Автомат для холодильника
|
Известно, что даже небольшой слой льда на испарителе холодильника существенно ухудшает его работу. Поэтому рекомендуется возможно чаще включать оттаиватель. Экспериментально установлено, что для торговых холодильных установок оптимальным можно считать режим эксплуатации, при котором 2...3 ч происходит охлаждение и 10...20 мин — оттаивание. Именно такой режим обеспечивает предлагаемое вниманию читателей устройство. Оно может быть использовано и в бытовых холодильниках с раздельным включением компрессора и нагревательного элемента оттаивателя. Электронное устройство автоматического управления температурным режимом работы холодильника состоит из терморегулирующего [1] и времязадающего [2] узлов. Первый из них измеряет температуру в камере холодильника и поддерживает ее в заданных регулятором пределах, а второй — периодически через каждые 2...3 ч на 10...20 мин включает нагревательный элемент оттаивателя изморози. Принципиальная схема устройства управления температурным режимом холодильника показана на рисунке 1. 
Терморегулирующий узел состоит из компаратора на микросхеме DA1, измерительного моста R1, R6 — R8, RK1, устройства блокировки терморегулятора на микросхеме DD3, усилителя тока на транзисторах VT1, VT2 и электромагнитного реле К1, включающего электродвигатель компрессора холодильника. Терморезистор RK1 выполняет функции датчика температуры. При работе терморегулятора сравниваются напряжения на плечах измерительного моста. Сигнал, возникающий на его диагонали, поступает на К2, управляющего работой нагревательного элемента оттаивателя морозильной камеры. Микросхема DD1 выполняет функции задающего генератора и делителя частоты на 32768 и 60, а микросхема DD2 — счетчика-делителя частоты на 6. При включении питания напряжение, поступающее на входы R микросхемы DD1 через цепь сброса C1R3, установит ее в нулевое состояние. Соответственно напряжение питания, прошедшее на вход элемента DD4.2 RS-триггера через цепь сброса C6R16, переведет его в единичное состояние. В результате на выходе 4 элемента DD4.2 и на входе 2 элемента DD4.1 установится напряжение низкого уровня, а на выходе 3 элемента DD4.1 — высокого. Последнее поступит на вход сброса R счетчика-делителя DD2 и обнулит его. Задающий генератор микросхемы DD1 вырабатывает импульсное напряжение, частота которого устанавливается переменным резистором R11 в пределах 175...280 Гц. Период этого напряжения в среднем положении движка резистора R11 составляет приблизительно 4,6 мс. В микросхеме DD1 импульсы ее задающего генератора поступают на делитель частоты, который увеличивает период импульсного напряжения в 32768 раз, и на выходе S1 возникает сигнал с периодом колебаний 2,5 мин. Далее сигнал подается на вход С микросхемы DD1, и его частота делится еще на 60, так что период импульсного напряжения на выходе М микросхемы DD1 составит уже 2,5 ч. Первый положительный перепад напряжения, появляющийся на выходе М микросхемы DD1 приблизительно через 1,5 ч, проходит через дифференцирующую цепочку C4R13 на вход 1 элемента DD4.1 RS-триггера. Триггер переключится и напряжение на выходе 3 элемента DD4.1 изменится с высокого уровня на низкий. В итоге, на выходе элемента DD4.2 и, соответственно, входе элемента DD4.1 установится напряжение высокого уровня. Оно откроет транзисторы VT3, VT4, через обмотку реле К2 потечет ток, реле сработает и замкнувшимися контактами К2.1 подключит нагревательный элемент оттаивателя Rн к питающей сети. Одновременно напряжение низкого уровня с выхода элемента DD4.1 поступит на вход разрешения С коммутатора на микросхеме DD3. Коммутатор закроется и отключит терморегулятор от усилителя тока. Это же напряжение низкого уровня, подаваемое на вход R микросхемы DD2, разрешает работу делителя на 6. В результате сигнал с выхода S1 микросхемы DD1, поступающий на вход СР микросхемы DD2, вызовет через 15 мин появление на ее выходе 6 (вывод 5) сигнала высокого уровня. Это напряжение поступит на вход 6 элемента DD4.2 RS-триггера. Триггер переключится, и на выходе (выв. 4) элемента DD4.2 появится напряжение низкого уровня, которое закроет транзисторы VT3 и VT4. Прохождение тока через реле К2 прекратится, и его контакты К2.1 отключат нагревательный элемент оттаивателя от питающей сети. Сигнал же, поступающий на вход разрешения с микросхемы DD3, откроет коммутатор, и терморегулятор будет подключен к усилителю тока. Делители на микросхемах DD1 и DD2 окажутся в нулевом, а RS-триггер — в единичном состоянии. С приходом следующего импульса с выхода М микросхемы DD1, через 2,5 ч, оттаиватель вновь включится на время, равное 15 мин. 
Блок питания устройства управления температурным режимом холодильника состоит из трансформатора Т1, мостового выпрямителя на диодах VD4 — VD7, стабилизатора напряжения на микросхеме DA2 и сглаживающих конденсаторов С7 — С9. Выходное напряжение блока питания +9 В. Все элементы устройства, кроме трансформатора Т1, установлены на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 118х65 мм (рис. 2). Для монтажа использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, переменные (R8 и R11) —СП4-1, терморезистор RK1 — ММТ-1. Конденсаторы С8 и С9 — К50-16, С1 -С7 — К73-9. Транзисторы КТ315Г (VT1, VT3) можно заменить на КТ3102А, aKT815A(VT2,VT4)—Ha KT817A. Электромагнитные реле — автомобильные 113.3747-10 [З], их мощные контакты выдерживают включение электродвигателя компрессора холодильника. Трансформатор Т1 мощностью 2...4 Вт — от сетевого адаптера[4]. При налаживании устройство управления отключают от холодильника, а вместо двигателя компрессора и нагревательного элемента оттаивателя подключают настольные лампы. Терморегулирующий узел работает при изменении температуры от -14 до +4°С, поэтому на время его налаживания рекомендуется снизить сопротивление резистора R8 до 1,5 кОм, a R7 — замкнуть перемычкой. В этом случае терморегулятор будет работать при температурах от +18°С до +40°С, которые легко обеспечить при регулировке. Для ускорения проверки работы времязадающего узла рекомендуется емкость конденсатора С2 уменьшить в 100 раз, тогда период импульсного напряжения на выходе М микросхемы DD1 сократится до 90 с. Проверенное и отрегулированное устройство можно установить в холодильник, не забыв при этом увеличить номиналы элементов R8, С2 до указанных на схеме. ЛИТЕРАТУРА От редакции. Микросхему DD3 можно исключить, если правый по схеме вывод резистора R15 подключить к базе транзистора VT1 и точку их соединения через диод КД503А соединить с выходом 3 DD4.1 (катод диода — к этому выходу). Г. СКОБЕЛЕВ |