Circuito de ahorro de energía para dos calentadores de convección

El uso de un calefactor por la noche en invierno puede provocar noches de insomnio, piel seca y alergias. Peor aún, puede resultar un peligro para la salud debido al aumento de los niveles de monóxido de carbono en la habitación. Las personas con enfermedades cardíacas pueden tener dolores en el pecho, y los fumadores con enfermedades cardíacas corren un riesgo aún mayor.

Esto sucede porque los calefactores descomponen la cantidad de humedad presente en el aire y lo secan. Por lo que las personas que ya padecen enfermedades respiratorias pueden sentirse asfixiadas al utilizar estos calefactores durante un largo periodo de tiempo.

Los calefactores portátiles también consumen una cantidad innecesaria de electricidad cuando no se necesitan, ya que tienen un alto vataje. Este circuito simple pero útil puede ayudar a evitar todos estos problemas. Puede controlar hasta dos convectores de calefacción.

circuito y funcion

La figura 1 muestra el diagrama de bloques del circuito de ahorro de energía para convectores de calefacción. La figura 2 muestra el diagrama de circuito completo con fuente de alimentación y temporizador para los convectores de calefacción HK1 y HK2.

Conecte HC1 a través de los contactos del relé de RL1 para encenderlo durante unos 16 minutos y luego apáguelo durante los siguientes 16 minutos. De manera similar, conecte HC2 a través de los contactos del relé de RL2 para encenderlo durante aproximadamente 32 minutos y luego apáguelo durante los siguientes 32 minutos, suponiendo que el interruptor SW1 esté en la posición 1. Cuando el interruptor SW1 esté en la posición 3, el tiempo de encendido/apagado es de HC2 una hora.

El ahorrador de energía consta de un transformador reductor (X1), un regulador 7812 de 12 V (U1), un contador/oscilador CD4060B (U2), cuatro LED de 5 mm (LED1 a LED4), cuatro diodos 1N4007 (D1 a D4), dos Relés de cambio simple de 12 V (RL1 y RL2) y algunos otros componentes.

El IC CD4060 requiere componentes de temporización externos para hacer oscilar el reloj en el pin 11. El capacitor de temporización está conectado al pin 9 y la resistencia de temporización está conectada al pin 10. Con componentes de temporización de resistencia (R1) y capacitor (C4), U2 oscila y proporciona salidas de retardo basadas en los valores de los componentes.

El pin 12 del IC es el pin de reinicio. IC solo oscila cuando el pin de reinicio está en el potencial de tierra. Por lo tanto, un condensador de 0,1 µF y una resistencia de 82 kilo ohmios están conectados para restablecer el IC en el encendido para iniciar la oscilación.

El IC tiene diez salidas, numeradas de la Q3 a la Q13 (falta la Q10), cada una de las cuales puede generar alrededor de 10 mA de corriente a un voltaje ligeramente menor que el Vcc. La salida Q10 no se utiliza por lo que se puede obtener el doble del tiempo de Q11. Cada salida de Q3 a Q13 pasa a nivel alto después de que se completa un ciclo de reloj. El tiempo máximo está disponible en la última salida Q13. Pero durante este tiempo, otros también están dando un alto rendimiento en función de su tiempo.

El circuito usa solo cuatro salidas: Q3 (pin 7), Q11 (pin 1), Q12 (pin 2) y Q13 (pin 3). El pin de salida 7 se usa para hacer parpadear el LED4 para indicar que el circuito está oscilando. El pin de salida 1 se usa para conectar el convector de calor HC1 a través del transistor del controlador de relé T1. LED1 y R4 están conectados a la base de T1. El pin 1 está alto durante 16 minutos y luego bajo durante 16 minutos y el ciclo se repite una y otra vez. En consecuencia, HC1 estará encendido durante 16 minutos y apagado durante 16 minutos. LED1 encendido significa que HC1 está encendido.

De manera similar, los pines de salida 2 y 3 se usan para conectar HC2 a través del interruptor SW1 y el transistor controlador de relé T2. LED2 y LED3 están conectados a la base de T1 a través de resistencias en serie R5 y R6, respectivamente. El pin 2 estará alto durante 32 minutos y bajo durante los siguientes 32 minutos, suponiendo que el interruptor SW1 esté en la posición 1. Después de eso, el ciclo se repite. En consecuencia, el convector de calentamiento HK2 está encendido durante 32 minutos y apagado durante 32 minutos. LED2 encendido significa que HC2 está encendido.

El pin 3 se pone alto durante una hora y bajo durante la próxima hora cuando el interruptor SW1 está en la posición 3. Después de eso, el ciclo se repite. En consecuencia, el calentador de convección HC2 está encendido durante una hora y apagado durante la hora siguiente. LED3 encendido significa que HC2 está apagado.

Los períodos se basan en la relación:

La frecuencia fundamental
F_osz=1/2,5 (R1xC4) en hercios

Donde R1 es la resistencia en el pin 10 en ohmios y C4 es la capacitancia en el pin 9 en faradios. Por ejemplo, si R1 es 1 megaohmio y C4 es 0,22 µF, f_osz es 1/2,5 (1 000 000 × 0,000 000,22) = 1,8 Hz. Si la salida seleccionada es Q3, entonces 2^norte es 2³=8. Por lo tanto, el lapso de tiempo (en segundos) es t=2^norte/1,8 Hz = 8/1,8 = 4,4 segundos.

Si tanto HC1 como HC2 están encendidos durante 12 horas con este circuito, los convectores estarán encendidos solo la mitad del tiempo, es decir, solo 6 horas por día. Entonces, el consumo de energía de HC1 y HC2 por día es solo la mitad.

construcción y prueba

En la Fig. 3 se muestra un diseño de PCB de tamaño completo para el ahorrador de energía del convector del calentador y en la Fig. 4 se muestra el diseño de sus componentes. Después de montar el circuito en la PCB, colóquelo en una caja de plástico adecuada. Las conexiones para los convectores HC1 y HC2 deben fijarse en la parte posterior de la caja.

Descargar PDF de diseño de PCB y componentes: haga clic aquí

SC Dwivedi es ingeniero de laboratorio en EFY