Termostato proporcional (ART1052S)

Utilizando un circuito integrado especialmente diseñado para controles de potencia este circuito puede ser de gran utilidad en el mantenimiento de temperatura de invernaderos, cámaras de secado y en otros ambientes en que se desea mantener la temperatura constante. La potencia máxima controlada del elemento de calentamiento depende únicamente del Triac elegido. Los pocos componentes usados y el rendimiento de este circuito lo hacen ideal para aplicaciones profesionales.

   El circuito integrado TDA1023 fue especialmente desarrollado para controlar el ángulo de conducción de Triacs en función de la resistencia presentada por un sensor. Si este sensor es un NTC (Negative Coefficient Resistor) tendremos un eficiente control de temperatura para un elemento de calentamiento usado como carga.

   Lo que proponemos con este proyecto es una aplicación práctica sugerida por la propia fábrica del circuito dedicado, y que por lo tanto tiene toda la confiabilidad posible.

   En esta aplicación es posible controlar un elemento de calentamiento a partir de un sensor resistivo, manteniendo así la temperatura de un ambiente constante.

   Se debe recordar que en este tipo de aplicación existe la histéresis dada por la respuesta del elemento sensor, tanto en función de su tipo (capacidad térmica, etc.) como en función de su ubicación. Así, el mantenimiento de la temperatura será siempre mantenido dentro de cierta franja y no en un valor, como sugiere la figura 1.

 


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   La anchura de esta banda, es decir, las temperaturas entre las cuales el ambiente va a oscilar depende entonces de diversos otros factores además del propio desempeño del circuito.

 

    COMO FUNCIONA

   El elemento sensor es un NTC que debe tener una resistencia de aproximadamente 10 k ohms cerca de la temperatura que se desea mantener en el ambiente.

   El potenciómetro P1 hace el ajuste de la potencia que será aplicada en el elemento de calentamiento a la temperatura deseada, o sea, permite ajustar la temperatura en el ambiente en el valor deseado.

   D1 y R2 proporcionan la alimentación del circuito integrado directamente desde la red de energía de 220 volts. Los valores se pueden cambiar si la red es de 110 volts.

   La señal de control para el triac se obtiene a partir del pin 3, habiendo una resistencia de limitación de corriente en serie con la compuerta.

   El triac utilizado puede ser el TIC226 para 8 amperios que sirve para la mayoría de las aplicaciones en las que los elementos de calentamiento de media potencia deban ser controlados.

   Los capacitores conectados en el circuito integrado sirven tanto de desacoplamiento y filtrado.

      

MONTAJE

   En la figura 2 tenemos el diagrama completo del termostato.

 


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   La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 3.

 


 

 

   El Triac es del tipo TIC226D para la red de 220 volts y debe estar dotado de un buen radiador de calor. Los capacitores electrolíticos deben tener tensiones de trabajo de 15 volts o más.

   Los resistores deben tener potencias de acuerdo con la lista de material con atención para R3 que debe ser de alambre con al menos 5 vatios de potencia.

   El sensor es un NTC de pequeña capacidad térmica de 10 k ohms a la temperatura ambiente. Este sensor se puede conectar lejos del circuito, pero si el cable es demasiado largo debe ser blindado.

   P1 es el potenciómetro de ajuste que puede tanto quedar en el panel de control como también puede ser un trimpot incrustado en el propio montaje si el equipo se utiliza en una sola temperatura.

   Como el circuito está directamente conectado a la red de energía todos los cuidados deben ser tomados con las conexiones principalmente del sensor que no debe quedar expuesto. Los choques peligrosos o cortos pueden ocurrir si no se toman precauciones con aislamientos.

 

   PRUEBA Y USO

   Para ajustar el aparato, se debe tener un termómetro como referencia y actuar sobre p1 hasta obtener la temperatura deseada en el ambiente en que el sistema va a ser utilizado.

   Recuerde que hay un buen tiempo de respuesta para que el NTC equilibre su temperatura con el ambiente lo que requiere una buena dosis de paciencia en este ajuste. También es necesario recordar que dependiendo de las características del ambiente y del sensor no será posible obtener una banda estrecha de oscilaciones de la temperatura.

   Si esta banda es muy ancha para su aplicación (digamos unos 5 grados centígrados) y el lector desea menos (2 grados o menos) será necesario volver a estudiar el posicionamiento del sensor.

   Una vez hecho el ajuste es sólo usar el aparato.

   

   Semiconductores:

   CI-1 - TDA1023 - circuito integrado

   TRIAC - TIC226D - Triac para 8 amperios x 400 V

   D1 - 1N4007 - diodo rectificador de silicio

  

Resistores

   R1 - 10 k ohms 1/2 W

   R2 - 180 ohms x 1/2 W

   R3 - 6,8 k ohms x 5 W

   R4 - 100 ohms x 1/2 W

   P1 - 22 k ohms - pote o trimpot

   NTC - NTC de 10 k ohms - ver texto

   

Capacitores:

   C1 - 220 uF / 25 V - electrolítico

   C2 - 100 nF - poliéster

   C3 - 47 uF / 25V - electrolítico

   Varios: Placa de circuito impresso, caixa para montagem, fios, solda, botão para o potenciômetro, radiador de calor para o triac, etc.