27. Jan, 2022.

TEMPERATURNI RELE

Elektronski sklopovi za zaštitu, koji reaguju na promenu temperature, imaju mnogo praktičnih primena u domaćinstvu, industriji i u komercijalne svrhe. Zavisno od složenosti njihove konstrukcije, oni su različito osetljivi na temperaturne promene i mogu se efikasno upotrebiti za automatsko aktiviranje alarma, ili uređaja za zaštitu. Temperaturni rele služi u situaciji kada jedna, ili više praćenih temperatura pređe, ili padne ispod zadatog nivoa, odnosno kada se dve temperature razlikuju više od zadate vrednosti. Takvi uređaji mogu biti upotrebljeni da na vreme upozore na pojavu vatre, zaleđivanja, preterane temperature bojlera, neispravnosti u sistemu grejanja, pregrejanosti dela neke mašine, ili tečnosti, pregrejanosti hladnjaka za IC, ili tranzistore. Kao elementi koji su odgovorni za praćenje temperature mogu se koristiti termostati, termistori, odnosno različiti tipovi kompaktnih komponenti. Ovaj komplet delova ( RK3280 ) omogućava izbor odgovarajućeg režima u praćenju temperature, kada je ona povećana, ili smanjena. U kompletu je i gotova štampana pločica ( vidi slike ).

Komplet je nabavljen u KIT-u u “Kelco Doo” Beograd i dosta je jednostavan za konstrukciju, a njegova proba u različitim situacijama dala je željene rezultate. Kao termistor se koristi NTC otpornik koji na temperaturi od 25 stepeni ima otpor 4k7. Šema kompleta je data za dve situacije: “preko-temperaturnog” i “pod-temperaturnog” prekidača, što zavisi od načina spajanja tačaka A, B, C i D. Spajanjem A sa B i C sa D dobijemo “preko-temperaturnu” signalizaciju, a spajanjem A sa D i B sa C dobijamo “pod-temperaturnu” signalizaciju koja je primenljiva za inkubatore, akvarijume, grejanje u stanu i sl. U prvom slučaju je primenljiva za hladnjake, zamrzivače, klimatizere i druge uređaje koji rade na nižim temperaturama. Kada odaberemo željenu varijantu rada, trajno spajamo navedene tačke i izbacujemo rednu klemu koja se vidi na slici. Za precizno podešavanje temperature služi signalna LE dioda. Napajanje uređaja se vrši preko ispravljača male snage napona 12 V koji za precizniji rad treba da bude stabilisan.

Električna šema ovog veoma osetljivog temperaturnog prekidača sastavljena je od termistora Th, trimer potenciometra P1, a otpornici R1 i R2 povezani su u formu prostog Vitsonovog mosta u kome generišu izvor fiksnog referentnog napona, upola manjeg od napona napajanja. Termistor Th i trimer potenciometar P1 generišu varijabilni izlazni napon, obrnuto proporcionalan temperaturi Th. Ova dva napona vode se na ulaz operacionog pojačavača 741, koji radi zajedno sa tranzistorom Q1, predstavljajući detektor balansa mosta i pobude relea. Operacioni pojačavač 741 je u ovom kolu upotrebljen u režimu otvorene petlje i njegova aktivnost je sledeća: izvod 6, izlaz, je povučen nisko ( u negativno zasićenje ), ako je izvod 3 ( neinvertujući ) ulaz više od nekoliko mV negativniji u odnosu na izvod 2 ( invertujući ) ulaz, odnosno povučen visoko ( u pozitivno zasićenje ), ako je izvod 3 značajnije pozitivniji od izvoda 2.

Značajna stvar u ovom uređaju je konfiguracija u mostu, pa njegova preciznost teoretski nije zavisna od varijacije napona. Sklop može da reaguje na promenu otpornosti Th od 0,1 %. On može da reaguje na promene temperature od nekoliko delova stepena Celzijusa, što je u praksi veoma upotrebljivo.

Uređaj je upotrebljiv za različite kućne namene kod promene temperature, a na njemu se nalazi rele čiji kontakti mogu izdržati struju do 10A/220 V AC, ili, preko sekundarnog kola, omogućiti napajanje potrošača i sa drugim naponima, zavisno šta odaberemo kod automatskog upravljanja pri promeni temperature.

Izvor saznanja: “Mala škola elektronike” – V deo, Vladimir D. Krstić, Beograd, 2002. godine

 

Ponekad se desi da neka jednostavna konstruktorska rešenja budu bolja i praktičnija od složenih, posebno ako je u pitanju mali prostor i preciznost rada elektronike uređaja. Regulatori temperature fabričke izrade daleko su složeniji, sa nešto većim brojem funkcija, ali su opravdano skuplji u odnosu na konstrukcije date na šemi koje, zavisno od potreba, u praksi mogu dati zadovoljavajuće rezultate. Eksperimentisao sam sa različitim regulatorima temperature koji imaju daljinsko relejno upravljanje pomoću senzora od NTC otpornika, ali i sa termistorima fabričke proizvodnje. Kod jednog složenog aparata, sa nekoliko povezanih funkcija, zahtev je bio da se temperatura zadaje sa dva bliska mesta kontrole, pod uslovom da regulator radi u režimu povišene temperature ( 20 - 80 stepeni C ).

Upotreba IC za tražene uslove rada nije bila moguća, tako da sam pribegao veoma jednostavnim šemama koje sam našao u nemačkom časopisu („Radio Fernsehen Elektronik“) koje su se pokazale dosta pouzdanim. Ključ rešenja je upotreba isključivo silicijumskih tranzistora. Regulator sa slike 1. napravljen je na bazi Šmitovog okidnog kola sa temperaturno-zavisnim deliteljem napona u bazi tranzistora T1. U jednoj grani ovog delitelja nalazi se senzor-termistor R8, a u drugoj otpornik R2. Delitelj se napaja stabilnim naponom sa cener diode D1. Okidno kolo upravlja sa naponom koji vlada na termistoru R8. Napon pri kome nastupa prelazak iz jednog u drugi režim tranzistora T1, a time i celog okidnog kola, iznosi oko 1,3 V. Pomoću promenljivog otpornika R4 moguće je podesiti režim u kolu tako da se izabrana temperatura održava konstantnom, a opseg izbora temperature kreće se od 20 do 80 stepeni (C).

U drugoj šemi regulatora temperature izabrani su komplementarni tranzistori (slika 2.). Ovde je davač (senzor) R7 vezan u jednu granu mosta, a ostale grane sačinjavaju otpornici: R2/R3-R4-R1/R8. U jednu od dijagonala mosta vezan je stabilan izvor napajanja od 12 V, a u drugu spoj baza-emiter tranzistora T1. Napon na otporniku R4 iznosi približno 5,8 V. Ako ovom naponu dodamo napon praga tranzistora T1, dobićemo napon preklapanja regulatora temperature, tj. napon pri kome kolo prelazi iz jednog stanja u drugo stanje, odnosno kada se uključuje, ili isključuje zagrevanje preko nekog odabranog grejnog tela.

Tranzistori T1 i T2 u šemi na slici 1. mogu biti poznati domaći, tipa BC-107 - BC109, cener dioda D1 može da bude BZ5, a za D2 i D3 mogu se upotrebiti domaće AAZ21. U šemi na slici 2. za T1 u obzir dolazi neki od domaćih tranzistora BC212 - BC214. Tranzistor T2 može da bude iz klase BC107 - BC109, a dioda domaća AAZ21. Relej treba sigurno da privlači kotvu pri struji od 30 mA ( 12 V ), ili manjoj, a za prebacivanje se koriste mirni kontakti releja. Kao termistor može da se koristi neki manji NTC otpornik, uz uslov da mu se pogodnom obradom ( na šmirgl-šajbni ) debljina tela  znatno smanji i tako poveća otpornost, a istovremeno smanji toplotna inercija, jer mu se time smanjuje i masa. Navedenu radnju treba pažljivo uraditi kako ne bi došlo do oštećenja NTC otpornika. Najbolje je, naravno, upotrebiti fabričke termistore od kojih zavisi preciznost regulacije željene temperature. Izbor odabrane temperature najbolje je kontrolisati, a ujedno podešavati nekim preciznim živinim, ili elektronskim termometrom.

Na kraju, šta se korisno dobilo ovom jednostavnom elektronskom konstrukcijom: pouzdan rad regulatora temperature sa komponentama koje nisu preterano osetljive na visoku temperaturu, male dimenzije uređaja koji nema elektrolitičkih kondenzatora, koji se na visokim temperaturama veoma brzo suše i tačnost regulacije pri izabranoj temperaturi: vrednosti od +/- 1 stepen ( C ) za uređaj sa slike 1. i +/- 0,1 stepen ( C ) za uređaj sa slike 2, što znači da je ovaj dosta precizniji u kontroli zadate temperature. Šeme su proverene u praksi sa rezultatom koji je iznad očekivanog, pošto regulator brzo reaguje i na najmanju promenu temperature. Za stabilan rad regulatora treba koristiti stabilan izvor napajanja vrednosti 12 V ( 300 mA ).

Kod upotrebe Al limenki za solarni kolektor, koji sam pre nekoliko godina uspešno pravio sa učenicima osnovne škole u kojoj sam radio, da bi efekat bio što bolji, koristio sam tzv. diferencijalni temperaturni prekidač iz radio kompleta pod oznakom RK 3284. Prekidač nije složene konstrukcije, a može se nabaviti u kompletu ( RK ), zajedno sa delovima i štampanom pločicom. Pored prekidača, u istu kutiju uređaja ugradio sam precizni LED termometar koji pokazuje trenutnu temperaturu odabranog prostora. Pošto se uređaj pokazao preciznim u praksi, opisaću njegovu konstrukciju i praktičnu primenu za solarni kolektor.

Uloga diferencijalnog temperaturnog prekidača je takva da pomoću dva osetljiva senzora “prati” kretanje temperature u određenom ambijentu i da automatski uključuje ( kada temperatura opadne ) i isključuje ( kada temperatura dostigne zadatu vrednost ) ventilator, koji kroz tunel solarnog sistema ubacuje vazduh. U konkretnom slučaju korišćen je ventilator koji radi na 220 V, a pre toga eksperimentalno, zbog mera bezbednosti prema učenicima, ventilator koji se koristi u računarima i koji se napaja jednosmernim naponom od 12 V. Osetljivi senzori ( 2 x KTY81-210 ) postavljaju se na ulaze operacionog pojačavača LM741 u DIP kućištu. Za senzore sam koristio Phlips-ove „hladne provodnike“, što praktično znači  da ovi elementi bolje provode u hladnom nego u toplom stanju.

Promenljivi otpornik senzora je uvek u nizu sa dva stalna otpornika. U levom ogranku ( pogledati shemu ) sa senzorom Th1 su R1+P1, dok se u desnom ogranku sa Th2 radi o otpornicima R2+R3. Kada potenciometar P1 ima istu vrednost kao R3, a oba senzora Th1 i Th2 su na istoj visini, na oba ulaza IC741 dolazi isti napon. Eksperimentom se može utvrditi stanje sondi kada su, objektivno, temperature različite, jer je jedna sonda pri dnu, a druga pri vrhu prostorije. Ispitivanje i podešavanje elektronskog prekidača je dosta precizno, a dalja preciznost u radu itekako zavisi od stabilnog napajanja elektronike uređaja. Da ne bi bilo neprijatnih iznenađenja, najbolje je koristiti ispravljač sa dobrom stabilizacijom i filtracijom napona. Razlika ( diferencija ) temperature se određuje  polupromenljivim otpornikom koji je sa oznakom P1. Veoma je bitno da senzori budu na različitim visinama kontrolisanog prostora. Paljenje ( gašenje ) ventilatora se vrši preko relejnog prekidača ( Re1 ). Ukoliko na kontaktima releja koristimo 220 V, potrebno je uraditi određene mere zaštite od visokog napona, a to su odgovarajući priključci ( kleme ) i  odgovarajuća plastična kutija za uređaj.

Za opisanu konstrukciju elektronskog prekidača koristio sam, kao odvojenu i funkcionalnu celinu sa istim napajanjem, LED termometar ( RK 3269 ), koji očitava trenutnu temperaturu prostorije. Njegova gradnja je daleko složenija od gradnje diferencijalnog temperaturnog prekidača ( pogledati shemu ), a biće opisana u nekom od narednih članaka. Ugradnjom navedene precizne elektronike potpuno sam rešio automatsko uključivanje ventilatora na zadatu temperaturu gornjeg i donjeg praga senzora. Preko jednog se aktivira uključenje ventilatora, a preko drugog njegovo isključenje. Kasnijom dogradnjom rešen je mogući problem u slučaju nestanka struje u mreži ( 220 V ), tako što je dodat jedan NiCd akumulator malog kapaciteta i napona 12 V, koji se automatski puni, a kada nestane struje preuzima funkciju alternativnog napajanja. Navedena konstrukcija demonstrirana je na Republičkoj smotri iz naučno-tehničkog stvaralaštva u Aranđelovcu, 18. maja 2013. godine, kao zapažen rad iz oblasti korišćenja solarne energije.

Izvori saznanja i nabavke materijala za konstrukciju:
1. “Mala škola elektronike”, Vladimir i Željko Krstić, Beograd, 2002. godine,
2. Radio-kompleti ( RK3284 i RK 3269 ), “Kelco Doo” Beograd.

 

Globalno zagrevanje

Iako je napolju izuzetno hladno, novi video koji je objavila NASA prikazuje 60 godina globalnog zagrevanja i to koliko je Zemlja danas toplija.

Nasin Godard institut za svemirske studije stvorio je ovaj video a boje Zemlje koje prikazuje bazirane su na temperaturi vazduha koja je rasla ili opadala u poređenju sa istorijskim prosekom. Za sveka 15 sekundi video prikazuje 60 godina klimatskih podataka od 1950. do 2013. godine a na samom kraju Zemlja je prekrivena crvenom i narandžastom bojom koje pokazuju koliko je danas naša planeta toplija u poređenju sa njenom prošlošću. Povećanje emisija gasova koji izazivaju efekat staklene bašte direktno je odgovorna za porast globalnih temperatura. Sudeći po ovim podacima, temperature nisu niže od završetka rata u Vijetnamu i trenutka kada je Bil Gejts osnovao Majkrosoft. Podaci korišćeni za video dobijeni su od preko 1.000 stanica za merenje temperature širom sveta.

Izvor: B92.net

Prošla 2012. godina bila je deveta najtoplija godina u svetu još od 1880. godine kada je počela da se prati globalna temperatura, objavile su danas američka svemirska i klimatološka agencija.- Bitno je da je ova dekada toplija od prethodne, a ta dekada toplija je od one pre nje. Planeta se zagreva. Razlog za zagrevanje je to što emitujemo sve veću količinu ugljen-dioksida u atmosferu - izjavio je klimatolog NASA-e Gevin Šmit.

Naučnici NASA i američke agencije za istraživanje okeana i atmosfere (NOAA) saopštili su i to da se, uključujući 2012. godinu, svih 12 godina u ovom veku nalazi u prvih 14 godina na listi najtoplijih u poslednje 133 godine.

U 20. veku jedino je 1998. godina globalno bila toplija od 2012. godine, saopštili su naučnici.

PokloniIOtpadSkloni