un termostato pwm

Normalmente un classico termostato è costituito da un interruttore che chiude un circuito al di sotto di una certa temperatura per aprirlo al di sopra di un’ altra ( la differenza tra le due temperature dipende dall’ isteresi del sistema termostato).
Se colleghiamo un termostato a una resistenza e facciamo in modo che il calore emesso da quest’ultima sia “sentito” dal primo facciamo un sistema retroazionato che cercherà di mantenersi ad una temperatura costante.
Tuttavia per la natura stessa del termostato “classico”, che ha solo due stati, acceso e spento, la temperatura oscillerà tra un valore massimo ed uno minimo.
Allo stesso modo l’elemento radiante ovvero la resistenza sarà alimentata alla sua potenza nominale o non sarà alimentata. Acceso o spento, senza soluzione di continuità.
Il termostato elettronico che ho realizzato comanda l’elemento radiante in modo diverso, ovvero la potenza che viene usata per scaldare viene diminuita via via che la temperatura si avvicina a quella nominale.
La potenza viene variata in continuità usando la tecnica PWM ovvero a modulazione di larghezza d’impulso.
A regime la potenza trasferita alla resistenza sarà solo quella necessaria per mantenere la temperatura desiderata.
Oltre che a mantenere costante la temperatura, un altro vantaggio di questo termostato rispetto a quello classico on/off è che l’elemento radiante, essendo a regime alimentato solo con la potenza necessaria (che è una frazione di quella nominale), viene sollecitato meno – con il classico on/off lo stress subito dall’elemento radiante è maggiore, dovuto ai continui cicli acceso/spento.
Ovviamente l’elemento radiante e il sensore vanno collocati opportunamente.
Il riscaldatore che ho realizzato è alimentato a 12 volts e può erogare in uscita fino a 1.5 amperes, questo significa che può erogare al massimo 18W.
A me serve per mantenere costante la temperatura all’interno di un contenitore posto all’esterno per evitare la condensa, ma le applicazioni possono essere molteplici.
Come sensore di temperatura ho utilizzato un LM35, come controller PWM un 78S40.
Il termostato che ho realizzato è cablato in modo specifico per mantenere 20 gradi, la potenza sulla resistenza inizia a diminuire quando la temperatura raggiunge 15 gradi, cambiando qualcosa sullo schema elettrico è possibile farlo funzionare anche per mantenere altre temperature.

schema elettrico

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Foto del prototipo

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Riferimenti e risorse

Stai leggendo “ un termostato pwm ”, un post di Fabrizio Zellini

Pubblicato il
20 Novembre 2010
Categorie:
elettronica