Автоматическая пекарня

Приготовление  домашней хлебобулочной  выпечки  состоит из приготовления теста по рецепту и выпечки его в печи.
Не все электропечи имеют электронное или контактное термореле по поддержанию необходимого уровня температуры в жарочном шкафу. Поддерживать температуру возможно и механическим датчиком температуры, как у утюга, но точность такого устройства не превышает десяти – двадцати процентов.

Электронные устройства отличаются точностью на порядок выше.
Следует заметить, что отключение электронагревателей - по времени, не приводит к полному снижению температуры, ввиду инерционности работы нагревательных элементов жарочного шкафа.
Не следует помещать выпечку в шкаф без предварительного прогрева при заданной температуре.

Данное электронное устройство позволяет установить требуемую температуру в жарочном шкафу, при номинальной мощности нагревательных элементов. Какие либо изменения в цепи коммутации нагревательных элементов жарочного шкафа, (переключатель мощности, биметаллический датчик и др.)  вносить не требуется, достаточно установить ключевые элементы схемы в разрыв одной из цепей питания с соблюдением ТБ.

Не следует забывать, что цепи регулятора находятся под потенциалом электросети и должны быть недосягаемы при включенном состоянии.
Силовая цепь на симисторе  может устанавливаться на задней стенке электропечи, для близкой связи с электротенами нагрева духового шкафа и силовыми цепями.

Характеристика устройства:
Напряжение сети 180-240 Вольт
Суммарная мощность нагревателей до 2200 ватт.
Поддержание температуры 1% от заданной.
Инерционность 5град/мин

Электронное устройство позволяет регулировать мощность нагревательных элементов и устанавливать требуемую для работы температуру жарочного шкафа с помощью регулятора мощности.
Температура поддерживается электронной схемой при использовании термодатчика RK1.

Принципиальная схема состоит из генератора  импульсов на аналоговом таймере DA1 с широтно-импульсным регулятором мощности R2 и силовом ключе на биполярном транзисторе VT1.

Стабилизация температуры жарочного шкафа  выполнена на микросхеме DA2  - регулируемым параллельным стабилизатором напряжения, установленным в цепи отрицательной обратной связи, состоящей из датчика температуры RK1 и усилителя рассогласования на параллельном стабилизаторе DA2.

Гальваническое разделение электронной схемы поддержания температуры  жарочного шкафа и  силовой цепи регулирования мощности выполнено тиристорной оптопарой U1.

Цепь регулирования мощности установлена в разрыв сетевого питания нагревательных элементов  EK1 и состоит  из мощного симистора VS1 и внешних  помехоподавляющих цепей С7R14.

Управление углом  задержки включения симистора выполняется через диодно-тиристорную оптопару U1, в дополнительные функции которой входит гальваническое разделение сетей с низким и высоким напряжением питания. Светодиод индикации HL2 указывает на рабочее состояние устройства и наличие напряжения на нагрузке.

Генератор прямоугольных импульсов выполнен на аналоговом таймере DA1 в состав которого входят: два компаратора, внутренний триггер, выходной усилитель для повышения нагрузочной способности, ключевой разрядный транзистор с открытым коллектором. Частота и скважность импульсов генератора задаётся внешними цепями. Схемой предусмотрен вариант регулировки скважности импульсов при неизменной частоте. Частота изменяется с целью поддержания температуры. Компараторы таймера переключают внутренний триггер при достижении уровня порогового напряжения на конденсаторе С2 в 1/3 и 2/3 Uп.

Назначение выводов микросхемы DA1 таймера: выводы 1-8 питание, 2-6 входы нижнего и верхнего компаратора. Вывод 3 – выход, высокий уровень зависит от положительного уровня на выводе 4 –входа сброса  и низкого уровня на внешнем конденсаторе С2. При уровне напряжения на конденсаторе выше 2/3 питания  внутренний триггер переключает выход 2DA1 на низкий уровень, при этом  внутренний транзистор по входу 7 открывается и конденсатор С2 разряжается через цепь С2R2VD2 R4.

Стабилизировать заданную температуру позволила модификация напряжения на выводе 5 таймера DA1 - выводе контрольного напряжения, прямого доступа к точке делителя напряжения верхнего компаратора микросхемы DA1 таймера. Повышение температуры приводит к снижению сопротивления датчика температуры RK1 и повышению напряжения на управляющем электроде 1 параллельного стабилизатора DA2, что ведёт к ключевому переключению в открытое состояние.

Резистор R6 позволяет при настройке выставить верхний предел температуры нагрева.
Напряжение на входе делителя верхнего компаратора 5DA1 снижается при превышении температуры, что приводит к изменению частоты генератора и снижению мощности в нагрузке. Конденсаторы С1, С3, С4, С6, С7 снижают уровень дестабилизирующих помех.

Контроль высокого уровня на выходе 3 таймера DA1 выполнен на светодиоде HL1 с ограничивающим резистором R8. Свечение указывает на наличие импульсов.

Питание электронной схемы  выполнено на маломощном сетевом трансформаторе Т1  с выпрямителем переменного тока на импульсных диодах VD3-VD4 и конденсаторе фильтра С5. Питание таймера DA1 и резисторов моста  выполнено от аналогового стабилизатора DA3.
Источник питания выполнен на силовом трансформаторе Т1 с выпрямителем на диодах VD3, VD4.

Резистор R12 в цепи коллектора  транзистора VT1  ограничивает импульсный ток через светодиод оптопары U1. Резистор R9 снижает  ток управления через транзистор VT1 до паспортной величины, R11 - ток эммитера.
Резистор R13 защищает тиристор оптопары от импульсных экстротоков.

Наладку схемы управления и силовой цепи желательно выполнить по отдельности.

Собранную на печатной плате электронную схему управления следует подключить без цепей симистора, движки  резисторов R2,R6,R7 установить в среднее положение, подать напряжение на схему  выключателем  SA1, Светодиод HL1 должен индицировать работу генератора. В собранную схему силовой цепи  симистора  вместо штатного нагревательного элемента временно устанавливается контрольная лампочка накаливания 220 вольт 100ватт. К симистору подключаются цепи управления с диодного моста VD5.

С соблюдением техники безопасности  подается напряжение сети через автоматический выключатель SA1. Контрольная  лампочка должна гореть в соответствии с положением регулятора  мощности R2, яркость регулируют от минимальной до максимальной, при среднем положении движков резисторов R6,R7. Приложив датчик температуры RK1 к нагретой лампочке проверяется цепь поддержания температуры по снижению яркости лампочки, и чувствительность по положению движка резисторов R6,R7.

Врезку схемы в цепь питания штатных нагревателей следует выполнить электрофицированому  персоналу. Плата с радиодеталями схемы  крепится вертикально, ручки регулятора мощности выводятся наружу  через отверстия в корпусе. Терморезистор RK1 оборачивается слюдяной прокладкой и крепится скобой на задней стенке жарочного  шкафа, предварительно защитную стекловату в месте крепления развести и затем закрыть. Провода подключения термодатчика должны выдерживать температуру не ниже 200 градусов, и иметь стеклованную поверхность.

Транзистор VT1-замена КТ312Б.
В схеме применены радиодетали от старых мониторов  и радиоаппаратуры. Резисторы типа МЛТ -0,125, СП-3,  конденсаторы типа К 50-18, КМ, К73.
Аналог микросхемы DA1 тип 555.
Вместо оптопары U1 подходит АОУ160А с корректировкой выводов на печатной плате.
Диоды VD3- VD4  рассчитаны на ток в один ампер, мост  VD5  в 300 мА, 250 вольт.
Симистор можно заменить на  ТС122-25 с радиатором, защищённым от доступа людей.
Трансформатор  применён на выходной ток  не менее 300 мА  и напряжение в 12-14 вольт переменного тока - от адаптеров.

Литература:
1. И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы, СОЛОН -Пресс.Москва 2003г.
2. В.Коновалов.  Автоматика для тостера.Радиолюбитель 12/2007 стр 14-16.
3. В.Коновалов.  Бесперебойное освещение гаражно-подвальных помещений. Радиолюбитель 02/2009.

Теги:

• Sprint-Layout