Печи, камины, отопление

Как сделать инфракрасный обогреватель с сенсорным управлением и регулировкой мощности

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!

Многие из Вас наверняка пробовали делать различные обогреватели самостоятельно. Обычно для этого используется нагревательная спираль из нихромовой проволоки. Такие изделия не только весьма небезопасны ввиду открытого нагревателя, но и «сжигают» кислород в воздухе. Более практичны и долговечны кварцевые нагреватели, в которых спираль защищена стеклянной трубкой.

В данной статье автор YouTube канала «Alpha Mods» расскажет Вам, как он изготовил инфракрасный обогреватель из галогенных ламп для прожекторов. Это устройство оснащено сенсорным выключателем с тремя уровнями мощности.

Этот проект достаточно прост для повторения в домашних условиях.

Материалы, необходимые для самоделки.
— Сенсорный выключатель, XD-609 220В, три уровня мощности
— Сенсорный выключатель XD-608, XD-618
— Регулятор оборотов двигателя 220В
— Термореле
— Галогенные лампы 220 В
— Инфракрасная галогенная лампа 220В 150, 300, 500Вт, держатели галогенных ламп
— Жестяная коробка
— Припой, изоляционная лента 3M
— Каптоновый термостойкий скотч, спирт
— Теплопроводящий двухсторонний скотч 3M, радиатор с теплопроводящей клейкой лентой 14х14х5 мм.

Инструменты, использованные автором.
— MobIR Air тепловизор
— Цифровой мультиметр Mastech MS8229, токовые клещи
— Лабораторный блок питания RD6006W 60В 6A USB WiFi
— Многофункциональный измеритель параметров переменного тока
— Паяльная станция, стриппер для проводов
— Дремель, шуруповерт
— Отвертка с набором бит, линейка, маркер.

Процесс изготовления.
Как известно, КПД (излучения в видимом световом спектре) ламп накаливания очень низкий, и большая часть энергии преобразуется в тепло и тепловое (инфракрасное) излучение.

Для реализации своего проекта мастер будет использовать галогенные лампы мощностью 400 Вт. Такие лампы отлично подойдут в качестве источника теплового излучения.

Эта идея пришла в голову автору во время изготовления другого проекта, когда он подал на галогенную лампу не положенные 220, а всего 40-60 В, при этом тепловое излучение ощущалось очень хорошо.

Первым делом потребуются готовые держатели галогенных ламп, в которых они и будут защелкиваться.

Автор решил включить пять ламп последовательно, это снизит общую мощность устройства, и уменьшит «ненужный» видимый световой поток.
Чтобы узнать потребляемую мощность, и оценить тепло, излучаемое одной лампой, автор делит 220 на количество ламп, и выставляет полученное напряжение в 44 В на лабораторном блоке питания.
Подключив лампу к блоку, и дождавшись ее нагрева, потребляемый ток составил 0,74А и около 32 Вт мощности.

Теперь можно включить все пять ламп (лабораторник выдержит), соединив их параллельно. Концы проводов зачищаются стриппером.
Тут уже хорошо видно, что во время запуска потребляемая мощность составляет 240 Вт, а после прогрева ламп, и увеличения сопротивления нитей накаливания, она падает до 172 Вт. Это следует учитывать при использовании различных устройств регулировки мощности.

В качестве корпуса послужит жестяная коробка от сладостей. Немаловажным моментом при выборе корпуса являются поверхности его внутренних стенок. Они должны очень хорошо отражать свет и тепло, иначе корпус будет сильно нагреваться.

На донышке корпуса размечается средняя линия, и вдоль нее размещаются все пять держателей ламп. Разметив центры, автор высверливает отверстия для крепежных винтов.

Сначала автор собирает пробную конструкцию для проверки ее работы. Винты вкручиваются в штатные отверстия в металлических пластинах изнутри корпуса.

Излишки проводов срезаются, и патроны соединяются последовательно. Два крайних провода оставляются исходной длины.

Все скрутки необходимо пропаять.

Установив лампы в держатели, их поверхности нужно обязательно обезжирить с помощью спирта.

Для измерения потребляемой мощности, мастер включает обогреватель в розетку через многофункциональный ваттметр. У автора установлен стабилизатор 220, поэтому потребляемая мощность точно совпала с показаниями лабораторного блока питания.

Автор был вынужден использовать одну лампу мощностью 500 Вт, так как одна из пяти 400-х оказалась испорченной при доставке.
По этой причине мощность обогревателя немного выше, если все лампы будут 400-ваттными — то потребление будет 160 Вт.
Эта лампа установлена в центре обогревателя, и хорошо видно, что она меньше нагрета.

Конечно, от этого изменится и падение напряжения на лампах. Мастер демонстрирует это с помощью мультиметра.
На 400-х падение составляет 48 В, а на 500-й всего 29 В.

Перед установкой держателей внутрь корпуса, необходимо заизолировать места пайки каптоновым термостойким скотчем, и завернуть скрутки между керамическими стойками.

Обогреватель отработал несколько часов, и автор выполняет замеры температур при помощи смартфона с тепловизором. Самые нагретые зоны имеют температуру в 215°C, и находятся в области нитей накаливания.

При этом наружная часть корпуса нагрелась только до 53 градусов. Это вполне приемлемо, и к корпусу можно спокойно прикасаться.

В принципе, основная часть обогревателя завершена. Такой обогреватель можно использовать для подсушивания окрашенных изделий. Большим преимуществом перед тепловыми вентиляторами является то, что нагрев происходит из-за излучения, а не воздушного потока (в который неизбежно попадает пыль).

Теперь нужно продумать защиту от возможного перегрева.
Отличным вариантом будет включение термореле последовательно с лампами. Его нужно закрепить в верхней части корпуса.

Автор поставил термореле с граничной температурой в 50°C, и оставил устройство включенным на несколько часов. При нагреве корпуса до 50°C, обогреватель выключался и остывал.

Потребляемый ток от сети 220В, мастер измерил при помощи токовых клещей, и он составил всего 1А при запуске, и 0,7А при работе на полную мощность.

Если Вам захочется регулировать температуру, то можно использовать достаточно дешевый регулятор мощности на 220 В. Данный модуль очень часто устанавливают на небольшие станки или электроинструменты с током потребления до 10А.

Еще более интересным вариантом является использование простого электронного выключателя с «сенсором».
Сенсорный выключатель XD-609 может работать с нагрузками до 200 Вт, и имеет три уровня мощности.
Переключение уровней мощности, как и отключение устройства, выполняется касанием к желтому проводу — «антенне». Электрический контакт с проводом не нужен, схема работает в емкостном режиме.

Мастер использовал менее мощную модель выключателя, поэтому он добавил радиатор на корпус симистора. Можно взять готовый радиатор с теплопроводящей клейкой лентой, или использовать теплопроводящий двухсторонний скотч 3M.

Также нужно подобрать подходящую коммутационную коробочку, и закрепить ее на тыльной стороне корпуса.
Для силовых проводов нужно сделать отверстия в жестяном корпусе такими, чтобы они не повредили изоляцию.

Центральная часть крышки вырезается ножом, и заусенцы удаляются при помощи гравировальной машинки.

В полученную рамку можно вставить металлическую сетку, это защитит от случайного касания к лампам.
Мастер же защищает острые края высокотемпературной силиконовой трубкой, разрезанной вдоль.

Выключатель прекрасно срабатывает даже при касании к изолированной поверхности металлического корпуса, поэтому декорировать корпус снаружи можно разными негорючими материалами типа стеклоткани.
Для устойчивости можно прикрепить к корпусу основание.

Остается выполнить коммутацию согласно простой схеме, указанной на корпусе выключателя, спрятать модуль выключателя XD-609 и провода внутрь коробочки.

Во время закрепления коробки, автор прижимает кольцо сенсора к металлическому корпусу обогревателя.

Обогреватель получился достаточно легким, и его можно установить, например, на гибком штативе.

Все готово, можно проверить мощность обогревателя ваттметром во всех трех режимах.
Как видно, она составила 55, 115 и 170 Вт при том, что одна из ламп — большей мощности. Если все лампы будут 400Вт, то мощности упадут до 50, 105, 160 Вт.

Вот такой обогреватель получился у мастера. Следует учитывать, что сенсор срабатывает даже от прикосновения домашних животных к корпусу обогревателя.

Кстати, в продаже имеются инфракрасные галогенные лампы мощностью от 150 до 500Вт. На их основе можно сделать мощный и компактный инфракрасный обогреватель.

Благодарю автора за идею простого в изготовлении инфракрасного обогревателя с сенсорным управлением!

Всем хорошего настроения, крепкого здоровья, и интересных идей!
Подписывайтесь на телеграм-канал сайта, чтобы не пропустить новые статьи.

Авторское видео можно найти здесь.

Источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть