск не оправдан. А размер охладителей печатной платы (плата выполнена из двухстороннего текстолита толщиной 1мм) достаточен для применения и таких транзисторов. Но вы можете поэкспериментировать, увеличив емкость времязадающего конденсатора одновибратора С5.
Надеюсь, я доступно описал работу устройства. Но буду готов ответить на вопросы! Ведь решения, примененные мной в этой конструкции, пригодятся не только в терморегуляторе.
Но будьте внимательны: при переходе на сетевое напряжение 220В дешевле применять симисторы.
Так же обратите внимание на разрыв дорожки около R16. Это для настройки тока стабилизации BZX84. Если все нормально, разрыв запаивается.
При указанных номиналах устройство регулирует температуру в пределах 20-60 град с гистерезисом 2 град.
За помощь в разработке устройства выражаю особую благодарность своему коллеге по работе, моему наставнику и замечательному человеку Сергею Игнатьевичу Жиркову!!! Совместная работа с опытным человеком, который съел не одну собаку на схемотехнике, надеюсь, приведет к созданию новых уникальных устройств.
|
|
| | Вс, 22.03.2020, 21:16 | Сообщение # 10
|
Kriss
Постов: 31
ОК |
Может тест какой способ восстановление свойств жидкости ?
|
|
Внимание! Форум переехал на Tehnodium.ru
|
|
