Thermostat Électronique : Un Guide Simple et Complet

 Découvrez comment fonctionne un thermostat électronique pour réguler la température. Apprenez à utiliser une sonde de température, des amplificateurs opérationnels et un générateur de courant constant pour maintenir un environnement confortable et stable.

SCHÉMA FONCTIONNEL

SCHÉMA STRUCTUREL

 

Un thermostat électronique est un dispositif essentiel pour réguler la température d'un environnement, que ce soit pour une maison, un bureau ou un appareil spécifique. Ce guide vous explique comment fonctionne un thermostat électronique utilisé pour commander un chauffage. La température de consigne, c'est-à-dire la température à partir de laquelle le chauffage s'active, est réglable grâce à un potentiomètre (P1). La température ambiante est mesurée par une sonde dont la résistance varie proportionnellement à la température.

Schéma Fonctionnel

Le thermostat électronique se compose de plusieurs éléments clés :

1. Sonde de température : C'est une résistance thermique (RT) dont la valeur change avec la température.
2. Amplificateurs opérationnels (ALI) : Ces composants sont considérés parfaits pour simplifier l'analyse (courants d'entrée nuls, résistance de sortie nulle).
3. Potentiomètre (P1) : Il permet de régler la température de consigne.

Schéma Structurel

Les amplificateurs opérationnels (ALI) sont alimentés entre +10V et -10V. La sonde de température suit la formule : $Rt = R0 (1 + a \cdot T)$

• $R0$ : Valeur de la résistance à 0°C, ici $R0 = 100 \Omega$.
• $a$ : Coefficient de température du capteur, ici $a = 0,01 /°C$.
• $T$ : Température en °C.

Générateur de Courant Constant

Un générateur de courant constant est utilisé pour maintenir un flux de courant stable à travers la sonde de température, indépendamment de la variation de la résistance. Ce montage est constitué par un amplificateur opérationnel (ALI) fonctionnant en régime linéaire.

Relation entre $V+$ et $V-$

Pour établir une relation entre le courant de sortie $I$ et les grandeurs $V_e$ et $R$, tout en garantissant que cette relation ne dépende pas de la résistance $Rt$, nous procédons comme suit :

1. Hypothèses de base :

   • Les amplificateurs opérationnels sont parfaits : courants d'entrées nuls et résistance de sortie nulle.
   • La sonde de température (RT) varie linéairement avec la température selon la formule donnée.

2. Analyse du générateur de courant constant :

   • Considérons que $V+$ et $V-$ sont les tensions aux bornes de l’amplificateur opérationnel.
   • En régime linéaire, on a $V+ = V-$.
   • Le courant de sortie $I$ est donc déterminé par la tension d'entrée $V_e$ et la résistance $R$.

GÉNÉRATEUR DE COURANT CONSTANT
Le montage qui réalise le générateur de courant constant est constitué par un ALI.,
 

Fonctionnement du Thermostat

1. Réglage de la température de consigne :

   • En ajustant le potentiomètre (P1), vous définissez la température de consigne.
   • Si la température ambiante mesurée par la sonde dépasse cette consigne, le thermostat active ou désactive le chauffage.

2. Mesure et régulation :

   • La sonde de température convertit la température ambiante en une résistance.
   • Cette résistance est ensuite utilisée par les amplificateurs opérationnels pour déterminer si le chauffage doit être activé ou désactivé.

Conclusion

Les thermostats électroniques sont des dispositifs incroyablement utiles pour maintenir une température stable dans divers environnements. Grâce à une sonde de température et à des composants électroniques comme les amplificateurs opérationnels et les potentiomètres, ils permettent un contrôle précis et fiable de la température. En comprenant leur fonctionnement, vous pouvez non seulement utiliser ces appareils plus efficacement, mais aussi les intégrer dans vos propres projets électroniques.