Хитрый терморегулятор

[Wasya011358]

Всем привет!
Я увлекаюсь выращиванием кристаллов из раствора в домашних условиях, и для таких вот интересных целей мне понадобился термостат. Загвоздка в том, что он должен не просто поддерживать заданную температуру, нужно поддерживать заранее заданное постоянное падение температуры, т.е. температура раствора должна уменьшаться с определенной скоростью (в пределах от 0,05 до 1 градуса в час). Длительность непрерывной работы - до 30 сут. Начальная температура раствора также должна регулироваться (в пределах от 20 до 80 градусов Цельсия). Объем термостата составит около 10 литров и, поскольку теплоизоляция будет очень хорошей, думаю, нагревателя мощностью 40 Вт должно хватить. В качестве датчика температуры идеально было бы использовать термопару от мультиметра (потому что она доступна и имеет очень малый объём (а значит и тепловую инерцию). Хотелось бы, чтобы схема работала не в режиме "Раствор остыл ниже уставки - включаем нагреватель - раствор нагрелся чуть выше уставки - выключаем нагреватель", а чтобы нагревательный элемент постоянно был включен, просто со временем на него бы подавалось всё меньшее напряжение. Точность поддержания температуры должна составлять хотя бы 0,01 градус, но чем выше, понятное дело, тем лучше. Думаю, при большой тепловой инерции этого достигнуть несложно. Да, раствор постоянно будет активно перемешиваться. В качестве источника питания думаю использовать блок питания от компа (желательно 5 В). Если есть уже готовые решения - будет вообще идеально. В литературе нашёл только электромеханические регуляторы с регулируемым ртутным контактным термометром. Вот как-то так)
О себе - я начинающий радиолюбитель, схему из пяти-семи транзисторов или пары микросхем осилю; с микроконтроллерами пока не дружу.

[BOB51]

Могу скинуть схемку медицинского лабораторного термостата (ТС80М/ТС80М2) - но то "воздушный", а не водяной.
И алгоритм программируемого изменения температуры без МК вряд-ли реализовать удастся.

[Wasya011358]

Я думал как-нибудь совместить схему обычного терморегулятора (на транзисторах, благо таких схем полно в сети) и схемы плавного выключения нагрузки.

[Wasya011358]

Могу скинуть схемку медицинского лабораторного термостата (ТС80М/ТС80М2) - но то "воздушный", а не водяной.

Буду премного благодарен)

[ДУРАК]

Можно попробовать приспособить термопот для этих целей))) но это будет экзотика А вот сделать терморегулятор с плавным изменением мощности это другой вопрос, гляньте в инете, может что и есть

без МК вряд-ли реализовать удастся

МК не обязателен

[Wasya011358]

Изложу свои мысли. На рисунке ниже схема, которая работает так: по мере разрядки конденсатора лампочка плавно гаснет (по сути - увеличивается сопротивление перехода К-Э). Сопротивление термопары, которая есть у меня, уменьшается при уменьшении температуры, причем при понижении температуры на 17 градусов, её сопротивление увеличивается с 17 до 19 Ом - только что измерил. Если включить термопару в данную схему вместо лампочки, а потом всё это вместе - в схему терморегулятора, работающего от термопары - получится примерно то, что мне нужно. Плюс вместо конденсатора можно поставить хоть ионистор. А ещё, возможно, придётся заменить биполярный транзистор на полевой. Будет такая конструкция работать?

[Borodach]

"Просто так", термопара не даст вам 0,01 градус.

[Wasya011358]

"Просто так", термопара не даст вам 0,01 градус.

Ну это ежу понятно) Затем я сюда и пришёл)

[Wasya011358]

Использование термопары желательно, но не критично. Можно использовать и терморезистор или другие датчики, если с ними схема будет проще и/или надежнее.

[BOB51]

Ну вот такое (из былого совка):

termostats.pdf

(1.43 МБ) 373 скачивания

когда-то для "убыстрения" работы нарисовал...

[Wasya011358]

когда-то для "убыстрения" работы нарисовал...

Не то чтобы я очень хорошо разбирался в принципиальных схемах, но ткните меня носом в место, где обеспечивается плавное изменение температуры, пожалуйста. Схем простых терморегуляторов на просторах сети огромное количество. В тех же журналах "Радио" есть простые конструкции, обеспечивающие точность даже выше, чем 0,01 градуса. Но вопрос не в этом. Основная сложность для меня - заставить регулятор плавно уменьшать температуру, причём в течение такого длительного времени.

[falkonist]

Точность поддержания температуры должна составлять хотя бы 0,01 градус... при большой тепловой инерции этого достигнуть несложно.

Крайне сложно. Чем больше тепловая инерция - тем сложнее.

IMHO "на коленках" задача решения не имеет. Даже с перемешиванием достичь в объеме 10 л равномерной температуры, да еще и с точностью 0,01 градус - из области ненаучной фантастики. Разве что в объеме 1 куб. см.

[Wasya011358]

IMHO "на коленках" задача решения не имеет. Даже с перемешиванием достичь в объеме 10 л равномерной температуры, да еще и с точностью 0,01 градус - из области ненаучной фантастики. Разве что в объеме 1 куб. см.

Не подумайте, что я тут пытаюсь сумничать, но даже бОльшая точность достигалась по технологиям, описанным в книге 1945 (!) года. Могу скинуть книгу, если интересно. Так вот, там использовался самодельный ртутный электроконтактный термометр с подвижным верхним контактом, который двигался с помощью нити, наматывающейся на вал часовой стрелки часов. Это ну крайне примитивная технология, которую я не смогу повторить дома только потому, что у меня нет платины для контактов (она типа в ртути не растворяется). И именно такая технология применялась в то время в промышленности для выращивания кристаллов сегнетовой соли с огромной, по тем временам, скоростью. А что до меня - хотелось бы изготовить что-то более современное. Но это сугубо моё личное мнение.

[falkonist]

Я ведь высказал сомнение не в самой возможности получить нужную точность регулировки температуры. С помощью ПИД-регулятора это, в принципе, возможно. Я сомневаюсь в возможности обеспечить это в желаемом объеме (10 л) при заданныхъ технологических возможностях реализации ("на коленках").

[Wasya011358]

Я ведь высказал сомнение не в самой возможности получить нужную точность регулировки температуры.

Так ведь и я об этом. Существует куча готовых схем терморегуляторов, обеспечивающих нужную точность. Мне нужно только разобраться, как заставить этот регулятор плавно и регулируемо уменьшать температуру.

[falkonist]

И это не проблема. Правда, плавно не будет. Останутся маленькие "ступеньки". Которые могут быть, скажем, по 0,01...0,1 градуса. Устраивает?

[Wasya011358]

И это не проблема. Правда, плавно не будет. Останутся маленькие "ступеньки". Которые могут быть, скажем, по 0,01...0,1 градуса. Устраивает?

0,01 - вполне) 0,1 - уже многовато. Ничто не является проблемой, когда знаешь, как это сделать)

[falkonist]

Берете ЦАП (Цифро-Аналоговый Преобразователь). На его вход подаете код с выхода реверсивного (на снижение) счетчика, а выходной аналоговый сигнал используете для управления терморегулятором. Да и всей проблемы.

[Wasya011358]

Да и всей проблемы.

Хм. Спасибо) А я совсем в другую сторону думал) Будем пробовать.

[falkonist]

И в какую же?