Термореле KSD 9700: вносим посильный вклад во всемирное потепление

Очень часто для разных поделок хочется терморегулировки — чтобы либо при перегреве врубался вентилятор-кулер, либо, наоборот, отключалось питание и прибор остыл сам. Можно заняться «ардуинством», привлечь умные датчики типа Dallas DS18B20 — но часто нужно «дубовое», бесхитростное, дешёвое и надёжное решение

Опишу такое, заодно расскажу о своём вкладе во всемирное потепление.



Недавно на просторах Алиэкспресса наткнулся на такие вот биметаллические терморегуляторы, рассчитанные на ток до 5А / 220V. Китайская промышленность выпускает их в различных номиналах: сначала попались регуляторы от 40°C, потом дозаказал такие же, рассчитанные на 25°C. Бывают ещё похожие в пластиковом корпусе, но я заказал в металле:





В продаже есть реле как «NC» («normally closed» = должны пропускать ток до достижения пороговой температуры, потом рвать цепь, пока остывают до температуры перезарядки), так и «NO» («normally open»). Что меня удивило, так это то, что таблицы температур срабатывания у обоих типов реле на странице лота идентичны — по уму, у реле типа «NO» должно быть по-другому.

Что ещё забавнее — реле из лота 25С-NO и лота с пометкой «NC» работают ОДИНАКОВО — пропускают ток, пока холодные, и рвут цепь, когда нагреваются.

Даташит предполагает, что реле бывает только нормально замкнутого типа, ассортимент Чип&Дип подтверждает. Но есть и противоположные свидетельства. Вот такая китайская лотерея — я-то в неё выиграл в итоге, а повезёт ли вам — вопрос. Допрашивайте продавцов с пристрастием перед покупкой, указывайте на случай диспута пожелания к типу реле в комментариях к заказу, чтобы продавец не отвертелся.

Маркировки типа реле на корпусе нет, маркировка от партии к партии гуляет, как видно на фото.

Реле 60°C включается обратно при температуре 45°C (плюс-минус 10°C), реле 40°C — 25°C, реле 80°C — на 65°C. Реле на 25°C я покупал у другого продавца, который не выкладывал спецификаций но, по ощущениям, тут принцип соблюдается — реле перезаряжается, когда температура падает примерно на пятнадцать градусов от номинальной.

Точных замеров не получилось сделать, т.к. подходящих градусников с нужными рабочими диапазонами в доме не нашлось. Инерционность прогрева и охлаждения металлического корпуса тоже добавляют мороки. Впрочем, проверки со льдом, кипятком и тёплой водой показали, что реле работает скорее правильно:



Реле герметично (залито компаундом), но металлический корпус находится под напряжением. Реле продаются с изоляцией из силиконовой трубки, но она однозначно коротковата. Контактные провода очень куцые, их концы залужены. Изоляция очень жёсткая и прочная, жилы — не из меди, а, скорее, стальные, сечением, на глазок, 0,5мм2.

Сопротивление замкнутого реле — менее 0,1 Ом, разомкнутого, в зависимости от образца — от 280 КОм до 1+ МОм (не держите щупы мультиметра пальцами — намеряете сопротивление своей тушки, как я).

А теперь к моей задаче. Мы с соседями поставили во дворе 3 шлагбаума, поскольку наш дом попал в зону платной парковки в столице. Шлагбаумы стали насущной необходимостью — владельцы авто за 2-3 миллиона не наскребают 40 руб. на оплату парковки и стремятся спрятать свои телеги в любую щель — на газон, впритык к подъезду — где угодно.

Мы поставили шлагбаумы марки Doorhan с GSM-модулем. Шлагбаумы, в целом, нормальные, но этой зимой мы столкнулись со сложновоспроизводимым багом — GSM-модули изредка теряли сеть, и даже передёргивание питания не помогало.

Вам бы понравилось, если сто соседей бы с утра вам позвонили и написали в Messenger «чота шлагбаум поломался, когда починим?» То-то же.



Было перепробовано всё — замена модулей по кругу, замена SIM-карт на промышленные, рассчитанные на работу до минус сорока — проблема оставалась. Потом пришло озарение — частота появления проблемы была обратно пропорциональна интенсивности использования выезда. Шлагбаум на главном проезде не вис никогда. Второй вис за зиму два раза, самый редко используемый — раза четыре. Пришла идея, что электроника согревается теплом от мотора, который поднимает и опускает стрелу — чем чаще дёргают мотор, тем теплее в отсеке. Самый же редко используемый шлагбаум в сильные заморозки «давал дуба».

Осталось найти «грелку» небольшой мощности, на питание 220В, которая бы согревала «мозги» шлагбаума по необходимости. В качестве грелки взял самые маломощные лампочки G9 на 20Вт. Всё, что менее мощное, рассчитано уже только на 12В.



Керамических коннекторов G9 в продаже не нашлось, поэтому припаялся сразу к «ножкам» лампочек. (Очень рекомендую заранее укутать их в плёнку, чтобы не заляпать флюсом и не раскоцать, пока работаете).



Надставляем куцый хвост у реле отрезком провода, всё лудим и спаиваем. Места пайки — в термоусадку. В неё же упаковываем корпус реле вместе с родной силиконовой изоляцией. Понятное дело, что это добавит температурной инерционности, но электрическая изоляция важнее.

Пока реле горячее от термоусадки, проверяем конструкцию. Лампа, ожидаемо, не горит.



Остужаем реле на скорую руку в морозилке и проверяем снова:





Реле срабатывает, лампа светит, и что и требовалось — греет своими двадцатью ваттами.

Теперь остаётся найти клок минеральной ваты и отрезок какой-нибудь термостойкой трубки, чтобы упаковать в них лампы. (Если не упаковать, лампа может проплавить пластик или треснуть от локального перегрева). Лампы отправятся каждая в свободный угол своего бокса с GSM-модулем, ждать следующей зимы, отапливать улицу и вносить свой вклад во всемирное потепление.



Update: в комментариях меня аргументированно убедили выкинуть галогенки и поставить проволочные цементные резисторы. В результате поставил резисторы 6,8 КОм, которые рассеивают около 10 Вт. Чтобы перестраховаться, резисторы взял с маркировкой 20 Вт: