サーモコントローラとは
サーモコントローラ（Thermo controller）とは、電気ヒーターやクーラーユニットにON/OFFの信号を出して、対象の温度を一定に保つ機器または部品です。
制御用基板、電源、センサー接続口、ヒーター接続口、クーラー接続口などが備わっています。
設定温度付近でON/OFFのみを行うような安価な機器から、微妙な温度変化を検知して、設定温度付近ではONの制御信号を減らしてOFF信号を多めに出し、設定温度から離れている場合はON信号を多めにしてOFF信号を少なめに出し、設定温度付近を維持するPID制御プログラムが組み込まれている高価なものまであります。
サーモコントローラの使用用途
サーモコントローラの使用用途ですが、安価なものは、小型の水槽の温度を制御する場合など、可変温度範囲が狭かったり、制御機器が小型であったりする場合に良く用いられています。
高価なものは、可変温度範囲が広く、制御機器が極めて大きかったり、高精度の温度維持が求められたりする場合に良く用いられており、調査、実験、試験などに用いる機器に組み込まれています。
ホームセンターで手に入る環境制御キット、生物学や医学の分野で用いられる分析器や恒温器、石油化学や食品関連の施設設備の制御機器に欠かせないコントローラです。
サーモコントローラの原理
サーモコントローラの原理と特徴について記述します。
ON/OFF制御型のサーモコントローラは、温度センサーの信号を温度に変換して、設定値に対して足りない場合はON信号を出し、設定値を超えた場合はOFF信号を出すことで、ヒーターやクーラーを動かすことで対象物の温度を一定に保ちます。
制御プログラムを用いたデジタル式と温度変化に応じてスイッチを動かすアナログ式があります。
高価かつ高精度のサーモコントローラは、PID制御型が主流となっています。
PID制御(Proportional-Integral-Differential Controller)とは、現在温度と設定温度の差に比例した出力を出す比例動作（Proportional Action）に、その温度差の積分値に比例する出力を出す積分動作（Integral Action）を加え、温度差の微分に比例した出力を出す微分動作（Derivative Action）を引いた値に基づいて、出力電圧波形のパルス幅変調(pulse width modulation)を行い、ヒーターやクーラーの出力を調節することです。
具体的に説明すると、できうる限り早く設定温度に近づき（比例動作）、設定温度付近での加熱と冷却のし過ぎを修正し（積分動作）、設定温度付近での温度の増減を抑える（微分動作）制御のことで、比例動作はアクセルを踏む動作、積分動作はアクセルを調整する動作、微分動作はブレーキを踏む動作に例えられます。
参考文献
https://metoree.com/categories/2496/
https://www.yukisako.xyz/entry/pid_control
http://energychord.com/children/energy/pe/inv/contents/inv_pwm_tri.html