ПОД КОНТРОЛЕМ ТАЙМЕРА

В компрессионных холодильниках тепловой режим контролируется терморегулятором, чувствительным механизмом которого являются датчик температуры и силовая пружина. Последняя, в случае повышения температуры в камере холодильника, замыкает через систему рычагов контакты и включает электродвигатель компрессора. Охлаждение в камере вызывает обратное действие силовой пружины.

Случается так, что снежная «шуба» на испарителе нарушает работу терморегулятора. Тогда испаритель приходится оттаивать, выключая холодильник. Бывают и другие неблагоприятные для терморегулятора ситуации, вплоть до выхода его из строя.

Если штатный терморегулятор невозможно отладить, а нового нет, то для поддержания требуемого режима охлаждения в камере можно применить электронное устройство типа таймера. Ведь период типового включения-выключения компрессора у бытовых холодильников составляет примерно 30—35 мин (в зависимости от положения ручки терморегулятора, теплоизоляции и загруженности камеры, температуры окружающей среды и пр.). А поскольку ни конструкция холодильника, ни количество заложенных в него продуктов, ни внешние факторы, включая температуру воздуха в помещении, длительное время остаются неизменными, постольку таймер, имеющий достаточно широкий диапазон выдержек, вполне способен справиться с процессом терморегулировки, задавая нужные длительность и цикличность работы компрессора, а также продолжительность пауз.

Прототипом рассматриваемого устройства послужила конструкция, опубликованная в № 1 журнала «Моделист-конструктор» за 1999 год. Отличительными же особенностями предлагаемого новшества являются «одноручечное» (как у штатного терморегулятора) управление режимом охлаждения холодильника и оправданное практикой использование силового электромагнитного реле в схеме включения компрессора.

Первое достигается применением таймерной микросхемы К1006ВИ1, на базе которой собран мультивибратор с дополнительными двумя диодами и переменным резистором, с помощью которого плавно регулируется время работы двигателя (компрессора холодильника). Второе — использованием автомобильного реле, способным коммутировать нагрузку, рассчитанную на переменный ток до 2 А при напряжении на контактах до 250 В.

Как видно из принципиальной электрической схемы таймера, именно диоды VD1 и VD2 разделяют цепи заряда и разряда конденсатора С1, а переменный резистор R2 позволяет регулировать скважность выходных импульсов. При указанных в устройстве номиналах деталей она плавно изменяется от 10:1 до 1:10. Период колебаний при этом остается практически постоянным, равным примерно 2000 с.

Транзистор VT1, резисторы R4 и R5 образуют схему электронного ключа, который управляет электромагнитным реле К1.

При включении питания, когда конденсатор С1 еще не заряжен, на выходе микросхемы DA1 присутствует напряжение высокого уровня (логическая 1), поддерживая транзистор VT1 в открытом состоянии. И как результат — срабатывает электромагнитное реле К1, которое своими контактами К1.1 включает электродвигатель М1 компрессора холодильника.

Первый интервал длится дольше, чем любой из других, которые последуют в установившемся режиме, и равен t = 1,1 (R1 + R2)C1. Через резисторы R1, R2 и диод VD2 будет протекать зарядный ток конденсатора С1. Но после достижения на его обкладках напряжения 0,711п неукоснительно произойдет переключение внутреннего триггера таймера.

Логическая 1 тотчас сменится на напряжение низкого уровня, транзистор VT1 закроется, а электромагнитное реле К1 обесточится, отключив своими контактами электродвигатель компрессора холодильника. Через резистор R2, R3 и диод VD1 потечет разрядный ток конденсатора С1. И когда напряжение на его обкладках уменьшится до 0,3U_n, в схеме произойдет очередное переключение. На выходе таймера вновь появится логическая 1, транзистор VT1 откроется, и начнется новый цикл работы.

Таким образом, напряжение, периодически возникающее на выходе микросхемы DA1, вызывает срабатывание электронного ключа, нагрузкой которого служит электромагнитное реле К1. Последнее и является исполнительным устройством, включая-выключая электродвигатель холодильника. В качестве регулирующего элемента здесь выступает переменный резистор R3, устанавливая как время работы компрессора t = 0,7 (R1 + R2)C1, так и продолжительность паузы t_p= 0,7(R3 + R2)C1.

При указанных на схеме номиналах радиодеталей соотношение работа/ пауза изменяется в пределах от 10:1 до 1:10.

Входящий в таймер электронный блок питания состоит из понижающего трансформатора Т1, выпрямительного моста на диодах VD4—VD7, интегрального стабилизатора напряжения DA2 и конденсаторов фильтра С3—С5, обеспечивая на выходе неизменные +12 В.

В устройстве использованы: постоянные резисторы МЛТ-0,125 и «переменник» R2 типа СП-1 с линейной характеристикой «А»; конденсаторы КМ-6 (С2 и С3), а также К50-35 (С1 и С4) с оксидным диэлектриком. Интегральный стабилизатор КР142ЕН8Б работает в облегченном режиме, поэтому радиатор охлаждения ему не требуется. В качестве транзистора VT1 помимо КТ817А вполне приемлем более дешевый и распространенный КТ815А. Понижающий трансформатор Т1 применен от сетевого адаптера, рассчитанного на ток нагрузки 250 мА. Реле К1 автомобильное, типа 113.3747.

Таймер рекомендуется смонтировать на печатной плате из 1,5-мм односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 75×42 мм. Причем самую крупногабаритную деталь-трансформатор Т1 — желательно устанавливать снаружи, на задней стенке холодильника. А так как таймер в данном случае всего лишь вынужденный эрзац штатного терморегулятора, имеющего свои, вполне конкретные габариты, то и размеры его печатной платы могут быть изменены в зависимости от холодильника и корпуса, в который она будет вставлена, типа и компоновки деталей.

Отладку таймера целесообразно выполнять без холодильника, используя в качестве нагрузки настольную электролампу мощностью 100 Вт. Как свидетельствует практика, начинать лучше с проверки питающих напряжений.

Для того, чтобы уменьшить время срабатывания устройства на период отладки, рекомендуется в схеме мультивибратора временно заменить конденсатор С1 на меньший, емкостью 20 мкФ. При этом период включения составит 25—30 с. Затем, поворачивая ось переменного резистора R3 из одного крайнего положения в другое, следует проследить, чтобы изменение скважности импульсов мультивибратора шло плавно, в пределах 10:1 и 1:10, после чего можно перейти к градуировке шкалы переменного резистора.

Убедившись в работоспособности устройства, впаивают в схему конденсатор С1 емкостью 2200 мкФ и проверяют функционирование таймера-терморегулятора в целом, по-прежнему используя в качестве нагрузки настольную электролампу. Лишь после проведенных настроек и испытаний можно смело устанавливать готовую самоделку в холодильник.

Разумеется, нужно снять неисправный терморегулятор, предварительно отключив от электросети. Вынув пробки-фиксаторы из задней стенки и изнутри холодильного шкафа, следует вытолкнуть чувствительный элемент термосистемы в сторону обрешетки.

Затем предстоит вывести капиллярную трубку термосистемы наружу и свернуть ее в кольцо. Ослабив крепление проводов, идущих к регулятору, надо вынуть их. Выкрутив винт, следует снять ручку терморегулятора, после чего отвернуть и удалить с кронштейна сам терморегулятор, на место которого и установить самодельное электронное устройство. А так как работать ему предстоит под высоким напряжением, то нелишне еще раз все перепроверить в соответствии с принципиальными электрическими схемами таймера и базового холодильника.

Г.СКОБЕЛЕВ,

г. Курган