16001C

6.3.4 Автомат управления вентиляцией в помещении

При работающем нагревательном калорифере горячий воздух распределяется по помещению далеко неравномерно. Нагревшийся воздух поднимается вверх, а поступающий извне холодный остается внизу. Так, разность показаний установленных у пола и у потолка помещения термометров достигает 8 °С даже во время работы электрокалорифера на четверть мощности. Средняя температура воздуха в зависимости от сезона и времени суток может находиться в интервале 16...32 °С. Граница между слоями воздуха выражена довольно резко и явно ощущается человеком. В этой ситуации благоприятно сказывается наличие в офисе вентилятора, перемешивающего воздух. С его включением температура внизу повышается, а наверху — снижается. Такой вентилятор снабжен таймером, автоматически через определенное время отключающим его, и устройством, реагирующим на неравномерность распределения температуры.

В автомате, схема которого показана на рис. 6.5, совмещены обе функции. Основные узлы таймера – RS-триггер DD4.1, генератор тактовых импульсов на микросхеме DD1 и двоичный счетчик DD3. В исходном состоянии таймера, которое устанавливают нажатием кнопки SB1, на выходе триггера DD4.1 (вывод 2) и соединенном с ним входе 1 элемента DD1.1 – низкий логический уровень. В результате работа тактового генератора на элементах DD1.1 и DD1.2 запрещена. Высоким уровнем на входе R счетчика DD3 во всех его разрядах установлен уровень логического 0. Транзисторы VT2 и VT3 закрыты (предполагается, что выключатель SA2 разомкнут), светодиод HL2 не горит, двигатель вентилятора М1 отключен от сети разомкнутыми контактами реле К1. Нажатием кнопки SB2 включают вентилятор и запускают таймер. В результате изменения состояния триггера DD4.1 напряжение высокого логического уровня с его выхода поступает в базовые цепи транзисторов VT2 и VT3. Светодиод HL2 зажигается, а сработавшее реле К1 подает сетевое напряжение на вентилятор. Одновременно разрешается работа тактового генератора DD1.1, DD1.2 и счетчика DD3. Спустя определенное, зависящее от положения переключателя SA1, число периодов колебаний тактового генератора, низкий логический уровень на входе 9 элемента DD2.2 сменится на высокий, что приведет к возврату триггера DD4.1 и всего таймера в исходное состояние и к выключению вентилятора.

Вентилятор еще до истечения выдержки можно выключить кнопкой SB1 и вновь включить кнопкой SB2, причем отсчет времени начнется с начала. Продлит работу вентилятора и простое нажатие на кнопку SB2.

Датчик разности температур собран на компараторе DA1. Его чувствительные элементы – два терморезистора. Первый из них (RK1) размещают на высоте 2,2 м и на удалении не более 0,8 м от кухонной плиты по горизонтали. Второй терморезистор (RK2) устанавливают под первым на высоте приблизительно 0,6 м.

Рисунок 6.5  Схема автомата управления вентиляцией в помещении

Если температура терморезисторов одинакова, равны и их сопротивления. Однако, благодаря резистору R2, напряжение на инвертирующем входе (вывод 4) компаратора DA1 выше, чем на не инвертирующем (вывод 3), в результате на его выходе (вывод 9) - низкий логический уровень. Транзистор VT1 закрыт, светодиод HL1 погашен. Вентилятор, если он не включен с помощью кнопки SA2, не работает.

Допустим, температура обоих терморезисторов увеличивается или уменьшается одинаковым образом. Вместе с ней изменяются, оставаясь равными, их сопротивления. Поэтому состояние компаратора сохраняется прежним. Однако, если терморезистор RK1 нагреть сильнее, чем RK2, напряжение на инвертирующем входе компаратора DA1 станет ниже, чем на не инвертирующем, что приведет к переключению компаратора. Напряжением высокого логического уровня с его выхода будет открыт транзистор VТ1, а если выключатель SA2 замкнут, то и VT3.

Светодиод HL1 зажжется, реле К1 сработает, вентилятор будет включен независимо от состояния таймера. После выравнивания температур терморезисторов компаратор DA1 возвратится в исходное состояние, отключив вентилятор.

Конденсаторы С2-С4 служат для подавления помех и наводок на длинные провода, соединяющие терморезисторы с прибором. Номинал конденсатора С4 преднамеренно выбран меньшим, чем С3. Это позволило устранить кратковременное включение вентилятора в момент подачи на автомат напряжения питания.