Тёплый «стол»
Регулировка температуры для локального нагрева посредством уникального нагревательного элемента. Мысль локального нагрева маленького участка реализована посредством подручных подробностей, каковые точно найдутся в запасах рачительного хозяина, к числу которых, непременно, принадлежат и радиолюбители. Причём в качестве нагревательного элемента применён простой постоянный резистор мощностью рассеяния 2 Вт.
В зависимости от сопротивления и мощности постоянного резистора возможно достигнуть нагрева ограниченной площадки до температуры -40 °С а также 60 °С.
Схема представлена на рис. 1.
Электрическая схема устройства складывается из нагревательного элемента R2, светодиодного индикатора HL1 и шунтирующего резистора R1. Последний защищает светодиод от колебаний напряжения. В данной схеме светодиод HL1 (его возможно включать в любом направлении, потому, что род тока в осветительной сети 220 В — переменный) делает роль индикатора рабочего состояний устройства, поскольку в случае если нагревательный элемент выйдет из строя, электрическая цепь будет разомкнутой и светодиод погаснет.
Помимо этого, в моей конструкции он мерцает (с частотой 50 Гц) достаточно комфортно, являясь дополнительным индикатором исправности сети.
Но, в случае если кому-то такая индикация покажется излишней — в данной и без того несложной схеме — смело удаляйте из схемы элементы R1 и HL1; от этого её работоспособность не уменьшится.
Рис.
1. Электрическая схема устройства локального нагрева
Рис. 2. Клей Fix-it склеивает столь прекрасно, что конструкции по окончании его применения выдерживают на разрыв вес до 120 кг
При указанных на схеме значениях элементов нагрев кафельной пластины до температуры 40°С достигается за 7…8 мин..
Еще через 10 мин. эта температура стабилизируется в диапазоне 50…55° С.
В данной конструкции, которую возможно забрать за пример для более глубоких разработок — в части использования на практике идеи, — нагревательный элемент приклеен посредством теплостойкого клея Fix-it (рис. 2) в центре кафельной пластины размерами 2×3 см, с обратной (тыльной) её стороны.
Из-за чего этот клей?
Ни один второй клей не владеет по окончании подсыхания столь «замечательными» качествами; он может склеивать кроме того… камни, подходит для склеивания большинства материалов, прекрасно пристает к мокрым, холодным и окрашенным поверхностям. Клеевое соединение эластично, устойчиво к морозу и воде (температуре окружающего воздуха (-40 °С) и жаре (+100 °С), другими словами выдерживает нагрев.
Испытан при склеивании частей металла, резины, кожи, других материалов и древесины.
Из-за чего для данной разработки выбран как раз кафель? Это прекрасно проводящий тепло материал, отвечающий всем нормам электробезопасности (электрический ток не проводит, огнеупорный, жёсткий, мелкий участок кафеля тяжело расколоть).
Исходя из этого касание к кафелю со стороны, обратной монтажу электрических нагревательного элемента и проводов, полностью безопасно для животного и человека. Иначе (с лицевой) кафельная плитка имеет ровную полированную поверхность, что даёт возможность фантазировать о практическом применении устройства, о чём поболтаем чуть ниже.
Пожалуй, единственное ограничение, которое однако покинул бы — такую конструкцию не следует помещать в жидкую среду (дабы не было проводимости тока).
В каждый среде и в качестве ответа задачи локального подогрева она, пожалуй, продемонстрирует собственные лучшие универсальные качества.
Рис. 3. Вид на приклеенный с тыльной стороны кафеля резистор R2
Рис. 4. Вид на подключение проводников к нагревательному элементу-резистору
На рис.
3 представлен вид на приклеенный с тыльной стороны кафеля резистор R2.
На рис. 4 представлен вид на подключенные к резистору провода.
С учётом электрической схемы (рис. 1) и незначительной мощности потребления мною применён двужильный провод ШВВП 2×0,75 мм2. Его протяженность от розетки до места монтажа кафельной пластины с резистором — 2,5 м. С учётом маленькой мощности конструкции падение напряжения в проводах незначительное.
Рис. 4 представлен вниманию читателей не просто так. Для устранения опасности и надёжности конструкции нарушения контакта при долгом нагреве, соединительные провода предварительно не только облуживаются (опаиваются), но и скручиваются с выводами резистора R2.
О Подробностях
Потребуется: кафельная плитка (толщиной 5 мм), постоянный ограничительный резистор сопротивлением 100 Ом в качестве шунта для надёжной работы светодиодного индикатора, постоянный резистор сопротивлением 17…20 кОм и мощностью рассеяния 5 Вт — в качестве нагревательного элемента, соединительный провод ШВВП (либо подобный), светодиод с током до 10 мА (подойдет фактически любой) и клей Fix-it (либо подобный). Участок кафеля на один обрисованный нагревательный элемент возможно — как в моем случае — 2×3 см.; для этого его уместно вырезать посредством особого инструмента — плиткореза.
Сопротивление резистора 18…20 кОм предполагает, и это подтверждается практикой (по закону Ома), что неспециализированная потребляемая мощность при включении устройства в осветительную сеть 220 В достигнет приблизительно 4 Вт. Соответственно радиолюбитель не лишён возможности установить параллельно (в схему, рис. 1) пара аналогичных резисторов.
мощность потребления и Мощность нагрева наряду с этим кратно увеличатся, но площадь обогрева также.
(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Direct.insertInto(144860, yandex_ad2, { ad_format: direct, font_size: 0.9, type: horizontal, border_type: ad, limit: 2, title_font_size: 2, links_underline: false, site_bg_color: FFFFFF, header_bg_color: 000000, border_color: CCCCCC, title_color: FF0000, url_color: 000000, text_color: 000000, hover_color: CC0000, no_sitelinks: true }); }); t = d.getElementsByTagName(script)[0]; s = d.createElement(script); s.src = //an.yandex.ru/system/context.js; s.type = text/javascript; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(window, document, yandex_context_callbacks);
В качестве R1 использую МЛТ-0,5, в качестве R2 — МЛТ-2. Светодиод — любой с током 10…15 мА.
Возможности применения обрисованной разработки достаточно широки и ограничиваются лишь творческой фантазией; у кого она имеет место быть.
В моём хозяйстве локальный и надёжный нагрев используется для подогрева подложки под аквариумом зимний период (на площадку 0,5 кв. м. подключается 8 — 10 резисторов), поверхности рабочего стола, установленного на лоджии (зимний период, достаточно прохладно, не обращая внимания на застекление).
В случае если к тыльной стороне кафеля установить замечательные проволочные резисторы типа ПЭВР (либо подобные) и усилить электропроводку, кафель может нагреваться от сети 220 В до температуры и 70 и 80 °С, причём за очень маленькое время. Но тогда заявленная в первых строчках моего описания экономичность разработки прекратит быть такой.
Ещё одна мысль применения разработки в том, что её без каких-либо переделок уместно применять в качестве… фумигатора.
В случае если на нагретую кафельную плитку положить пластинку для фумигатора, то вся конструкция выполнит роль отпугивателя комаров (летом) из жилого помещения. Лишь в этом случае пластину фумигатора возможно положить несколько и в любое место подогретого стола (любой поверхности), что делает предложение более эргономичным в применении, чем, например, штатный либо промышленный электрофумигатор.
Но, напомню, что варианты использования на практике данной конструкции не ограничены, и смогут отыскать в умах радиолюбителей и более изысканный путь.
Но это ещё не всё.
Рис. 5. Электрическая схема регулятора температуры нагрева
Рис. 6. Электрическая схема с едой 12 В, расширяющая возможности тёплого «стола»
Сейчас на двух различных примерах давайте посмотрим, как возможно регулировать температуру нагрева резистора при подключении к сети 220 В и «надёжном» постоянном напряжении 12 В. В этом случае температура нагрева керамической пластины (плитки) прямо связана с падением напряжения на резисторе Rн (схемы на рис. 5 и рис.
6).
УПРАВЛЕНИЕ «КЕРАМИЧЕСКИМ» НАГРЕВОМ В ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 220 В
На рис. 5 представлена электрическая схема устройства нагрева с управляющим элементом — симистором.
При громадном токе через нагревательный элемент (и другие устройства с реактивным характером нагрузки) подобное устройство создаст радиопомехи как в радиоэфире, так и в электросети в пределах одного электрического контура (электросчётчика энергии). Иначе, предлагаемая на рис. 5 схема, на мой взор, отличается собственной эффективностью и простотой.
В качестве управляющего элемента применён замечательный симистор, что в открытом состоянии пропускает в нагрузку обе полуволны переменного напряжения. Дроссель И (45 витков трансформаторного провода ПЭЛ-0,8 на кольце 2000НН) и конденсатор С1 сглаживают пульсации напряжения в моменты неполного открытия симистора практически до нуля, что положительно отражается на активной нагрузке. Что я имею в виду под этим словосочетанием?
Управление напряжением на симисторе осуществляется переменным резистором R2 (типа СПО-1) с линейной чёртом трансформации сопротивления (индекс В).
Устройство предназначено для регулировки напряжения на нагрузке мощностью до 100 Вт. В этих пределах симистор на теплоотвод устанавливать не требуется.
ручка и Корпус регулировки переменного резистора (для безопасности пользования) должны быть изолированы.
Так как элементы узла подключены к страшному для жизни напряжению, при эксплуатации устройства направляться выполнять меры безопасности.
Обязан подметить, что эта схема забрана из промышленного устройства -диммера, каковые прекрасно продавались в розничной сети десять лет назад. Для экономии времени опытов «керамического нагревателя» мною был совершён опыт как раз с данной схемой (вместо Rн по плану производителя включается лампа накаливания мощностью 11-60 Вт).
Но, устройство испытано и продемонстрировало прекрасные результаты: большой нагрев резистора Rн достигается за 4,5 60 секунд. При большом повышении сопротивления резистора R2 падение напряжения на Rн всего около 10 В (переменного тока), и он не нагревается. В принципе, элементы L1 и С1 в определённых случаях возможно из схемы исключить.
Устройство в налаживании не испытывает недостаток.
Постоянные резисторы типа МЛТ либо С2-33.
Ограничивающий резистор R1 с мощностью рассеяния не меньше 1 Вт. Симистор возможно заменить на КУ208В-КУ208Г.
Конденсаторы С1 и С2 типа МБМ, МБГО либо подобные на рабочее напряжение не ниже 300 В.
ПРИ ПИТАНИИ 12 В
«Теплый стол» в соответствии с схеме на рис. 6 с едой 12 В постоянного тока трудится в двух качествах — включено и отключено.
Маленькое напряжение питания выбрано для большой безопасности работы с устройством. Посредством данной несложной схемы удаётся значительно расширить возможности обрисованного выше уникального нагревательного элемента.
В базе схемы — популярный таймер КР1006ВИ1, включенный в качестве генератора импульсов.
Скважность импульсов на выходе микросхемы (вывод 3) возможно регулировать, изменяя напряжение смещения на входе 5 D1. Такое схемное ответ в далеком прошлом стало называться широтно-импульсного способа трансформации выходного сигнала.
В электронную схему управления введена стабилизационная цепь, складывающаяся из элементов R6, СЗ и стабилитрона VD1.
В качестве последнего нужно применить любой из имеющихся полупроводниковых устройств с напряжением стабилизации 9В. Ток, потребляемый микросхемой D1 в рабочем режиме менее 10 мА, исходя из этого использование «несложного» стабилитрона оправдано. Электролитический (оксидный) конденсатор С4 сглаживает низкочастотные пульсации по питанию.
Микросхема D1 при включении питания производит электрические импульсы прямоугольной формы.
Частота импульсов определяется значениями элементов времязадающей цепи R3C2. Чем меньше ёмкость конденсатора С2, тем выше частота импульсов на выходе (вывод 3 D1). Резисторы R1, R4, R5 образуют делитель напряжения с возможностью регулировки. Конденсатор С1 снабжает плавное изменение скважности прямоугольных импульсов. Форма импульсов продемонстрирована на рис.
4. Составной транзистор VТ1 раскрывается с каждым хорошим фронтом прямоугольных импульсов, приходящих в его базу через ограничительный резистор с выхода микросхемы. Коэффициент заполнения последовательности импульсов колеблется, в зависимости от сопротивления делителя напряжения на входе D1, приблизительно от 35 до 100 %.
Исходя из этого напряжение на нагревательном элементе возрастает пропорционально уменьшению сопротивления переменного резистора R5.
При сопротивлении R5, равном 1 кОм и менее, напряжение на Rн максимально.
Электролитические (оксидные) конденсаторы типа К50-29 на рабочее напряжение не ниже 25 В. Остальные конденсаторы в схеме выбраны керамическими либо типа КМ. Вместо составного транзистора, управляющего нагревательным элементом, возможно применить прибор КТ834А-КТ834В.
Составной транзистор \/Т1 нужно установить на изолированный от массы автомобиля радиатор.
Это повысит безопасность электронных элементов и надёжность всего узла при долгой эксплуатации. Электрические параметры рекомендуемых транзисторов таковы, что целый узел имеет нужный запас работоспособности; судите сами: большая мощность рассеивания КТ827 и КТ834 — 100 Вт; максимально допустимый ток через переход коллектор-эмиттер данных составных транзисторов 5 — 8 А.
На данный момент устройство проходит опробования.
А. КАШКАРОВ
