Jäävaroituspiiri autoille

Laitteet, jotka reagoivat ilmakehän tai nestelämmön vaihteluihin, on helppo rakentaa termistoreiden helpon saatavuuden vuoksi. Tämä auton jäävaroituspiiri kertoo miten asenna termistori kuin anturi piirissä, joka vilkkuu jatkuvasti varoitusvaloa heti, kun ilman lämpötila laskee noin 0 ° C: seen.

Miksi jäätyvät tiet ovat vaarallisia

Jää, erityisesti musta jää, on yksi vaarallisimmista olosuhteista, joihin autoilijat voivat helposti kohdata kylminä kuukausina. Silloinkin, kun ulkona ei välttämättä näytä liian kylmältä, lumi voi silti laskeutua kaduille, mikä saattaa jäätyä hitaasti. Musta jää voi olla erityisen vaarallinen yöllä ja aamuisin, lähinnä siksi, että se voi näyttää kostealta kadulta jäisen sijasta. Musta jää on uskomattoman vaikeasti saavutettavissa, mikä tarkoittaa ajoneuvolle, että se voi helposti päätyä liukastumiseen ja onnettomuuksiin.

Tämä mielessä tämä piiri kehitettiin, jota voidaan käyttää hälytyssignaalin saamiseksi lämpötilan suhteen joka voi pudota pakkaselle. Tai ehkä, kuten tässä projektissa selitetään, piiri voi olla tottunut varoittamaan auton kuljettajaa jäätyneiden katujen suhteen.

Muotoilu

Parin lisäksi bipolaariset transistorit , npn- ja pnp-tyyppi, piiri käyttää lisäksi 3 muuta puolijohdelaitteiden muotoa. Ensinnäkin termistori , johon liittyy pieni määrä puolijohtavaa ainetta, on itse asiassa lasikapseloitu negatiivinen lämpötilakerroin (NTC) -tyyli.

Sen pienet mitat auttavat sitä reagoimaan nopeasti lämpötilan vaihteluihin, kun taas lasisuojus suojaa puolijohdetta nesteiden sähköä johtavilta ominaisuuksilta, jotka voivat muuten tuottaa harhaanjohtavia tuloksia.

Huomaa, että n.t.c. termistorin mukana tulee sähkövastus, joka nousee lämpötilan laskiessa. Myös op-vahvistimen IC mikä on suositeltava 741-tyyppi, sitä käytetään herkkänä jännitteenmuutosanturina Wheatstonen sillan ympärillä. Yksi varsi koostuu termistorista.

Termistori voi olla mikä tahansa 100K NTC-termistori.

Lopuksi a LED-lamppua käytetään indikaattorina joka vilkkuu varoitussignaalilla. Tämä valo on kompakti, tukeva ja kuluttaa vain vähän virtaa valaisemiseen.

Piirin kuvaus

Pakkashälytyksen koko piiri on esitetty yllä olevassa kuvassa. Sitä ohjaa 12 V: n auton akun jännite. Vaihtoehtoisesti muille sovelluksille 9 V: n akku saattaa riittää piirin ajamiseksi.

Piiri koostuu periaatteessa parista elementistä, jotka on jaoteltu katkoviivalla. Tämän rivin vasemmalla puolella näkyy lämpötilaherkkä Wheatstonen silta, jonka ulostulon havaitsee op-vahvistin, joka toimii kuten a differentiaalivahvistin .

Pisteviivan oikealla puolella on kaksitransistorinen oskillaattori, joka värisee LEDiä heti, kun termistori ulottuu ennalta asetettuun lämpötilaan.

Wheatstonen silta sisältää vastukset R1 ja R2, jotka kiinnittävät jännitteen op-vahvistimen käänteisliittimeen noin 8 V: iin maajohtoon nähden (12 V: n akulle). Esiasetettu VR1 ja termistori RTH1 luovat sillan toisen varren.

Tämä johtuu siitä, että termistori on NTC-eritelmä, huomaat lämpötilan laskiessa sen vastuksen kasvaessa, jolloin nastan 3 jännite nousee suhteellisesti.

Kun tämä jännite vain ylittää nastan 2 vertailutason, op-vahvistimen lähtö muuttaa tilaa ja kääntyy nollasta positiiviseen jännitteeseen.

Lämpötila, jossa lähtö liikkuu dramaattisesti positiiviseksi, voidaan määrittää säätämällä esiasetettua VR1: tä. Nopea jännitteen kasvu lähtöliitännässä op amp kääntää oskillaattoria katkoviivan oikealla puolella. Vastus R3 käyttää tätä jännitettä transistorin TR1 alustan kytkemiseen.

Kondensaattori C1 auttaa antamaan positiivisen palautteen, joka on välttämätön matalataajuisten amplitudien pitämiseksi. PNP-transistori TR2 kytkee LED-virran kollektoriliittimeen yhdessä lasketun sarjavastuksen R5 kanssa, joka rajoittaa LEDiin tulevaa virtaa maksimiarvon alapuolella.

LED vilkkuu taajuus määritetään jossain määrin sen omalla vastuksella, vaikka se on säädettävissä halutulle tasolle valitsemalla sopiva suuruus Cl: lle. Transistoreiden TRI ja TR2 on oltava täydentävät ottelut, jotta piiri toimisi optimaalisesti.

VIRTAKOKOUS

Jokainen elementti, joka estää akun, kytkimen ja LED: n, voitaisiin koota 0,1 tuuman matriisin Veroboardin yli, kuten alla on osoitettu, vaikka todellinen muotoilu voi hyvin riippua käyttäjän ostamien osien todellisesta mittakaavasta.

Termistori tulee sijoittaa kaukana mahdollisista lämmönlähteistä tai moottorista. Sen tulisi olla lähellä auton lattiaa, jotta hallaisten jäisten laikkujen lämpötilat voidaan tunnistaa helpommin vain muutaman metrin päässä olevilla teillä.

Termistori on suojattava mahdollisilta vesiroiskeilta tai sade , koska veden haihtumisesta johtuva jäähdytysvaikutus saattaa aiheuttaa sen lämpötilan äkillisen laskun todellisen ympäröivän lämpötilan alapuolelle, mikä johtaa vääriä hälytyksiä.

Termistorin tehokas sijoittelu on etupuskurin takaosassa, mutta vielä parempi paikka voitaisiin tunnistaa auton tyypistä riippuen. Kun termistorin oikea sijoitus on löydetty, sinun on määritettävä termistorin ja ohjauspiirin välinen tarvittava johdinetäisyys.

Ole varovainen juottaessasi jatkojohtoa termistoriin johtuen siitä, että juotetut liitokset on suojattava holkeilla suojaamaan vesikontaktilta. Lämpökutistuvalla omaisuudella varustetut hihat voivat toimia parhaana vaihtoehtona.

Termistori on sementoitava lyhyen muoviputken pintaan sen varmistamiseksi, että vaikka ilman päästetään virtaamaan sen ympärille, se pysyy poissa mahdollisista vesiroiskeista.

Melkein mitä tahansa pientä muovilaatikkoa voidaan käyttää piirin sulkemiseen ja myös sijoittamiseen turvallisesti jonnekin auton kojelaudan taakse. Kolme lähtöjohtosarjaa tulisi sulkea laatikko läpiviennin kautta: pari johtoa menee akkuun, 2 termistoriin ja 2 LEDiin.

Valitse viivasta sijainti, joka voi olla sopivin visualisoida LED vilkkuu . Poraa reikä LEDin kulkemiseksi tavalla, joka mahdollistaa helpon työntämisen muovisen läpiviennin läpi.

LED tulisi liittää tarkasti piiriin, jotta se TR2 pystyy käynnistämään sen oikein eteenpäin suuntautuvalla esijännitteellä.

Voit helposti tunnistaa LED-anodinastan ohmialueelle asetetun yleismittarin kautta. Ennen piirin lopullista asentamista auton sisälle tulokset on vahvistettava todellisella jäälämpötestauksella.

KALIBROINTI

Murskaa vähän jäätä kulhoon, kunnes se muuttuu puoliksi nestemäiseksi. Varmista, että jää on todella sulamisolosuhteissa, mikä antaa testille vaaditun 0 ° C: n tason. Varmista vielä, että tarkista lämpötila lämpömittarilla, jos pääset siihen.

Upota termistori sulavan jään sisälle ja hienosäädä esiasetettua vastusta, kunnes LED alkaa vain sykkiä. Poista termistori jäähdytetystä vedestä ja saatat huomata, että kun termistorin lämpötila nousee ylös, LED lopettaa vilkkumisen.

Vaihtoehtoisesti voit mahdollisesti valita toisen lämpötilan LEDin vilkkuvalle kynnykselle.

Piiri on melko kestävä syöttöjännitteen vaihteluille, eikä se saa LED-merkkivaloa välkkymään lämpötiloissa lukuun ottamatta asetettua. Muuten, vastus R5 auttaa myös välttämään LEDin vilkkumista usein jaksojen aikana, jolloin termistorin lämpötila on juuri lähellä asetettua tasoa. Tämä vastus tarjoaa hitaan purkureitin kondensaattorille.

Piirin mukauttaminen

Jos sinusta tuntuu tarvetta muokata virtapiiriä siten, että se antaa äänimerkin vilkkuvan LEDin sijaan, voit yksinkertaisesti tehdä seuraavan.

Muuta C1-arvoksi noin 0,1 µF (valitse arvo ihanteelliselle taajuudellesi) ja korvaa R5 yhdessä LED: n kanssa 80 ohmin pienellä kaiuttimella, jolloin C1 liitetään tässä vaiheessa suoraan TR2-keräimeen.

Jos haluat saada kaksi audiovisuaalista signaalia, tee seuraava mukautus, mutta vaihda lisäksi R4 LEDillä. Käytännössä saatat olla kiehtovaa nähdä, että todennäköisissä olosuhteissa, joissa jää on tarttumassa tielle, piiri reagoi nopeasti ja alkaa antaa sinulle hälytysvaroituksen.