0

آموزش برنامه نویسی آردوینو

ترموستات ها سالهای زیادی است که در وسایل سرمایشی و گرمایشی برای کنترل و ثابت نگه داشتن دما در یک محدوده مشخص مورد استفاده قرار می گیرند. برای اولین بار ترموستات های جیوه ای در حدود سال ۱۶۲۰ میلادی در کشور انگلستان به منظور کنترل دمای دستگاه های جوجه کشی اختراع شد. از آن روز تا کنون ترموستات ها بارها تغییر کرده اند. از ترموستات های مکانیکی فلزی تا ترموستات های الکتریکی و ترموستات دیجیتال که جدیدترین تکنولوژی ترموستات در بازار محسوب می شود.

ترموستات دیجیتال

اولین نکته در خرید ترموستات دیجیتال

در بازار هزاران مدل ترموستات با قیمت و کیفیت متفاوت را می توانید پیدا کنید که هر یک برای کاربرد به خصوصی طراحی شده اند. برخی از ترموستات های دیجیتال به شکل برد یا ماژول الکترونیکی، برخی دارای جعبه های صنعتی و قابل نصب در تابلو های برق صنعتی هستند و تعدادی از ترموستات ها برای نصب در منازل و محیط های اداری طراحی و ساخته شده اند. تمام ترموستات های دیجیتال دارای یک یا چند سنسور و یک یا چند رله برای کنترل هیتر ها و کولر ها هستند. علاوه بر این ممکن است برخی ترموستات ها دارای سیستم های ارتباطی متفاوت و سیستم هشدار دهنده باشند.

بنابراین قبل از اینکه بر اساس مقایسه قیمت اقدام به خرید ترموستات نمایید بهتر است حساسیت و دقت مورد انتظارتان را مشخص نمایید.

انواع سنسور های ترموستات دیجیتال

انواع سنسور ترموستات های دیجیتال

برای انتخاب بهترین ترموستات دیجیتال لازم است سنسور های مختلفی که در ساخت ترموستات ها استفاده می شود را بشناسید و بر اساس نیازتان تصمیم بگیرید از چه نوع سنسوری می خواهید استفاده کنید. نوع سنسور می تواند تاثیر قابل توجهی بر دقت، کیفیت و قیمت تمام شده ترموستات داشته باشد. در حالی که سنسور های دما انواع مختلفی دارند، ۴ نوع از سنسور های دما بیشترین کاربرد را در ساخت ترموستات های خانگی، تجاری، صنعتی و حتی نظامی دارند.

هر یک از این سنسور ها دقت، کاربرد، قیمت و محدوده اندازه گیری متفاوتی دارند.

ترموکوپل

ترموکوپل ها یکی از رایج ترین انواع سنسور های دما هستند که کاربرد گسترده ای در صنعت، خودروسازی و سیستم های تهویه دارند. ترموکوپل ها قابلیت اندازه گیری محدوده دمای گسترده ای را دارند و به سرعت به تغییرات دما واکنش نشان می دهند. ترموکوپل ها همچنین نیازی به منبع تغذیه ندارند.

ترموکوپل ها از اتصال دو فلز غیر مشابه به یکدیگر ساخته می شوند و با تغییر دما، ولتاژ بین دو فلز تغییر می کند که به این پدیده، اثر سیبک گفته می شود. ترموکوپل ها انواع مختلفی دارند که ترموکوپل K یکی از رایج ترین ترموکوپل هاست. ترموکوپل نوع K از اتصال نیکل کرومیوم و نیکل آلومینیوم ساخته می شود و می تواند دما های بین -۱۸۰ درجه تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد را اندازه گیری نماید.

سنسور های RTD

مقاومت الکتریکی تمام فلزات با تغییر دما، تغییر می کند. این پدیده ایده اصلی ساخت سنسور های RTD است. سنسور های RTD از فلزات مختلفی ساخته می شوند که پلاتینوم یکی از رایج ترین و دقیق ترین فلزاتی است که در ساخت سنسور های RTD به کار می رود.

سنسور دمای PT100 و سنسور دمای PT1000 هر دو از سنسور های RTD پلاتینیومی یا PRTD هستند. سنسور PT100 در دمای ۰ درجه سانتی گراد مقاومت ۱۰۰ اهم و سنسور دمای PT1000 در دمای ۰ درجه مقاومت ۱۰۰۰ اهمی از خود نشان می دهد. RTD های پلاتینیومی در برابر تغییرات دما رفتار تقریبا خطی و قابل پیش بینی دارند و می توانند محدوده ی گسترده ای از دما ها را اندازه گیری کنند. به علت دقت بالای این سنسور ها از سنسور های RTD پلاتینیومی در صنایع زیادی استفاده می شود.

RTD ها به علت ظرفیت گرمایی بالاتر معمولا با تاخیر بیشتری نسبت به ترموکوپل ها تغییرات دما را در خروجی نشان می دهند. بر خلاف ترموکوپل ها، سنسور های RTD فاقد خروجی ولتاژ هستند و برای اندازه گیری مقدار آنها به یک منبع جریان نیاز دارید. سنسور های RTD ممکن است به صورت های مختلفی مانند ۲ سیمه، ۳ سیمه و چهار سیمه راه اندازی می کنند که با توجه به ویژگی های پروژه می تواند متفاوت باشد. هم بندی ۳ سیمه و ۴ سیمه معمولا به علت دریافت خروجی با دقت بالاتر و حذف تاثیر مقاومت سیم ها است.

ترمیستور یا مقاومت حرارتی

ترمیستور ها از نظر عملکرد رفتاری مشابه RTD ها دارند با این تفاوت که از پلیمر ها یا سرامیک در ساخت ترمیستور ها استفاده می شود. ترمیستور ها نسبت به RTD ها دقت پایین تری دارند اما قیمت این سنسور های دما به مراتب کمتر از RTD هاست.

زمانی که دقت بالایی مورد انتظار نباشد معمولا از ترمیستور ها استفاده می شود. ترمیستور ها در ساخت مداراتی مانند کنترل سرعت فن مدارات الکترونیکی استفاده فراوانی دارند. ترمیستور ها را معمولا با استفاده از ۲ سیم به ترموستات ها متصل می کنند.

سنسور های دمای NTC و PTC از انواع ترمیستور ها هستند. مقاومت NTC ها با افزایش دما کاهش می یابد و مقاومت PTC ها با افزایش دما، افزایش می یابند. واکنش ترمیستور ها معمولا خطی نیست و همین موضوع باعث دشوارتر شدن تحلیل دقیق خروجی این سنسور ها می شود.

تراشه های نیمه هادی (IC)

امروزه علاوه بر سنسور های معرفی شده، IC های زیادی به بازار عرضه شده اند که دما را با دقت بالا اندازه گیری می کنند و خروجی کالیبره شده را به صورت دیجیتال یا آنالوگ در اختیارمان قرار می دهند. سنسور دمای LM35 یکی از شناخته ترین و متداول ترین IC های اندازه گیری دما با خروجی آنالوگ و تراشه های DS18b20 / SHT11/ DHT11/ DHT22 نیز تعدادی از سنسور های دیجیتال دما هستند. اما این تراشه ها معمولا توانایی اندازه گیری محدوده ی دمای کوچکتری نسبت به ترموکوپل ها و RTD ها دارند.

معرفی انواع ماژول ترموستات

ماژول ها یا برد های ترموستات یکی از پرکاربرد ترین انواع ترموستات ها برای افرادی است که قصد دارند دستگاهی را بسازند. ماژول های ترموستات معمولا بدون جعبه و قاب هستند و شما به عنوان سازنده باید خودتان فکری برای نحوه جاسازی ماژول در دستگاه کنید.

در ادامه تعدادی از محبوب ترین ماژول های ترموستات دیجیتال را به شما معرفی خواهم کرد.

ماژول ترموستات W1209

W1209 یک ترموستات دیجیتال ارزان

ترموستات W1209 یکی از محبوب ترین ماژول های ترموستات موجود در بازار است. این ترموستات دیجیتال از یک سنسور NTC با غلاف فلزی و ضد آب برای اندازه گیری دما استفاده می کند. قیمت پایین و دقت نسبی از مهم ترین دلایل محبوبیت این ترموستات است. محدوده ی کاری این ترموستات -۵۰ درجه سانتی گراد الی ۱۱۰ درجه است و دقت این ترموستات دیجیتال در محدوده -۱۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد ۰٫۱ درجه و در بقیه دما ها دقت این ترموستات به ۱ درجه کاهش می یابد.

ماژول W1209 دارای نمایشگر سون سگمنت ۳ رقمی و یک خروجی از نوع رله است. ولتاژ کاری این ماژول ۱۲ ولت است. همچنین این ماژول از ۳ تکت سوئیچ برای تعیین تنظیمات ماژول استفاده می شود.

بسیاری از افرادی که میخواهند یک دستگاه کوچک و ساده مانند دستگاه جوجه کشی یا چیلر آکواریوم کوچک و … بسازند از ترموستات W1209 استفاده می کنند. این ترموستات با دارا بودن ۲ مد گرمایشی و سرمایشی می تواند برای کنترل دستگاه های سرمایشی یا گرمایشی استفاده شود.

ترموستات W1209 در اغلب پروژه های غیر حساس یک گزینه بسیار مناسب و اقتصادی به شمار می رود. این ترموستات قابلیت تنظیم آلارم را نیز در اختیار شما قرار می دهد اما آلارم آن فقط بر روی سون سگمنت قابل مشاهده است و متاسفانه بازر یا خروجی به خصوصی برای سیستم هشدار دهنده در نظر گرفته نشده است.

طراحی مینیمال این برد باعث شده است تا W1209 یک ترموستات دیجیتال بسیار ارزان به شمار برود. قیمت برد های W1209 با توجه به ضخامت و کیفیت PCB، کیفیت و طول سیم سنسور و همچنین کیفیت قطعات استفاده شده روی برد می تواند متفاوت باشد. اما معمولا قیمت این برد بین ۱٫۵ تا ۳٫۵ دلار متفاوت است.

ماژول ترموستات دیجیتال W1219
ترموستات دیجیتال W1219

ترموستات دیجیتال W1219

ترموستات W1219 یکی دیگر از ترموستات های دیجیتال است که مانند W1209 از سنسور NTC 10 کیلو اهمی ضد آب برای اندازه گیری دما استفاده می کند. همچنین ابعاد این برد مشابه ترموستات W1209 است. تفاوت اصلی این برد با W1209 تعداد سون سگمنت های موجود بر روی برد است.

در حالیکه در W1209 تنها دمای سنسور بر روی سون سگمنت نمایش داده می شد. در W1219 سون سگمنت ردیف بالا دمای فعلی محیط و سون سگمنت پایین دمای ایده آل را نمایش می دهد.

قیمت برد های W1219 معمولا چیزی در حدود ۲ برابر برد های W1209 است.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.