用d觸發器製作電子溫度控制器,electronic temperature controller
關鍵字：用d觸發器製作電子溫度控制器
作者： 張世旺
《電子報》2023年第47期《用電子溫控器取代機械溫控器》一文，介紹了一種機外型的溫控器裝置，它實際上不是直接測溫後再調控，而是乙個可調的定時器開關，間接地通過調整供電和停電來調溫。電路用了三隻積體電路、五隻三極體和幾十個其他元件，製作工作量大而且成本較高。
現在介紹一種用d觸發器製作的該類裝置，製作簡單經濟，效果較好。
關於用d觸發器產生振盪的原理，讀者可以參閱《電子報》2023年第17期上《用d觸發器組成的方波發生器》一文，該文與本電路的組成極相似，具備原有特點，也是d觸發器應用的一種拓寬。
1.主控制器原理電路
見圖1（供電部分沒畫，採用方式可因人而異），通過兩個電位器的調整，按d觸發器cd4013復位端r1和置位端s1狀態變化的條件，以控制輸出端q1處於低電平和高電平的工作時間。當ql輸出高電平時，紅色指示燈亮，並且驅動電晶體vt導通，繼電器吸合，插座上得到交流電源。ql開關訊號的變化使電器工作獲得自動調整。
根據電路組成，可以看出rpl對c1的充電迴路決定了復位端r1電附裹位上公升的時間（即q1保持為高電平的時間），達到供電工作時間的調節。
rp2對c2充電迴路則是影響s1的狀態，決定q1在什麼時候跳變為高電平，即維持供電開機的時間。電路中兩個時間的調節是各自獨立有效，互不影響，電容器放電時通過二極體快速完成。當d觸發器直流工作電源為+12v，兩個電容器cl和c2都是220μf時，經測試，rp電位器的調節效果見附表所列。
如果電容器都用l00μf，定時時間相應地減少為**中時間的一半。
2.延時供電保護電路
為了避免突然停電後又立刻來電造成對壓縮機的損壞，應該增加延時供電，同時還可以讓雙d觸發器cd4013的另一半物盡其用，電路見圖2。
直流上電時，s2置位端為高電平，使q2=1，強迫主控制電路的r1端為高電平，q1被復位控制輸出為o，vt電晶體截止，同時c4經過r4逐漸充電。 當復位r2端為1時，q2=0，主控制電路又按照自己的規律進行振盪變化。r4的大小改變了主控制電路開始進入振盪工作的時間，即達到了延時的目的。
r4和ca按電路圖的引數，其延時時間約5分鐘，與**中的資料效果相同。
3.強冷的實現
如果需要電冰箱更長時間通電，比如速凍水餃，在某些機械溫控器上有「強冷」功能的一擋，對於本裝置可以增加乙個開關k，它閉合時迫使置位sl為高電平，此時主控制器的充電放電過程被停止，而輸出q1長期保持為高電平，插座持續供電。斷開k，控制電路照常工作。人工操作進入強冷，不會受延時供電保護部分的影響。
4.安裝事項工作調節
rp1和停電調節rp2兩個電位器，最好採用對數式的，便於分清高阻值區域的調整，使較長時間的「時間刻度」更加準確細化。為了方便不同的使用情況，可以在rp支路串聯適當大小的電阻作為起始電阻值，同時也將擴大調節時間的範圍。電位器和指示燈、開關k都安裝在裝置的外部，便於觀察和調節操作。
電容器的容量不求很準確，但是要求漏電電流小。本電路的工作電源，主要由繼電器的引數決定，cmos積體電路能夠在3～15v的電源工作，控制的時間效果有些不同。
5.本裝置的優點
（1）機械溫控器，在冬天環境溫度低時，常常要進行溫度補償（例如使電熱器工作），否則難以啟動壓縮機。這裡介紹的時間控制方式沒有這種現象，也不會帶來額外無用的熱消耗。（2）溫度調節由工作時間以及停電時間相配合進行機外控制。
不必開啟電冰箱的門來變換。（3）選擇合適的定時引數後，可以直接用於其他各種定時控制，如照明、保溫、彩燈等。
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