Un termostato per frigorifero con regolazione dell’isteresi

I frigoriferi utilizzano, per mantenere la temperatura interna a un valore costante, un termostato, che può essere elettronico o meccanico.
Il termostato elettronico usa un sensore di temperatura a stato solido le cui caratteristiche non variano nel tempo, controllato da un’ elettronica specializzata ed è solitamente molto affidabile, quello meccanico è costituito da un dispositivo che sfrutta l’espansione o la contrazione, al variare della temperatura, di un gas o fluido contenuto in una serpentina che letteralmente “spinge” un contatto nella posizione di apertura o chiusura (se volete approfondire l’argomento potete leggere qui).
Ora essendo appunto l’elemento meccanico costituito per lo più da molle e mollette con il tempo tende a stararsi,il gas tende ad uscire e inevitabilmente le caratteristiche iniziali vengono meno, per cui capita che il frigorifero “geli” troppo oppure, al contrario, non “freddi” abbastanza.
Tutto ciò avviene lentamente, per cui quando ci si accorge che c’è qualcosa che non va significa che non stava andando da un po’ di tempo.
Una temperatura non ottimale è sempre un danno, se è troppo alta il cibo si deteriora prima, se è troppo bassa si rischia che ghiacci e si consuma anche inutilmente corrente.
Si deve a questo punto sostituire il termostato, con uno uguale oppure, come ho fatto io, con uno elettronico,naturalmente auto costruito… altrimenti dov’è il divertimento ?
Il vantaggio di quello elettronico è, ovviamente, la precisione.
Ecco quindi lo schema elettrico del termostato elettronico che ho costruito e che sta facendo vivere contro ogni previsione il mio frigorifero, già dato per morto ….

Schema termostato elettronico per frigorifero

Qualche commento allo schema elettrico:
Come sonda di temperatura ho utilizzato un LM35, “Precise Centigrade Temperature Sensor”, un piccolo circuito integrato a tre piedini che eroga, in uscita, una tensione proporzionale alla temperatura, per la precizione 0 volt a 0 gradi, 10 milliVolt per grado.
Il vantaggio nell’usare questo sensore è che la temperatura può essere direttamente letta su un qualsiasi tester.
L’integrato, appositamente isolato dalla guaina termoretraibile, è fisicamente alloggiato nel frigorifero e comunica con il resto del circuito che invece si trova all’esterno tramite un piccolo cavetto tripolare (ho usato un cavetto schermato audio stereo).

LM35 nel frigorifero

La tensione prelevata dal sensore viene comparata con due riferimenti, uno basso e l’altro alto.
Quello basso indica a che temperatura il compressore deve fermarsi (io l’ho regolato a 32 mVolt corrispondenti a 3.2 gradi), quello alto indica quando il compressore deve partire (l’ho regolato a 50 mVolt, corrispondenti a 5 gradi).
Ho previsto che entrambi i riferimenti possano essere regolati con due trimmer, il range di regolazione è 0-10 gradi.
Le uscite dei due comparatori sono collegate agli ingressi SET e RESET di un flip flop.
Il funzionamento è semplice: quando la temperatura supera il riferimento alto,il flip flop viene “settato”, ovvero la sua uscita diventa “alta”, ciò provoca la conduzione del transistor che fà scattare il relè che accende il compressore.
A questo punto se non avete lasciato lo sportello del frigo aperto la temperatura inizia a scendere, e con essa la tensione erogata dal sensore.
Quando quest’ultima diventa inferiore al riferimento minimo, il comparatore “basso” “resetta” il flip flop, che provoca l’interdizione del transistor e quindi lo sgancio del relè…. e il ciclo continua, oscillando appunto tra il valore minimo e quello massimo.
Più sono vicini questi valori, maggiore sarà la frequenza di on/off del compressore, più sono lontani, minore la stessa, ma maggiore l’escursione di temperatura.
Il compressore sarà azionato dal circuito in funzione della temperatura rilevata dal sensore, per cui è importante che quest’ultimo sia posizionato opportunamente all’interno del frigorifero.
Io l’ho messo circa a metà altezza, lontano dalla piastra di evaporazione.
Chiaramente la zona sotto il sensore sarà leggermente più fredda, quella sopra leggermente più calda.

Disclaimer: La manipolazione di circuiti elettrici ed elettronici comporta certi rischi. L’autore non si assume nessuna responsabilità per eventuali danni derivanti dalla realizzazione di questo circuito.

Stai leggendo “ Un termostato per frigorifero con regolazione dell’isteresi ”, un post di Fabrizio Zellini

Pubblicato il
18 novembre 2007
Categorie:
elettronica