بناء وحدة التحكم في درجة الحرارة: المكونات والآليات والتطبيقات

اكتشف كيفأجهزة التحكم في درجة الحرارة)، بما في ذلك مكوناتها وآليات الرقابة عليها وتطبيقاتها. تعرف على أهمية التوليف للحصول على الأداء الأمثل

  1. المقدمة

جهاز التحكم في درجة الحرارة هو جهاز يستخدم للحفاظ على درجة حرارة مثالية محددة عبر مختلف التطبيقات والصناعات مثل التصنيع وتجهيز الأغذية وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. في هذا المقال I' ؛ سأسير عبر كل خطوة تنطوي على بناء واحدة بنفسك بتفصيل كبير.

المكونات المطلوبة

لبناء جهاز التحكم في درجة الحرارة، ستكون العناصر التالية ضرورية. * المتحكم المصغر (مثل أردوينو): من الخيارات الشائعة المتحكم المصغر أردوينو نظراً لسهولة استخدامه والدعم المجتمعي الواسع النطاق له.

* جهاز استشعار درجة الحرارة: يمكن استخدام مقاوم حراري أو مزدوج حراري لقياس درجات الحرارة بدقة.

* المرحلات (MOSFETs): تستخدم هذه المكونات لتنظيم عناصر التدفئة أو التبريد في المباني.

* عنصر التسخين أو التبريد: يمكن أن يشمل ذلك أي شيء بدءاً من عناصر التسخين المقاومة ومبردات بلتيير وحتى أشكال الأجهزة الأخرى المناسبة لهذه المهمة.

* مصدر الطاقة: للتأكد من أن جميع مكونات مشروعكم لا تزال تعمل بكفاءة، تأكد من وجود مصدر للإمداد بالطاقة يمكن الاعتماد عليه.

* العرض (اختياري): لعرض درجة الحرارة الحالية وإعدادات نقطة الضبط، يمكن استخدام شاشة LCD كحل اختياري لعرضها على الشاشة.

* مكونات متنوعة: قد تكون الأسلاك والمقاومات والوصلات ضرورية أيضاً.

التحكم في درجة الحرارة

يشير التحكم في درجة الحرارة إلى الحفاظ على النقطة المحددة المطلوبة عن طريق تغيير مدخلات التحكم. هناك آليتان رئيسيتان للتحكم تستخدمان في تنظيم درجة الحرارة.

* التحكم في التشغيل/إيقاف التشغيل: يتيح خيار التحكم هذا تنشيط/تعطيل عنصر التدفئة أو التبريد البسيط استناداً إلى قراءات درجة الحرارة.

* اختصار PID Control: PID يشير إلى " Proportial, Integral and Derivative" وهي تقنية خوارزمية تستخدم هذه المكونات بالترادف للحفاظ على درجات حرارة مستقرة مع تقلبات وتذبذبات محدودة.

  2. تصميم الدائرة

ويتطلب تصميم الدائرة توصيل جهاز استشعار درجة الحرارة بوحدة تحكم دقيقة وتوصيل عنصر التسخين أو التبريد عن طريق مرحل/موسفت لعنصر التسخين/التبريد مع توصيل إمدادات الطاقة بشكل صحيح. وفيما يلي رسم توضيحي يوضح ذلك.

لتوصيل جهاز استشعار درجة الحرارة: قم بتوصيل جهاز استشعار درجة الحرارة بمسمار إدخال تناظري في المتحكم الدقيق، مثل المسمار التناظري 

لتوصيل عنصر التسخين أو التبريد: ربط إخراج عنصر التسخين أو التبريد الخاص بك من المرحل أو MOSFET المتحكم فيه بواسطة مسمار الخرج الرقمي من المتحكم الدقيق لسهولة التنشيط أو التعطيل.

وأخيرا، قم بتوصيل أي عناصر إضافية تحتاج إليها باستخدام مرحل/طرف تحكم موسفلت في المتحكم الدقيق على النحو التالي (أ)

الإمداد بالطاقة: تأكد من أن جميع المكونات بها إمدادات طاقة كافية ؛ وعادة ما يعني ذلك توصيل USB خارجي أو مهايئ الطاقة لتشغيل وحدة التحكم الدقيقة.

  3. برمجة وحدة التحكم

تتطلب برمجة المتحكم الدقيق لقراءة قراءات درجة الحرارة، وتنفيذ خوارزميات التحكم وتشغيل عناصر التدفئة أو التبريد ترميز محدد يجب كتابته ليعمل بشكل فعال. هنا#(39) لمحة عامة:

1. الحصول على بيانات درجة الحرارة باستخدام الإدخال التناظري.

2. تطبيق خوارزمية التحكم (تشغيل/إيقاف أو PID). لإجراء التعديلات المناسبة.

3. التحكم في المخرجات: يستخدم المخرجات المحسوبة لتشغيل عناصر التدفئة أو التبريد من خلال المرحل أو التحكم في موسفلت (MOSFET)، مع إظهار العرض البلوري السائل اختياريا مع قراءات درجة الحرارة الحالية والنقاط المحددة.

التطبيقات والتحسينات المستقبلية

تجميع جميع المكونات على لوح تجزئة أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور وضمان أن جميع التوصيلات آمنة بينما المكونات معزولة بما فيه الكفاية لمنع حدوث دائرة قصر. قم بتثبيت المكونات إذا لزم الأمر لأغراض السلامة والمتانة.

  4. خاتمة

وفي الختام، تعد أجهزة التحكم في درجة الحرارة أجهزة حيوية تضمن التنظيم الدقيق لدرجة الحرارة في مختلف التطبيقات. من خلال فهم مكوناتها، وآليات التحكم، ومبادئ العمل، يمكننا تقدير أهميتها في الحفاظ على الأداء الأمثل والسلامة في البيئات الحساسة للحرارة. ويعتبر الضبط السليم لأجهزة التحكم في درجة الحرارة أمرا أساسيا لتحقيق أفضل النتائج وضمان طول عمر النظام وكفاءته.